[发明专利]一种机器人集群协同定位系统和方法

说明书

本发明公开了一种机器人集群协同定位系统，利用芬斯勒几何进行协同定位，机器人集群由多个机器人组成，每个机器人的组成结构包括：视觉采集器、三栖滚动牵引转轮和芬斯勒自动运算模块，其中视觉采集器，用于采集协同定位的视觉定位图像，芬斯勒自动运算模块将采集的视觉定位图像转换成对应的芬斯勒距离偏差，最后三栖滚动牵引转轮根据转换的芬斯勒距离偏差调整机器人在整个机器人集群中的相对位置，实现协同定位，避免因为单一机器人的操作失误导致检测任务失败的结果，提供的一种即时、简单、高效的机器人集群协同定位系统可以应用于多种作业场景，提高灾害的管理水平，有效减少事故的发生，促进产业健康发展。

技术领域

本发明涉及机器人协同控制领域，尤其是一种机器人集群协同定位系统和方法。

背景技术

目前工业生产过程中，有相当一部分作业的生产环境仍是相对恶劣，例如海上油井生产作业，工人工作风险系数较高，而井面摸黑作业对生产管理有实时性要求，因此对环境的检测就显得尤为重要，例如在海上油井平台更换开采位置或作业时遇上台风的情况，进行环境检测的人工成本开销非常大，并且台风等恶劣天气时，环境检测人员安全很难得到保障，如果有安全事故发生时，由于事故发生的不确定性，需要在事故发生后依据现场情况，采取果断快速的反应措施进行事故处理，实现对井面人员进行全方位紧急抢救，此时需要引入机器人来完成恶劣环境与状态检测，但是常见的使用无人机时，实际过程中无人机叶片非常容易被海风吹坏，然后无人机掉到海里导致不能继续工作，因此需要提出一种适用于恶劣环境或灾害场景的能够协同定位工作的机器人集群系统，避免因为单一机器人的操作失误导致检测任务失败的结果。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的是提供一种适用于恶劣环境或灾害场景的能够协同定位工作的机器人集群系统和方法。

本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种机器人集群协同定位系统，所述机器人集群由多个机器人组成，所述机器人的组成结构包括：

视觉采集器，用于采集协同定位的视觉定位图像；

芬斯勒自动运算模块，用于将所述视觉定位图像转换成对应的芬斯勒距离偏差；

三栖滚动牵引转轮，用于根据所述芬斯勒距离偏差调整机器人的相对位置。

进一步地，所述视觉采集器包括以下至少一种波长的摄像机：红外波段摄像机、红光波段摄像机、绿光波段摄像机、蓝光波段摄像机和紫外光波段摄像机。

进一步地，所述三栖滚动牵引转轮包括直流无刷电机组、摆线滚翼桨、护栏地滚轮和调速齿轮箱；

所述直流无刷电机用于分别带动所述摆线滚翼桨、所述护栏地滚轮和所述调速齿轮箱运动，以根据所述芬斯勒距离偏差调整机器人的相对位置，其中，

所述摆线滚翼浆用于当所述机器人处于空中运动状态或水面运动状态时，为机器人提供空气或水面的驱动力；

所述护栏地滚轮用于当所述机器人处于地面运动状态时，提供滚动的摩擦力；

所述调速齿轮箱用于根据所述机器人不同的运动状态，调节所述机器人的运转速度和运动方向。

进一步地，所述芬斯勒自动运算模块包括输入综合器和几何计算器；

所述输入综合器用于根据所述视觉定位图像获取视觉距离；

所述几何计算器用于根据芬斯勒转换方式将所述视觉距离转换为芬斯勒距离。

进一步地，所述输入综合器包括距离采集模块和距离去噪模块，所述距离采集模块用于根据距离获取方法将所述摄像机采集的视觉定位图像转换为粗略视觉距离，所述距离去噪模块对所述视觉距离进行平均加权和滤波，得到精确视觉距离。