CN107150340B - 一种机器人群控制装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种机器人群控制装置，包括设置在控制端的输入模块、第一控制模块、第一通信模块和设置在多个机器人内的第二控制模块和第二通信模块，其中，输入模块，与第一控制模块连接，用于向第一控制模块中输入组网信号或机器人控制信号；第一控制模块与第一通信模块连接，第一通信模块与第二通信模块通信连接；第二通信模块，与第二控制模块连接，用于从组网信号中获取其中一个空闲的网络地址，或将控制信号发送到第二控制模块；第二控制模块，用于根据空闲的网络地址包含于控制信号内时，控制机器人执行与控制信号相对应的动作。本申请提供的机器人群控制装置，可同时对多个机器人进行控制，控制效率高。

Description

一种机器人群控制装置
技术领域
本申请涉及机器人控制领域，尤其涉及一种机器人群控制装置。
背景技术
随着智能化社会的到来，机器人应用得越来越广泛，在工程项目、工厂设备、家居产品等各个领域，都有各种各样的机器人。机器人的控制方式也越来越智能化，逐渐从手动控制转变到自动控制再进一步发展到远程遥控。远程遥控需要有控制端与执行端，在机器人控制中，控制端为与机器人设置有一定间距的机器人控制装置，执行端为设置有控制模块的机器人。
在一些较大的工程项目领域，经常需要用到机器人群即多个机器人进行协同工作。多个机器人需要根据不同的控制命令做出相应的动作。现有技术中，机器人控制装置和机器人的控制模块通常根据特定的通信协议进行通信，不同的机器人需要多个机器人控制装置分别进行控制。
当操作人员对机器人群进行控制时，如果采用的操作人员较少，则一个操作人员需要同时操作多个机器人控制装置实现对机器人群的控制，存在工作量大且控制效率较低的问题；如果采用多个操作人员对不同机器人分别进行控制又会造成人力成本的增加。
发明内容
本申请提供了一种机器人群控制装置，以解决机器人群控制效率低的问题。
本申请提供了一种机器人群控制装置，该装置包括设置在控制端的输入模块、第一控制模块、第一通信模块和设置在多个机器人内的第二控制模块和第二通信模块，其中：
所述输入模块，与所述第一控制模块连接，用于向所述第一控制模块中输入组网信号或机器人控制信号，其中，所述组网信号包含多个网络地址，所述控制信号内包含至少一个所述网络地址；
所述第一控制模块与第一通信模块连接，所述第一通信模块与第二通信模块通信连接；
所述第二通信模块，与所述第二控制模块连接，用于从所述组网信号中获取其中一个空闲的网络地址，或将所述控制信号发送到所述第二控制模块；
所述第二控制模块，用于根据所述空闲的网络地址包含于所述控制信号内时，控制所述机器人执行与所述控制信号相对应的动作。
优选地，所述第一通信模块和第二控制模块均包括5G通信模块。
优选地，所述第一通信模块和第二控制模块均包括紫蜂协议ZigBee模块，其中，所述第一通信模块设置为路由节点，所述第二控制模块设置为端节点。
优选地，所述第一通信模块包括第一5G通信模块，所述第二通信模块包括ZigBee模块，其中：
其中一个所述机器人内的ZigBee模块设置为路由节点，包含所述路由节点的机器人内的第二通信模块还包括第二5G通信模块，所述第二5G通信模块与所述第一5G通信模块通信连接；
其他所述机器人内的ZigBee模块设置为端节点。
优选地，所述控制端包括设置有所述输入模块和第一控制模块的操作平台，其中，所述输入模块包括多个输入单元，多个所述输入单元分别对应不同的所述网络地址，所述第一控制模块包括多个控制单元，多个所述控制单元对应不同功能的控制信号。
优选地，所述控制端还包括显示模块，所述显示模块与所述第一控制模块连接。
优选地，所述机器人上设置有拍摄模块，所述拍摄模块与第二控制模块连接，所述拍摄模块用于拍摄机器人的动作并将拍摄信息发送到所述第一控制模块；
所述控制端还包括报警模块，所述报警模块与所述第一控制模块连接，所述第一控制模块用于根据所述拍摄信息进行故障判断，如果判定所述机器人发生故障，则控制报警模块进行报警。
优选地，所述第一控制模块包括单片机或可编程逻辑控制器。
本申请提供的机器人群控制装置的有益效果包括：
本申请提供的机器人群控制装置，在控制端设置输入模块、第一控制模块、第一通信模块，在多个机器人内设置第二控制模块和第二通信模块，第一通信模块与第二通信模块通信连接。控制端通过第一通信模块可实现与多个机器人的第二通信模块进行同时通信，从而同时发出对多个机器人的控制指令，控制效率高；进一步的，通过输入模块可输入组网信号，控制多个机器人进行组网，组网信号内包含多个网络地址，各不同机器人通过第二通信模块可分别获得一个网络地址，控制端发出的控制信号内包含至少一个网络地址，当机器人的网络地址包含于控制信号内时，机器人执行与控制信号相对应的动作，有效保障了机器人能够根据不同的控制命令分别执行相应的动作，控制的正确性高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种机器人群控制装置的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种操作平台的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的另一种机器人群控制装置的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种机器人群控制装置，可用于一些大项目中机器人群的动作控制，本申请实施例中，以包括四个机器人的机器人群为例进行说明。参见图1，为本申请实施例提供的一种机器人群控制装置的结构示意图。如图1所示，本申请实施例提供的机器人群控制装置，包括设置在控制端的输入模块、第一控制模块、第一通信模块和设置在多个机器人内的第二控制模块和第二通信模块，其中，多个机器人包括第一机器人、第二机器人、第三机器人和第四机器人。
具体的，操作人员在控制端进行控制。控制端可为一个操作平台，输入模块、第一控制模块和第一通信模块均设置在操作平台上。输入模块和第一通信模块分别与第一控制模块连接。
参见图2，为本申请实施例提供的一种操作平台的结构示意图。如图2所示，输入模块包括多个输入单元：输入单元A、输入单元B、输入单元C和输入单元D。每个输入单元分别对应一个网络地址，通过选中至少两个输入单元，可生成组网信号。当对机器人群进行控制时，首先需要建立控制端的多个输入单元与机器人群的对应关系，建立过程具体为：选中至少两个输入单元生成组网信号，对应的至少两个机器人从组网信号中分别获取一个网络地址。然后对机器人群的动作分别进行控制，控制过程为：选中至少两个输入单元生成控制信号，并向机器人群发送，其中，控制信号内包含选中输入单元对应的网络地址。机器人群中，获取的网络地址与控制信号内包含的网络地址相同的机器人则为目标机器人，目标机器人根据控制信号的具体指令执行相应动作。当然，还可选中一个输入单元生产控制信号，对单个机器人进行控制。
控制信号的具体指令由第一控制模块确定。第一控制模块包含控制端处理器，具体可为单片机或可编程逻辑控制器，可采用LPC2210芯片的ARM32位RISC处理器，以嵌入式安装在操作平台开发板上，操作平台开发板可选为MAGICARM2200开发板。LPC2210是基于一个支持实时仿真和嵌入式16/32位ARM7TDMI-STM CPU的微处理器，该处理器有多个串行通信接口：包括2个同步串行接口(SPI)、2个16C550工业标准异步串行接口(UART)和高速I2C接口，多达76个通用I/O口(可承受5V电压)，片内晶振频率范围1～30MHz，通过锁相环(PLL)可实现CPU最大的操作频率为60MHz，第一控制模块可通过串行接口(UART)与第一通信模块连接，还可通过RS232串行通信接口与第一通信模块连接。通过该处理器完成对整个机器人群控制装置的核心控制。第一控制模块根据其功能可划分多个控制单元：控制单元F1、控制单元F2、控制单元F3、控制单元F4、控制单元F5、控制单元F6、控制单元F7、控制单元F8和控制单元F9。每个控制单元分别对应一种控制命令。
控制端的组网信号或经控制端处理器进行编码处理后的控制信号，需要发送到机器人群。控制端和机器人群通过第一通信模块和第二通信模块实现通信连接。第一通信模块与第二通信模块均可选为ZigBee模块。其中，通过将第一通信模块设置为路由节点，第二控制模块设置为端节点，组建成ZigBee网络，通过ZigBee网络进行控制端与多个机器人之间的通信。ZigBee模块可选的控制芯片包括CC2430。CC2430内部集成一个增强型8051MCU内核和一个符合IEEE802.15.4规范的2.4GHz无线收发器，可用于构建ZigBee网络。
CC2430具有成本低的优点，可方便设置在多个机器人以及控制端上，CC2430还具有功耗低的特点，可满足对机器人群控制的长时间通信需求。
第一通信模块与第二通信模块还可选为5G通信模块。通过5G通讯协议实现控制端和机器人群之间的信息发送和接收。5G通信的频段为3.4-3.6GHz，相较现有通信设备工作在2.4GHz频段，选择5G通信模块进行通信受到的干扰较小，并且，5G通信还具有通信速率高的优点，利用5G通信模块进行通信可提高控制端对机器人群的控制效率。
当然，第一通信模块和第二通信模块还可有其他设置方式，参见图3，为本申请实施例提供的另一种机器人群控制装置的结构示意图。如图3所示，第一通信模块还可选为第一5G通信模块，其中一个机器人(第一机器人)的第二通信模块包括ZigBee模块和第二5G通信模块，且ZigBee模块设置为路由节点，其他机器人(包括第二机器人、第三机器人和第四机器人)的第二通信模块选为ZigBee模块，且ZigBee模块均设置为端节点。通过在第一5G通信与第二5G通信模块之间建立进行通信连接，在第二5G通信模块与路由节点ZigBee模块之间建立通信连接，在路由节点ZigBee模块与各端节点ZigBee模块之间建立通信连接，从而实现操作端与机器人群的通信连接。
第一机器人的第二5G通信模块接收来自操作端的第一5G通信模块后，从组网信号中获取其中一个空闲的网络地址作为该机器人的网络地址。其中，空闲的网络地址为未被其他机器人所使用的网络地址。第二机器人的ZigBee模块接收来自路由节点ZigBee模块转发的组网信号，从组网信号中获取其中一个空闲的网络地址作为第二机器人的网络地址。第三机器人和第四机器人获取网络地址的方法与第二机器人相同，在此不再赘述。
第二通信模块接收来自操作端的第一通信模块或来自路由节点ZigBee模块的控制信号后，将控制信号发送到第二控制模块进行解码处理，第二控制模块对控制信号进行解码后，判断控制信号内包含的网络地址是否与该机器人的网络地址相同，如果相同，则控制该机器人执行与控制信号相对应的动作；如果不同，则保持接收控制信号之前的动作状态。
进一步的，各机器人上还设置有拍摄模块，拍摄模块与第二控制模块连接，拍摄模块包括微型摄像头，用于拍摄机器人的动作并将拍摄信息发送到第二控制模块，由第二控制模块对拍摄信息进行编码处理后经第二通信模块和第一通信模块发送到第一控制模块；控制端还包括报警模块，报警模块与第一控制模块连接，第一控制模块对拍摄信息进行解码处理后，对拍摄信息进行故障判断，如果机器人没有完成控制信号对应的动作或完成不到位，则判定机器人发生故障，控制报警模块进行报警，从而提示操作人员进行下一步控制或停止机器人工作等故障处理。
当然，第二控制模块还可连接有其他检测模块，或设置有故障检测单元，用于对拍摄模块的拍摄信息进行故障分析检测，或者用于对机器人的其他模块或电路进行检测，当第二控制模块判定机器人完成动作存在问题或存在其他故障时，再向操作端进行反馈，操作端的报警模块可根据故障类别、故障严重程度进行区别报警。
控制端还包括显示模块，显示模块与第一控制模块连接，显示模块包括显示器，可显示输入模块的输入信息、控制端的控制信息、机器人的状态信息和报警模块的报警信息等信息。
由上述实施例可见，本申请提供的机器人群控制装置，在控制端设置输入模块、第一控制模块、第一通信模块，在多个机器人内设置第二控制模块和第二通信模块，第一通信模块与第二通信模块通信连接。控制端通过第一通信模块可实现与多个机器人的第二通信模块进行同时通信，从而同时发出对多个机器人的控制指令，进而对多个机器人进行控制，控制效率高；进一步的，通过输入模块可输入组网信号，控制多个机器人进行组网，组网信号内包含多个网络地址，各不同机器人通过第二通信模块可分别获得一个网络地址，控制端发出的控制信号内包含至少一个网络地址，当机器人的网络地址包含于控制信号内时，机器人执行与控制信号相对应的动作，有效保障了机器人能够根据不同的控制命令分别执行相应的动作，控制的正确性高。
以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (5)

1.一种机器人群控制装置，其特征在于，包括设置在控制端的输入模块、第一控制模块、第一通信模块和设置在多个机器人内的第二控制模块和第二通信模块，其中：
所述输入模块，与所述第一控制模块连接，用于向所述第一控制模块中输入组网信号或机器人控制信号，其中，所述组网信号包含多个网络地址，所述控制信号内包含至少一个所述网络地址；
所述第一控制模块与第一通信模块连接，所述第一通信模块与第二通信模块通信连接；
所述第二通信模块，与所述第二控制模块连接，用于从所述组网信号中获取其中一个空闲的网络地址，或将所述控制信号发送到所述第二控制模块；
所述第二控制模块，用于根据所述空闲的网络地址包含于所述控制信号内时，控制所述机器人执行与所述控制信号相对应的动作；
所述第一通信模块包括第一5G通信模块，所述第二通信模块包括ZigBee模块，其中：
其中一个所述机器人内的ZigBee模块设置为路由节点，包含所述路由节点的机器人内的第二通信模块还包括第二5G通信模块，所述第二5G通信模块与所述第一5G通信模块通信连接。
2.根据权利要求1所述的机器人群控制装置，其特征在于，所述控制端包括设置有所述输入模块和第一控制模块的操作平台，其中，所述输入模块包括多个输入单元，多个所述输入单元分别对应不同的所述网络地址，所述第一控制模块包括多个控制单元，多个所述控制单元对应不同功能的控制信号。
3.根据权利要求1所述的机器人群控制装置，其特征在于，所述控制端还包括显示模块，所述显示模块与所述第一控制模块连接。
4.根据权利要求1所述的机器人群控制装置，其特征在于，
所述机器人上设置有拍摄模块，所述拍摄模块与第二控制模块连接，所述拍摄模块用于拍摄机器人的动作并将拍摄信息发送到所述第一控制模块；
所述控制端还包括报警模块，所述报警模块与所述第一控制模块连接，所述第一控制模块用于根据所述拍摄信息进行故障判断，如果判定所述机器人发生故障，则控制报警模块进行报警。
5.根据权利要求1所述的机器人群控制装置，其特征在于，所述第一控制模块包括单片机或可编程逻辑控制器。
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