CN111822906A - 一种基于无线自组网的爬行机器人控制系统 - Google Patents

一种基于无线自组网的爬行机器人控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种基于无线自组网的爬行机器人控制系统，包括：无线自组网，用于将每个爬行机器人的状态信息发送给边缘路由器；边缘路由器，用于接收每个爬行机器人的状态信息，并将状态信息发送给控制终端；控制终端，用于根据状态信息向指定类型的爬行机器发送控制指令，以使指定类型的爬行机器人根据控制指令执行指定操作完成协同工作。通过将多个类型的爬行机器人组成无线自组网，控制终端基于无线自组网同时对多个爬行机器人进行群控制以实现协同工作，从而提高任务完成的工作效率。

Description

一种基于无线自组网的爬行机器人控制系统
技术领域
本发明实施例涉及机器人技术领域，尤其涉及一种基于无线自组网的爬行机器人控制系统。
背景技术
爬行机器人对现代技术产业各领域以至人们的生活产生了重要影响，例如，爬行焊接机器人在工作状态时，爬行焊接机器人会爬至大型钢结构体表面进行焊接，由位于地面或脚手架上的控制设备对机器人主体进行控制，以完成焊接工作。
发明人发现现有技术中至少存在如下问题：在进行工业生产操作时，针对一项任务通常需要多个操作流程，例如，焊接任务包括焊接、打磨和喷涂等流程操作，由于目前的控制设备只能同时实现对单一爬行机器人的控制，因此控制设备在控制焊接机器人完成焊接工作后，通常需要人工对焊接的部位进行打磨，因此降低了任务完成的工作效率。
发明内容
本发明实施例提供了一种基于无线自组网的爬行机器人控制系统，以实现控制终端对无线自组网中的多个的爬行机器人的群控制。
本发明实施例提供了一种基于无线自组网的爬行机器人控制系统，包括：控制终端、边缘路由器和由多个类型的爬行机器人组成的无线自组网，其中，所述边缘路由器分别与所述控制终端和所述无线自组网通信连接；
所述无线自组网，用于将每个爬行机器人的状态信息发送给所述边缘路由器；
所述边缘路由器，用于接收每个爬行机器人的状态信息，并将所述状态信息发送给所述控制终端；
所述控制终端，用于根据所述状态信息向指定类型的爬行机器发送控制指令，以使所述指定类型的爬行机器人根据所述控制指令执行指定操作完成协同工作。
本发明实施例的技术方案，通过将多个类型的爬行机器人组成无线自组网，控制终端基于无线自组网同时对多个爬行机器人进行群控制以实现协同工作，从而提高任务完成的工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例一提供的基于无线自组网的爬行机器人控制系统的结构示意图；
图2是本发明实施例二提供的基于无线自组网的爬行机器人控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、软件实现、硬件实现等等。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的基于无线自组网的爬行机器人控制系统的结构示意图，本实施例可适用于对多个类型的爬行机器人进行群控制，以实现协同工作的情况，如图1所示，该系统具体包括：控制终端11、边缘路由器12和由多个类型的爬行机器人组成的无线自组网11，其中，边缘路由器12分别与控制终端11和无线自组网13通信连接；无线自组网13，用于将每个爬行机器人的状态信息发送给边缘路由器12；边缘路由器12，用于接收每个爬行机器人的状态信息，并将状态信息发送给控制终端13；控制终端13，用于根据状态信息向指定类型的爬行机器发送控制指令，以使指定类型的爬行机器人根据控制指令执行指定操作完成协同工作。
可选的，爬行机器人的类型包括：爬行焊接机器人、爬行切割机器人、爬行探伤机器人、爬行打磨机器人和爬行喷涂机器人。
需要说明的是，本申请是以多个类型的爬行机器人协同完成焊接工艺所相关的任务为例进行的说明，但并不限定爬行机器人的具体类型，只要能够通过控制终端实现协同工作都是在本申请的保护范围内。
可选的，控制终端，具体用于：根据预设任务确定指定类型的爬行机器人；根据每个指定类型的爬行机器人的状态信息，确定针对每个指定类型的爬行机器人的控制指令；将控制指令发送给指定类型的爬行机器人。
可选的，状态信息包括：位置信息和工作状态信息。
其中，位置信息具体指的爬行机器人当前所处的具体位置坐标，而工作状态信息具体可以是爬行机器人是否已经上电并处于待工作状态，或者爬行机器人的操作完成情况等。
可选的，预设任务中包括路径规划和动作规划。其中，路径规划可以包括参与协同工作的每个爬行机器人的行走路线，动作规划可以包括参与协同工作的每个爬行机器人在行走路线的指定位置所需要完成的操作。
可选的，控制指令包括第一速度改变指令或第二速度改变指令；指定类型的爬行机器人根据第一速度改变指令降低速度，或者，指定类型的爬行机器人根据第二速度改变指令增加速度。
其中，在第一速度指令中包含相对于当前行驶速度所需要增加的速度数值，而在第二速度指令中包含相对于当前行驶速度所需要减少的速度数值。
可选的，控制指令包括功能执行指令，爬行焊接机器人，用于根据功能执行指令执行焊接操作，或者，爬行切割机器人，用于根据功能执行指令执行切割操作，或者，爬行探伤机器人，用于根据功能执行指令执行探伤操作，或者，爬行打磨机器人，用于根据功能执行指令执行打磨操作，或者，爬行喷涂机器人，用于根据功能执行指令执行喷涂操作。
具体的说，无线自组网会将每个爬行机器人的状态信发送给边缘路由器，例如，将每个机器人的位置信息和工作状态信息发送给边缘路由器，因此控制终端通过获取状态信息能够对无线自组网中的每个爬行机器人进行远程监控。并且控制终端会根据预设任务确定指定类型的爬行机器人，预设任务包括路径规划和动作规划，即多个机器人协同完成一项工作每个爬行机器人所需要完成的动作，以及行走路径是确定的，并且协同完成一项工作可能并不需要无线自组网中所有类型的爬行机器人参与，因此根据预设任务确定需要参与协同工作的爬行机器人，并将参与协同工作的爬行机器人作为指定类型的爬行机器人。并根据之前所获取的每个指定类型的爬行机器人的状态信息，确定针对每个指定类型的爬行机器人的控制指令。
例如，根据预设任务确定指定类型的爬行机器人分别为爬行焊接机器人和爬行打磨机器人，通过获取爬行焊接机器人的状态信息，确定爬行焊接机器人位于焊道的初始位置，并且已上电处于待工作状态，则向爬行焊接机器人发送功能执行指令，由于每个类型的爬行机器人分别具备不同的功能，因此在获取到控制终端的功能执行指令时会分别执行自身所对应的功能操作，因此爬行焊接机器人在接收到功能执行指令后，会从焊道的初始位置开始沿着焊道进行焊接操作，由于爬行焊接机器人的状态信息控制终端是实时获取的，因此在确定爬行焊接机器人沿着焊道焊接到0.5米时，会获取爬行打磨机器人的状态信息，确定爬行打磨机器人位于焊道的初始位置，并且已上电处于待工作状态，则向爬行打磨机器人发送功能执行指令，爬行打磨机器人在接收到功能执行指令后，会从焊道的初始位置开始沿着焊道进行打磨操作。而关于0.5米的设置是在预设任务的路径规划中所提前设置的。由于控制终端是实时获取每个爬行机器人的状态信息，因此在根据爬行焊接机器人的位置信息和爬行打磨机器人的位置信息，确定爬行打磨机器人距离爬行焊接机器人的距离小于0.5米，会向爬行打磨机器人发送第一速度改变指令，降低爬行打磨机器人的速度，以使爬行焊接机器人和爬行打磨机器人的距离保持在大于0.5米范围内，避免两个爬行机器人由于距离太近发生碰撞而造成损伤。在根据爬行焊接机器人的位置信息确定爬行焊接机器人位于焊道的终端位置时，会向爬行焊接机器人发送第二速度改变指令，以使爬行焊接机器人增加速度快速离开焊道附件。由于爬行打磨机器人位于爬向焊接机器人的后方，因此在爬行焊接机器人离开焊道之后，由于爬行焊接机器人的工作已经暂时完成，因此之后只需要实时获取爬行打磨机器人的状态信息，在根据爬行打磨机器人的位置信息确定爬行打磨机器人也位于焊道的终端位置时，会向爬行打磨机器人发送第二速度改变指令，以使爬行打磨机器人增加速度快速离开焊道附件。
需要说明的是，本实施方式中仅是以两类爬行机器人，即爬行焊接机器人以及爬行打磨机器人按照预设的路径规划完成指定的动作规划，以实现协同工作。在实际应用中根据任务需求，可以选用不同类型的爬行机器人，按照不同的路径规划执行不同的指定操作，因此本实施方式中并不限定无线自组网中参与协同工作的爬行机器人的类型以及数量。
可选的，控制终端，具体用于根据状态信息通过边缘路由器向指定类型的爬行机器人发送控制指令。
可选的，边缘路由器和中继路由器采用6LoWPAN协议，以及ISA100标准进行通信。其中，边缘路由器和中继路由器的频率可以采用433MHz，当然，本实施方式仅是以上述协议类型、标准和频率为例进行的举例说明，而并不限定具体数值。
本发明实施例的技术方案，通过将多个类型的爬行机器人组成无线自组网，控制终端基于无线自组网同时对多个爬行机器人进行群控制以实现协同工作，从而提高任务完成的工作效率。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的基于无线自组网的爬行机器人控制系统，本实施例以上述实施例为基础，在实施例一的基础上进一步增加了中继路由器。
可选的，无线自组网中还包括中继路由器，爬行机器人，用于将自身的状态信息直接发送给边缘路由器，或者，将自身的状态信息通过中继路由器间接发送给边缘路由器。
具体的说，在本实施方式中，由于每一个爬行机器人作为无线自组网的节点，其覆盖范围是有限的，当爬行机器人与控制终端距离比较远的情况下，爬行机器人是无法直接与边缘路由器进行通讯的，控制终端无法获取距离比较远的爬行机器人的状态信息，从而影响控制终端对无线自组网中爬行机器人的监控，以及控制指令的发送。因此本实施方式中通过在无线自组网中添加中继路由器，当爬行机器人距离比较远的情况下，爬行机器人可以通过至少一个中继路由器，以及边缘路由器连接到控制终端。从而即使在爬行机器人距离控制终端距离比较远的情况下，可以通过中继路由器的转发作用，将爬行机器人的状态信息准确传输给控制终端，使得控制终端实现对爬行机器人的监控和准确控制。
本发明实施例的技术方案，通过将多个类型的爬行机器人组成无线自组网，控制终端基于无线自组网同时对多个爬行机器人进行群控制以实现协同工作，从而提高任务完成的工作效率。通过在无线自组网中添加中继路由器，可以保证即使爬行机器人距离控制终端距离比较远的情况下，可以通过中继路由器的转发作用，将爬行机器人的状态信息准确传输给控制终端，使得控制终端实现对爬行机器人的监控和准确控制。
以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实施例中。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种基于无线自组网的爬行机器人控制系统，其特征在于，包括：控制终端、边缘路由器和由多个类型的爬行机器人组成的无线自组网，其中，所述边缘路由器分别与所述控制终端和所述无线自组网通信连接；
所述无线自组网，用于将每个爬行机器人的状态信息发送给所述边缘路由器；
所述边缘路由器，用于接收每个爬行机器人的状态信息，并将所述状态信息发送给所述控制终端；
所述控制终端，用于根据所述状态信息向指定类型的爬行机器发送控制指令，以使所述指定类型的爬行机器人根据所述控制指令执行指定操作完成协同工作。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述爬行机器人的类型包括：爬行焊接机器人、爬行切割机器人、爬行探伤机器人、爬行打磨机器人和爬行喷涂机器人。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述无线自组网中还包括中继路由器；
所述爬行机器人，用于将自身的状态信息直接发送给所述边缘路由器，或者，将自身的状态信息通过所述中继路由器间接发送给所述边缘路由器。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制终端，具体用于：
根据预设任务确定所述指定类型的爬行机器人；
根据每个指定类型的爬行机器人的状态信息，确定针对每个指定类型的爬行机器人的控制指令；
将所述控制指令发送给所述指定类型的爬行机器人。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制指令包括第一速度改变指令或第二速度改变指令；
所述指定类型的爬行机器人根据所述第一速度改变指令降低速度，或者，
所述指定类型的爬行机器人根据所述第二速度改变指令增加速度。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制指令包括功能执行指令，
所述爬行焊接机器人，用于根据所述功能执行指令执行焊接操作，或者，
所述爬行切割机器人，用于根据所述功能执行指令执行切割操作，或者，
所述爬行探伤机器人，用于根据所述功能执行指令执行探伤操作，或者，
所述爬行打磨机器人，用于根据所述功能执行指令执行打磨操作，或者，
所述爬行喷涂机器人，用于根据所述功能执行指令执行喷涂操作。
7.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述状态信息包括：位置信息和工作状态信息。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述预设任务中包括路径规划和动作规划。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制终端，具体用于根据所述状态信息通过所述边缘路由器向指定类型的爬行机器人发送控制指令。
10.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述边缘路由器和所述中继路由器采用6LoWPAN协议，以及ISA100标准进行通信。
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