[发明专利]一种可实现蜂拥控制的机器人小车系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种可实现蜂拥控制的机器人小车系统及其控制方法。该系统包括多个两轮履带小车、上位机和无线通信系统。方法为：每个两轮履带小车通过搭载的传感器获取自身的位置、速度、方向信息，并通过无线通信系统将上述信息发送到上位机；上位机根据多个两轮履带小车发来的信息，通过蜂拥控制方法确定每个两轮履带小车的运动指令，并将运动指令发送给相应的两轮履带小车，两轮履带小车在得到运动指令后做出相应的运动；重复以上步骤进行迭代得到下一时刻新的位置、速度、方向信息，由此不断迭代运算实现位置、速度、方向信息的更新，达到控制小车运动的目的。本发明具有硬件成本低、开发效率高、控制精确、节省资源的优点，并且能够进一步升级使用。

技术领域

本发明属于自动化蜂蛹控制技术领域，特别是一种可实现蜂拥控制的机器人小车系统及其控制方法。

背景技术

蜂拥控制作为一种典型的多机器人集群运动算法，其在理论上已经取得了不错的成果，但在实际系统中应用仍面临下列问题：1)因实验室级别的仿真很难提供各种通信介质限制所需的空间，如电磁波的衰减、图像传感器的分辨率等，所以难以真正的体现通信的限制；2)室内定位需要较高的精度要求，大多数系统需要在室内安装信号源并使用高精度的传感器来估算信号衰减，或者使用昂贵的激光雷达等测绘方式进行定位，所以定位系统造价昂贵；3)蜂拥控制的目的是指导具有一定数量的机器人做集群运动，且机器人数量越多越好，而常见的智能小车体积大，造价高，设置复杂，很难在小场地开展仿真，所以商业智能小车不适合蜂拥控制的仿真。

发明内容

本发明的目的在于提供一种造价低廉、易于适用、且能进行自我控制、也能对反馈值进行误差处理的多机器人小车系统及其控制方法，该系统能利用蜂蛹控制算法控制多个机器人做集群运动。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种可实现蜂拥控制的机器人小车系统，包括两轮履带小车、上位机和无线通信系统，其中：

所述两轮履带小车的数量为多个，每个两轮履带小车通过搭载的传感器获取自身的位置、速度、方向信息，并通过无线通信系统将上述信息发送到上位机；

所述上位机，根据多个两轮履带小车发来的信息，通过蜂拥控制方法确定每个两轮履带小车的运动指令，并将运动指令通过无线通信系统发送给相应的两轮履带小车，两轮履带小车在得到运动指令后做出相应的运动。

进一步地，所述两轮履带小车包括车体，以及安装在车体上的微型控制器、电机控制芯片i298n、12V电源、电机、履带及电机固定装置、履带：

所述微型控制器包括6轴陀螺仪、加速度计和蓝牙模块，6轴陀螺仪、加速度计用于测量机器人小车的状态信息，蓝牙模块用于实现蓝牙通信、输出控制信号到电机控制芯片i298n；

所述电机控制芯片i298n用于接收微型控制器的控制信号、电机的转向和转速，并且为微型控制器提供5V电源；

所述12V电源为12V/800mAH锂电池，用于为微型控制器、电机控制芯片 i298n、电机供电；

所述履带及电机固定装置用于将电机、履带固定在车体上；

所述履带由电机驱动。

进一步地，所述的所述微型控制器采用Curie Nano英特尔居里微型控制器，该微型控制器使用Arduino开源电子原型平台，蜂拥控制的仿真采用matlab语言编写。

一种可实现蜂拥控制的机器人小车系统的控制方法，包括两轮履带小车、上位机和无线通信系统，具体步骤为：

步骤1、系统中每个两轮履带小车通过搭载的传感器获取自身的位置、速度、方向信息，通过无线通信系统将上述信息发送到上位机；

步骤2、上位机根据多个两轮履带小车发来的信息，通过蜂拥控制算法计算出每个小车的运动指令，并将运动指令通过无线通信系统发送给相应的两轮履带小车；