[发明专利]一种群体移动协同机器人系统

说明书

本发明公开了一种群体移动协同机器人系统，包括若干机器人、若干用于机器人的定位场地和用于机器人的通讯系统，所述定位场地上设有磁导轨和有色节点。能够很好的集成了移动、自我位姿识别、环境光强度检测、场地颜色识别、场地霍尔感应、蓝牙通信、Zigbee通信、RGB灯光闪烁、蜂鸣等多种基础功能；此外，能够基于定位场地和三轴陀螺仪实现机器人个体八向精准移动、定位功能；同时，采用磁导轨和位置标记有色节点圆构建场地，该场地能被视作是为辅助机器人个体进行精准移动、精准自定位而独立设计的专用设备；实现了全局通信网络和局部通信，并通过全局通信网络和局部通信实现多个机器之间的通信和距离感应。

技术领域

本发明涉及移动机器人技术领域，尤其涉及群体移动协同机器人系统。

背景技术

群体移动协同机器人系统通常由多台可移动的自主机器人个体及其辅助设备(如通信辅助设备等)所组成。

相比于单个的移动机器人系统，群体机器人系统中的机器人个体除了具备基本的移动能力外，通常还应该具有自主决策、自我状态识别、周边坏境检测、相互通信、可二次编程开发等基本功能，但是依然存在一些待解决的问题：

协同机器人系统的机器人个体难以以较低的经济成本实现精准的移动和自定位，因为根据程序向指定方向移动指定距离，并精准地识别自己的位置，是实现高级别、复杂的群体协同能力的基础，现存的群体机器人通常缺乏相关功能，或实现途径复杂，经济成本巨大。

此外，现有的系统中，机器人个体通常造价较大，例如E-puck 的单台机器人通常售价过万，系统场地往往也是定制的，而群体机器人的研究工作通常需要数量较大的群体，昂贵的单体机器人不利于相关研究的进行，缺少具有精确移动、自定位、多功能集成、且成本低廉的群体移动协同机器人系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的群体移动协同机器人系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种群体移动协同机器人系统，包括若干机器人、若干用于机器人的定位场地和用于机器人的通讯系统，所述定位场地上设有磁导轨和有色节点。

进一步地，所述通讯系统包括处理模块，用于为各个相连接的组件模块提供算力和设置控制程序；

通信连接模块，用于实现机器人与机器人、机器人与上位机之间的通讯；

协同控制模块，用于实现机器人的协同功能；

功能执行模块，用于连接控制协同控制模块，实现相应的协同控制指令或根据组件之间连接方式的不同切换对机器人的控制方式，其中：所述处理模块分别连接所述通信连接模块、所述协同控制模块和所述功能执行模块，所述通信连接模块通过所述协同控制模块与所述功能执行模块相连接。

进一步地，所述协同控制模块包括光照传感器、蜂鸣器、开关、RGB可编程灯光、主控芯片、电机驱动芯片、三轴陀螺仪、颜色识别传感器组和霍尔传感器。

进一步地，所述通信连接模块包括：全局通信模块，用于构建上位机到所有机器人个体的全局通信网络；

局部通信模块，用于实现各机器人个体之间相互通信。

进一步地，所述全局通信模块通过Zigbee模块实现全局通信；

所述局部通信模块通过蓝牙模块实现局部通信，用于至少2个机器人之间进行局部通信，所述处理模块通过蓝牙信号强度实现周边机器人距离的测量。

进一步地，所述功能执行模块，基于Zigbee通信模块的全局通信系统时，采用集中式控制方法对各机器人进行控制；

基于蓝牙模块的局部通信系统，采用分布式控制方法对各机器人进行控制。