[发明专利]一种双移动机器人同步控制方法

说明书

本发明提供了一种双移动机器人同步控制系统与方法，涉及机器人技术领域，包括多核一体化双机器人控制器、高速分布式通讯总线、电机驱动模块、地面位置传感器、地面位置读取模块、避障模块；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。系统结构简单，集成度高，将路径规划、运动控制、远程通信、遥控操作等功能集成在一个控制器中，能够实现双移动机器人的高精度同步运动控制。控制方法具有电机位置闭环与整车位置闭环两种交叉耦合同步功能，既适用于车轮打滑严重与不严重两种情况，可以兼顾降低成本与提高性能两种需求。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种双移动机器人同步控制方法。

背景技术

移动机器人作为物流仓储系统中的核心装备，集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体，已被广泛应用于工业生产、物流运输、社会服务、康复医疗、特种作业等领域，尤其重载移动机器人已成为港口运输、工程机械等领域的重要支撑装备，具有广阔的应用前景，得到世界各国的普遍关注。

然而，在移动机器人的应用中，常常需要双机器人甚至多机器人同步运动协同完成作业。当前国内外主流双移动机器人同步运动控制，往往在移动机器人速度控制的基础上，通过激光、红外等测距传感器检测两台移动机器人之间的相对距离偏差，并进一步通过偏差控制，实现双移动机器人同步运动。这种方式在双机器人距离较远、激光或红外测距信号被遮挡，以及双机器人速度偏差稍大时，存在同步运动控制效果差，甚至同步失败导致外部作业对象损坏等情况。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，以实现双移动机器人高精度同步作业为目的，本发明提供一种基于双位置闭环的交叉耦合同步控制方法。该系统采用多核处理器与分布式总线结构实现两台移动机器人的一体化控制，尤其适用于双移动机器人之间具有物理连接便于布置分布式高速总线的情况，并且提出一种基于双位置闭环的交叉耦合同步控制方法，实现双移动机器人高精度同步运动控制。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种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、高速分布式通讯总线、电机驱动模块、地面位置传感器、地面位置读取模块、避障模块；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。

可选地，还包括无线网络模块WiFi或ZigBee和无线电通讯模块；所述多核一体化双机器人控制器至少包括核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、激光等传感器对行人、物品等障碍物的检测，实现避障功能，同时实现双机器人的直线、转弯、曲线等运动路径规划；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模块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。

可选地，高速分布式通讯总线包括运动控制总线和数据采集总线，运动控制总线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或其他高速控制总线；数据采集总线用于连接两台移动机器人的地面位置读取模块，采用CAN、EtherNet或其他高速采集总线，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。

可选地，电机驱动模块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通过CAN或EtherCAT总线与伺服驱动器通信。