[发明专利]一种双移动机器人同步控制方法

权利要求书

1.一种双移动机器人同步控制方法，所述控制方法适用于双移动机器人同步控制系统，所述双移动机器人同步控制系统包括多核一体化双机器人控制器(1)、高速分布式通讯总线、电机驱动模块(3)、地面位置传感器、地面位置读取模块、避障模块(8)；所述多核一体化双机器人控制器采用四核以上处理器作为主控芯片，通过多核协同工作实现双移动机器人的路径规划、运动控制、远程通信和遥控操作功能；且双移动机器人包括具有相同的结构并采用相同的控制方法的机器人1和机器人2，其特征在于，控制方法包括以下步骤：

步骤S1：通过编码器获得电机的位置反馈和速度反馈，并通过伺服驱动器采集驱动功率桥电流获得电流反馈，在伺服驱动器内实现电机的三闭环控制，驱动移动机器人的车轮；

步骤S2：通过交叉耦合同步控制将两路反馈信号进行相减运算，得到两路反馈信号的偏差值，然后将此偏差补偿到两路给定信号各自的控制回路中；

其中，所述交叉耦合同步控制包括以下步骤：

步骤S2.1：将两台机器人的电机位置信息通过伺服驱动器读取，并求得二者偏差，然后乘以比例系数K1将该偏差信号补偿到两路电机的位置闭环中，通过K1调节补偿量的大小；

步骤S2.2：将两台机器人相对地面的实际位置信息通过地面位置传感器读取，并求得二者偏差，然后乘以比例系数K2将该偏差补偿到两台移动机器人整车位置全闭环控制中，通过K2调节补偿量的大小。

2.根据权利要求1所述的一种双移动机器人同步控制方法，其特征在于，所述交叉耦合同步控制的控制过程在多核处理器的核2中完成，两台移动机器人整车位置给定由多核处理器的核3的路径规划而来。

3.根据权利要求1所述的一种双移动机器人同步控制方法，其特征在于，还包括无线网络模块(6)WiFi或ZigBee和无线电通讯模块(7)；所述多核一体化双机器人控制器(1)至少包括核1、核2、核3和核4四个核心处理器，所述核1用于完成路径规划功能，通过网口或以太网与外部传感器连接，通过声呐、激光传感器对行人、物品障碍物的检测，实现避障功能，同时实现双机器人的直线、转弯、曲线运动路径规划；所述核2用于完成双机器人运动控制，包括运动学计算、轨迹规划与插补、动力学计算、高速分布式总线通讯的功能；所述核3用于完成远程通信功能，所述核3通过WiFi或ZigBee与远程调度系统通信，实现在远程调度系统指挥下的多台移动机器人联合作业；所述核4用于完成遥控操作功能，通过USB接口与无线电接收模块连接，操作者通过无线电发送端的操作杆或者遥控器，实现对移动机器人的遥控操作。

4.根据权利要求1所述的一种双移动机器人同步控制方法，其特征在于，所述高速分布式通讯总线包括运动控制总线(2)和数据采集总线(4)，运动控制总线(2)用于与两台移动机器人的伺服驱动器通信实现运动控制，采用CAN、EtherCAT高速控制总线；数据采集总线(4)用于连接两台移动机器人的地面位置读取模块，采用CAN、EtherNe高速采集总线，在提高数据采集同步性的基础上，提高两台机器人的同步运动控制效果。

5.根据权利要求4所述的一种双移动机器人同步控制方法，其特征在于，所述电机驱动模块(3)用于移动机器人的运动控制，包括伺服驱动器和电机，电机尾部安装有编码器，用于检测电机位置和速度信息，电机控制的位置、速度、电流闭环在伺服驱动器中实现，多核一体化双机器人控制器(1)通过CAN或EtherCAT总线与伺服驱动器通信。

6.根据权利要求5所述的一种双移动机器人同步控制方法，其特征在于，所述地面位置传感器用于移动机器人的整车位置测量，以及整车的位置全闭环控制，地面位置传感器采用二维码、光栅尺、磁钉位置传感器。

7.根据权利要求6所述的一种双移动机器人同步控制方法，其特征在于，所述地面位置读取模块用于读取地面位置传感器的位置值，并将该值传送给双机器人控制器的核2进行整车的位置全闭环控制；当采用二维码地面位置传感器时，地面位置读取模块为PGV光学读码器(5)；当采用光栅尺，地面位置读取模块为光栅尺读码器；当采用磁钉时，则与惯性传感器组合计算位置，磁钉之间的位置由惯性传感器计算。

8.根据权利要求7所述的一种双移动机器人同步控制方法，其特征在于，所述避障模块(8)用于运动路径上障碍物的检测以及避障功能，避障模块(8)采用声呐传感器、激光传感器障碍物检测传感器；避障模块(8)检测到障碍物后，将其数据信息传递给多核一体化双机器人控制器(1)的核1，所述核1通过修改路径规划或者紧急停止的方式保证移动机器人运动的安全。