多机器人协同工作的控制系统技术方案

本申请公开了一种多机器人协同工作的控制系统，其中，控制系统包括n个机器人和上位机，上位机包括任务分解调度模块和协同运动规划模块，任务分解调度模块用于将用户指令拆解成互相解耦的n个子任务，n个子任务与n个机器人一一对应，协同运动规划模块包括多核处理器和数据共享内存，多核处理器包括并行计算的n个运动轨迹计算核心，n个运动轨迹计算核心与n个子任务一一对应，数据共享内存用于多核处理器中各个核心的数据交互和同步，上位机用于将完成计算的子任务下发到对应的机器人执行。本申请实施例提高了多个机器人协同工作的运动轨迹计算效率，减少了机器人控制过程的伺服周期，提高多机器人协同工作的整体效率。提高多机器人协同工作的整体效率。提高多机器人协同工作的整体效率。

【技术实现步骤摘要】
多机器人协同工作的控制系统


[0001]本申请涉及机器人控制
，尤其涉及一种多机器人协同工作的控制系统。

技术介绍

[0002]在多机器人协同控制领域，多机器人之间通常采用总线式接线方式，例如通过Ether CAT总线挂接运动控制器和多个机器人的驱动模块，在这种接线方式下，多机器人的同步方式需要额外的外部接线，同步方式不灵活，系统的整个通信链路较长，存在一定的时延。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供了一种多机器人协同工作的控制系统，能够利用多核处理器并行处理多个机器人的子任务，从而提高多机器人协同工作的整体效率。
[0004]本申请实施例提供了一种多机器人协同工作的控制系统，包括：
[0005]n个机器人，n为大于1的整数；
[0006]上位机，包括任务分解调度模块和协同运动规划模块，所述任务分解调度模块用于将用户指令拆解成互相解耦的n个子任务，所述n个子任务与所述n个机器人一一对应，所述协同运动规划模块包括多核处理器和数据共享内存，所述多核处理器包括并行计算的n个运动轨迹计算核心，所述n个运动轨迹计算核心与所述n个子任务一一对应，所述数据共享内存用于多核处理器中各个核心的数据交互和同步，所述上位机用于将完成计算的所述子任务下发到对应的所述机器人执行。
[0007]根据本申请实施例的多机器人协同工作的控制系统，至少具有如下有益效果：通过上位机中的多核处理器中的n个核心并行计算n个机器人的子任务，同时结合数据共享内存，可以实现多机器人之间的协同工作，提高了多个机器人协同工作的运动轨迹计算效率，减少了机器人控制过程的伺服周期，使得用户指令对应的任务的规划轨迹更加平滑，提高了多机器人协同工作的整体效率。由于设置了上位机，上位机与下面n个机器人之间构成星形连接，通信链路更短，能够减少通信时延。
[0008]在一些实施例中，所述多核处理器还包括至少一个数据采集核心，所述数据采集核心用于接收所述n个机器人的实时状态信息和所述n个机器人的工作空间的图像数据，还用于将完成计算的所述子任务下发到对应的所述机器人执行；所述实时状态信息用于表征所述机器人在运动过程中与运行状态相关的数据集合。
[0009]在一些实施例中，还包括设备传感器、驱动电机和驱动模块，所述驱动电机用于驱动所述机器人运动，所述驱动模块与所述驱动电机信号连接并输出所述机器人的运动信息，所述设备传感器用于采集所述机器人的振动信息，所述运动信息和所述振动信息构成所述机器人的实时状态信息。
[0010]在一些实施例中，还包括输入输出模块，所述输入输出模块分别与所述设备传感器和驱动模块连接，以接收所述实时状态信息，所述输入输出模块还连接到上位机，以向所
述上位机发送所述实时状态信息以及接收所述上位机下发的所述子任务。
[0011]在一些实施例中，所述多核处理器还包括至少一个视觉处理核心，所述视觉处理核心用于根据所述图像数据对所述机器人进行识别和跟踪，以及根据所述图像数据和所述实时状态信息对工作空间中的所述机器人进行碰撞检测。
[0012]在一些实施例中，还包括视觉传感器，所述视觉传感器用于采集所述n个机器人在工作空间中的所述图像数据，所述视觉传感器与所述上位机通信连接以上传所述图像数据。
[0013]在一些实施例中，所述多核处理器的CPU0核为所述数据采集核心，所述多核处理器的CPU1核至CPUn核分别对应所述n个运动轨迹计算核心，所述多核处理器的CPUn+1核为所述视觉处理核心。
[0014]在一些实施例中，所述上位机包括人机交互界面，所述人机交互界面用于显示n个配置页面，每个所述配置页面对应一个机器人，所述配置页面包括机器人运动轨迹显示区域和机器人示教编程区域。
[0015]在一些实施例中，所述上位机为示教器，所述示教器包括触摸屏，所述触摸屏用于显示所述人机交互界面。
[0016]在一些实施例中，还包括总线交换机，所述上位机包括n个所述协同运动规划模块，每个所述协同运动规划模块中的多核处理器仅处理其中一个所述子任务，完成计算的所述n个子任务通过所述总线交换机下发到所述n个机器人。
[0017]本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0018]图1是本申请实施例提供的多机器人协同工作的控制系统的架构图；
[0019]图2是本申请实施例提供的控制系统计算n个机器人指令参数的流程示意图；
[0020]图3是本申请实施例提供的多核处理器和数据共享内存进行数据交互的示意图；
[0021]图4是本申请实施例提供的数据采集核心执行数据采集和数据输出的流程示意图；
[0022]图5是本申请实施例提供的上位机的人机交互界面示意图；
[0023]图6是本申请另一实施例提供的多机器人协同工作的控制系统的架构图；
[0024]图7是本申请示例提供的控制系统工作流程图。
具体实施方式
[0025]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
[0026]在本申请的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0027]本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
[0028]应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多机器人协同工作的控制系统，其特征在于，包括：n个机器人，n为大于1的整数；上位机，包括任务分解调度模块和协同运动规划模块，所述任务分解调度模块用于将用户指令拆解成互相解耦的n个子任务，所述n个子任务与所述n个机器人一一对应，所述协同运动规划模块包括多核处理器和数据共享内存，所述多核处理器包括并行计算的n个运动轨迹计算核心，所述n个运动轨迹计算核心与所述n个子任务一一对应，所述数据共享内存用于多核处理器中各个核心的数据交互和同步，所述上位机用于将完成计算的所述子任务下发到对应的所述机器人执行。2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述多核处理器还包括至少一个数据采集核心，所述数据采集核心用于接收所述n个机器人的实时状态信息和所述n个机器人的工作空间的图像数据，还用于将完成计算的所述子任务下发到对应的所述机器人执行；所述实时状态信息用于表征所述机器人在运动过程中与运行状态相关的数据集合。3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，还包括设备传感器、驱动电机和驱动模块，所述驱动电机用于驱动所述机器人运动，所述驱动模块与所述驱动电机信号连接并输出所述机器人的运动信息，所述设备传感器用于采集所述机器人的振动信息，所述运动信息和所述振动信息构成所述机器人的实时状态信息。4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，还包括输入输出模块，所述输入输出模块分别与所述设备传感器和驱动模块连接，以接收所述实时状态信息，所述输入输出模块还连接到上位机，以向所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丹，
申请(专利权)人：美的威灵电机技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：