CN105680972A - 机器人集群协同任务网络同步控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机器人集群协同任务网络同步控制方法。本发明所述机器人集群协同任务网络同步控制方法，通过主机机器人接受计算机端传来的动作指令，处理后传达给多个从机机器人。实现多台机器人同步工作的闭环控制，不同机器人接收任务指令的时间差。并且在多台机器人指令执行之前加入延时控制方法与绝对时间方法。实现了多台机器人精确行为同步。与目前已知控制方法相比动作执行的准确率与成功率更高，且时间延迟更小。

Description

机器人集群协同任务网络同步控制方法

技术领域

本发明涉及一种机器人集群协同任务网络同步控制方法，属于计算机与机器人的技术领域。

背景技术

随着新一代机器人技术的快速发展，机器人集群协同任务的要求也越来越高。本发明中所定义的同步是指同时启动机器人上已安装的任务程序。机器人之间的同步时间需要非常精确才能表现出整齐划一的动作。但目前大多数的多台机器人同步的控制方式都不可避免的有一定时间延迟问题，实际效果不佳。且动作成功率与准确率较低。并且不同的机器人响应行为启动信号所用的时间不同，在实际测试中可以发现，不同机器人之间的系统时间也可能存在秒级误差。基于以上原因，机器人集群协同任务具有时间上高延迟和动作上的不准确与统一问题。

本发明以人形机器人为例，人形机器人的优点是动作直观，具有较好的实际应用对比观察性。人形机器人，又称仿人机器人，是具有人形的机器人。现代的人形机器人是一种智能化机器人，本发明使用的NAO机器人就是一款人工智能机器人，它拥有着讨人喜欢的外形，而且具备有一定水平的人工智能，能够与人亲切的互动。NAO机器人动作灵活，拥有一个惯性导航仪装置，以保持在移动模式下的平稳；通过声波传感器探测并绕过障碍物，使它的活动十分准确。另外，NAO机器人的每只脚上配备有四个压力传感器，用来确定每只脚压力中心的位置，并进行适当调整让NAO更好的保持平衡。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种机器人同步工作的控制方法。

本发明的技术方案如下：

本发明所述机器人集群协同任务网络同步控制方法，使用的设备包括NAO人形机器人和计算机；利用上述装置进行集群内机器人同步工作的控制方法是用计算机端实现，主机器人通过无线网与计算机相连。集群内从机器人通过主机器人产生的无线网与主机器人相连。通过计算机下达动作指令到主机器人。主机器人将所述动作指令转发给集群内从机器人。

机器人集群协同任务网络同步控制方法，包括步骤如下：

1)计算机端编程：

在计算机的python开发环境中编写python脚本，机器人执行的动作程序运行在计算机端；

2)主机器人、从机器人的控制方法：

主机器人、从机器人中的choregraphe盒子分别编写与所述python脚本对应的机器人python脚本，主机器人订阅网内所有从机器人的ip地址。后续任务指令由主机器人向从机器人传递；通常情况下若计算机端直接控制集群内多台机器人，由于网络延迟问题，容易造成每台机器人接收任务指令的时间差距过大，而主机器人向从机器人传递可以大幅度减少不同机器人接收任务指令的时间差。

3)绝对时间方法：

获取集群内每台机器人的系统本地时间，计算每台从机器人的系统本地时间与主机器人系统本地时间的时间差，将所述时间差作为时间参数，归一化机器人的系统本地时间；使集群内每台机器人的系统本地时间均为主机器人的系统本地时间，让机器人在指定的时刻开始执行指令；只要每台机器人的系统本地时间都相同，即可保证所有机器人同时响应行为启动信号，从而达到更好的同步效果。

4)延时控制方法：

在集群内每台机器人任务执行前插入“time.sleep(秒数)”，使机器人启动行为的时间间隔之间有一个暂停时间；通常情况下，随着使用时间的变化，机器人运算速度会改变，并且每台机器人速度改变也不相同。为了消除不同的机器人响应行为启动信号所用的时间不同，本发明引入延时控制，在启动行为的时间间隔之间插入暂停时间，以达到同步效果；其中“秒数”的具体值根据实际每台机器人响应启动信号的时间而定。

优选的，所述机器人为NAO机器人。

该发明的有益之处是：

1、本发明所述机器人集群协同任务网络同步控制方法，通过主、从机器人的控制模式解决了不同机器人接受计算机端发来的动作指令的网络时延问题；

2、本发明所述机器人集群协同任务网络同步控制方法，区别于现有的机器人集群协同任务中单一主从式同步控制方法，提出加入了绝对时间方法和延时控制方法，并创造性的将延时控制方法与绝对时间方法统一起来，通过让团队内所有机器人在指定时间开始执行动作指令，保证所有机器人同时响应行为启动信号，消除了不同的机器人响应行为启动信号所用的时间不同实现了机器人行为的精确同步；

3、本发明所述机器人集群协同任务网络同步控制方法，提高了机器人集群协同任务同步工作动作准确率和成功率，极大缩短了了机器人集群协同任务同步工作时的时间延迟，解决了目前机器人集群协同任务同步工作的应用困难。

附图说明

图1为机器人集群协同任务网络同步控制示意图；

图2为机器人集群协同任务网络同步控制方法流程图；

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明做详细的说明，但不限于此。

实施例1

机器人集群协同任务网络同步控制方法，包括步骤如下：

1)计算机端编程：

在计算机的python开发环境中编写python脚本，机器人执行的动作程序运行在计算机端；

2)主机器人、从机器人的控制方法：

主机器人、从机器人中的choregraphe盒子分别编写与所述python脚本对应的机器人python脚本，主机器人订阅网内所有从机器人的ip地址。后续任务指令由主机器人向从机器人传递；通常情况下若计算机端直接控制集群内多台机器人，由于网络延迟问题，容易造成每台机器人接收任务指令的时间差距过大，而主机器人向从机器人传递可以大幅度减少不同机器人接收任务指令的时间差。

3)绝对时间方法：

获取集群内每台机器人的系统本地时间，计算每台从机器人的系统本地时间与主机器人系统本地时间的时间差，将所述时间差作为时间参数，归一化机器人的系统本地时间；使集群内每台机器人的系统本地时间均为主机器人的系统本地时间，让机器人在指定的时刻开始执行指令；具体步骤为，

借助“DCM”模块获取不同机器人的毫秒级绝对时间：

Self.DCM_1＝ALProxy(“DCM”,”192.168.1.100”,9559)

Self.DCM_2＝ALProxy(“DCM”,”192.168.1.101”,9559)

Self.time_1＝self.DCM_1.getTime(0)

Self.time_2＝self.DCM_2.getTime(0)

Self.dev_time＝self.time_1-self.time_2

只要每台机器人的系统本地时间都相同，即可保证所有机器人同时响应行为启动信号，从而达到更好的同步效果。

4)延时控制方法：

在集群内每台机器人任务执行前插入“time.sleep(self.dev_time)”，使机器人启动行为的时间间隔之间有一个暂停时间；通常情况下，随着使用时间的变化，机器人运算速度会改变，并且每台机器人速度改变也不相同。为了消除不同的机器人响应行为启动信号所用的时间不同，本发明引入延时控制，在启动行为的时间间隔之间插入暂停时间，以达到同步效果；其中“秒数”的具体值根据实际每台机器人响应启动信号的时间而定。

实施例2

如实施例1所述的机器人同步工作的控制方法，其区别在于，所述机器人为NAO机器人。

Claims (2)

1.机器人集群协同任务网络同步控制方法，其特征在于，包括步骤如下：

1)计算机端编程：

在计算机的python开发环境中编写python脚本，机器人执行的动作程序运行在计算机端；

2)主机器人、从机器人的控制方法：

主机器人、从机器人中的choregraphe盒子分别编写与所述python脚本对应的机器人python脚本，主机器人订阅网内所有从机器人的ip地址；

3)绝对时间方法：

获取集群内每台机器人的系统本地时间，计算每台从机器人的系统本地时间与主机器人系统本地时间的时间差，将所述时间差作为时间参数，归一化机器人的系统本地时间；使集群内每台机器人的系统本地时间均为主机器人的系统本地时间，让机器人在指定的时刻开始执行指令；

4)延时控制方法：

在集群内每台机器人任务执行前插入“time.sleep(秒数)”，使机器人启动行为的时间间隔之间有一个暂停时间。

2.根据权利要求1所述的机器人同步工作的控制方法，其特征在于，所述机器人为NAO机器人。