一種網絡化多機器人系統的製作方法
2023-10-07 21:46:39
專利名稱：一種網絡化多機器人系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及機器人領域，尤其是涉及一種網絡化多機器人系統。
背景技術：
多機器人系統以其分布式、並行性、魯棒性等個體機器人無法比擬的優越性日益 受到關注，具有廣泛的應用前景。考慮到機器人系統感知存在局限，無線傳感器網絡提供了 一種解決方案。目前，將無線傳感器網絡與多機器人系統結合起來組成網絡化多機器人系 統，利用環境資源甚至人的智能來提高機器人系統的執行能力，受到關注，亟需深入的開展 研究。國內外已經出現一些網絡化機器人系統，如歐洲PEIS ecology項目、URUS項目以及 日本的NRS項目等。作為環境感知的一個非常重要的手段，視覺感知能夠獲取豐富的信息。 常用的視覺系統大多採用有線方式將攝像機與圖像採集卡連接起來，且缺乏對攝像機供電 的控制。
發明內容
本發明的目的是要提供一種攝像機與圖像採集卡無線方式連接、攝像機供電可控 的網絡化多機器人系統。為實現上述目的，本發明提供一種網絡化多機器人系統，該系統的技術方案包括 伺服器單元、控制臺和多機器人系統，其中所述控制臺、伺服器單元與多機器人系統無線連接，通過無線方式進行信息交 互；所述伺服器單元，用於為控制臺和多機器人系統提供視覺服務信息，同時作控制 臺和多機器人系統的信息中繼；所述伺服器單元含有的視覺單元將圖像信息通過無線方式 傳送給伺服器單元的伺服器進行處理；所述控制臺，用於綜合伺服器單元和多機器人系統發來的信息，直接或通過服務 器單元轉發的方式為多機器人系統提供指令信息和環境信息；所述多機器人系統，結合自身感知以及來自控制臺和伺服器單元的信息進行運動 決策。優選實施例，所述伺服器單元由伺服器、第二無線數據傳輸模塊、無線圖像接收模 塊、圖像採集卡以及視覺單元組成，其中視覺單元包括CXD攝像機、無線圖像發送模塊、電池組、第一無線數據傳輸模塊以 及控制板；CXD攝像機的視頻信號端與無線圖像發送模塊的視頻信號端相連，無線圖像發送 模塊和無線圖像接收模塊之間無線連接，用於將CCD攝像機的圖像信息送入無線圖像接收 模塊；無線圖像接收模塊與圖像採集卡相連接，圖像採集卡與伺服器相連接，用於將CXD 攝像機的圖像信息送入伺服器中，完成圖像的無線傳送；
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第二無線數據傳輸模塊與伺服器相連接，第一無線數據傳輸模塊與第二無線數據 傳輸模塊之間無線連接，用於將來自伺服器的電源控制信號送入視覺單元的第一無線數據 傳輸模塊中；第一無線數據傳輸模塊與控制板相連接，用於將第一無線數據傳輸模塊接收 到的電源控制信號送入控制板；控制板與電池組、無線圖像發送模塊的電源輸入端相連，無 線圖像發送模塊的電源輸出端與CCD攝像機的電源端相連，控制板根據電源控制信號，接 通或斷開對無線圖像發送模塊的供電，實現對CCD攝像機的供電控制。優選實施例，所述伺服器單元與控制臺之間還可通過有線方式進行信息交互。優選實施例，所述多機器人系統由多臺機器人組成。優選實施例，所述控制臺是連接伺服器單元與多機器人系統的信息綜合與交互的
D ο優選實施例，伺服器單元可以有一個或者多個，各伺服器單元分別通過無線或有 線方式與控制臺進行信息交互；一個伺服器單元可以包含一個或多個視覺單元，各視覺單 元獨立感知環境並分別將圖像信息無線傳輸到伺服器中。本發明結構簡單，易於擴展，可實現對攝像機供電的控制，彌補多機器人系統感知 的局限，有利於多機器人系統任務的執行。
圖1是網絡化多機器人系統的結構圖。
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發明技術方案中所涉及的各個細節。如附圖1所示，一種網絡化多機器人系統，包括伺服器單元1、控制臺12、多機器人 系統13三部分。伺服器單元1由視覺單元2、無線圖像接收模塊8、第二無線數據傳輸模塊 9、圖像採集卡10以及伺服器11組成，視覺單元2包括電池組3、控制板4、第一無線數據傳 輸模塊5、無線圖像發送模塊6、CCD攝像機7。視覺單元2中圖像信息到伺服器11的傳送部分說明如下。視覺單元2中，C⑶攝 像機7的視頻信號端與無線圖像發送模塊6的視頻信號端相連接，無線圖像發送模塊6和 無線圖像接收模塊8之間無線連接，無線圖像接收模塊8與圖像採集卡10相連，圖像採集 卡10與伺服器11連接。由上述結構，視覺單元2中CXD攝像機7提供的圖像信息，通過無線圖像發送模塊 6發送出去，無線圖像接收模塊8接收後送入圖像採集卡10，供伺服器11的應用程式使用。伺服器11對視覺單元2中CXD攝像機7的供電控制部分說明如下。第二無線數 據傳輸模塊9通過串口與伺服器11相連，第一無線數據傳輸模塊5與第二無線數據傳輸模 塊9之間無線連接，第一無線數據傳輸模塊5與控制板4相連接，電池組3與控制板4相連 為視覺單元2中部件供電，控制板4與無線圖像發送模塊6的電源輸入端相連，無線圖像發 送模塊6的電源輸出端與CCD攝像機7的電源端相連。由上述結構，當伺服器11控制視覺單元2中CXD攝像機7的供電時，它通過串口 發出電源控制信號，經第二無線數據傳輸模塊9發送出去，第一無線數據傳輸模塊5接收後 送入視覺單元2的控制板4中，控制板4根據電源控制信號，接通或斷開對無線圖像發送模塊6的供電，進而實現對CXD攝像機7的供電控制。伺服器單元1、控制臺12與多機器人系統13通過無線方式進行信息交互，伺服器 單元1與控制臺12之間還可通過有線方式進行信息交互。伺服器單元1為控制臺12和多 機器人系統13提供視覺服務信息，同時作為控制臺12和多機器人系統13的信息中繼；所 述伺服器單元1含有的視覺單元2將圖像信息通過無線方式傳送給伺服器單元1的伺服器 11進行處理；控制臺12綜合伺服器單元1和多機器人系統13發來的信息，直接或通過服 務器單元1轉發的方式為多機器人系統13提供指令信息和環境信息；多機器人系統13結 合自身感知以及來自控制臺12和伺服器單元1的信息進行運動決策。依據本發明所說明的系統結構和連接關係，構建了一個網絡化多機器人系統。 無線圖像接收模塊8、無線圖像發送模塊6採用PT609/700mw無線影音收發系統，選取 WAP300C作為第一無線數據傳輸模塊5和第二無線數據傳輸模塊9，控制板4採用基於 ATmegal28的微處理器，電池組3採用鋰聚合充電電池，圖像採集卡10採用DH-QP300。多機 器人系統13由中國科學院自動化研究所研製的智慧機器人AIM構成，控制臺12和伺服器 11均為臺式計算機，控制臺12、伺服器單元1與多機器人系統13的無線連接採用TP-LINK 公司的TL-WN322G+無線網卡實現。按照發明所述，各個部分相應布局後得到系統。以上所述，僅為本發明中的具體實施方案，但本發明的保護範圍並不局限於此，任 何熟悉該技術的人在本發明所揭露的技術範圍內，可理解想到的變換或替換，都應涵蓋在 本發明的包含範圍之內。
權利要求
一種網絡化多機器人系統，其特徵在於，該系統包括伺服器單元、控制臺和多機器人系統，其中所述控制臺、伺服器單元與多機器人系統無線連接，通過無線方式進行信息交互；所述伺服器單元，用於為控制臺和多機器人系統提供視覺服務信息，同時作控制臺和多機器人系統的信息中繼；所述伺服器單元含有的視覺單元將圖像信息通過無線方式傳送給伺服器單元的伺服器進行處理；所述控制臺，用於綜合伺服器單元和多機器人系統發來的信息，直接或通過伺服器單元轉發的方式為多機器人系統提供指令信息和環境信息；所述多機器人系統，結合自身感知以及來自控制臺和伺服器單元的信息進行運動決策。
2.如權利要求1所述網絡化多機器人系統，其特徵在於，所述伺服器單元由伺服器、第 二無線數據傳輸模塊、無線圖像接收模塊、圖像採集卡以及視覺單元組成，其中視覺單元包括CXD攝像機、無線圖像發送模塊、電池組、第一無線數據傳輸模塊以及控 制板；CCD攝像機的視頻信號端與無線圖像發送模塊的視頻信號端相連，無線圖像發送模塊 和無線圖像接收模塊之間無線連接，用於將CCD攝像機的圖像信息送入無線圖像接收模 塊；無線圖像接收模塊與圖像採集卡相連接，圖像採集卡與伺服器相連接，用於將CCD攝 像機的圖像信息送入伺服器中，完成圖像的無線傳送；第二無線數據傳輸模塊與伺服器相連接，第一無線數據傳輸模塊與第二無線數據傳輸 模塊之間無線連接，用於將來自伺服器的電源控制信號送入視覺單元的第一無線數據傳輸 模塊中；第一無線數據傳輸模塊與控制板相連接，用於將第一無線數據傳輸模塊接收到的 電源控制信號送入控制板；控制板與電池組、無線圖像發送模塊的電源輸入端相連，無線圖 像發送模塊的電源輸出端與CCD攝像機的電源端相連，控制板根據電源控制信號，接通或 斷開對無線圖像發送模塊的供電，實現對CCD攝像機的供電控制。
3.如權利要求1所述網絡化多機器人系統，其特徵在於，所述伺服器單元與控制臺之 間還可通過有線方式進行信息交互。
4.如權利要求1所述網絡化多機器人系統，其特徵在於，所述多機器人系統由多臺機 器人組成。
5.如權利要求1所述網絡化多機器人系統，其特徵在於，所述控制臺是連接伺服器單 元與多機器人系統的信息綜合與交互的平臺。
6.如權利要求1所述的一種網絡化多機器人系統，其特徵在於，伺服器單元可以有一 個或者多個，各伺服器單元分別通過無線或有線方式與控制臺進行信息交互；一個伺服器 單元可以包含一個或多個視覺單元，各視覺單元獨立感知環境並分別將圖像信息無線傳輸 到伺服器中。
全文摘要
一種網絡化多機器人系統包括伺服器單元、控制臺和多機器人系統，其中所述控制臺、伺服器單元與多機器人系統無線連接，通過無線方式進行信息交互；所述伺服器單元，用於為控制臺和多機器人系統提供視覺服務信息，同時作控制臺和多機器人系統的信息中繼；所述伺服器單元含有的視覺單元將圖像信息通過無線方式傳送給伺服器單元的伺服器進行處理；所述控制臺，用於綜合伺服器單元和多機器人系統發來的信息，直接或通過伺服器單元轉發的方式為多機器人系統提供指令信息和環境信息；所述多機器人系統，結合自身感知以及來自控制臺和伺服器單元的信息進行運動決策。本發明易於擴展，可彌補多機器人系統感知的局限，有利於多機器人系統任務的執行。
文檔編號H04N7/18GK101917464SQ20101024003
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月28日 優先權日2010年7月28日
發明者周超, 曹志強, 石坤, 譚民 申請人:中國科學院自動化研究所