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一种复合机器人控制方法、装置、电子设备和存储介质与流程

时间:2022-02-24 阅读: 作者:专利查询

一种复合机器人控制方法、装置、电子设备和存储介质与流程

1.本发明涉及机器人控制领域,具体涉及一种复合机器人控制方法、装置、电子设备和存储介质。


背景技术:

2.复合型机器人是一种集成移动机器人和通用工业机器人两项功能为一身的新型机器人。在工业领域,通用工业机器人被称为机械臂或者机械手,主要是替代人胳膊的抓取功能;而移动机器人,即agv是替代人腿脚的行走功能。复合型机器人则是手脚并用,将两种功能组合在一起,例如现有技术中的agv-机械臂复合机器人、机械狗-机械臂复合机器人和机械狗-轮式复合机器人等。
3.然而,现有技术中的复合机器人在控制方面仅仅停留在单独控制复合机器人中的个体,例如控制agv-机械臂复合机器人,只是通过单独控制agv和单独控制机械臂以表现出实现复合机器人整体控制的效果,这种控制方式并没有将复合机器人中的各个机器人个体有机结合在一起,导致复合机器人整体控制算法变得复杂且操作困难。
4.因此,现有技术有待改进和发展。


技术实现要素:

5.本发明的目的在于提供一种复合机器人控制方法、装置、电子设备和存储介质,将复合机器人中的各个机器人个体相互关联并进行统一控制,简化了复合机器人的控制算法,大大降低了控制难度。
6.第一方面,本技术提供一种复合机器人控制方法,应用于复合机器人的控制系统,所述复合机器人包括agv和第一机械臂,其中,所述agv配置有第一cpg振荡器,所述第一机械臂配置有第二cpg振荡器,所述第一cpg振荡器和所述第二cpg振荡器用于输出对应的节律信号,其步骤包括:s1.获取所述复合机器人的运动频率;s2.获取所述agv的作业周期的初相位和所述复合机器人作业周期的初相位之间的相位差作为所述agv的相位差;s3.获取所述第一机械臂的作业周期的初相位和所述复合机器人作业周期的初相位之间的相位差作为所述第一机械臂的相位差;s4.根据所述复合机器人的所述运动频率、所述agv的相位差和所述第一机械臂的相位差获取所述agv的节律信号和所述第一机械臂的节律信号;所述agv的节律信号和所述第一机械臂的节律信号相互关联;s5.将所述agv的节律信号映射至所述agv的控制信号,以对所述agv进行控制;s6.将所述第一机械臂的节律信号映射至所述第一机械臂的控制信号,以对所述第一机械臂进行控制。
7.本技术在agv和第一机械臂上分别设置第一cpg振荡器和第二cpg振荡器,利用第
一cpg振荡器和第二cpg振荡器分别输出agv的节律信号和第一机械臂的节律信号,并通过耦合两者的节律信号达到共同控制的效果,无需分别为agv和第一机械臂设置独立的控制算法,简化了复合机器人整体的控制算法,降低了操作难度。
8.进一步的,步骤s5包括:s51.根据以下公式将所述agv的节律信号映射至所述agv的控制信号:;其中,为所述agv的控制信号,为第一增益参数,为所述复合机器人的作业周期,为所述agv的节律信号,为第一调整参数;s52.根据所述agv的控制信号控制所述agv移动:在的时候,控制所述agv开始移动;在的时候,控制所述agv停止移动;在的时候,控制所述agv保持原运动状态,所述运动状态包括移动和停止。
9.将agv的节律信号映射至agv的控制信号上,用户仅需通过调整的值即可控制agv的运动,操作简单,方便高效。
10.进一步的,步骤s6包括:s61.根据以下公式将所述第一机械臂的节律信号映射至所述第一机械臂的控制信号:;其中,为所述第一机械臂的控制信号,为第二增益参数,为所述复合机器人的作业周期,为所述第一机械臂的节律信号,为第二调整参数;s62.根据所述第一机械臂的控制信号控制所述机械臂运动:在的时候,控制所述第一机械臂开始运动;在的时候,控制所述第一机械臂停止运动;在的时候,控制所述第一机械臂保持原运动状态,所述运动状态包括移动和停止。
11.将第一机械臂的节律信号映射至第一机械臂的控制信号上,用户仅需通过调整的值即可控制第一机械臂的运动,操作简单,方便高效。
12.进一步的,步骤s1包括:
根据以下公式计算所述复合机器人的运动频率:;其中,为所述复合机器人的运动频率,为所述复合机器人的作业周期;步骤s2包括:根据以下公式计算所述agv的作业周期的初相位和所述复合机器人作业周期的初相位之间的相位差:;其中,为所述agv的作业周期的初相位和所述复合机器人作业周期的初相位之间的相位差,为所述agv的作业周期初始位与所述复合机器人的作业周期初始位之间的时间差;步骤s3包括:根据以下公式计算所述第一机械臂的作业周期的初相位和所述复合机器人作业周期的初相位之间的相位差:;其中,为所述第一机械臂的作业周期的初相位和所述复合机器人作业周期的初相位之间的相位差,为所述第一机械臂的作业周期初始位与所述复合机器人的作业周期初始位之间的时间差;步骤s4包括:求解以下方程得到所述agv的节律信号和所述第一机械臂的节律信号:;;;其中,为所述agv的节律信号,为所述第一机械臂的节律信号,为收敛因子,
为极限环半径,为所述agv与所述控制系统的耦合项,为所述agv与所述第一机械臂的耦合项,为所述agv的节律信号的一阶导数,为所述第一机械臂的节律信号的一阶导数。
13.agv的节律信号和第一机械臂的节律信号相互耦合,使得agv和第一机械臂相互关联,从而在控制agv时能够同步控制第一机械臂,或在控制第一机械臂时能够同步控制agv,有效降低控制难度。
14.进一步的,所述复合机器人还包括至少一个第二机械臂;所有所述第二机械臂均亦配置有所述第二cpg振荡器,以用于输出相应的节律信号;所述复合机器人控制方法还包括分别以各第二机械臂为目标机械臂,执行以下步骤:s7.根据以下公式计算相对相位差:;其中,为所述目标机械臂的作业周期的初相位与其中一个节律信号已知的第二机械臂的作业周期的初相位之间的相位差或所述目标机械臂的作业周期的初相位与所述第一机械臂的作业周期的初相位之间的相位差,为所述目标机械臂的作业周期初始位与其中一个节律信号已知的第二机械臂的作业周期初始位之间的时间差或所述目标机械臂的作业周期初始位与所述第一机械臂的作业周期初始位之间的时间差,为所述复合机器人的作业周期;s8.求解以下公式得到所述目标机械臂的节律信号:;其中,为所述目标机械臂的节律信号的一阶导数,为所述复合机器人的运动频率,为所述目标机械臂的节律信号,为所述其中一个节律信号已知的第二机械臂的节律信号或所述第一机械臂的节律信号,为所述目标机械臂的作业周期的初相位和所述复合机器人作业周期的初相位之间的相位差,为所述目标机械臂和所述其中一个节律信号已知的第二机械臂之间的耦合系数或所述目标机械臂和所述第一机械臂之间的耦合系数;s9.将所述目标机械臂的节律信号映射至所述目标机械臂的控制信号,以对所述目标机械臂进行控制。
15.进一步的,步骤s9包括:s91. 根据以下公式将所述目标机械臂的节律信号映射至所述目标机械臂的控制信号:
;其中,为所述目标机械臂的控制信号,为所述目标机械臂对应的第三增益参数,为所述目标机械臂对应的第三调整参数;s92.根据所述目标机械臂的控制信号控制所述目标机械臂运动:在的时候,控制所述目标机械臂开始运动;在的时候,控制所述目标机械臂停止运动;在的时候,控制所述目标机械臂保持原运动状态,所述运动状态包括移动和停止。
16.进一步的,所述第一cpg振荡器为hopf振荡器;所述第二cpg振荡器为kuramoto相位振荡器。
17.第二方面,本发明还提供了一种复合机器人控制装置,应用于复合机器人的控制系统,所述复合机器人包括agv和第一机械臂,所述agv配置有第一cpg振荡器,所述第一机械臂配置有第二cpg振荡器,所述第一cpg振荡器和第二cpg振荡器用于输出对应的节律信号,其中,所述控制装置包括:第一获取模块,用于获取所述复合机器人的运动频率;第二获取模块,用于获取所述agv的作业周期的初相位和所述复合机器人作业周期的初相位之间的相位差作为所述agv的相位差;第三获取模块,用于获取所述第一机械臂的作业周期的初相位和所述复合机器人作业周期的初相位之间的相位差作为所述第一机械臂的相位差;第四获取模块,用于根据所述复合机器人的所述运动频率、所述agv的相位差和所述第一机械臂的相位差获取所述agv的节律信号和所述第一机械臂的节律信号;所述agv的节律信号和所述第一机械臂的节律信号相互关联;第一映射模块,用于将所述agv的节律信号映射至所述agv的控制信号,以对所述agv进行控制;第二映射模块,用于将所述第一机械臂的节律信号映射至所述第一机械臂的控制信号,以对所述第一机械臂进行控制。
18.通过关联agv和第一机械臂,使得用户无需分别控制agv和第一机械臂,方便用户控制复合机器人,同时在故障发生时,agv和第一机械臂都能同步做出迅速响应,有利于避免事故发生。
19.第三方面,本发明提供了一种电子设备,包括处理器以及存储器,所述存储器存储有计算机可读取指令,当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时,运行如上述复合机器人控制方法中的步骤。
20.第四方面,本发明提供了一种存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时运行如上述复合机器人控制方法中的步骤。
21.由上可知,通过安装cpg振荡器使得控制系统能够通过算法耦合agv输出的节律信号和机械臂输出的节律信号,经耦合后,agv和机械臂实现相互关联,在控制agv时亦能够控制机械臂,无需再单独对agv和机械臂设置算法并分别控制,有效降低控制难度同时简化了复合机器人整体的控制算法,有利于提高控制效率。
22.本技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本技术了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、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
23.图1为本技术实施例提供的复合机器人控制方法的一种流程图。
24.图2为本技术实施例提供的复合机器人控制装置的一种结构示意图。
25.图3为本技术实施例提供的电子设备的结构示意图。
26.图4为本技术实施例中agv和第一机械臂的一种控制流程图。
27.图5为本技术实施例中目标机械臂的一种控制流程图。
28.标号说明:100、第一获取模块;200、第二获取模块;300、第三获取模块;400、第四获取模块;500、第一映射模块;600、第二映射模块;1301、处理器;1302、存储器;1303、通信总线。
具体实施方式
29.下面将结合本技术实施例中附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围,而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
30.应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本技术的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.目前市面上大部分复合机器人(机械臂和agv复合)大多数都是从制造agv的企业和制造机械臂的企业中获取相应的部件然后经过简单组装完成的,对于agv和机械臂,两者均有一套独立的专用控制系统。表面上复合机器人同时控制agv和机械臂以完成一些复杂的动作或任务,而实际上这种复合机器人仅仅在结构上完成了复合,在控制层面上并未完成真正的复合,用户仍需要对agv和机械臂分别进行控制,导致控制难度大,操作不方便。
32.在某些优选的实施例中,一种复合机器人控制方法,应用于复合机器人的控制系统,复合机器人包括agv和第一机械臂,agv配置有第一cpg振荡器,第一机械臂配置有第二cpg振荡器,第一cpg振荡器和第二cpg振荡器用于输出对应的节律信号,其步骤包括:s1.获取复合机器人的运动频率;s2.获取agv的作业周期的初相位和复合机器人作业周期的初相位之间的相位差作为agv的相位差;
s3.获取第一机械臂的作业周期的初相位和复合机器人作业周期的初相位之间的相位差作为第一机械臂的相位差;s4.根据复合机器人的运动频率、agv的相位差和第一机械臂的相位差获取agv的节律信号和第一机械臂的节律信号;agv的节律信号和第一机械臂的节律信号相互关联;s5.将agv的节律信号映射至agv的控制信号,以对agv进行控制;s6.将第一机械臂的节律信号映射至第一机械臂的控制信号,以对第一机械臂进行控制。
33.本实施例中,复合机器人包括agv和一个机械臂(第一机械臂),agv和第一机械臂通过耦合产生agv的节律信号和第一机械臂的节律信号,然后将agv的节律信号和第一机械臂的节律信号对应映射至agv和第一机械臂的控制信号上实现控制。因为agv的节律信号和第一机械臂的节律信号之间相互关联,用户无需再对agv和第一机械臂进行一对一的控制,有效降低控制难度,使得控制过程更加简便高效,例如,复合机器人被指派在a、b两地完成多次搬运货物的任务,当复合机器人在a、b两地之间移动时,用户通过控制系统控制agv停止移动,此时agv的节律信号发生改变,受耦合影响,第一机械臂的节律信号亦会发生变化,因此第一机械臂会同步停止运动;又例如,复合机器人被指派在a、b两地完成多次搬运货物的任务,某一时刻用户控制第一机械臂对货物进行组装,此时第一机械臂的节律信号发生改变,受耦合影响,agv的节律信号亦会发生变化,则agv会停止移动直至第一机械臂完成货物的组装。
34.agv和第一机械臂通过节律信号之间的耦合相互关联,通过一个控制系统和一套简单的控制算法即可同时操控agv和第一机械臂的运动,一方面用户能够更简单快捷地控制agv和第一机械臂协同运动完成复杂的动作或任务;另一方面,agv和第一机械臂相互关联,两者之间能够实现快速响应,例如,在复合机器人执行任务期间agv发生故障停机,若agv和第一机械臂之间没有关联,则用户需要及时控制第一机械臂停止运动,否则第一机械臂可能会继续按设定的程序执行动作导致意外发生;而agv和第一机械臂之间形成关联后,节律信号的变化使得第一机械臂迅速停止运动,无需用户直接干预,有利于避免在无人值守时的意外发生。
35.在实际应用中,控制agv的运动一般通过改变agv的运动参数实现,例如通过控制系统调整agv的移动速度、转角速度、转角、移动距离、输出力矩等等,然而需要调整的运动参数越多,则控制过程越繁琐。
36.在某些优选的实施例中,步骤s5包括:s51.根据以下公式将agv的节律信号映射至agv的控制信号:;其中,为agv的控制信号,为第一增益参数,为复合机器人的作业周期,为agv的节律信号,为第一调整参数;s52.根据agv的控制信号控制agv移动:在的时候,控制agv开始移动;
在的时候,控制agv停止移动;在的时候,控制agv保持原运动状态,运动状态包括移动和停止。
37.将agv的节律信号映射至agv的控制信号上,用户仅需要调整的值即可控制agv的动作,控制系统无需获取agv的各种运动参数,用户亦无需为达到控制而调整大量运动参数。
38.在实际应用中,控制机械臂运动一般通过改变机械臂的运动参数实现,例如通过控制系统调整机械臂的电机转角、电机转速、摆动距离等等,然而需要调整的运动参数越多,则控制过程越繁琐。
39.需要说明的是,第一增益参数和第一调整参数均可以由用户预设。
40.在某些实施例中,步骤s6包括:s61.根据以下公式将第一机械臂的节律信号映射至第一机械臂的控制信号:;其中,为第一机械臂的控制信号,为第二增益参数,为复合机器人的作业周期,为第一机械臂的节律信号,为第二调整参数;s62.根据第一机械臂的控制信号控制机械臂运动:在的时候,控制第一机械臂开始运动;在的时候,控制所述第一机械臂停止运动;在的时候,控制第一机械臂保持原运动状态,运动状态包括移动和停止。
41.agv和第一机械臂的控制流程如图4所示,将第一机械臂的节律信号映射至第一机械臂的控制信号上,用户仅需要调整的值即可控制第一机械臂的动作,控制系统无需获取第一机械臂的各种运动参数,用户亦无需为达到控制而调整大量运动参数。
42.需要说明的是,第二增益参数和第二调整参数均可以由用户预设。
43.在某些实施例中,步骤s1包括:根据以下公式计算复合机器人的运动频率:;其中,为复合机器人的运动频率,为复合机器人的作业周期;步骤s2包括:根据以下公式计算agv的作业周期的初相位和复合机器人作业周期的初相位之间的相位差:
;其中,为agv的作业周期的初相位和复合机器人作业周期的初相位之间的相位差,为agv的作业周期初始位与复合机器人的作业周期初始位之间的时间差;步骤s3包括:根据以下公式计算第一机械臂的作业周期的初相位和复合机器人作业周期的初相位之间的相位差:;其中,为第一机械臂的作业周期的初相位和复合机器人作业周期的初相位之间的相位差,为第一机械臂的作业周期初始位与复合机器人的作业周期初始位之间的时间差;步骤s4包括:求解以下方程得到agv的节律信号和第一机械臂的节律信号:;;;其中,为agv的节律信号,为第一机械臂的节律信号,为收敛因子,为极限环半径,为agv与控制系统的耦合项,为agv与第一机械臂的耦合项,为agv的节律信号的一阶导数,为第一机械臂的节律信号的一阶导数。
44.本实施例中,复合机器人在执行某个任务时,控制系统会将完成该任务的所有动作细分到agv和第一机械臂上并控制agv和机械臂执行,其中,复合机器人每完成一次任务时所需的时间则为复合机器人的作业周期,而agv在每个复合机器人的作业周期中执行细分后的所有动作所需的时间则为agv的作业周期,第一机械臂在每个复合机器人的作业周期中执行细分后的所有动作所需的时间则为第一机械臂的作业周期。
45.例如,指派复合机器人在a、b两地完成多次搬运货物的任务,agv则需要执行在a、b之间往复移动的动作,第一机械臂则需要执行多次取货和卸货的动作;
复合机器人的作业周期指的是复合机器人完成一次搬运货物的任务所需的时间,agv的作业周期指的是agv在a、b两地之间完成一次往复移动所需的时间,第一机械臂的作业周期指的是第一机械臂完成一次取货和卸货所需的时间;agv的作业周期和第一机械臂的作业周期均可以通过计时获得。一般情况下,复合机器人开始执行任务时,可能agv或第一机械臂并不会在第一时间进行动作,例如,复合机器人执行搬运任务时,先是agv进行移动,当复合机器人移动到目标位置后,agv则停止移动,此时第一机械臂再执行动作;从复合机器人开始执行任务时到agv真正进行动作时期间的时间间隔则为agv的作业周期初始位与复合机器人的作业周期初始位之间的时间差,从复合机器人开始执行任务时到第一机械臂真正进行动作时期间的时间间隔则为第一机械臂的作业周期初始位与复合机器人的作业周期初始位之间的时间差;agv的作业周期初始位与复合机器人的作业周期初始位之间的时间差可根据agv的作业周期和复合机器人的作业周期计算所得;第一机械臂的作业周期初始位与复合机器人的作业周期初始位之间的时间差可根据第一机械臂的作业周期和复合机器人的作业周期计算所得。
46.需要说明的是,收敛因子和极限环半径可以由用户预设。
47.在某些实施例中,复合机器人还包括至少一个第二机械臂;所有第二机械臂均亦配置有第二cpg振荡器,以用于输出相应的节律信号;复合机器人控制方法还包括分别以各第二机械臂为目标机械臂,执行以下步骤:s7.根据以下公式计算相对相位差:;其中,为目标机械臂的作业周期的初相位与其中一个节律信号已知的第二机械臂的作业周期的初相位之间的相位差或目标机械臂的作业周期的初相位与第一机械臂的作业周期的初相位之间的相位差,为目标机械臂的作业周期初始位与其中一个节律信号已知的第二机械臂的作业周期初始位之间的时间差或目标机械臂的作业周期初始位与第一机械臂的作业周期初始位之间的时间差,为复合机器人的作业周期;s8.求解以下公式得到目标机械臂的节律信号:;其中,为目标机械臂的节律信号的一阶导数,为复合机器人的运动频率,为目标机械臂的节律信号,为其中一个节律信号已知的第二机械臂的节律信号或第一机械臂的节律信号,为目标机械臂的作业周期的初相位和所述复合机器人作业周期的初相位之间的相位差,为目标机械臂和其中一个节律信号已知的第二机械臂之间的耦合系数或目标机械臂和第一机械臂之间的耦合系数;s9.将目标机械臂的节律信号映射至目标机械臂的控制信号,以对目标机械臂进
行控制。
48.本实施例中,第二机械臂在初始状态下(未相互关联),因为agv的节律信号和第一机械臂的节律信号均已通过计算获得,所以目标机械臂可以通过第一机械臂的节律信号计算获得,从而实现了第一机械臂的节律信号和目标机械臂的节律信号之间的耦合,使得第一机械臂和目标机械臂相互关联。事实上,当目标机械臂的节律信号通过计算所得后,则该目标机械臂可以作为节律信号已知的第二机械臂与其他第二机械臂完成关联,例如,复合机械人包括有agv、第一机械臂以及2个第二机械臂,2个第二机械臂分别为a和b,通过计算获得agv的节律信号和第一机械臂的节律信号,通过上述公式根据第一机械臂的节律信号计算a的节律信号,此时b的节律信号可以根据第一机械臂的节律信号计算所得,亦可以根据a的节律信号计算所得。
49.一般情况下,选择不同第二机械臂进行关联时,目标机械臂的节律信号都不相同,而目标机械臂与各个第二机械臂之间的关联性有强弱之分(对应耦合系数的高低),因此目标机械臂的节律信号应选取关联性最大的第二机械臂对应的节律信号进行计算,例如,复合机械人包括有agv、第一机械臂以及2个第二机械臂,2个第二机械臂分别为a和b,根据第一机械臂的节律信号计算得到b的节律信号,而根据a的节律信号计算得到b的节律信号,然而b与a之间的耦合系数大于b与第一机械臂之间的耦合系数,则表示b与a关联性更强,应当以节律信号映射至b的控制信号中。
50.需要说明的是,第二机械臂之间的关联性(耦合系数)可以由用户预设;上述相对相位差即为,代指目标机械臂的作业周期的初相位与其中一个节律信号已知的第二机械臂的作业周期的初相位之间的相位差或目标机械臂的作业周期的初相位与第一机械臂的作业周期的初相位之间的相位差。
51.在某些实施例中,步骤s9包括:s91. 根据以下公式将目标机械臂的节律信号映射至目标机械臂的控制信号:;其中,为目标机械臂的控制信号,为目标机械臂对应的第三增益参数,为目标机械臂对应的第三调整参数。
52.s92.根据目标机械臂的控制信号控制目标机械臂运动:在的时候,控制目标机械臂开始运动;在的时候,控制目标机械臂停止运动;在的时候,控制目标机械臂保持原运动状态,运动状态包括移动和停止。
53.目标机械臂的控制流程如图5所示,将第二机械臂的节律信号映射至第二机械臂
的控制信号上,用户仅需要调整的值即可控制第二机械臂的动作,控制系统无需获取第二机械臂的各种运动参数,用户亦无需为达到控制而调整大量运动参数。
54.需要说明的是,第三增益参数和第三调整参数可以由用户预设。
55.在某些实施例中,第一cpg振荡器为hopf振荡器;第二cpg振荡器为kuramoto相位振荡器。
56.请参照图2,图2是本技术一些实施例中的一种复合机器人控制装置,应用于复合机器人的控制系统,复合机器人包括agv和第一机械臂,agv配置有第一cpg振荡器,第一机械臂配置有第二cpg振荡器,第一cpg振荡器和第二cpg振荡器用于输出对应的节律信号,该复合机器人控制装置以计算机程序的形式集成在该复合机器人控制装置的后端控制设备中,该复合机器人控制装置包括:第一获取模块100,用于获取复合机器人的运动频率;第二获取模块200,用于获取agv的作业周期的初相位和复合机器人作业周期的初相位之间的相位差作为agv的相位差;第三获取模块300,用于获取第一机械臂的作业周期的初相位和复合机器人作业周期的初相位之间的相位差作为第一机械臂的相位差;第四获取模块400,用于根据复合机器人的运动频率、agv的相位差和第一机械臂的相位差获取agv的节律信号和第一机械臂的节律信号;agv的节律信号和第一机械臂的节律信号相互关联;第一映射模块500,用于将agv的节律信号映射至agv的控制信号,以对agv进行控制;第二映射模块600,用于将第一机械臂的节律信号映射至第一机械臂的控制信号,以对第一机械臂进行控制。
57.在某些实施例中,第一映射模块500用于在将agv的节律信号映射至agv的控制信号,以对agv进行控制的时候执行:根据以下公式将agv的节律信号映射至agv的控制信号:;其中,为agv的控制信号,为第一增益参数,为复合机器人的作业周期,为agv的节律信号,为第一调整参数;根据agv的控制信号控制agv移动:在的时候,控制agv开始移动;在的时候,控制agv停止移动;在的时候,控制agv保持原运动状态,运动状态包括移动和停止。
58.在某些实施例中,第二映射模块600用于在将第一机械臂的节律信号映射至第一机械臂的控制信号,以对第一机械臂进行控制的时候执行:
根据以下公式将第一机械臂的节律信号映射至第一机械臂的控制信号:;其中,为第一机械臂的控制信号,为第二增益参数,为复合机器人的作业周期,为第一机械臂的节律信号,为第二调整参数;根据第一机械臂的控制信号控制机械臂运动:在的时候,控制第一机械臂开始运动;在的时候,控制第一机械臂停止运动;在的时候,控制第一机械臂保持原运动状态,运动状态包括移动和停止。
59.在某些实施例中,第一获取模块100用于在获取复合机器人的运动频率的时候执行:根据以下公式计算复合机器人的运动频率:;其中,为复合机器人的运动频率,为复合机器人的作业周期;第二获取模块200用于在获取agv的相位差时候执行:根据以下公式计算agv的作业周期的初相位和复合机器人作业周期的初相位之间的相位差:;其中,为agv的作业周期的初相位和复合机器人作业周期的初相位之间的相位差,为agv的作业周期初始位与复合机器人的作业周期初始位之间的时间差;第三获取模块300用于在获取第一机械臂的相位差的时候执行:根据以下公式计算第一机械臂的作业周期的初相位和复合机器人作业周期的初相位之间的相位差:;其中,为第一机械臂的作业周期的初相位和复合机器人作业周期的初相位之间的相位差,为第一机械臂的作业周期初始位与复合机器人的作业周期初始位之间的时间差;第四获取模块400用于在根据复合机器人的运动频率、agv的相位差和第一机械臂的相位差获取agv的节律信号和第一机械臂的节律信号的时候执行:
求解以下方程得到agv的节律信号和第一机械臂的节律信号:;;;其中,为agv的节律信号,为第一机械臂的节律信号,为收敛因子,为极限环半径,为agv与控制系统的耦合项,为agv与第一机械臂的耦合项,为agv的节律信号的一阶导数,为第一机械臂的节律信号的一阶导数。
60.在某些实施例中,复合机器人还包括至少一个第二机械臂;所有第二机械臂均亦配置有第二cpg振荡器,以用于输出相应的节律信号;该复合机器人控制装置还包括:第一计算模块,用于根据以下公式计算相对相位差:;其中,为目标机械臂的作业周期的初相位与其中一个节律信号已知的第二机械臂的作业周期的初相位之间的相位差或目标机械臂的作业周期的初相位与第一机械臂的作业周期的初相位之间的相位差,为目标机械臂的作业周期初始位与其中一个节律信号已知的第二机械臂的作业周期初始位之间的时间差或目标机械臂的作业周期初始位与第一机械臂的作业周期初始位之间的时间差,为复合机器人的作业周期;第二计算模块,用于求解以下公式得到目标机械臂的节律信号:;其中,为目标机械臂的节律信号的一阶导数,为所述复合机器人的运动频率,为目标机械臂的节律信号,为其中一个节律信号已知的第二机械臂的节律信号或第一机械臂的节律信号,为目标机械臂的作业周期的初相位和所述复合机器人作业周期的初相位之间的相位差,为目标机械臂和其中一个节律信号已知的第二机械臂之间的耦合系
数或目标机械臂和第一机械臂之间的耦合系数;第三映射模块,用于将目标机械臂的节律信号映射至目标机械臂的控制信号,以对目标机械臂进行控制。
61.在某些实施例中,第三映射模块用于在将目标机械臂的节律信号映射至对应的控制信号,以对目标机械臂进行控制的时候执行:根据以下公式将目标机械臂的节律信号映射至目标机械臂的控制信号:;其中,为目标机械臂的控制信号,为目标机械臂对应的第三增益参数,为目标机械臂对应的第三调整参数;根据目标机械臂的控制信号控制目标机械臂运动:在的时候,控制目标机械臂开始运动;在的时候,控制目标机械臂停止运动;在的时候,控制目标机械臂保持原运动状态,运动状态包括移动和停止。
62.在某些实施例中,第一cpg振荡器为hopf振荡器;第二cpg振荡器为kuramoto相位振荡器。
63.请参照图3,图3为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图,本技术提供一种电子设备,包括:处理器1301和存储器1302,处理器1301和存储器1302通过通信总线1303和/或其他形式的连接机构(未标出)互连并相互通讯,存储器1302存储有处理器1301可执行的计算机程序,当计算设备运行时,处理器1301执行该计算机程序,以执行上述第一方面的实施例的任一可选的实现方式中的 复合机器人控制方法,以实现以下功能:获取复合机器人的运动频率;获取agv的作业周期的初相位和所述复合机器人作业周期的初相位之间的相位差作为agv的相位差;获取第一机械臂的作业周期的初相位和所述复合机器人作业周期的初相位之间的相位差作为第一机械臂的相位差;根据复合机器人的运动频率、agv的相位差和第一机械臂的相位差获取agv的节律信号和第一机械臂的节律信号;agv的节律信号和第一机械臂的节律信号相互关联;将agv的节律信号映射至agv的控制信号,以对agv进行控制;将第一机械臂的节律信号映射至第一机械臂的控制信号,以对第一机械臂进行控制。
64.本技术实施例提供一种存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时,执行上述第一方面的实施例的任一可选的实现方式中的复合机器人控制方法,以实现以下功能:获取复合机器人的运动频率;获取agv的作业周期的初相位和所述复合机器人作业周期的初相位之间的相位差作为agv的相位差;获取第一机械臂的作业周期的初相位和所述复合机器人作业周期的初相位之间的相位差作为第一机械臂的相位差;根据复合机器人的运动频率、agv的相位差和第一机械臂的相位差获取agv的节律信号和第一机械臂的节律信号;agv的节律信号和第一机械臂的节律信号相互关联;将agv的节律信号映射至agv的控制信号,以对agv进行控制;将第一机械臂的节律信号映射至第一机械臂的控制信
号,以对第一机械臂进行控制。
65.其中,存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,如静态随机存取存储器(static random access memory, 简称sram),电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory, 简称eeprom),可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read only memory, 简称eprom),可编程只读存储器(programmable red-only memory, 简称prom),只读存储器(read-only memory, 简称rom),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。
66.在本技术所提供的实施例中,应该理解到,所揭露装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
67.另外,作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
68.再者,在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
69.在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
70.以上所述仅为本技术的实施例而已,并不用于限制本技术的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。