CN107463156A - 机器人控制*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机器人控制***，包括：多个固定终端和多个移动终端，固定终端设置在定位点上，用于发布任务信息；每个移动终端设置在一个行走机器人上，用于接收任务信息，并进行广播，以便其它移动终端感知该任务。本发明具有如下优点：能够有效地提高多机器人***控制的灵活性、可伸缩性和自组织能力，降低***的控制复杂性；由于移动终端所附着行走机器人在运动过程中会经过固定终端的多次重复校准，长距离运动的定位精度得到了极大的提升。

Description

机器人控制***
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，具体涉及一种机器人控制***。
背景技术
随着机器人在广泛应用，尤其是工业互联网概念的提出，多个机器人之间的协同工作成为机器人***的工作常态。尤其是对于行走机器人来说，由于往往其运动的距离较大，而且需要完成的任务常常是动态变化的，传统的递阶分层式结构和包容式结构很难满足现场的实际需求。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的目的在于提出一种机器人控制***，以实现高效、灵活的多机器人动态控制。
为了实现上述目的，本发明的实施例公开了机器人控制***，包括：多个固定终端，每个所述固定终端包括：任务发布模块，用于发布第一任务信息，所述第一任务信息包括任务起点位置、任务终点位置和任务内容，所述任务起点位置为发布所述第一任务信息的固定终端的位置，所述任务终点位置为所述多个固定终端中一个所述固定终端的位置；固定终端通信模块，具有第一通信范围，用于在所述第一通信范围广播所述第一任务信息；多个移动终端，每个所述移动终端设置在一个行走机器人上，每个所述移动终端包括：移动终端通信模块，用于接收任务信息，所述移动终端通信模块具有第二通信范围；驱动模块，用于驱动所述移动终端所在的行走机器人进行移动；任务维护模块，用于将收到的任务信息生成任务列表；移动终端控制模块，用于当所述任务列别为空或所述第一任务信息的优先权高于任务列表中任务的优先权时控制执行所述第一任务信息，并在执行所述第一任务信息时，以所述第二通信范围广播所述第一任务信息，以便其它移动终端控制相应的行走机器人协同完成所述任务信息。
进一步地，每个所述固定终端还包括：定位模块，用于提供所述移动终端的位置信息。
进一步地，所述第一任务信息还包括：时间戳；其中，当所述任务列表不为空时，所述任务维护模块将所述第一任务信息加入到所述任务列表中，以便根据所述时间戳的先后顺序和所述任务列表中任务的优先权选择性地执行任务。
进一步地，所述第一任务信息还包括：任务强度，用于提供所述第一任务信息所需的行走机器人执行次数；其中，每个行走机器人从所述任务起点位置移动所述任务终点位置后完成一次执行次数。
进一步地，每个所述固定终端还包括：第一识别模块，用于识别所述第一通信范围内的移动终端；方向校正模块，用于根据广播所述第一任务信息的移动终端的当前位置、当前移动方向和任务终点位置对所述当前移动方向进行校正。
进一步地，所述多个固定终端均处于其它固定终端的第一通信范围之外。
进一步地，所述移动终端控制模块还用于：当所述任务列表为空且未收到任务信息时，通过所述驱动模块控制行走机器人在预设范围内进行移动。
进一步地，每个所述移动终端还包括：第二识别模块，用于识别所述第二通信范围内的其它移动终端；其中，所述控制模块还用于当所述任务列表为空且未收到任务信息时，通过所述驱动模块控制行走机器人在向远离所述第二通信范围的方向移动。
根据本发明实施例的机器人控制***，通过附着在定位点上的固定终端和附着在行走机器人上的移动终端相配合的形式进行分布式控制，通过多个终端之间信息的沟通，实现高效、灵活的多机器人动态控制，降低了多机器人***控制的复杂性，提高了***控制的灵活性、可伸缩性和自组织能力。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一个实施例的机器人控制***的布置示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
以下结合附图描述本发明。
图1是本发明一个实施例的机器人控制***的布置示意图。如图1所示，本发明实施例的机器人控制***，包括多个固定终端110和多个移动终端120。
其中，固定终端110设置在定位点上。固定终端110包括任务发布模块和固定终端通信模块。任务发布模块用于发布第一任务信息。第一任务信息包括任务起点位置、任务终点位置和任务内容，任务起点位置为发布第一任务信息的固定终端的位置，任务终点位置为多个固定终端中一个固定终端的位置。固定终端A发布一个任务信息，从固定终端A运送六个物件到固定终端B。
在本发明的一个实施例中，固定终端110还包括定位模块，用于提供固定终端110的位置信息，以根据位置信息发布相应的任务信息。在本发明的一个示例中，每个固定终端110具有唯一的编号，每个编号对应有相应的位置信息，例如地图坐标信息。例如从位置A(位置A对应固定终端A和编号A)遇到物件到位置B(位置B对应固定终端B和编号B)
每个移动终端120设置在一个行走机器人之上，行走机器人用于完成在多个固定终端上发布的任务。每个移动终端120包括移动终端通信模块、驱动模块、任务维护模块和移动终端控制模块。其中，移动终端通信模块用于接收任务信息。驱动模块用于驱动移动终端110所在的行走机器人进行移动。任务维护模块用于将收到的任务信息生成任务列表。移动终端控制模块，用于当任务列表为空或第一任务信息的优先权高于任务列表中任务的优先权时控制执行第一任务信息，并在执行第一任务信息时，以第二通信范围广播第一任务信息，以便其它移动终端控制相应的行走机器人协同完成任务信息。
如图1所示，在本发明的一个示例中，位于图中最右侧的固定终端110发布了一个任务信息，将最右侧的固定终端110处的六个部件运送到最左侧的固定终端110处。每个移动终端一次仅能运送一个物件。由于最右侧的固定终端110具有第一通信范围。在发布第一任务信息时，第一通信范围内仅有一个移动终端120接收到第一任务信息，即图中间位置的移动终端120接收到第一任务信息。该移动终端120收到第一任务信息后，如果自身不处于执行任务过程中，则查看自身任务列表。如果自身任务列表为空或者自身的任务列表中的任务优先权低于第一任务信息，则执行第一任务信息，控制自身的行走机器人去最右侧的固定终端110处取物件。在中间的移动终端120执行任务过程中，以自身的第二通信范围广播第一任务信息。此时最上方两个移动终端120收到了中间移动终端广播第一任务信息。如果这两个移动终端120自身任务列表为空或者自身的任务列表中的任务优先权低第一任务信息，则协助中间的移动终端120共同完成从最右侧的固定终端110向最左侧的固定终端110运送五个物件的任务，即三个移动终端120在最右侧的固定终端110向最左侧的固定终端110运送两次物件，每次运送一个。
在本发明的一个实施例中，第一任务信息还包括时间戳，用于提供发布第一任务信息的时间点信息。任务维护模块还用于根据时间戳更新任务列表，即使用最新时间的任务替代旧的任务，若没有任务编号对应的旧任务，则将新的任务信息直接添加。当收到第一任务信息后，如果某个移动终端正在执行任务或任务列表中存在比第一任务优先权更高的任务时，则记录第一任务信息。当执行完当前任务或优先权更高的任务时，按照时间戳的时间点信息执行相应任务。
在本发明的一个实施例中，第一任务信息还包括任务强度，任务强度用于提供第一任务信息所需的行走机器人执行次数。例如最右侧发布的第一任务信息执行次数为1次时，则无需其它的移动终端120协助完成任务。如果第一任务信息的执行次数为多次，则可能需要(根据其它移动终端120是否收到第一任务信息，其它移动终端120是否正在执行任务，其它移动终端是否存在比第一任务信息优先权更高的任务)其它移动终端120协助执行任务。
在本发明的一个实施例中，每个固定终端还包括第一识别模块和方向校正模块。第一识别模块用于识别第一通信范围内的行走机器人。方向校正模块用于根据广播第一任务信息的行走机器人的当前位置、当前移动方向和任务终点位置对当前移动方向进行校正。在本发明的一个实施例中，中间的移动终端120从最右侧的固定终端110取走物件向最左侧的固定终端110进行运送过程中，位于中间的固定终端110通过自身的移动终端通信模块收到执行任务的移动终端120广播的第一任务信息，并通过自身的识别模块识别出移动终端120，然后通过方向校正模块根据广播第一任务信息的移动终端的当前位置、当前移动方向和任务终点位置对当前移动方向进行校正。如果移动终端120的运动方向偏离了最左侧的固定终端110所在的位置，则纠正移动终端120的运动方向。
在本发明的一个实施例中，多个固定终端110均处于其它固定终端的第一通信范围之外。
在本发明的一个实施例中，机器人控制***还包括边界130。多个固定终端110和多个移动终端120均设置在边界130的范围内，多个移动终端120在边界的范围内移动。
进一步地，移动终端控制模块还用于：当任务列表为空且未收到任务信息时，通过驱动模块控制行走机器人在预设范围(即边界130)内进行移动，以在移动过程中检测是否收到某个固定终端110发布的任务信息。
进一步地，每个移动终端120还包括第二识别模块，第二识别模块用于识别第二通信范围内的其它移动终端。其中，控制模块还用于当任务列表为空且未收到任务信息时，通过驱动模块控制行走机器人在向远离第二通信范围的方向移动，即当移动终端120任务列表为空在边界范围内移动时，如果是别到第二通信范围内有其它移动终端120，且识别出的移动终端120没有广播正在执行的任务信息或不需要协助完成任务时，向远离第二通信范围的方向移动，进而使边界范围的移动终端均匀分布，一旦某个固定终端110发布任务信息时，空闲的移动终端120可以迅速收到任务并执行。
根据本发明实施例的机器人控制***，通过附着在定位点上的固定终端和附着在行走机器人上的移动终端相配合的形式进行分布式控制，通过多个终端之间信息的沟通，实现高效、灵活的多机器人动态控制，降低了多机器人***控制的复杂性，提高了***控制的灵活性、可伸缩性和自组织能力。
另外，本发明实施例的机器人控制***的其它构成以及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (8)

1.一种机器人控制***，其特征在于，包括：
多个固定终端，每个所述固定终端包括：
任务发布模块，用于发布第一任务信息，所述第一任务信息包括任务起点位置、任务终点位置和任务内容，所述任务起点位置为发布所述第一任务信息的固定终端的位置，所述任务终点位置为所述多个固定终端中一个所述固定终端的位置；
固定终端通信模块，具有第一通信范围，用于在所述第一通信范围广播所述第一任务信息；
多个移动终端，每个所述移动终端设置在一个行走机器人上，每个所述移动终端包括：
移动终端通信模块，用于接收任务信息，所述移动终端通信模块具有第二通信范围；
驱动模块，用于驱动所述移动终端所在的行走机器人进行移动；
任务维护模块，用于将收到的任务信息生成任务列表；
移动终端控制模块，用于当所述任务列别为空或所述第一任务信息的优先权高于任务列表中任务的优先权时控制执行所述第一任务信息，并在执行所述第一任务信息时，以所述第二通信范围广播所述第一任务信息，以便其它移动终端控制相应的行走机器人协同完成所述任务信息。
2.根据权利要求1所述的机器人控制***，其特征在于，每个所述固定终端还包括：
定位模块，用于提供所述移动终端的位置信息。
3.根据权利要求1所述的机器人控制***，其特征在于，所述第一任务信息还包括：
时间戳；
其中，当所述任务列表不为空时，所述任务维护模块将所述第一任务信息加入到所述任务列表中，以便根据所述时间戳的先后顺序和所述任务列表中任务的优先权选择性地执行任务。
4.根据权利要求1所述的机器人控制***，其特征在于，所述第一任务信息还包括：
任务强度，用于提供所述第一任务信息所需的行走机器人执行次数；
其中，每个行走机器人从所述任务起点位置移动所述任务终点位置后完成一次执行次数。
5.根据权利要求1所述的机器人控制***，其特征在于，每个所述固定终端还包括：
第一识别模块，用于识别所述第一通信范围内的移动终端；
方向校正模块，用于根据广播所述第一任务信息的移动终端的当前位置、当前移动方向和任务终点位置对所述当前移动方向进行校正。
6.根据权利要求1所述的机器人控制***，其特征在于，所述多个固定终端均处于其它固定终端的第一通信范围之外。
7.根据权利要求1所述的机器人控制***，其特征在于，所述移动终端控制模块还用于：当所述任务列表为空且未收到任务信息时，通过所述驱动模块控制行走机器人在预设范围内进行移动。
8.根据权利要求7所述的机器人控制***，其特征在于，每个所述移动终端还包括：
第二识别模块，用于识别所述第二通信范围内的其它移动终端；
其中，所述控制模块还用于当所述任务列表为空且未收到任务信息时，通过所述驱动模块控制行走机器人在向远离所述第二通信范围的方向移动。
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