【技术实现步骤摘要】
本说明书涉及机器人控制领域，尤其涉及一种用于货物运输的多机器人协调控制方法及装置。
技术介绍
1、机器人学科近些年在硬件设计和控制决策方面均有了比较快速的发展。在足式机器人领域，四足机器人的步态设计和鲁棒控制已经日趋成熟，尤其是在电站巡检、维修方面有着很高的应用潜力；在轮式机器人领域，各种类型的轮式底盘已经被广泛应用到物流分拣、工厂码垛、室内清洁等多种工业和个人应用中；在无人机领域，各个厂商所提供的旋翼式无人机产品已经能够涵盖从航拍、自拍的个人场景到电网巡检、农药喷洒、货物运输的企业场景中。
2、在上述机器人应用中，货物运输任务由于应用范围巨大而受到了比较多的关注。当前的主要应用场景为轮式机器人在工厂中的物料运输，但是受限于运动能力轮式机器人只能局限在特定工作环境中执行任务。在更为复杂的场景中，使用无人机或者足式机器人执行运输任务所带来的效益更高，比如使用无人机进行快递运输或者使用双足机器人在工厂内进行搬运等。
3、目前比较常用的货物运输方式为单个机器人刚性夹持货物进行运输。这种运输方式具备实现容易、成本低廉的优点，但是在这种运输方式中，货物会刚性加载到机器人上，并增加机器人的固有惯量，降低整个机器人的灵活度，从而影响了针对机器人的运动控制的响应速度和鲁棒性。并且，为了提高基于单个机器人运输的运输距离，需要增加大记载电池的容量和尺寸，极大影响到了整体的机体结构，同时也不利于后期的结构修改和功能拓展。
4、基于此，本说明书提供了一种用于货物运输的多机器人协调控制方法。
1、本说明书提供一种用于货物运输的多机器人协调控制方法及装置，可以部分解决现有技术存在的上述问题。
2、本说明书采用下述技术方案：
3、本说明书提供了一种用于货物运输的多机器人协调控制方法，包括：
4、预先根据待运输货物、多个机器人分别对应的属性信息以及所述多个机器人之间的避障约束函数，确定所述多个机器人与所述待运输货物之间通过各绳索连接时各挂载点的数量和位置，并根据所述各挂载点的数量和位置，通过所述各绳索连接所述待运输货物与所述多个机器人；
5、响应于运输请求，根据所述待运输货物对应的运输任务规划运输轨迹，并在所述多个机器人基于所述运输轨迹运输所述待运输货物时，确定所述待运输货物在各时刻的位姿误差；
6、根据所述待运输货物在各时刻的位姿误差和所述各挂载点的位置，确定所述各时刻的所述多个机器人分别对应的参考负载所满足的约束条件，并在所述约束条件的约束下，将所述待运输货物对应的货物负载均衡分配给所述多个机器人，确定所述各时刻所述多个机器人分别对应的参考负载；
7、获取所述各时刻所述多个机器人分别对应的实际负载，并根据所述各时刻所述多个机器人分别对应的实际负载以及所述各时刻所述多个机器人分别对应的参考负载，对所述多个机器人分别进行负载跟踪控制。
8、可选地，所述确定所述多个机器人与所述待运输货物之间通过各绳索连接时各挂载点的数量和位置之前，所述方法还包括：
9、根据待运输货物对应的运输任务的任务类型，以及所述运输任务对应的运输场景，确定多个机器人分别对应的机器人类型，所述机器人类型包括无人机、足式机器人、轮式机器人中的至少一个；
10、获取预设的硬件冗余度，所述硬件冗余度用于指示所述多个机器人分别包含的指定硬件组件的数量大于参考数量；
11、根据预设的硬件冗余度，分别确定所述多个机器人对应的构型；
12、根据所述多个机器人的机器人类型，以及所述多个机器人对应的构型，选择所述多个机器人。
13、可选地，所述预先根据待运输货物、多个机器人分别对应的属性信息以及所述多个机器人之间的避障约束函数，确定所述多个机器人与所述待运输货物之间通过各绳索连接时各挂载点的数量和位置，具体包括：
14、预先获取待运输货物的形状，确定所述待运输货物的几何特征；
15、根据选择的多个机器人，获取所述多个机器人分别对应的属性信息中的负载上限；
16、以所述多个机器人与所述待运输货物之间通过各绳索连接时各挂载点的数量和所述各挂载点的位置作为可变参数，根据所述待运输货物对应的运输任务、所述各挂载点的数量和所述各挂载点的位置，构建所述多个机器人之间的避障约束函数；
17、以所述各挂载点的数量和所述各挂载点的位置作为可变参数，根据所述待运输货物的几何特征、所述多个机器人分别对应的负载上限以及所述多个机器人之间的避障约束函数，确定第一目标函数；
18、优化所述第一目标函数，得到所述第一目标函数的最优解作为所述各挂载点的数量和所述各挂载点的位置。
19、可选地，所述根据所述待运输货物对应的运输任务规划运输轨迹，具体包括：
20、根据所述待运输货物对应的运输任务中运输起点、运输终点以及所述运输任务对应的运输场景，确定通过所述多个机器人运输所述待运输货物时各位置关键点以及各姿态关键点；
21、对所述各位置关键点进行拟合，并对所述各姿态关键点进行拟合，得到位姿轨迹作为运输轨迹。
22、可选地，所述根据所述待运输货物在各时刻的位姿误差和所述各挂载点的位置，确定所述各时刻的所述多个机器人分别对应的参考负载所满足的约束条件，并在所述约束条件的约束下，将所述待运输货物对应的货物负载均衡分配给所述多个机器人，确定所述各时刻所述多个机器人分别对应的参考负载，具体包括：
23、针对每个时刻，根据所述待运输货物在该时刻的位姿误差，确定该时刻的参考力和该时刻的参考力矩，并根据该时刻的参考力、该时刻的参考力矩，以及所述各挂载点的位置，确定该时刻的所述多个机器人分别对应的参考负载满足的动力学约束作为第一约束；
24、获取所述多个机器人分别对应的圆锥几何参数，并根据该时刻的所述多个机器人分别对应的参考负载的方向，以及所述多个机器人分别对应的圆锥几何参数确定第二约束；
25、根据该时刻的所述多个机器人分别对应的参考负载在指定方向上的分量以及预设的指定阈值确定第三约束；
26、根据所述多个机器人分别对应的权重以及所述多个机器人分别对应的参考负载的二阶范数，确定第二目标函数；
27、在所述第一约束、所述第二约束和所述第三约束的约束下，根据所述第二目标函数，得到该时刻所述多个机器人分别对应的参考负载。
28、可选地，所述各挂载点上分别配置指定传感器；
29、所述根据所述待运输货物在该时刻的位姿误差，确定该时刻的参考力和该时刻的参考力矩之前，所述方法还包括：
30、通过所述各挂载点上分别配置的指定传感器，获取该时刻所述各挂载点的瞬时运动信息，并根据该时刻所述各挂载点的瞬时运动信息，对所述多个机器人在该时刻的协同运动进行补偿，完成多体解耦，对所述多个机器人进行分布式控制。
31、可选地，所述各挂载点上分别配置指定传感器；
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于货物运输的多机器人协调控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述多个机器人与所述待运输货物之间通过各绳索连接时各挂载点的数量和位置之前，所述方法还包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预先根据待运输货物、多个机器人分别对应的属性信息以及所述多个机器人之间的避障约束函数，确定所述多个机器人与所述待运输货物之间通过各绳索连接时各挂载点的数量和位置，具体包括：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待运输货物对应的运输任务规划运输轨迹，具体包括：
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待运输货物在各时刻的位姿误差和所述各挂载点的位置，确定所述各时刻的所述多个机器人分别对应的参考负载所满足的约束条件，并在所述约束条件的约束下，将所述待运输货物对应的货物负载均衡分配给所述多个机器人，确定所述各时刻所述多个机器人分别对应的参考负载，具体包括：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述各挂载点上分别配置指定传感器；
7.如权利
8.一种用于货物运输的多机器人协调控制装置，其特征在于，包括：
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1～7任一项所述的方法。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1～7任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种用于货物运输的多机器人协调控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述多个机器人与所述待运输货物之间通过各绳索连接时各挂载点的数量和位置之前，所述方法还包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预先根据待运输货物、多个机器人分别对应的属性信息以及所述多个机器人之间的避障约束函数，确定所述多个机器人与所述待运输货物之间通过各绳索连接时各挂载点的数量和位置，具体包括：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待运输货物对应的运输任务规划运输轨迹，具体包括：
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待运输货物在各时刻的位姿误差和所述各挂载点的位置，确定所述各时刻的所述多个机器人分别对应的参考负载所满足的...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。