CN117283550A - 一种多节点机器人控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人控制技术领域，提供一种多节点机器人控制方法，应用于多节点机器人，该方法包括：当主节点为主控节点时，主节点间隔预设时间向其他节点发送数据包；其他节点响应于数据包并向主节点发送运行数据和确认信息；主节点将运行数据和确认信息发送至处理中心；处理中心生成通信故障信息和运行故障信息以及生成目标位姿数据，切换主控节点和/或生成操控方案，并发送至备用主节点；备用主节点将目标位姿数据和操控方案转发以控制多节点机器人运行。本发明的有益效果：利用数据包和确认信息以进行通信确认，有效增加通信效率，根据故障信息实现主控单元的自动切换，有效增加多节点机器人运行效率。

Description

一种多节点机器人控制方法

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，具体而言，涉及一种多节点机器人控制方法。

背景技术

多节点机器人可以进入地形复杂环境中实现越障、攀爬以及穿过管道、缝隙等特殊狭窄区域，以实现勘察、救援、建立通讯等多种目标。多节点机器人具有形态结构易于调整、扩展性好、系统冗余可靠性强等优点。但是由于该类型机器人节点多，其各节点之间的控制是一个复杂的问题，如多个节点之间的大量数据传输、协调和同步等，如何实现多个节点间的控制，成为主要问题。

目前，常采用集散控制方案和总线控制方案以实现对多节点机器人的控制。集散控制方案使用私有专用的通信协议，需要自行设计多节点的通信机制，灵活度更高，但是多机通信协议设计复杂，容易出现通信阻塞问题。总线控制方案虽然利用总线将例如传感器、控制器等连接起来，通过总线协议进行数据传输等，以总控制器分别对各节点进行控制，解决了多机通信的问题，但是多节点机器人例如蛇形机器人，为了适应不同的地形和环境，各节点需根据任务需要调整、组装和配置，即添加或删除节点，而总线控制方案在添加节点时需要设计复杂的呼叫、应答机制以保证其安装在总线上，操作复杂，且蛇形机器人往往将端头的节点设置为主控节点以对各节点进行控制，但是当主控节点故障失联后，该机器人就会停止运行，需要维修或重新设置才能正常运行，降低作业效率。

发明内容

本发明解决的问题是如何提高多节点机器人的作业效率。

为解决上述问题，本发明提供了一种多节点机器人控制方法，应用于多节点机器人，所述多节点机器人包括依次连接的主节点、普通节点和备用主节点，所述主节点与所述备用主节点分别与处理中心连接，所述多节点机器人控制方法包括：

当所述主节点为主控节点时，所述主节点间隔预设时间向所述普通节点和所述备用主节点发送数据包；

所述普通节点和所述备用主节点响应于所述数据包并向所述主节点发送运行数据和确认信息；

所述主节点将接收的所述运行数据、所述确认信息和自身的所述运行数据发送至所述处理中心；

所述处理中心根据所述运行数据和所述确认信息得到通信故障信息和运行故障信息以及生成目标位姿数据，根据所述通信故障信息将所述主控节点由所述主节点切换为所述备用主节点，并将所述主节点更改为所述普通节点，和/或根据所述运行故障信息生成操控方案，并将所述目标位姿数据和所述操控方案发送至所述备用主节点；

所述备用主节点接收所述目标位姿数据和所述操控方案，并将所述目标位姿数据和所述操控方案发送至所述普通节点，以控制所述多节点机器人运行。

本发明中，设置主节点、普通节点和备用主节点，为主控节点设置了备用节点，即主节点和备用主节点均可作为主控节点，当主节点作为主控节点发生故障时，备用主节点可以作为主控节点进行运行，且仅在主节点和备用主节点上设置较高算力控制功能，相比于每个节点都与处理中心进行通信、控制的多节点机器人，有效降低了生产及运行成本。当主节点为主控节点时，主节点间隔预设时间向其他节点发送数据包，各节点响应于所述数据包并向所述主节点发送运行数据和确认信息，对各节点进行一个实时运行情况的获取，对各节点进行实时监控，避免由于信息获取不及时导致多节点机器人出现例如碰撞事故受损等情况，且仅通过数据包、确认信息的形式进行通信确认，相比于现有技术中复杂的呼叫、应答机制，有效增加通信效率。主节点将接收的运行数据、确认信息和自身的运行数据进行整合处理，发送至处理中心，便于处理中心进行处理，增加数据处理效率。处理中心根据运行数据和确认信息得到故障信息以及生成目标位姿数据，根据通信故障信息将所述主控节点由主节点切换为备用主节点，并将主节点更改为普通节点，实现对主控节点的自动切换，避免人工进行主节点切换，减小维修次数，增加运行效率。根据运行故障信息生成操控方案，并将目标位姿数据和操控方案发送至备用主节点，以多数据进行分散处理。备用主节点将目标位姿数据和操控方案发送至普通节点，以控制多节点机器人以调整后的例如位姿数据等进行运行，提升多节点机器人的运行可靠性。

可选地，所述根据所述通信故障信息将所述主控节点由所述主节点切换为所述备用主节点，并将所述主节点更改为所述普通节点，包括：

若所述处理中心在目标时间内未获取到所述确认信息，则判断所述主节点失联，并将所述主控节点由所述主节点切换为所述备用主节点。

可选地，在所述主节点间隔预设时间向所述普通节点和所述备用主节点发送数据包后，还包括：

若所述备用主节点在目标时间内未获取到所述数据包，则向所述普通节点发送失联确认请求，并根据所述普通节点对所述失联确认请求的反馈以将自身更改为所述主控节点。

可选地，所述多节点机器人控制方法还包括：

所述普通节点根据所述失联确认请求确定所述目标时间内获取到的所述数据包的情况，若所述目标时间内未获取到所述数据包，则向所述备用主节点发送确认失联信息；

所述备用主节点根据所述确认失联信息将自身更改为所述主控节点；

若所述主节点在所述目标时间内未获取到所述确认信息，则将自身更改为所述普通节点。

可选地，所述普通节点为多个，且每个所述普通节点设置有编号；所述普通节点和所述备用主节点响应于所述数据包并向所述主节点发送运行数据和确认信息，包括：

响应于所述主节点发送的所述数据包，所述普通节点向所述主节点发送带有对应编号的所述运行数据和所述确认信息。

可选地，所述主节点将接收的所述运行数据、所述确认信息和自身的所述运行数据发送至所述处理中心，包括：

比较获取的所述确认信息的数量与所述普通节点的数量；

若获取的所述确认信息的数量小于所述普通节点的数量，则根据所述编号进行筛选，得到未发送所述确认信息的所述普通节点；

将未发送所述确认信息的所述普通节点认定为失联节点，并将所述失联节点的编号信息发送至所述处理中心。

可选地，所述处理中心包括显示屏和报警器；所述多节点机器人控制方法还包括：

所述处理中心根据所述主节点、所述普通节点和所述备用主节点生成所述多节点机器人的模型，并将所述模型显示在所述显示屏上；

所述处理中心响应于所述失联节点的编号信息，将所述失联节点在所述模型上进行标记，并对所述失联节点进行数量统计；

当所述失联节点的数量大于或等于预设数量时，所述处理中心控制所述报警器报警。

可选地，所述处理中心包括多个故障检测单元和表决单元，所述故障检测单元与所述表决单元连接；所述处理中心根据所述运行数据和所述确认信息得到通信故障信息和运行故障信息，包括：

每个所述故障检测单元获取目标时间内的所述确认信息和所述运行数据，根据所述确认信息和所述运行数据生成多个通信故障结果和多个运行故障结果并发送至所述表决单元；

所述表决单元根据多个所述通信故障结果和所述运行故障结果生成所述通信故障信息和所述运行故障信息，若多个所述通信故障结果相同，则生成所述通信故障信息，若多个所述运行故障结果相同，则生成所述运行故障信息。

可选地，所述运行数据包括初始位姿数据，所述普通节点、所述主节点和所述备用主节点上设置有姿态传感器，所述姿态传感器用于获取各节点运行时的所述初始位姿数据，所述主节点和所述备用主节点上还设置有感知传感器，所述感知传感器用于获取所述主节点和所述备用主节点运行时的感知数据，所述处理中心包括处理单元，所述处理单元与所述表决单元连接；所述根据所述运行故障信息生成运行操控方案，包括：

所述处理单元响应于所述表决单元生成的所述运行故障信息，获取对应节点的所述初始位姿数据，并根据所述初始位姿数据和运行位姿标准判断所述运行故障等级；

其中，所述运行故障等级包括第一故障级和第二故障级，

当所述初始位姿数据大于或等于所述运行位姿标准时，则判断为所述第一故障级，生成第一操控方案，所述第一操控方案包括将对应节点关机锁定；

当所述初始位姿数据小于所述运行位姿标准时，则判断为所述第二故障级，根据所述目标位姿数据和所述初始位姿数据生成第二操控方案，所述第二操控方案包括根据所述目标位姿数据生成的对应节点的所述初始位姿数据的调整数据，其中，所述目标位姿数据根据所述感知数据得到。

可选地，所述运行数据包括驱动单元的运行数据；所述根据所述运行故障信息生成运行操控方案，包括：

所述处理单元响应于所述表决单元生成的所述运行故障信息，获取对应节点的所述驱动单元的运行数据，并根据所述驱动单元的运行数据和驱动单元运行标准判断所述运行故障等级；

其中，所述驱动单元运行标准包括堵转标准和最大运行标准，所述运行故障等级包括第三故障级和第四故障级，

当所述驱动单元的运行数据等于所述堵转标准时，则判断为所述第三故障级，生成第三操控方案，所述第三操控方案包括将对应节点的电机关机锁定；

当所述驱动单元的运行数据大于或等于所述最大运行标准且小于所述堵转标准时，则判断为所述第四故障级，生成第四操控方案，所述第四操控方案包括将对应节点的所述驱动单元的运行数据调至所述最大运行标准以下的调整数据。

附图说明

图1为本发明实施例的多节点机器人控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的多节点机器人的结构示意图一；

图3为本发明实施例的多节点机器人的结构示意图二；

图4为本发明实施例的处理中心的结构示意图；

图5为本发明实施例的处理中心故障检测的流程示意图；

图6为本发明实施例的主控节点自动切换的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

在本申请实施例的描述中，术语“一些实施例”的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”；术语“可选地”表示“可选的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

可以理解的是，本申请中涉及到的任何关于数据获取或采集的部分，均以获得用户授权。

如图1所示，本发明提供了一种多节点机器人控制方法，应用于如图2所示的蛇形机器人，所述多节点机器人包括依次连接的主节点、普通节点和备用主节点，即蛇形机器人的一端第一个节点为主节点，也称头节点，另一端的第一个节点为备用主节点，也称尾节点，在运行时以头节点或尾节点为首进行蛇形运动，所述主节点与所述备用主节点分别与处理中心连接，每个节点包括驱动驱动单元和传感器，处理中心负责对反馈的数据进行处理，需要说明的是，蛇形机器人在运行的过程中需设置一个主控节点，其用于对各节点的运行位姿、运行环境进行汇总和预处理并发送至处理中心，以及响应于处理中心发送的位姿信息等，发送至其他节点以实现多节点机器人的运行。多节点机器人控制方法包括：

步骤S1、当所述主节点为主控节点时，所述主节点间隔预设时间向所述普通节点和所述备用主节点发送数据包；

具体地，主控节点用于将以主节点作为主控节点，即在多节点机器人运行过程中以主节点为首进行蛇形运动，间隔预设时间向各节点所发送的数据包均相同，预设时间可根据具体需求进行调整，通常时间较短，例如10ms，以保证数据包发送的实时性。

步骤S2、所述普通节点和所述备用主节点响应于所述数据包并向所述主节点发送运行数据和确认信息；

具体地，普通节点在接收到数据包后，向主节点回复一个确认收到数据包的确认信息，以通知头节点与该节点间通信正常，并根据例如传感器等获取实际的运行数据发送至头节点，对运行情况进行反馈，其中，运行数据可为各节点电机的运行数据、位姿数据等表示该节点机器人运行情况的数据。

步骤S3、所述主节点将接收的所述运行数据、所述确认信息和自身的所述运行数据发送至所述处理中心；

具体地，主节点接收各节点发送的运行数据、确认信息以及自身的运行数进行汇总，对各类信息进行归一化处理，发送至处理中心，便于处理中心进行统一处理。

步骤S4、所述处理中心根据所述运行数据和所述确认信息得到通信故障信息和运行故障信息以及生成目标位姿数据，根据所述通信故障信息将所述主控节点由所述主节点切换为所述备用主节点，并将所述主节点更改为所述普通节点，和/或根据所述运行故障信息生成操控方案，并将所述目标位姿数据和所述操控方案发送至所述备用主节点；

具体地，处理中心用于对各数据进行处理，以确定各节点在运行过程中是否存在故障，以及生成未来各节点的目标位姿数据，以对多节点机器人进行运行控制。在运行过程中，由于主控节点(此时为主节点)为打头节点，可能会发生碰撞等情况导致主节点受损，可能会出现通信故障，即主控节点与各节点失联，不能发送数据包或收取确认信息等，此时主控节点无法对其他节点进行控制，需人工进行维修或替换主控节点后才能继续运行，为此，本发明实施例设置了一个与主节点结构相同、功能相同的备用主节点，当主节点为主控节点时，备用主节点作为普通节点运行，当处理中心判断主控节点(主节点)存在通信故障时，则对主控节点进行切换，即将主控节点由主节点切换为备用主节点，此时备用主节点作为主控节点运行，主节点作为普通节点运行。当处理中心判断节点的运行数据存在运行故障时，则根据预设的运行标准生成对应的操控方案，并返回至此时的主控节点(备用主节点)，进行数据分散。

步骤S5、所述备用主节点接收所述目标位姿数据和所述操控方案，并将所述目标位姿数据和所述操控方案发送至所述普通节点，以控制所述多节点机器人运行。

具体地，在接收到目标位姿数据和操控方案，将标位姿数据和操控方案分散至对应的普通节点，各节点基于之前发送的运行数据，根据操控方案和位姿数据进行调整，并根据调整后的数据运行，以实现多节点机器人运行。

本实施例中，设置主节点、普通节点和备用主节点，为主控节点设置了备用节点，即主节点和备用主节点均可作为主控节点，当主节点作为主控节点发生故障时，备用主节点可以作为主控节点进行运行，且仅在主节点和备用主节点上设置较高算力控制功能，相比于每个节点都与处理中心进行通信、控制的多节点机器人，有效降低了生产及运行成本。当主节点为主控节点时，主节点间隔预设时间向其他节点发送数据包，各节点响应于所述数据包并向所述主节点发送运行数据和确认信息，对各节点进行一个实时运行情况的获取，对各节点进行实时监控，避免由于信息获取不及时导致多节点机器人出现例如碰撞事故受损等情况，且仅通过数据包、确认信息的形式进行通信确认，相比于现有技术中复杂的呼叫、应答机制，有效增加通信效率。主节点将接收的运行数据、确认信息和自身的运行数据进行整合处理，发送至处理中心，便于处理中心进行处理，增加数据处理效率。处理中心根据运行数据和确认信息得到故障信息以及生成目标位姿数据，根据通信故障信息将所述主控节点由主节点切换为备用主节点，并将主节点更改为普通节点，实现对主控节点的自动切换，避免人工进行主节点切换，减小维修次数，增加运行效率。根据运行故障信息生成操控方案，并将目标位姿数据和操控方案发送至备用主节点，以多数据进行分散处理。备用主节点将目标位姿数据和操控方案发送至普通节点，以控制多节点机器人以调整后的例如位姿数据等进行运行，提升多节点机器人的运行可靠性。

可选地，所述根据所述通信故障信息将所述主控节点由所述主节点切换为所述备用主节点，并将所述主节点更改为所述普通节点，包括：

若所述处理中心在目标时间内未获取到所述确认信息，则判断所述主节点失联，并将所述主控节点由所述主节点切换为所述备用主节点。

具体地，目标时间为一个时间段，在该时间段内头节点间隔预设时间向其他节点发送数据包，例如目标时间为1s，预设时间为10ms，则连续100次未收到头节点发送的确认信息则判断头节点失联，若在目标时间段内断续收到确认信息，则判断通信不稳定，避免判断失误。头节点在接收到确认信息和运行数据后会转发至处理中心，若处理中心未收到确认信息，则存在多种情况，例如主节点与其他节点失联，未获得确认信息、主节点与失联，并未向其他节点发送数据包、主节点与处理中心失联，并未向处理中心发送确认信息，但是上述情况均说明主节点出现通信故障，不能进行信息及数据传输(对其他节点进行控制)的作用，因此，判断主节点失联，将备用主节点切换为主控节点、主节点切换为普通节点运行多节点机器人，实现主控节点的自动切换。

需要说明的是，由于蛇形机器人的运行特性，前一节点运行时可带动后续节点进行运行，各节点之间是连动的，因此，当蛇形机器人中出现部分节点不能正常运行(例如主节点出现故障，并不能接收运行数据和目标位姿数据，也就不能根据操控方案和目标位姿数据运行，只能根据前一节点的运行进行连动)时，不会影响蛇形机器人的正常运行，所以将故障的主节点标记为普通节点或失效节点也不会影响蛇形机器人的正常运行。

可选地，还包括一种自动切换主控节点的方法，如图6所示，无需通过处理中心，仅通过主节点与备用节点的通信即可实现主控节点的自动切换，两种方法可同时用于主控节点自动切换，互不影响，多节点机器人控制方法包括：

若所述备用主节点在目标时间内未获取到所述数据包，则向所述普通节点发送失联确认请求；

具体地，当主节点作为主控节点时，备用主节点作为普通节点，也实时接收主节点发送的数据包，当备用主节点目标时间内未收到数据包，则认为主节点可能失联，则向其他普通节点发送失联确认请求，以确定主节点是否失联。

所述普通节点根据所述失联确认请求确定所述目标时间内获取到的所述数据包的情况，若所述目标时间内未获取到所述数据包，则向所述备用主节点发送确认失联信息；

具体地，普通节点在接收到失联确认请求后，统计自身接收数据包的情况，若在目标时间内也未接收到数据包，则返回确认失联信息。

所述备用主节点根据所述确认失联信息将自身更改为所述主控节点；

具体地，接收所有普通节点的确认失联信息后，判断主节点失联，则进行主控节点的自动切换，将主节点切换为备用主节点；若仅接受到部分普通节点的确认失联信息，则考虑通信不稳定因素，并进行主控节点切换。

若所述主节点在所述目标时间内未获取到所述确认信息，则将自身更改为所述普通节点。

具体地，主节点在目标时间内未收到确认信息，则判断自身失联，将自身切换为普通节点运行。

可选地，所述普通节点为多个，且每个所述普通节点设置有编号；所述普通节点和所述备用主节点响应于所述数据包并向所述主节点发送运行数据和确认信息，包括：

响应于所述主节点发送的所述数据包，所述普通节点向所述主节点发送带有对应编号的所述运行数据和所述确认信息。

具体地，如图2和图3所示，蛇形机器人通常采用较多的普通节点，为了便于对故障节点的区分，所以对各个节点进行编号以进行区分，向主节点或备用主节点发送的运行数据和确认信息也带有编号信息。在图3中，上端第一个节点为主节点，下端第一个节点为备用主节点，连接在主节点和备用主节点间的节点为普通节点。

可选地，所述主节点将接收的所述运行数据、所述确认信息和自身的所述运行数据发送至所述处理中心，包括：

比较获取的所述确认信息的数量与所述普通节点的数量；

若获取的所述确认信息的数量小于所述普通节点的数量，则根据所述编号进行筛选，得到未发送所述确认信息的所述普通节点；

将未发送所述确认信息的所述普通节点认定为失联节点，并将所述失联节点的编号信息发送至所述处理中心。

具体地，若主节点可以接收到普通节点发送的确认信息，则说明主节点的通信不存在故障，进而可以理解，当获取的确认信息的数量小于普通节点的数量，说明未发送确认信息的普通节点存在通信故障或运行故障，通过编号确定未发送确定信息的普通节点，将其标记为失联节点，并将对应的编号信息发送至处理中心以进行失联节点统计。

可选地，所述处理中心包括显示屏和报警器；所述多节点机器人控制方法还包括：

所述处理中心根据所述主节点、所述普通节点和所述备用主节点生成所述多节点机器人的模型，并将所述模型显示在所述显示屏上；

具体地，根据主节点、普通节点和备用主节点生成蛇形机器人模型，其中每个节点均有对应的模型结构，并显示在显示屏上，便于工作人员对各节点的运行情况进行监控。

所述处理中心响应于所述失联节点的编号信息，将所述失联节点在所述模型上进行标记，并对所述失联节点进行数量统计；

具体地，响应于主节点发送的失联节点的编号信息，在模型上将对应的节点进行标记，例如标红，以提示工作人员该节点失联。

当所述失联节点的数量大于或等于预设数量时，所述处理中心控制所述报警器报警。

具体地，虽然蛇形机器人各节点之间具有连动特性，但是当故障节点数量较多时，蛇形机器人也无法进行正常作业，所以设定预设数量(例如蛇形机器人节点总共为10个，预设数量为6个)，以保证蛇形机器人的正常运行。另外地，当失联节点为连续预设数量(例如蛇形机器人节点总共为10个，预设数量为4个)的普通节点时，蛇形机器人各节点之间具有连动特性也无法带动蛇形机器人正常运行。当蛇形机器人无法正常运行时，控制报警器报警，以提示工作人员进行处理。

可选地，所述处理中心包括多个故障检测单元和表决单元，所述故障检测单元与所述表决单元连接；所述处理中心根据所述运行数据和所述确认信息得到通信故障信息和运行故障信息，包括：

每个所述故障检测单元获取目标时间内的所述确认信息和所述运行数据，根据所述确认信息和所述运行数据生成多个通信故障结果和多个运行故障结果并发送至所述表决单元；

所述表决单元根据多个所述通信故障结果和所述运行故障结果生成所述通信故障信息和所述运行故障信息，若多个所述通信故障结果相同，则生成所述通信故障信息，若多个所述运行故障结果相同，则生成所述运行故障信息。

具体地，本实施例处理中心如图4所示，包括3个故障检测单元和1个表决单元，检测单元生成故障结果后发送至表决单元，表决单元多3个故障结果进行表决，若3个故障结果相同，则生成对应的故障信息，若不相同，则说明故障检测结果可能存在错误，则返回故障检测单元重新进行故障检测，具体流程如图5所示。以保证多节点机器人故障检测的稳定性，避免出现故障检测错误的现象。

可选地，所述运行数据包括初始位姿数据，所述普通节点、所述主节点和所述备用主节点上设置有姿态传感器，所述姿态传感器用于获取各节点运行时的所述初始位姿数据，所述主节点和所述备用主节点上还设置有感知传感器，所述感知传感器用于获取所述主节点和所述备用主节点运行时的感知数据，感知传感器可为视觉传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器、光线传感器、声音传感器等，感知数据包括视觉数据、温度数据、湿度数据、压力数据、光线数据、声音数据等所述处理中心包括处理单元，所述处理单元与所述表决单元连接；所述根据所述运行故障信息生成运行操控方案，包括：

所述处理单元响应于所述表决单元生成的所述运行故障信息，获取对应节点的所述初始位姿数据，并根据所述初始位姿数据和运行位姿标准判断所述运行故障等级；

具体地，姿态传感器会读取各节点运行时的加速度、角速度、地磁信息等后，融合得到该节点的初始位姿态数据。根据初始位姿数据和运行位姿标准判断运行故障等级，运行位姿标准可根据多节点机器人的实际作业环境设定，例如，机器人两个节点之间最大角度扭转为60°。

其中，所述运行故障等级包括第一故障级和第二故障级，

当所述初始位姿数据大于或等于所述运行位姿标准时，则判断为所述第一故障级，生成第一操控方案，所述第一操控方案包括将对应节点关机锁定；

具体地，例如当获取的初始位姿数据(两个节点间的角度扭转为65°)，该初始位姿数据大于运行位姿标准(机器人两个节点之间最大角度扭转为60°)，则说明两个节点可能存在损坏风险，则将对应节点进行关机锁定，利用连动特性以保证蛇形机器人的正常运行，且避免两个节点发生损坏。

当所述初始位姿数据小于所述运行位姿标准时，则判断为所述第二故障级，根据所述目标位姿数据和所述初始位姿数据生成第二操控方案，所述第二操控方案包括根据所述目标位姿数据生成的对应节点的所述初始位姿数据的调整数据，其中，所述目标位姿数据根据所述感知数据得到。

具体地，先根据感知数据生成下一时间的目标位姿数据，以对蛇形机器人各节点的初始位姿数据进行调整。例如当获取的初始位姿数据(两个节点间的角度扭转为50°)，该初始位姿数据下小于运行位姿标准(机器人两个节点之间最大角度扭转为60°)，则说明两个节点正常运行，根据目标位置数据(两个节点间的角度扭转为55°)对初始位姿数据(两个节点间的角度扭转为50°)生成调整数据(调整两个节点间的角度扭转5°)，以对各节点进行调整。

可选地，所述运行数据包括驱动单元的运行数据；所述根据所述运行故障信息生成运行操控方案，包括：

所述处理单元响应于所述表决单元生成的所述运行故障信息，获取对应节点的所述驱动单元的运行数据，并根据所述驱动单元的运行数据和驱动单元运行标准判断所述运行故障等级；

其中，所述驱动单元运行标准包括堵转标准和最大运行标准，所述运行故障等级包括第三故障级和第四故障级，

具体地，驱动单元可为电机，驱动单元的运行数据包括电流、转速等。根据驱动单元的运行数据和驱动单元运行标准判断运行故障等级，驱动单元运行标准通常设置为堵转标准和最大运行标准，例如，电机转速为0，且电机电流超过预设电流标准，则判定驱动单元处于堵转状态，驱动单元以最大运行参数在一段时间内正常运行，该最大运行参数作为最大运行标准。

当所述驱动单元的运行数据等于所述堵转标准时，则判断为所述第三故障级，生成第三操控方案，所述第三操控方案包括将对应节点的电机关机锁定；

具体地，例如当获取的驱动单元的运行数据(电机转速为0，且电机电流超过预设电流标准)，该驱动单元的运行数据等于驱动单元运行标准(电机转速为0，且电机电流超过预设电流标准)，则说明该节点存在堵转故障，则将对应节点进行关机锁定，利用连动特性以保证蛇形机器人的正常运行。

当所述驱动单元的运行数据大于或等于所述最大运行标准且小于所述堵转标准时，则判断为所述第四故障级，生成第四操控方案，所述第四操控方案包括将对应节点的所述驱动单元的运行数据调至所述最大运行标准以下的调整数据。

具体地，例如当获取的驱动单元的运行数据大于等于最大运行标准且小于堵转标准时，则说明该节点现在虽正常运行，但是以当前的驱动单元的运行数据继续运行的话，驱动单元会发生运行故障，所以，应对驱动单元的运行数据进行调节，根据最大运行标准对驱动单元的运行数据生成调整数据，将驱动单元的运行数据调至最大运行标准一下，以对各节点进行调整，保证多节点机器人正常运行。

虽然本发明披露如上，但本发明的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多节点机器人控制方法，其特征在于，应用于多节点机器人，所述多节点机器人包括依次连接的主节点、普通节点和备用主节点，所述主节点与所述备用主节点分别与处理中心连接，所述多节点机器人控制方法包括：

当所述主节点为主控节点时，所述主节点间隔预设时间向所述普通节点和所述备用主节点发送数据包；

所述普通节点和所述备用主节点响应于所述数据包并向所述主节点发送运行数据和确认信息；

所述主节点将接收的所述运行数据、所述确认信息和自身的所述运行数据发送至所述处理中心；

所述处理中心根据所述运行数据和所述确认信息得到通信故障信息和运行故障信息以及生成目标位姿数据，根据所述通信故障信息将所述主控节点由所述主节点切换为所述备用主节点，并将所述主节点更改为所述普通节点，和/或根据所述运行故障信息生成操控方案，并将所述目标位姿数据和所述操控方案发送至所述备用主节点；

所述备用主节点接收所述目标位姿数据和所述操控方案，并将所述目标位姿数据和所述操控方案发送至所述普通节点，以控制所述多节点机器人运行。

2.根据权利要求1所述的多节点机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述通信故障信息将所述主控节点由所述主节点切换为所述备用主节点，并将所述主节点更改为所述普通节点，包括：

若所述处理中心在目标时间内未获取到所述确认信息，则判断所述主节点失联，并将所述主控节点由所述主节点切换为所述备用主节点。

3.根据权利要求1所述的多节点机器人控制方法，其特征在于，在所述主节点间隔预设时间向所述普通节点和所述备用主节点发送数据包后，还包括：

若所述备用主节点在目标时间内未获取到所述数据包，则向所述普通节点发送失联确认请求，并根据所述普通节点对所述失联确认请求的反馈以将自身更改为所述主控节点。

4.根据权利要求3所述的多节点机器人控制方法，其特征在于，还包括：

所述普通节点根据所述失联确认请求确定所述目标时间内获取到的所述数据包的情况，若所述目标时间内未获取到所述数据包，则向所述备用主节点发送确认失联信息；

所述备用主节点根据所述确认失联信息将自身更改为所述主控节点；

若所述主节点在所述目标时间内未获取到所述确认信息，则将自身更改为所述普通节点。

5.根据权利要求1所述的多节点机器人控制方法，其特征在于，所述普通节点为多个，且每个所述普通节点设置有编号；所述普通节点和所述备用主节点响应于所述数据包并向所述主节点发送运行数据和确认信息，包括：

响应于所述主节点发送的所述数据包，所述普通节点向所述主节点发送带有对应编号的所述运行数据和所述确认信息。

6.根据权利要求5所述的多节点机器人控制方法，其特征在于，所述主节点将接收的所述运行数据、所述确认信息和自身的所述运行数据发送至所述处理中心，包括：

比较获取的所述确认信息的数量与所述普通节点的数量；

若获取的所述确认信息的数量小于所述普通节点的数量，则根据所述编号进行筛选，得到未发送所述确认信息的所述普通节点；

将未发送所述确认信息的所述普通节点认定为失联节点，并将所述失联节点的编号信息发送至所述处理中心。

7.根据权利要求6所述的多节点机器人控制方法，其特征在于，所述处理中心包括显示屏和报警器；所述多节点机器人控制方法还包括：

所述处理中心根据所述主节点、所述普通节点和所述备用主节点生成所述多节点机器人的模型，并将所述模型显示在所述显示屏上；

所述处理中心响应于所述失联节点的编号信息，将所述失联节点在所述模型上进行标记，并对所述失联节点进行数量统计；

当所述失联节点的数量大于或等于预设数量时，所述处理中心控制所述报警器报警。

8.根据权利要求1所述的多节点机器人控制方法，其特征在于，所述处理中心包括多个故障检测单元和表决单元，所述故障检测单元与所述表决单元连接；所述处理中心根据所述运行数据和所述确认信息得到通信故障信息和运行故障信息，包括：

每个所述故障检测单元获取目标时间内的所述确认信息和所述运行数据，根据所述确认信息和所述运行数据生成多个通信故障结果和多个运行故障结果并发送至所述表决单元；

所述表决单元根据多个所述通信故障结果和所述运行故障结果生成所述通信故障信息和所述运行故障信息，若多个所述通信故障结果相同，则生成所述通信故障信息，若多个所述运行故障结果相同，则生成所述运行故障信息。

9.根据权利要求8所述的多节点机器人控制方法，其特征在于，所述运行数据包括初始位姿数据，所述普通节点、所述主节点和所述备用主节点上设置有姿态传感器，所述姿态传感器用于获取各节点运行时的所述初始位姿数据，所述主节点和所述备用主节点上还设置有感知传感器，所述感知传感器用于获取所述主节点和所述备用主节点运行时的感知数据，所述处理中心包括处理单元，所述处理单元与所述表决单元连接；所述根据所述运行故障信息生成运行操控方案，包括：

所述处理单元响应于所述表决单元生成的所述运行故障信息，获取对应节点的所述初始位姿数据，并根据所述初始位姿数据和运行位姿标准判断所述运行故障等级；

其中，所述运行故障等级包括第一故障级和第二故障级，

当所述初始位姿数据大于或等于所述运行位姿标准时，则判断为所述第一故障级，生成第一操控方案，所述第一操控方案包括将对应节点关机锁定；

当所述初始位姿数据小于所述运行位姿标准时，则判断为所述第二故障级，根据所述目标位姿数据和所述初始位姿数据生成第二操控方案，所述第二操控方案包括根据所述目标位姿数据生成的对应节点的所述初始位姿数据的调整数据，其中，所述目标位姿数据根据所述感知数据得到。

10.根据权利要求8所述的多节点机器人控制方法，其特征在于，所述运行数据包括驱动单元的运行数据；所述根据所述运行故障信息生成运行操控方案，包括：

所述处理单元响应于所述表决单元生成的所述运行故障信息，获取对应节点的所述驱动单元的运行数据，并根据所述驱动单元的运行数据和驱动单元运行标准判断所述运行故障等级；

其中，所述驱动单元运行标准包括堵转标准和最大运行标准，所述运行故障等级包括第三故障级和第四故障级，

当所述驱动单元的运行数据等于所述堵转标准时，则判断为所述第三故障级，生成第三操控方案，所述第三操控方案包括将对应节点的电机关机锁定；

当所述驱动单元的运行数据大于或等于所述最大运行标准且小于所述堵转标准时，则判断为所述第四故障级，生成第四操控方案，所述第四操控方案包括将对应节点的所述驱动单元的运行数据调至所述最大运行标准以下的调整数据。