CN110355760A - 特种机器人自主返航控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及特种机器人自主返航控制方法，其包括如下控制流程：初始化；待机；启动遥控模式；启动报警模式；启动自主返航模式；重新判断并返航。本发明提供的控制方法，当特种机器人不小心被破坏或发生故障后能够自主返航。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及特种机器人自主返航控制方法。
背景技术
随着信息技术的不断发展，机器人进入越来越多的领域代替人类进行工作，尤其是一些恶劣的环境或者繁杂的工作。特种机器人可代替士兵在危险环境中去执行特殊任务，提高作战效能，减少人员伤亡。特种机器人在未知的环境中进行移动侦察工作时，假如进入雷区，不小心被破坏或者自身发生故障，人类无法进入危险地带将其带回进行修复。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供当特种机器人不小心被破坏或发生故障后能够自主返航的特种机器人自主返航控制方法。
本发明是通过以下技术方案予以实现：
特种机器人自主返航控制方法，其包括如下控制流程：
初始化；按钮开关由OFF到ON，系统进行完整性诊断，并使各模块初始化；
待机；初始化完成后，所有工作模式准备开始，打开电机驱动模块，开始进入驱动程序，并发出待机信号，进入待机模式；
启动遥控模式；正常状态时为遥控模式，通过无线或者有线远距离控制特种机器人，由主控制机发出各种命令信号，控制其移动速度、方向及移动范围，期间系统采集编码器和激光测距传感器数据，完成同步定位，用栅格法构建地图，并每隔一段时间记录路径的绝对坐标点N0、N1、N2、…Ni，两坐标之间的记录时间间隔为△t；
启动报警模式；在遥控模式下，特种机器人如发生与主控制机通讯信号消失后，特种机器人进入报警模式，发送报警信号给主控机，并发出报警声，根据自身报警信号代码判断是否可以进入自主返航模式；
启动自主返航模式；当特种机器人根据自身报警信号代码判断需要进入自主返航模式后，则启动自主返航模式，首先通过编码器和陀螺仪等传感器采集信息到信号采集模块，并构建地图信息，确定特种机器人的当前位置，通过遥控模式下路径记录的绝对坐标点，先调出最后一个绝对坐标点Ni，由返航规划模块采用蚁群算法根据采集到的特种机器人的当前位置坐标和最后一个绝对坐标点Ni的坐标，规划由当前位置到最后一个绝对坐标点Ni的返航路线，沿原路返回到最后一个绝对坐标点Ni的位置；
重新判断并返航；当特种机器人返回到绝对坐标点Ni后，再次重新判断，是否能与主控制机取得稳定的通讯信号，如果能够与主控制系统保持稳定的通讯信号，则用遥控模式返回到安全地点，如果仍然不能与主控制系统保持稳定的通讯信号，则再次启动自主返航模式步骤，通过编码器和陀螺仪等传感器采集信息到信号采集模块，并构建地图信息，确定特种机器人的当前位置，通过遥控模式下路径记录的绝对坐标点，调出前一个绝对坐标点Ni-1，由返航规划模块采用蚁群算法根据采集到的特种机器人的当前位置坐标和前一个绝对坐标点Ni-1的坐标，规划由当前位置到前一个绝对坐标点Ni-1的返航路线，沿原路返回到前一个绝对坐标点Ni-1的位置后，再次重新判断，是否能与主控制机取得稳定的通讯信号，以此往复，直到特种机器人能与主控制系统保持稳定的通讯信号，用遥控方式返回到安全地点或者是通过上述方法一步一步返回到安全地点；
进一步，特种机器人自主返航控制方法，还包括与遥控模式平行的调试模式，当系统进入待机模式后，可以先通过手动方式启动调试模式进行调试。
进一步，特种机器人自主返航控制方法，还包括电池电量检测模式，特种机器人在执行任务的过程中，通过电池电量检测模块可以检测电池的电量，当电池电量检测模块检测到电池电量低于设定值，则启动遥控模式，控制特种机器人通过遥控模式返航。
本发明的有益效果
本发明提供的特种机器人自主返航控制方法，当特种机器人不小心被破坏或发生故障而与主控制机通讯信号消失后，通过遥控模式及自主返航模式的切换，能够实现特种机器人的自主返航，并且所属增加的硬件很少，且运行比较稳定可靠。
附图说明
图1是本发明控制流程示意图；
图2是本发明程序流程示意图；
具体实施方式
特种机器人自主返航控制方法，其包括如下控制流程：
初始化；按钮开关由OFF到ON，系统进行完整性诊断，并使各模块初始化；
待机；初始化完成后，所有工作模式准备开始，打开电机驱动模块，开始进入驱动程序，并发出待机信号，进入待机模式；
启动遥控模式；正常状态时为遥控模式，通过无线或者有线远距离控制特种机器人，由主控制机发出各种命令信号，控制其移动速度、方向及移动范围，期间系统采集编码器和激光测距传感器数据，完成同步定位，用栅格法构建地图，并每隔一段时间记录路径的绝对坐标点N0、N1、N2、…Ni，两坐标之间的记录时间间隔为△t；
启动报警模式；在遥控模式下，特种机器人如发生与主控制机通讯信号消失后，特种机器人进入报警模式，发送报警信号给主控机，并发出报警声，根据自身报警信号代码判断是否可以进入自主返航模式；
启动自主返航模式；当特种机器人根据自身报警信号代码判断需要进入自主返航模式后，则启动自主返航模式，首先通过编码器和陀螺仪等传感器采集信息到信号采集模块，并构建地图信息，确定特种机器人的当前位置，通过遥控模式下路径记录的绝对坐标点，先调出最后一个绝对坐标点Ni，由返航规划模块采用蚁群算法根据采集到的特种机器人的当前位置坐标和最后一个绝对坐标点Ni的坐标，规划由当前位置到最后一个绝对坐标点Ni的返航路线，沿原路返回到最后一个绝对坐标点Ni的位置；
重新判断并返航；当特种机器人返回到绝对坐标点Ni后，再次重新判断，是否能与主控制机取得稳定的通讯信号，如果能够与主控制系统保持稳定的通讯信号，则用遥控模式返回到安全地点，如果仍然不能与主控制系统保持稳定的通讯信号，则再次启动自主返航模式步骤，通过编码器和陀螺仪等传感器采集信息到信号采集模块，并构建地图信息，确定特种机器人的当前位置，通过遥控模式下路径记录的绝对坐标点，调出前一个绝对坐标点Ni-1，由返航规划模块采用蚁群算法根据采集到的特种机器人的当前位置坐标和前一个绝对坐标点Ni-1的坐标，规划由当前位置到前一个绝对坐标点Ni-1的返航路线，沿原路返回到前一个绝对坐标点Ni-1的位置后，再次重新判断，是否能与主控制机取得稳定的通讯信号，以此往复，直到特种机器人能与主控制系统保持稳定的通讯信号，用遥控方式返回到安全地点或者是通过上述方法一步一步返回到安全地点；
进一步，特种机器人自主返航控制方法，还包括与遥控模式平行的调试模式，当系统进入待机模式后，可以先通过手动方式启动调试模式进行调试，使特种机器人的运行更加稳定可靠。
进一步，特种机器人自主返航控制方法，还包括电池电量检测模式，特种机器人在执行任务的过程中，通过电池电量检测模块可以检测电池的电量，当电池电量检测模块检测到电池电量低于设定值，则启动遥控模式，控制特种机器人通过遥控模式返航，防止特种机器人由于电量缺失影响返航。
本发明提供的特种机器人自主返航控制方法，通过上述控制流程，当特种机器人不小心被破坏或发生故障而与主控制机通讯信号消失后，通过遥控模式及自主返航模式的切换，能够实现特种机器人的自主返航，并且所属增加的硬件很少，且运行比较稳定可靠。
综上所述，本发明提供的特种机器人自主返航控制方法，当特种机器人不小心被破坏或发生故障后能够自主返航。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.特种机器人自主返航控制方法，其特征在于，包括如下控制流程：
初始化；按钮开关由OFF到ON，系统进行完整性诊断，并使各模块初始化；
待机；初始化完成后，所有工作模式准备开始，打开电机驱动模块，开始进入驱动程序，并发出待机信号，进入待机模式；
启动遥控模式；正常状态时为遥控模式，通过无线或者有线远距离控制特种机器人，由主控制机发出各种命令信号，控制其移动速度、方向及移动范围，期间系统采集编码器和激光测距传感器数据，完成同步定位，用栅格法构建地图，并每隔一段时间记录路径的绝对坐标点N0、N1、N2、…Nt，两坐标之间的记录时间间隔为△t；
启动报警模式；在遥控模式下，特种机器人如发生与主控制机通讯信号消失后，特种机器人进入报警模式，发送报警信号给主控机，并发出报警声，根据自身报警信号代码判断是否可以进入自主返航模式；
启动自主返航模式；当特种机器人根据自身报警信号代码判断需要进入自主返航模式后，则启动自主返航模式，首先通过编码器和陀螺仪等传感器采集信息到信号采集模块，并构建地图信息，确定特种机器人的当前位置，通过遥控模式下路径记录的绝对坐标点，先调出最后一个绝对坐标点Nt，由返航规划模块采用蚁群算法根据采集到的特种机器人的当前位置坐标和最后一个绝对坐标点Nt的坐标，规划由当前位置到最后一个绝对坐标点Nt的返航路线，沿原路返回到最后一个绝对坐标点Nt的位置；
重新判断并返航；当特种机器人返回到绝对坐标点Nt后，再次重新判断，是否能与主控制机取得稳定的通讯信号，如果能够与主控制系统保持稳定的通讯信号，则用遥控模式返回到安全地点，如果仍然不能与主控制系统保持稳定的通讯信号，则再次启动自主返航模式步骤，通过编码器和陀螺仪等传感器采集信息到信号采集模块，并构建地图信息，确定特种机器人的当前位置，通过遥控模式下路径记录的绝对坐标点，调出前一个绝对坐标点Ni-1，由返航规划模块采用蚁群算法根据采集到的特种机器人的当前位置坐标和前一个绝对坐标点Ni-1的坐标，规划由当前位置到前一个绝对坐标点Ni-1的返航路线，沿原路返回到前一个绝对坐标点Ni-1的位置后，再次重新判断，是否能与主控制机取得稳定的通讯信号，以此往复，直到特种机器人能与主控制系统保持稳定的通讯信号，用遥控方式返回到安全地点或者是通过上述方法一步一步返回到安全地点。
2.根据权利要求1所述的特种机器人自主返航控制方法，其特征在于，还包括与遥控模式平行的调试模式，当系统进入待机模式后，可以先通过手动方式启动调试模式进行调试。
3.根据权利要求1所述的特种机器人自主返航控制方法，其特征在于，还包括电池电量检测模式，特种机器人在执行任务的过程中，通过电池电量检测模块可以检测电池的电量，当电池电量检测模块检测到电池电量低于设定值，则启动遥控模式，控制特种机器人通过遥控模式返航。
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