[发明专利]一种基于客户端-服务器结构的多机器人协同编队方法

说明书

本发明涉及一种基于客户端‑服务器结构的多机器人协同编队方法，客户端‑服务器结构由环境、服务器、领航者机器人和客户端构成，其中，环境包括障碍物和平面，领航者机器人为一个领导队形行进的机器人，客户端由其余的机器人组成，客户端的机器人为追随者机器人，服务器的作用是获取并处理环境信息、领航者机器人和客户端的信息，确定领航者机器人，发送控制信息至领航者机器人和客户端，领航者机器人和客户端通过服务器实现信息和数据共享，在服务器的指挥之下协同地完成编队任务。本发明的协同编队系统可扩展性强，且不需要大量的运算量即可实现实时控制，适用于多机器人研究的相关领域，具有良好的发展潜力。

技术领域

本发明属于多机器人控制领域，涉及一种多机器人的协同编队方法，特别涉及一种基于客户端-服务器结构的多机器人协同编队方法。

背景技术

随着科技的发展与机器人技术的发展，使机器人的能力不断提高。机器人作为人类的新型生产工具，在减轻劳动强度，提高生产率，改变生产模式，把人从危险、恶劣、繁重的工作环境下解放出来等方面，显示出极大的优越性。机器人应用的领域和范围正不断扩展，在工业中，移动机器人大大提高了企业的生产效率；在农业生产中，机器人的投入，解放了繁琐沉重的人力劳动；在国防中，机器人可以代替人们作战，大大减少士兵的伤亡。可以预见，机器人系统的应用会为人类社会带来巨大变革，能够大大提高人们的生活质量，将工、农、军事水平提高到一个新的高度。因此，对机器人的研究便显得尤为重要。

移动机器人研究是机器人学中的一个重要分支。多机器人协调技术又是移动机器人研究的一个重要方向。虽然随着机器人技术的发展，机器人的能力不断提高，但是对于一些复杂的任务，单个机器人不再是最好的解决方案。单个机器人在获取信息、处理及控制等方面的能力都是有限的，在多变的环境下，这种缺陷尤为凸显，多移动机器人的协调控制方法在实际问题中得到了越来越广泛的应用。

多机器人系统不是物理意义上的单个机器人的简单代数相加，其作用效果也不是单个机器人作用的线性求和，它应该还包括一个“线性和”之外的基于个体之间相互作用的增量。这种个体之间的相互作用包含两个因素：“协调”与“合作”。通过多机器人之间的协调合作，多机器人能发挥出来远大于单个机器人的作用。通过多移动机器人间的合作，可提高机器人系统在作业过程中的效率，进而当工作环境发生变化或机器人系统局部发生故障时，多移动机器人系统仍可通过本身具有的合作关系来完成预定的任务。

专利CN 103809534A公布了一种机器人群体协调控制系统，包含机器人单体、控制器、信号传输器、超级计算机终端信号传输器和超级计算机终端，超级计算机终端信号传输器和超级计算机终端通过无线方式传输数据信号，并且机器人单体、控制器和信号传输器有至少一个，通过这种协调配合，使一群采摘机器人互相配合，完成采摘工作。

专利CN 105573316A提供了一种自主编队移动群体机器人，该移动群体机器人至少由2个机器人组成，拥有两种编队方式，即视觉编队和通信编队，根据需要采用不同的编队方式可以达到不同的目的；每个机器人单体都是一个完整独立的个体，灵活性好且智能化程度高，同时机器人成本低、体积小、稳定性好且性价比高。

然而，现有技术存在的缺点是，协同控制系统模式较为固定，依赖于强大计算能力的计算系统，不能实现实时控制。因此，研究一种通用性和灵活性更高的多机器人协同编队方法就显得尤为重要了。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术协同控制系统模式较为固定，依赖于强大计算能力的计算系统，不能实现实时控制的缺点，提供一种基于客户端-服务器结构的多机器人协同编队方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于客户端-服务器结构的多机器人协同编队方法，客户端-服务器结构由环境、服务器、领航者机器人和客户端构成，其中，环境包括阻挡机器人行进的障碍物和机器人在其上面运动的平面，领航者机器人为一个领导队形行进的机器人，客户端由其余的机器人组成，所述客户端的机器人为追随者机器人；