[实用新型]一种工业物联网增强定位下自主移动机群协同控制系统

说明书

本实用新型公开了一种工业物联网增强定位下自主移动机群协同控制系统，包括控制中心；第一无线收发模块，与控制中心连接；第二无线收发模块，设置于自主移动机上并与第一无线收发模块通信连接；无线传感节点，设置于室内工作环境中并与控制中心连接，基于多个无线传感节点构成无线传感器网络，惯性传感器，设置于自主移动机上并与第二无线收发模块连接，视觉图像传感器，设置于自主移动机上并与第二无线收发模块连接，伺服控制器，设置于自主移动机上并与第二无线收发模块连接。本实用新型具有定位精确，能够实时控制机群等特点。

技术领域

本实用新型涉及一种工业物联网增强定位下自主移动机群协同控制系统。

背景技术

随着机器人技术、计算机技术以及先进控制技术向制造领域的渗透，越来越多的工厂进行机器人智能化的改造，形成以自主移动机群代替部分人力密集型工作的阶段。工厂生产车间作业过程复杂多变，包括存在多种型号的零部件和执行机构、包含固液多态的生产物料以及工人、零件、工具、物料到产品的多种生产要素，同时对于制造工厂存在多种技术或者多种设备作业装配的智能化改造。因此为了实现工厂的智能制造，如何在大规模工业传感网感知下进行自主移动机群网络构建、实时定位以及协同控制成为了一个重要的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种工业物联网增强定位下自主移动机群协同控制系统，以实现在大规模工业传感网感知下进行自主移动机群的网络构建、实时定位以及协同控制。

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种工业物联网增强定位下自主移动机群协同控制系统，包括控制中心；第一无线收发模块，与控制中心连接；第二无线收发模块，设置于自主移动机上并与第一无线收发模块通信连接；无线传感节点，设置于室内工作环境中并与控制中心连接，基于多个无线传感节点构成无线传感器网络，用于判断自主移动机在室内工作环境中的实时位置；惯性传感器，设置于自主移动机上并与第二无线收发模块连接，并用于自主移动机在工作环境的连续位姿检测；视觉图像传感器，设置于自主移动机上并与第二无线收发模块连接，并用于自主移动机在工作环境对三维构建与预先构建地图库的匹配识别；伺服控制器，设置于自主移动机上并与第二无线收发模块连接，并用于提供自主移动机行走的控制信号。

进一步地，所述无线传感节点包括无线编码产生电路和无线解码产生电路。

进一步地，所述惯性传感器包括三轴线加速度模块和三轴角加速度模块，所述三轴线加速度模块和三轴角加速度模块均与第二无线收发模块连接。

进一步地，所述视觉图像传感器包括CCD摄像机模块和图像采集卡模块，所述CCD摄像机模块、图像采集卡模块和第二无线收发模块依次连接。

进一步地，还包括北斗定位接收器，设置于自主移动机上并与第二无线收发模块连接，并用于发送自主移动机在室外工作环境中的实时位置。

进一步地，所述北斗定位接收器包括有源天线模块和去噪转换模块，所述有源天线模块、去噪转换模块和第二无线收发模块依次连接。

一种工业物联网增强定位下自主移动机群协同控制方法，包括以下步骤，

S1：通过视觉图像传感器对工作环境进行图像采集，在对采集图像进行分割基础上得到图像边界轮廓点的顺序编码，提取图像中特征角点的边缘，通过三维坐标计算对特征点进行三维构建，得到非几何结构在定位空间的坐标；

S2：通过无线传感节点间的无线信号测试集建立信号指纹库，建立不同环境不同距离下无线信号补偿系数来增强无线测距性能，采用三轴线加速度模块和三轴角加速度模块跟无线收发模块相结合来对自主移动机群位置进行航迹推算，避免含噪无线信号对自主移动机群位置输出引入较大的定位误差；

S3：通过无线传感节点、惯性传感器和北斗定位接收器解算出自主移动机群的精确位置和姿态；