CN114791368A - 一种轮式多机器人多功能测试平台及测试方法 - Google Patents

一种轮式多机器人多功能测试平台及测试方法 Download PDF

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CN114791368A CN202210622041.9A CN202210622041A CN114791368A CN 114791368 A CN114791368 A CN 114791368A CN 202210622041 A CN202210622041 A CN 202210622041A CN 114791368 A CN114791368 A CN 114791368A
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吴雪峰
周迁明
于福瑞
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Abstract

本发明公开了一种轮式多机器人多功能测试平台及测试方法，包括可扩展式多机器人运动平台、UWB定位模组、升降障碍台模组、双摄像头模组、工业相机模组及用于信息调度的终端控制机；可扩展式多机器人运动平台由平台架和覆盖压力传感器的平台板组成；带撞击力传感器的升降障碍台模块由电机驱动位于平台架底部，UWB定位模组、双摄像头模组及工业相机模组均在可扩展式多机器人运动平台上。本发明的测试平台由障碍台的升降实时模拟多机器人的动、静态工况环境，由UWB、双摄像头及工业相机模组实现定位数据及避障图片实时获取，满足多类型多机器人测试，实现定位、避障、撞击力测试多功能融合，降低了控制的复杂性，测试多机器人的避障性能和定位性能。

Description

一种轮式多机器人多功能测试平台及测试方法
技术领域
本发明涉及多机器人测量技术领域，特别涉及一种轮式多机器人多功能测试平台及测试方法。
背景技术
近年来群体机器人技术飞速发展，相比单个机器人而言，多机器人协作可以完成更为复杂、困难的任务。如:多机器人构建未知环境地图、大型物件的运输和对口标围捕等。为了实现具体的任务，要求多机器人团队能够保持队形稳定，并根据障碍物环境进行有效规避，以及在已知或未知环境下各机器人相互之间的协作定位问题都是亟待优化的技术难点，因此引发了多机器人编队控制、避障、多机器人撞击力测试及定位数据优化的研究热潮。
现存的多机器人种类繁多，但是其测试平台装置的种类及功能单一，且测试精度及测试数据的获取存在缺陷，数据来源单一，测出的数据存在随机性，这就会给后续多机器人编队协作控制及动态性能的优化加大了难度，不利于后续产品的优化升级及研发周期的缩短。
发明内容
本发明的目的是：针对上述多机器人测试装置存在的问题，提供一种可适用于多类型协作机器人测试的一种轮式多机器人多功能测试平台及测试方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种轮式多机器人多功能测试平台其特征在于包括可扩展式多机器人运动平台(2)、UWB定位模组(1)、升降障碍台模组(4)、双摄像头模组(3)、工业相机模组(14)及用于信息调度的终端控制机；UWB定位模组(1)、双摄像头模组(3)及工业相机模组(14)均在可扩展式多机器人运动平台(2)上，升降障碍台模组(4)在可扩展式多机器人运动平台(2)底部。
进一步的，可扩展式多机器人运动平台(2)由平台架(17)和覆盖若干矩形压力传感器模块(16)的平台板组成；
可扩展式多机器人运动平台的平台架(17)由轻型铝合金制成，平台架(17)由长台架(8)与短台架(9)及柔性材料板(7)组成；长台架(8)位于短台架(9)上部且两者之间用滑轨块(6)与滑轨槽(10)相连接；长台架滑轨块(6)用螺钉紧固在长台架底部与短台架上的滑轨槽(10)接合；长台架(8)下部有两个轻型铝合金腿(9-3)用螺钉垂直设于长台架(8)底部，对称分布在长台架(8)短侧边与长侧边相交处；
短台架(9)分为短台架底架(9-2)与短台架侧架(9-1)两部分；短台架侧架(9-1)对称设于短台架底架(9-2)上部靠短台架(9)长侧边两侧，且短台架侧架(9-1)用螺钉紧固滑轨块(6)与短台架底架(9-2)上滑轨槽(10)相连接；短台架底架(9-2)下部有四个轻型铝合金腿(9-3)用螺钉垂直设于短台架底架(9-2)下部，对称分布在短台架(9)短侧边与长侧边相交处；长台架与短台架之间用U型块(11)固定连接在一起。
进一步的，可扩展式多机器人运动平台(2)的长、短底边与长短侧边分别设有柔性材料板(7)；柔性材料板(7)分为长、短台架部分；长台架(8)部分柔性材料板分为长台架长侧板(7-1)、长台架短侧板(7-2)与覆盖压力传感器模块的长台架底板(7-3)；长台架短侧板(7-2)垂直设于短侧边部分且放置在于两长侧架凹槽内(13)；两长台架长侧板(7-1)垂直设于长台架底部且紧贴长侧边垂直固定于短侧板凹槽(12)内；覆盖压力传感器模块的底板(7-3)垂直于长台架长侧板(7-1)及长台架短侧板(7-2)与长台架底部重合；
短台架(9)部分有短台架长侧板(9-6)与短台架短侧板(9-5)，长短边柔性材料板高度与长台架平齐；短台架短侧板(9-5)垂直设于短台架底架(9-2)短侧边部分且放置在两短台架长侧板(9-6)上对称的凹槽内；两短台架长侧板(9-6)垂直设于短台架底架(9-2)上部且紧贴长侧边垂直固定于短侧板凹槽内；下底板(9-7)垂直于短台架侧架(9-1)并水平置于短台架底架(9-2)上部且与长台架(8)架底平齐；覆盖压力传感器模块的上底板(9-4)垂直于短台架长侧板(9-6)及短台架短侧板(9-5)，放置于下底板(9-7)上部且与覆盖压力传感器模块的长台架底板(7-3)平齐。
进一步的，用于机器人定位场域搭建的四个UWB定位模组(1)由U型块底座支架(1-1)及UWB模块(1-2)组成；UWB模块(1-2)水平放到U型块底座支架(1-1)上部，U型块底座支架(1-1)垂直设于可扩展式多协作机器人运动平台(2)长侧板的四个边角，且两两对称放置。
进一步的，升降障碍台模组(4)分别由步进电机(4-7)升降台底座(4-8)、撞击力传感器模块(4-4)及障碍台(4-3)组成，障碍台(4-3)包裹有柔性材料，障碍台(4-3)顶部放有压力传感器模块(4-9)，升降障碍台模组(4)两两对称放置在可扩展式多协作机器人运动平台(2)底部，升降障碍台模组(4)下部垂直于地面设置；撞击力传感器模块(4-4)镶嵌在升降障碍台柱的凹槽内用螺钉固定，随障碍台的升降运动；步进电机(4-7)通过联轴器(4-6)带动升降台螺杆(4-5)旋转，带动障碍台支撑座(4-2)沿升降台滑轨(4-1)上下运动；用于测试撞击力及提供动、静态障碍物的升降障碍台模组(4)可在-100～200mm之间升降调节。
进一步的，双摄像头模组(3)有两个双目相机(3-1)及伸缩支架(3-2)组成，其放置在伸缩支架(3-2)顶部并用螺钉将伸缩支架垂直设于所述平台的上层柔性材料板的中心位置。
进一步的，所述的工业相机模组(14)由相机支撑架、滑动支撑杆(14-4)及工业相机(14-5)组成；
相机支撑架由直立滑轨杆(14-1)和水平滑轨杆(14-3)组成，水平滑轨杆(14-3)榫接在直立滑轨杆两滑轨槽内并由调节螺钉紧定，两直立滑轨杆(14-1)通过底部的U型角铁(14-6)卡在两侧边床身上，相机支撑架有两个且相互平行；滑动支撑杆(14-4)通过U型滑轨块(14-2)固定到水平滑轨杆上，工业相机(14-5)经紧固螺栓固定在滑动支撑杆(14-4)底部的角铁上，每个相机支撑架上有两个滑动支撑杆(14-4)及两个工业相机(14-5)。
所述轮式多机器人多功能测试平台的测试方法，包括以下步骤：
1)调整拉伸可扩展式多机器人运动平台(2)为最大容量模式，调整双目相机伸缩支架(3-2)上极限位置，伸缩支架(3-2)的上极限位置对应可扩展多机器人运动平台的最大容量模式，下极限位置对应小容量模式，调整工业相机四个滑动支撑杆(14-4)至一定位置；
2)运行升降障碍台模组(4)，使障碍台初始化至与可扩展机器人运动平台(2)的平台板平齐位置，将两轮式测试机器人放在平台板上方任意位置；开启UWB模块(1-2)、双目相机(3-1)、工业相机(14-5)；
3)在测试轮式机器人定位性能时，使两轮式机器人(15)行走在平台上，通过采集机器人(15)行驶在平台板上的若干压力传感器模块(16)数据来判断机器人的行驶轨迹，通过双目相机(3-1)采集轮式小车(15)的运动图像，通过采集小车携带的UWB模块定位数据，通过这三项不同的传感器获取的数据上传至终端控制机进行定位性能分析；
4)在测试轮式机器人避障性能时，开启升降障碍台模组(4)，由障碍台(4-3)的升降模拟轮式小车行驶过程中的动静态障碍物，由调至指定位置的四个工业相机(14-5)采集小车的避障响应位置图像及运动避障距离，由平台板上的压力传感器模块(16)对小车的避障响应时间及轨迹进行记录；轮式小车正中心刚好行进至障碍台(4-3)升起位置时，此时障碍台(4-3)将小车顶起，障碍台上压力传感器(4-9)接触车身，并记录小车在障碍台上的停留时间，停留时间超过预设值，此障碍台(4-3)停止上升，防止障碍台(4-3)升起过高导致小车失控摔下损坏小车，同时工业相机(14-5)记录小车此时的避障响应图像，将两项不同传感模块的避障数据上传至终端控制机进行避障、越障性能分析；
5)在测试小车的撞击力时，调整障碍台(4-3)高低以适应不同体型的小车的撞击力测试，且调整工业相机滑动支撑杆(14-4)至小车撞击力测试位置进行碰撞图像的捕捉，将两项不同传感模块的避障数据上传至终端控制机进行碰撞力大小测试及碰撞性能分析。
与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
(1)本发明通过的障碍台的升降，以模拟动、静态障碍物，测试机器人的避障及越障性能，且障碍台圆周部分安装有撞击力传感器，可以随障碍台的升降来适应不同种类的轮式机器人群组的撞击力测试；障碍台顶部也放置有压力传感器模块，当测试小车被障碍台顶起上升至一定高度时障碍台会自动停止，防止障碍台带起小车过高导致小车掉落损伤。
(2)平台四周安置的UWB超宽带定位基站装置搭建好定位的场域，只需每个接受测试的机器人上携带UWB标签，便可对多机器人的运动轨迹进行精准定位，定位精度可达厘米级别，且可融合压力传感器的数据进行辅助定位，得到优良的定位数据。
(3)运动平台架中间放置的两个双目摄像头可对多机器人群组进行运动图像的采集，双目摄像头伸缩支架的伸缩通过将运动图像结合压力传感器模块压力信号轨迹上传至终端控制机以获得良好的定位数据及精准的行驶轨迹，降低后续数据控制及处理难度。
(4)所述平台架上安置的工业相机模组可以在平台架上移动以适应不同大小的平台；滑动支撑杆带动工业相机的移动使之适应平台上小车任意位置的避障图片捕捉，达到全平台避障数据的获取，辅以压力传感器模块的压力数据的得到精准的避障跨障数据。
(5)本发明的平台可扩展和收缩以容纳不同数量及不同类型的多机器人群组；解决现有测试平台种类、功能单一、测试数据单一且精度不够准确等问题。
且在测试平台的平台板上覆盖了若干矩形压力传感器模块，辅助多机器人进行定位、避障、撞击力测试数据的获取，以求获得高精度的多机器人动态数据；本发明通过分析现有测试平台的不足之处，通过多传感器获得精准优良的数据，为后续多机器人产品的迭代升级提供了丰富的分析数据，极大的缩短了时间成本及产品的研发周期，在多机器人测试平台领域具有重要的应用价值。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明平台带柔性材料板框架整体等轴侧视图；
图3为本发明短台架侧视图；
图4为本发明带柔性材料板长台架侧视图；
图5为本发明带柔性材料板短台架带侧视图；
图6为本发明UWB定位模组正视图；
图7为本发明升降障碍台模组；
图8为本发明可扩展式多协作机器人运动平台架扩展模式正视图；
图9为本发明平台带柔性材料板框架整体正视图；
图10为本发明长台架正视图；
图11为本发明双摄像头模组正视图；
图12为本发明可扩展式多协作机器人运动平台架收缩模式等轴侧视图。
图13为本发明工业相机模组侧视图；
图14为本发明测试小车示意图。
其中：UWB定位模组(1)、U型块底座支架(1-1)、UWB模块(1-2)、可扩展式多机器人运动平台(2)、双摄像头模组(3)、双目相机(3-1)、伸缩支架(3-2)、升降障碍台模组(4)、升降台滑轨(4-1)、障碍台支撑座(4-2)、障碍台(4-3)、撞击力传感器模块(4-4)、升降台螺杆(4-5)、联轴器(4-6)、步进电机(4-7)、升降台底座(4-8)、压力传感器模块(4-9)、轻型铝合金腿(5)、滑轨块(6)、柔性材料板(7)、长台架长侧板(7-1)、长台架短侧板(7-2)、长台架底板(7-3)、长台架(8)、短台架(9)、短台架侧架(9-1)、短台架底架(9-2)、铝合金腿(9-3)、短台架上底板(9-4)、短台架短侧板(9-5)、短台架长侧板(9-6)、短台架下底板(9-7)、滑轨槽(10)、U型块(11)、短侧板凹槽(12)、长侧架凹槽(13)、工业相机模组(14)、直立滑轨杆(14-1)、U型滑轨块(14-2)、水平滑轨杆(14-3)、滑动支撑杆(14-4)、工业相机(14-5)、U型角铁(14-6)、两轮式机器人(15)、矩形压力传感器模块(16)、平台架(17)。
具体实施方式
以下结合附图对本发明详细说明：
请参阅图1至图12所示，一种轮式多机器人多功能测试平台其特征在于包括可扩展式多机器人运动平台(2)、UWB定位模组(1)、升降障碍台模组(4)、双摄像头模组(3)、工业相机模组(14)及用于信息调度的终端控制机；UWB定位模组(1)、双摄像头模组(3)及工业相机模组(14)均在可扩展式多机器人运动平台(2)上，升降障碍台模组(4)在可扩展式多机器人运动平台(2)底部。
结合附图2、附图8、附图10与附图14所示，可扩展式多机器人运动平台2为多机器人的提供工况环境；
可扩展式多机器人运动平台(2)由平台架(17)和覆盖若干矩形压力传感器模块(16)的平台板组成；
可扩展式多机器人运动平台的平台架(17)由轻型铝合金制成，平台架(17)由长台架(8)与短台架(9)及柔性材料板(7)组成；长台架(8)位于短台架(9)上部且两者之间用滑轨块(6)与滑轨槽(10)相连接；长台架滑轨块(6)用螺钉紧固在长台架底部与短台架上的滑轨槽(10)接合；长台架(8)下部有两个轻型铝合金腿(9-3)用螺钉垂直设于长台架(8)底部，对称分布在长台架(8)短侧边与长侧边相交处。
结合附图2、附图3与附图8所示，短台架(9)分为短台架底架(9-2)与短台架侧架(9-1)两部分；短台架侧架(9-1)对称设于短台架底架(9-2)上部靠短台架(9)长侧边两侧，且短台架侧架(9-1)用螺钉紧固滑轨块(6)与短台架底架(9-2)上滑轨槽(10)相连接；短台架底架(9-2)下部有四个轻型铝合金腿(9-3)用螺钉垂直设于短台架底架(9-2)下部，对称分布在短台架(9)短侧边与长侧边相交处；长台架与短台架之间用U型块(11)固定连接在一起。
结合附图3、附图8与附图12与所示，可扩展式多协作机器人运动平台2将U型块11与两个短台架侧架9-1移除后，长台架底部的滑轨块6与短台架滑轨槽10之间可以相对运动达成缩小可扩展式多协作机器人运动平台的容量的目的，以适应不同数量的机器人测试。
结合附图2、附图4、附图5、附图8及附图9所示，所述的可扩展式多机器人运动平台(2)的长、短底边与长短侧边分别设有柔性材料板(7)；柔性材料板(7)分为长、短台架部分；长台架(8)部分柔性材料板分为长台架长侧板(7-1)、长台架短侧板(7-2)与覆盖压力传感器模块的长台架底板(7-3)；长台架短侧板(7-2)垂直设于短侧边部分且放置在于两长侧架凹槽内(13)；两长台架长侧板(7-1)垂直设于长台架底部且紧贴长侧边垂直固定于短侧板凹槽(12)内；覆盖压力传感器模块的底板(7-3)垂直于长台架长侧板(7-1)及长台架短侧板(7-2)与长台架底部重合；
短台架(9)部分有短台架长侧板(9-6)与短台架短侧板(9-5)，长短边柔性材料板高度与长台架平齐；短台架短侧板(9-5)垂直设于短台架底架(9-2)短侧边部分且放置在两短台架长侧板(9-6)上对称的凹槽内；两短台架长侧板(9-6)垂直设于短台架底架(9-2)上部且紧贴长侧边垂直固定于短侧板凹槽内；下底板(9-7)垂直于短台架侧架(9-1)并水平置于短台架底架(9-2)上部且与长台架(8)架底平齐；覆盖压力传感器模块的上底板(9-4)垂直于短台架长侧板(9-6)及短台架短侧板(9-5)，放置于下底板(9-7)上部且与覆盖压力传感器模块的长台架底板(7-3)平齐。
结合附图1与附图6所示，用于机器人定位场域搭建的四个UWB定位模组(1)由U型块底座支架(1-1)及UWB模块(1-2)组成；四个UWB定位模块搭建出多机器人运动的定位范围，协作机器人每个携带UWB标签在基站所建成的场域内活动，多机器人相对于平台的位置及运动轨迹均会在终端机中显示，UWB模块(1-2)水平放到U型块底座支架(1-1)上部，U型块底座支架(1-1)垂直设于可扩展式多协作机器人运动平台(2)长侧板的四个边角，且两两对称放置。
结合附图1与附图7所示，升降障碍台模组(4)分别由步进电机(4-7)升降台底座(4-8)、撞击力传感器模块(4-4)及障碍台(4-3)组成，障碍台(4-3)包裹有柔性材料，障碍台(4-3)顶部放有压力传感器模块(4-9)，电机驱动的带有撞击力传感模块的升降障碍台模组(4)两两对称放置在可扩展式多协作机器人运动平台(2)底部，带有撞击力传感模块的升降障碍台模组(4)下部垂直于地面设置；撞击力传感器模块(4-4)镶嵌在升降障碍台柱的凹槽内用螺钉固定，随障碍台的升降运动；步进电机(4-7)通过联轴器(4-6)带动升降台螺杆(4-5)旋转，带动障碍台支撑座(4-2)沿升降台滑轨(4-1)上下运动；用于测试撞击力及提供动、静态障碍物的电机驱动的带有撞击力传感模块的升降障碍台模组(4)可在-100～200mm之间升降调节；
当障碍台4-3处于相对于平台面负距离时可用来测试多机器人对坑洞障碍的避障能力；
带有撞击力传感模块的升降障碍台装置4接收终端控制机经控制板转换过来的脉冲信号，驱动电机4-7旋转，电机4-7将经联轴器4-6将电机轴的旋转运动传递为升降台的丝杠4-5旋转，丝杠4-5旋转带动有丝杠孔的障碍台承载座4-2上下往复运动，障碍台4-3垂直置于障碍台承载座4-2上，故经此顺序将电机接收的脉冲信号转化为障碍台的升降运动，不同脉冲信号电机4-7的转速及转数不同，可由此调节脉冲信号以应对不同种类的机器人测试，以及动、静态障碍物的模拟。
结合附图1与附图11所示，用于采集机器人运动轨迹数据的双摄像头模组(3)有两个双目相机(3-1)及伸缩支架(3-2)组成，其放置在伸缩支架(3-2)顶部并用螺钉将伸缩支架垂直设于所述平台的上层柔性材料板的中心位置。
结合附图1、附图13与附图14所示，工业相机模组(14)由相机支撑架、滑动支撑杆(14-4)及工业相机(14-5)组成；
相机支撑架由直立滑轨杆(14-1)和水平滑轨杆(14-3)组成，水平滑轨杆(14-3)榫接在直立滑轨杆两滑轨槽内并由调节螺钉紧定，两直立滑轨杆(14-1)通过底部的U型角铁(14-6)卡在两侧边床身上，相机支撑架有两个且相互平行；滑动支撑杆(14-4)通过U型滑轨块(14-2)固定到水平滑轨杆上，工业相机(14-5)经紧固螺栓固定在滑动支撑杆(14-4)底部的角铁上，每个相机支撑架上有两个滑动支撑杆(14-4)及两个工业相机(14-5)。
本发明的工作原理如下：
1)调整拉伸可扩展式多机器人运动平台(2)为最大容量模式，调整双目相机伸缩支架(3-2)上极限位置，伸缩支架(3-2)的上极限位置对应可扩展多机器人运动平台的最大容量模式，下极限位置对应小容量模式，调整工业相机四个滑动支撑杆(14-4)至一定位置；
2)运行升降障碍台模组(4)，使障碍台初始化至与可扩展机器人运动平台(2)的平台板平齐位置，将两轮式测试机器人放在平台板上方任意位置；开启UWB模块(1-2)、双目相机(3-1)、工业相机(14-5)；
3)在测试轮式机器人定位性能时，使两轮式机器人(15)行走在平台上，通过采集机器人(15)行驶在平台板上的若干矩形压力传感器模块(16)数据来判断机器人的行驶轨迹，通过双目相机(3-1)采集轮式小车(15)的运动图像，通过采集小车携带的UWB模块定位数据，通过这三项不同的传感器获取的数据上传至终端控制机进行定位性能分析；
4)在测试轮式机器人避障性能时，开启升降障碍台模组(4)，由障碍台(4-3)的升降模拟轮式小车行驶过程中的动静态障碍物，由调至指定位置的四个工业相机(14-5)采集小车的避障响应位置图像及运动避障距离，由平台板上的矩形压力传感器模块(16)对小车的避障响应时间及轨迹进行记录；轮式小车正中心刚好行进至障碍台(4-3)升起位置时，此时障碍台(4-3)将小车顶起，障碍台上压力传感器(4-9)接触车身，并记录小车在障碍台上的停留时间，停留时间超过预设值，此障碍台(4-3)停止上升，防止障碍台(4-3)升起过高导致小车失控摔下损坏小车，同时工业相机(14-5)记录小车此时的避障响应图像，将两项不同传感模块的避障数据上传至终端控制机进行避障、越障性能分析；
5)在测试小车的撞击力时，调整障碍台(4-3)高低以适应不同体型的小车的撞击力测试，且调整工业相机滑动支撑杆(14-4)至小车撞击力测试位置进行碰撞图像的捕捉，将两项不同传感模块的避障数据上传至终端控制机进行碰撞力大小测试及碰撞性能分析。

Claims (8)

1.一种轮式多机器人多功能测试平台其特征在于包括可扩展式多机器人运动平台(2)、UWB定位模组(1)、升降障碍台模组(4)、双摄像头模组(3)、工业相机模组(14)及用于信息调度的终端控制机；UWB定位模组(1)、双摄像头模组(3)及工业相机模组(14)均在可扩展式多机器人运动平台(2)上，升降障碍台模组(4)在可扩展式多机器人运动平台(2)底部。
2.根据权利要求1所述的一种轮式多机器人多功能测试平台，其特征在于可扩展式多机器人运动平台(2)由平台架(17)和覆盖若干矩形压力传感器模块(16)的平台板组成；
可扩展式多机器人运动平台的平台架(17)由轻型铝合金制成，平台架(17)由长台架(8)与短台架(9)及柔性材料板(7)组成；长台架(8)位于短台架(9)上部且两者之间用滑轨块(6)与滑轨槽(10)相连接；长台架滑轨块(6)用螺钉紧固在长台架底部与短台架上的滑轨槽(10)接合；长台架(8)下部有两个轻型铝合金腿(9-3)用螺钉垂直设于长台架(8)底部，对称分布在长台架(8)短侧边与长侧边相交处；
短台架(9)分为短台架底架(9-2)与短台架侧架(9-1)两部分；短台架侧架(9-1)对称设于短台架底架(9-2)上部靠短台架(9)长侧边两侧，且短台架侧架(9-1)用螺钉紧固滑轨块(6)与短台架底架(9-2)上滑轨槽(10)相连接；短台架底架(9-2)下部有四个轻型铝合金腿(9-3)用螺钉垂直设于短台架底架(9-2)下部，对称分布在短台架(9)短侧边与长侧边相交处；长台架与短台架之间用U型块(11)固定连接在一起。
3.如权利要求2所述的一种轮式多机器人多功能测试平台，其特征在于所述的可扩展式多机器人运动平台(2)的长、短底边与长短侧边分别设有柔性材料板(7)；柔性材料板(7)分为长、短台架部分；长台架(8)部分柔性材料板分为长台架长侧板(7-1)、长台架短侧板(7-2)与覆盖压力传感器模块的长台架底板(7-3)；长台架短侧板(7-2)垂直设于短侧边部分且放置在于两长侧架凹槽内(13)；两长台架长侧板(7-1)垂直设于长台架底部且紧贴长侧边垂直固定于短侧板凹槽(12)内；覆盖压力传感器模块的底板(7-3)垂直于长台架长侧板(7-1)及长台架短侧板(7-2)与长台架底部重合；
短台架(9)部分有短台架长侧板(9-6)与短台架短侧板(9-5)，长短边柔性材料板高度与长台架平齐；短台架短侧板(9-5)垂直设于短台架底架(9-2)短侧边部分且放置在两短台架长侧板(9-6)上对称的凹槽内；两短台架长侧板(9-6)垂直设于短台架底架(9-2)上部且紧贴长侧边垂直固定于短侧板凹槽内；下底板(9-7)垂直于短台架侧架(9-1)并水平置于短台架底架(9-2)上部且与长台架(8)架底平齐；覆盖压力传感器模块的上底板(9-4)垂直于短台架长侧板(9-6)及短台架短侧板(9-5)，放置于下底板(9-7)上部且与覆盖压力传感器模块的长台架底板(7-3)平齐。
4.如权利要求1所述的一种轮式多机器人多功能测试平台，其特征在于，用于机器人定位场域搭建的四个UWB定位模组(1)由U型块底座支架(1-1)及UWB模块(1-2)组成；UWB模块(1-2)水平放到U型块底座支架(1-1)上部，U型块底座支架(1-1)垂直设于可扩展式多协作机器人运动平台(2)长侧板的四个边角，且两两对称放置。
5.如权利要求1所述的一种轮式多机器人多功能测试平台，其特征在于，升降障碍台模组(4)分别由步进电机(4-7)升降台底座(4-8)、撞击力传感器模块(4-4)及障碍台(4-3)组成，障碍台(4-3)包裹有柔性材料，障碍台(4-3)顶部放有压力传感器模块(4-9)，升降障碍台模组(4)两两对称放置在可扩展式多协作机器人运动平台(2)底部，升降障碍台模组(4)下部垂直于地面设置；撞击力传感器模块(4-4)镶嵌在升降障碍台柱的凹槽内用螺钉固定，随障碍台的升降运动；步进电机(4-7)通过联轴器(4-6)带动升降台螺杆(4-5)旋转，带动障碍台支撑座(4-2)沿升降台滑轨(4-1)上下运动；用于测试撞击力及提供动、静态障碍物的升降障碍台模组(4)可在-100～200mm之间升降调节。
6.如权利要求1所述的一种轮式多机器人多功能测试平台，其特征在于用于采集机器人运动轨迹数据的双摄像头模组(3)有两个双目相机(3-1)及伸缩支架(3-2)组成，其放置在伸缩支架(3-2)顶部并用螺钉将伸缩支架垂直设于所述平台的上层柔性材料板的中心位置。
7.如权利要求1所述的一种轮式多机器人多功能测试平台，其特征在于，所述的工业相机模组(14)由相机支撑架、滑动支撑杆(14-4)及工业相机(14-5)组成；
相机支撑架由直立滑轨杆(14-1)和水平滑轨杆(14-3)组成，水平滑轨杆(14-3)榫接在直立滑轨杆两滑轨槽内并由调节螺钉紧定，两直立滑轨杆(14-1)通过底部的U型角铁(14-6)卡在两侧边床身上，相机支撑架有两个且相互平行；滑动支撑杆(14-4)通过U型滑轨块(14-2)固定到水平滑轨杆上，工业相机(14-5)经紧固螺栓固定在滑动支撑杆(14-4)底部的角铁上，每个相机支撑架上有两个滑动支撑杆(14-4)及两个工业相机(14-5)。
8.一种轮式多机器人多功能测试平台的方法，其特征在于所述多机器人多功能测试平台包括可扩展式多机器人运动平台(2)、UWB定位模组(1)、升降障碍台模组(4)、双摄像头模组(3)、工业相机模组(14)及用于信息调度的终端控制机；
UWB定位模组(1)、双摄像头模组(3)及工业相机模组(14)均在可扩展式多机器人运动平台(2)上，升降障碍台模组(4)在可扩展式多机器人运动平台(2)底部；
可扩展式多机器人运动平台(2)由平台架(17)和平台板组成，平台板上覆盖有若干矩形压力传感器模块(16)；
UWB模组由U型块底座支架(1-1)及UWB模块(1-2)组成；
升降障碍台模组由步进电机(4-7)升降台底座(4-8)、撞击力传感器模块(4-4)、压力传感器模块(4-9)及障碍台(4-3)组成；
双摄像头模组(3)由两个双目相机及伸缩支架组成；
工业相机模组由相机支撑架、滑动支撑杆(14-4)及工业相机(14-5)组成；
两轮式测试机器人身上携带有UWB标签模块、WIFI模块、姿态传感器、避障传感器及带编码器的减速电机；
所述轮式多机器人多功能测试平台的测试方法，包括以下步骤：
1)调整拉伸可扩展式多机器人运动平台(2)为最大容量模式，调整双目相机伸缩支架(3-2)上极限位置，伸缩支架(3-2)的上极限位置对应可扩展多机器人运动平台的最大容量模式，下极限位置对应小容量模式，调整工业相机四个滑动支撑杆(14-4)至一定位置；
2)运行升降障碍台模组(4)，使障碍台初始化至与可扩展机器人运动平台(2)的平台板平齐位置，将两轮式测试机器人放在平台板上方任意位置；开启UWB模块(1-2)、双目相机(3-1)、工业相机(14-5)；
3)在测试轮式机器人定位性能时，使两轮式机器人(15)行走在平台上，通过采集机器人(15)行驶在平台板上的若干矩形压力传感器模块(16)数据来判断机器人的行驶轨迹，通过双目相机(3-1)采集轮式小车(15)的运动图像，通过采集小车携带的UWB模块定位数据，通过这三项不同的传感器获取的数据上传至终端控制机进行定位性能分析；
4)在测试轮式机器人避障性能时，开启升降障碍台模组(4)，由障碍台(4-3)的升降模拟轮式小车行驶过程中的动静态障碍物，由调至指定位置的四个工业相机(14-5)采集小车的避障响应位置图像及运动避障距离，由平台板上的矩形压力传感器模块(16)对小车的避障响应时间及轨迹进行记录；轮式小车正中心刚好行进至障碍台(4-3)升起位置时，此时障碍台(4-3)将小车顶起，障碍台上压力传感器(4-9)接触车身，并记录小车在障碍台上的停留时间，停留时间超过预设值，此障碍台(4-3)停止上升，防止障碍台(4-3)升起过高导致小车失控摔下损坏小车，同时工业相机(14-5)记录小车此时的避障响应图像，将两项不同传感模块的避障数据上传至终端控制机进行避障、越障性能分析；
5)在测试小车的撞击力时，调整障碍台(4-3)高低以适应不同体型的小车的撞击力测试，且调整工业相机滑动支撑杆(14-4)至小车撞击力测试位置进行碰撞图像的捕捉，将两项不同传感模块的避障数据上传至终端控制机进行碰撞力大小测试及碰撞性能分析。
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CN116352756A (zh) * 2022-11-25 2023-06-30 威凯检测技术有限公司 室内场景智能服务机器人避障功能检测系统及检测方法

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