【CN110007671A】一种机器人集群协同定位系统和方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910185193.5

(22)申请日 2019.03.12

(71)申请人 南方科技大学

地址 518055 广东省深圳市南山区西丽学

苑大道1088号

(72)发明人 黄骏　史玉回　张耿　

(74)专利代理机构 广州嘉权专利商标事务所有

限公司 44205

代理人 唐致明　洪铭福

(51)Int.Cl.

G05D 1/02(2006.01)

(54)发明名称

一种机器人集群协同定位系统和方法

(57)摘要

本发明公开了一种机器人集群协同定位系

统，利用芬斯勒几何进行协同定位，机器人集群

由多个机器人组成，每个机器人的组成结构包

括：视觉采集器、三栖滚动牵引转轮和芬斯勒自

动运算模块，其中视觉采集器，用于采集协同定

位的视觉定位图像，芬斯勒自动运算模块将采集

的视觉定位图像转换成对应的芬斯勒距离偏差，

最后三栖滚动牵引转轮根据转换的芬斯勒距离

偏差调整机器人在整个机器人集群中的相对位

置，实现协同定位，避免因为单一机器人的操作

失误导致检测任务失败的结果，提供的一种即

时、简单、高效的机器人集群协同定位系统可以

应用于多种作业场景，提高灾害的管理水平，有

效减少事故的发生，

促进产业健康发展。权利要求书2页 说明书7页 附图3页CN 110007671 A 2019.07.12

C N 110007671

A

1.一种机器人集群协同定位系统，其特征在于，所述机器人集群由多个机器人组成，所述机器人的组成结构包括：

视觉采集器，用于采集协同定位的视觉定位图像；

芬斯勒自动运算模块，用于将所述视觉定位图像转换成对应的芬斯勒距离偏差；三栖滚动牵引转轮，用于根据所述芬斯勒距离偏差调整机器人的相对位置。

2.根据权利要求1所述的一种机器人集群协同定位系统，其特征在于，所述视觉采集器包括以下至少一种波长的摄像机：红外波段摄像机、红光波段摄像机、绿光波段摄像机、蓝光波段摄像机和紫外光波段摄像机。

3.根据权利要求1所述的一种机器人集群协同定位系统，其特征在于，所述三栖滚动牵引转轮包括直流无刷电机组、摆线滚翼桨、护栏地滚轮和调速齿轮箱；

所述直流无刷电机用于分别带动所述摆线滚翼桨、所述护栏地滚轮和所述调速齿轮箱运动，以根据所述芬斯勒距离偏差调整机器人的相对位置，其中，

所述摆线滚翼浆用于当所述机器人处于空中运动状态或水面运动状态时，为机器人提供空气或水面的驱动力；

所述护栏地滚轮用于当所述机器人处于地面运动状态时，提供滚动的摩擦力；

所述调速齿轮箱用于根据所述机器人不同的运动状态，调节所述机器人的运转速度和运动方向。

4.根据权利要求2所述的一种机器人集群协同定位系统，其特征在于，所述芬斯勒自动运算模块包括输入综合器和几何计算器；

所述输入综合器用于根据所述视觉定位图像获取视觉距离；

所述几何计算器用于根据芬斯勒转换方式将所述视觉距离转换为芬斯勒距离。

5.根据权利要求4所述的一种机器人集群协同定位系统，其特征在于，所述输入综合器包括距离采集模块和距离去噪模块，所述距离采集模块用于根据距离获取方法将所述摄像机采集的视觉定位图像转换为粗略视觉距离，所述距离去噪模块对所述视觉距离进行平均加权和滤波，得到精确视觉距离。

6.根据权利要求4所述的一种机器人集群协同定位系统，其特征在于，所述芬斯勒转换方式具体为：

A E

＝(xy)/2

df＝A E -A F +S

其中，x表示当前机器人与相邻机器人在东西方向上的欧几里得距离，称为左右偏距，y 表示当前机器人与相邻机器人在南北方向上的欧几里得距离，称为前后偏距，A E 表示第一芬斯勒参数，A F 表示第二芬斯勒距离参数，df表示芬斯勒距离偏差，S是最小安全距离。

7.根据权利要求6所述的一种机器人集群协同定位系统，其特征在于，所述根据所述芬斯勒距离偏差调整机器人的相对位置具体包括以下调整方式：远离、靠近和保持不变；

当df＞S时，机器人靠近与其距离最接近的机器人；

当df

当df＝S时，机器人的位置保持不变。

权　利　要　求　书1/2页2CN 110007671 A