[发明专利]一种大规模晶格式模块机器人系统的自修复方法

摘要

本发明提供了一种大规模晶格式模块机器人系统的自修复方法，该方法由故障诊断、激素分泌和自修复动作三大过程组成，其中故障诊断过程检测模块机器人故障情况，估计故障规模，并触发自修复事件；激素分泌过程分泌系统网络中的活化激素和抑制激素，激素在网络中进行扩散和衰减，并指导着故障自修复的进行；自修复动作过程根据空穴周围的活化激素和抑制激素浓度，选择空穴移动的目标位置，并根据步态表进行分离、过渡、展开、结合，以完成空穴移动。本发明适用于大规模晶格式模块机器人系统，修复效率较高，支持多故障模块同时修复。

主权项

一种大规模晶格式模块机器人系统的自修复方法，其特征在于，所述方法采用故障诊断、激素分泌和自修复动作三个过程互相调节，共同完成模块机器人系统自修复；其中：所述故障诊断，检测模块机器人故障情况，估计故障规模，并触发自修复事件；包括如下步骤：S11：相邻模块通过对接机构的数据接口互相检测是否存在故障或无响应；S12：当检测到相邻模块故障或无响应时，发送故障报文至故障接口沿顺时针方向的下一个正常接口；S13：当模块接收到故障报文时，将自身ID添加到报文中，继续发送故障报文至接收报文接口顺时针方向的下一个正常接口；S14：重复S13步骤若干次后，发出故障报文模块会接收到自己发出的报文，并根据报文中的ID判断故障规模L，故障规模L作为修复路径规划的一个重要参数；S15：触发自修复事件；所述激素分泌，分泌系统网络中的活化激素和抑制激素，活化激素和抑制激素在网络中进行扩散和衰减，并指导故障自修复的进行；包括如下步骤：S21：备用模块分泌活化激素CA；S22：空穴附近的正常模块分泌抑制激素CI；S23：激素按照从高浓度到低浓度的原则进行扩散；S24：模块内激素浓度以指数型规律衰减；激素分泌的步骤S21中，所述活化激素CA是故障模块机器人移动的目的地，即存放备用模块机器人的设备分泌；活化激素CA功能是维护自修复系统正常运动，引导故障模块机器人的移动，其分泌不受机器人网络的影响，以接近常数的速度分泌；所述活化激素CA如公式(1)所示：CA1＝CAo+hA(CAo,M)(1)其中：CAo是当前激素的浓度：CA1是下一个计算周期的激素浓度：hA是激素CA的分泌函数：M是填补空穴的机构的工作能力；修复机构的工作能力M以正反馈的形式影响活化激素CA的分泌，而当前激素的浓度会以负反馈的形式影响活化激素CA的分泌；所述自修复动作，根据空穴周围的活化激素和抑制激素浓度，选择空穴移动的目标位置，并根据步态表进行分离、过渡、展开、结合，以完成空穴移动；包括如下步骤：S31：自修复事件触发以后，进入自修复动作；S32：根据综合评价参数P(N)决定空穴移动的目标位置，综合评价参数P(N)由抑制激素CI和活化激素CA决定；S33：根据目标位置，按照步态表进行分离、过渡、展开、结合，以完成空穴移动；S34：空穴移动到目标位置后，更新参与自修复动作的模块在网络中的拓扑信息；S35：自修复事件完成。