[发明专利]一种基于5G通讯的机器人集群运动控制优化方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于5G通讯的机器人集群运动控制优化方法及系统。该系统包括移动机器人控制模块、移动机器人通讯模块、及移动机器人定位模块。针对环境中机器人集群的运动控制，环境中中央控制系统利用环境数据、机器人数据等信息，对环境内的机器人进行集群划分，再利用粒子群‑蚁群优化算法计算最优的路径信息，然后向机器人集群控制模块发送运动控制命令，移动机器人通讯模块接受到运动控制命令后结合自身移动机器人定位模块的位置信息，确定自身应该进行的运动策略利用移动机器人控制模块控制机器人集群的运动。而且该系统是搭载5G通讯模块建立的高速度、泛在网(环境区域内网络遍布广泛)、低功耗、低时延的系统。

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，尤其涉及一种基于5G通讯的机器人集群运动控制优化方法及系统。

背景技术

移动机器人是一个集环境感知，动态决策与规划，行为控制与执行等多功能于一体的综合系统。它集中了传感器技术，机械工程，电子工程，计算机工程，自动化控制工程以及人工智能等多学科的研究成果，代表机电一体化的最高成就，是目前科学技术发展最活跃的领域之一。随着机器人性能不断地完善，移动机器人的应用范围大为扩展，不仅在工业，农业，国防，医疗，服务等行业中得到广泛的应用，而且在排雷，搜捕，救援，辐射和空间领域等有害与危险场合得到很好的应用。因此，移动机器人技术已经得到世界各国的普遍关注。

随着5G技术的快速发展和智能机器人研究的不断深入，基于5G通讯的智能机器人产品已成为当前社会关注的热点。5G通讯作为智能移动机器人的通讯方式之后会使得通讯信息以高速率、低时延的方式进行传输。针对环境当中的大量机器人协同控制的场景，需对机器人进行集群划分，然后利用5G 网络的高速度(信息通讯传输速度快)、泛在网(环境区域内网络遍布广泛)、低功耗、低时延，大带宽的特点，区域中的中央控制系统通过5G网络建立起对机器人群的控制是未来机器人技术发展的重点。

因此，需要开发一种可用于远程控制机器人集群的运动的基于5G通讯的控制系统及方法，该装置对于机器人技术的发展具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种基于5G通讯的机器人集群运动控制优化方法及系统。以高速率和低时延通讯方式通过远程管控中心控制智能移动机器人集群更加安全、高效地行驶。

本申请是通过如下技术方案实现的：

一种基于5G通讯的机器人集群运动控制优化系统，该运动控制优化系统包括：移动机器人控制模块、移动机器人通讯模块、及移动机器人定位模块；

所述移动机器人控制模块，分别与所述移动机器人通讯模块、移动机器人定位模块连接，所述移动机器人控制模块将从所述移动机器人通讯模块获得的运动控制指令以及从所述移动机器人定位模块获得的位置信息相结合，并通过蚁群-粒子群智能算法来实现所述移动机器人的路径规划，控制所述移动机器人的运动轨迹；

所述移动机器人通讯模块，分别与所述移动机器人控制模块、所述移动机器人定位模块相连接，所述移动机器人通讯模块将通过GPIO模块、RS485、 IIC、CAN总线的其中一种或多种通信方式完成所述移动机器人的内部通信，并完成所述移动机器人与中央控制系统之间的外部通信；

所述移动机器人定位模块，分别与所述移动机器人控制模块、所述移动机器人定位模块相连接，所述移动机器人定位模块用于进行所述移动机器人的定位。

进一步的，所述通过蚁群-粒子群智能算法来实现所述移动机器人的路径规划，控制所述移动机器人的运动轨迹，具体包括：

步骤1、初始化环境地图；

步骤2、利用粒子群优化算法对所述环境地图中所述移动机器人的集群进行路径的粗搜索，生成一条优化路径，所述移动机器人的集群是指在同一中央控制系统的控制区域内具有相同位置信息及目标位置信息的且具有相同运动特征的机器人的集合；