一种机器人分布式控制器及控制方法
【专利摘要】本发明提供了一种机器人分布式控制器及控制方法，该控制器包括网络收发器、环境检测传感器组、位置检测传感器组、姿态检测传感器组和由第一处理器和第二处理器构成的并行控制单元；网络收发器与第二处理器连接，接收和/或发射用于与其他机器人进行数据通信的网络信号；环境检测传感器组、位置检测传感器组以及姿态检测传感器组分别与第一处理器连接，将检测数据发送到第一处理器，以使第一处理器根据该数据对机器人进行控制；第二处理器根据与其他机器人的通信结果生成控制命令，将控制命令发送到第一处理器，以使第一处理器根据该控制命令对机器人进行控制。本发明实现了一个对多个机器人的集群控制器，使多个机器人能够更好的协同运行。
【专利说明】
一种机器人分布式控制器及控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及机器人控制技术领域，尤其涉及一种机器人分布式控制器及控制方法。
【背景技术】
[0002]智能机器人技术的研究已成为机器人领域的主要发展方向，如各种精密装配机器人，力/位置混合控制机器人，多肢体协调控制系统以及先进制造系统中的机器人的研究等。控制器是机器人系统的核心，相应的，对机器人控制器的性能也提出了更高的要求。伴随着计算机、自动控制理论的发展和工业生产的需要及相关技术的进步，机器人的发展已经历了3代:(I)可编程的示教再现型机器人；(2)基于传感器控制具有一定自主能力的机器人；(3)智能机器人。作为机器人的核心部分，机器人控制器是影响机器人性能的关键部分之一O
[0003]从机器人控制算法的处理方式来看，可分为串行、并行两种结构类型。其中，串行处理结构是指机器人的控制算法是由串行机来处理。对于这种类型的控制器，从计算机结构、控制方式来划分，可分为以下几种:
[0004]单CPU结构、集中控制方式:用一台功能较强的计算机实现全部控制功能。早期的机器人就采用这种结构，但控制过程中需要许多计算(如坐标变换)，因此这种控制结构速度较慢。
[0005]二级CPU结构、主从式控制方式:一级CPU为主机，担当系统管理、机器人语言编译和人机接口功能，同时也利用它的运算能力完成坐标变换、轨迹插补，并定时地把运算结果作为关节运动的增量送到公用内存，供二级CPU读取;二级CPU完成全部关节位置数字控制。这类系统的两个CPU总线之间基本没有联系，仅通过公用内存交换数据，是一个松耦合的关系。对采用更多的CPU进一步分散功能是很困难的。
[0006]多CPU结构、分布式控制方式:目前，普遍采用这种上、下位机二级分布式结构，上位机负责整个系统管理以及运动学计算、轨迹规划等。下位机由多CHJ组成，每个CPU控制一个关节运动，这些CPU和主控机联系是通过总线形式的紧耦合。这种结构的控制器工作速度和控制性能明显提高。但这些多CPU系统共有的特征都是针对具体问题而采用的功能分布式结构，即每个处理器承担固定任务。目前世界上大多数商品化机器人控制器都是这种结构。
[0007]机器人控制器是根据指令以及传感信息控制机器人完成一定的动作或作业任务的装置，它是机器人的心脏，决定了机器人性能的优劣。机器人自诞生以来，特别是工业机器人所采用的控制器基本上都是开发者基于自己的独立结构进行开发的，其有很多缺陷:
(I)局限于“专用计算机、专用机器人语言、专用微处理器”的封闭式结构。封闭的控制器结构使其具有特定的功能、适应于特定的环境，不便于对系统进行扩展和改进。(2)软件结构及其逻辑结构依赖于处理器硬件，难以在不同的系统间移植。(3)容错性差，由于并行计算中的数据相关性、通讯及同步等内在特点，控制器的容错性能变差，其中一个处理器出故障可能导致整个系统的瘫痪。(4)扩展性差，目前，机器人控制器的研究着重于从关节这一级来改善和提高系统的性能。由于结构的封闭性，难以根据需要对系统进行扩展。
[0008]从前面提到的机器人控制器来看，其功能单一，且计算能力差，难以保证实时控制的要求，目前，由于人工智能、计算机科学、传感器技术及其它相关学科的长足进步，这样的机器人控制器已经不能满足当今高水平机器人的研究发展和应用的需求。而且，由于机器人控制算法的复杂性以及机器人控制性能的亟待提高，许多学者从建模、算法等多方面进行了减少计算量的努力，但仍难以在串行结构控制器上满足实时计算的要求。
【发明内容】
[0009]鉴于上述问题，本发明提出了一种机器人分布式控制器及控制方法。
[0010]根据本发明的第一方面，提供了一种机器人分布式控制器，该控制器包括网络收发器、环境检测传感器组、位置检测传感器组、姿态检测传感器组以及由第一处理器和第二处理器构成的并行控制单元；
[0011]网络收发器，与所述第二处理器连接用于接收和/或发射用于与其他机器人进行数据通信的网络信号，并发送到所述第二处理器；
[0012]环境检测传感器组，与所述第一处理器连接，用于检测机器人所在位置的环境信息，并发送到所述第一处理器；
[0013]位置检测传感器组，与所述第一处理器连接，用于检测机器人当前的位置信息，并发送到所述第一处理器；
[0014]姿态检测传感器组，与所述第一处理器连接，用于检测机器人当前的姿态信息，并发送到所述第一处理器；
[0015]所述第一处理器，用于接收所述位置检测传感器组、环境检测传感器组和/或姿态检测传感器组上传的数据对机器人进行控制；
[0016]所述第二处理器，与所述第一处理器连接，用于通过所述网络收发器与其他机器人进行数据通信，根据通信结果生成控制命令，并将生成的控制命令发送到所述第一处理器；
[0017]所述第一处理器，还用于根据接收到的控制命令对机器人进行控制。
[0018]其中，所述控制器还包括:异步收发器，所述第一处理器与所述第二处理器通过所述异步收发器进行通信连接。
[0019 ]其中，所述环境检测传感器组，包括:
[0020]气压传感器，用于检测机器人所处环境的气压并上传至所述第一处理器；
[0021]温湿度传感器，用于检测机器人所处环境的温度和/或湿度并上传至所述第一处理器；
[0022]空速传感器，用于检测机器人所处位置的空气流速并上传至所述第一处理器；
[0023]光强度传感器，用于检测机器人所处位置的光照强度并上传至所述第一处理器。
[0024]其中，所述姿态检测传感器组，包括:
[0025]角速度传感器，用于测量机器人在预设区域对应的坐标系下绕X、Y和Z轴运动的角速度并上传至所述第一处理器；
[0026]加速度传感器，用于测量机器人在所述预设区域对应的坐标系下，在Χ、Υ和Z三个坐标轴的绝对加速度并上传至所述第一处理器。
[0027]其中，所述控制器还包括:模数转换器，所述模数转换器的输入端与所述角速度传感器连接，输出端与所述第一处理器连接，用于将所述角速度传感器输出的模拟信号转换为数字信号，并将得到的数字信号上传至所述第一处理器。
[0028]其中，所述位置检测传感器组，包括:
[0029]GPS接收器，用于接收机器人相对大地的所在位置的坐标信息，并上传到所述第一处理器；
[0030]电子罗盘，用于测量机器人在所述预设区域对应的坐标系下相对于地理北向的角度并上传至所述第一处理器。
[0031]其中，所述控制器还包括:与所述第一处理器连接的存储器。
[0032]其中，所述控制器还包括:与所述第一处理器连接的扩展1接口。
[0033 ]根据本发明的第二方面，提供了一种机器人分布式控制方法，该方法包括:
[0034]接收用户发送的控制指令；
[0035]根据所述控制指令进行路径规划，得到运行路径；
[0036]确定所述运行路径对应的位置控制量以及姿态控制量；
[0037]根据所述位置控制量以及姿态控制量生成控制命令，并根据所述控制命令对所述机器人的执行机构进行控制，以使所述机器人根据按照所述运行路径进行运行。
[0038]其中，所述方法还包括:
[0039]接收上位机发送的控制命令，以及位置检测传感器组和姿态检测传感器组上传的传感器信息；
[0040]根据所述控制命令和/或传感器信息调整所述运行路径；
[0041]确定调整后的运行路径对应的第二位置控制量以及第二姿态控制量，根据所述第二位置控制量以及第二姿态控制量生成第二控制命令，并根据所述第二控制命令对所述机器人的执行机构进行控制。
[0042]本发明的有益效果为:
[0043]本发明提供的机器人分布式控制器及控制方法，通过并行机制来降低处理器的计算负担和保证实时控制的要求，通过多传感器数据融合提高机器人运行过程中的抗干扰性能和机器人高速运动的控制精度，实现一个对多个机器人进行集群控制的控制器，当然它不仅具备单个机器人的精确控制的功能，还可以实现对周围环境，以及对“同伴”的感知，也就是说在控制器自组网范围内使多个机器人能够更好的协同运行。并不是单单提高了单个机器人的抗干扰性能和控制精度。
【附图说明】
[0044]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
[0045]图1为本发明实施例提出的机器人分布式控制器的结构框图；
[0046]图2为本发明另一实施例提出的机器人分布式控制器的结构框图；
[0047]图3为本发明另一实施例提出的机器人分布式控制器的结构框图；
[0048]图4为本发明实施例提出的机器人分布式控制器的硬件结构图；
[0049]图5为本发明实施例提出的机器人分布式控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0050]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0051]图1为本发明实施例提出的机器人分布式控制器的结构框图，参见图1，本发明实施例提供的机器人分布式控制器，包括网络收发器1、环境检测传感器组2、位置检测传感器组3、姿态检测传感器组4以及由第一处理器5和第二处理器6构成的并行控制单元；网络收发器I，与所述第二处理器6连接用于接收和/或发射用于与其他机器人进行数据通信的网络信号，并发送到所述第二处理器6;环境检测传感器组2，与所述第一处理器5连接，用于检测机器人所在位置的环境信息，并发送到所述第一处理器5;位置检测传感器组3，与所述第一处理器5连接，用于检测机器人当前的位置信息，并发送到所述第一处理器5;姿态检测传感器组4，与所述第一处理器5连接，用于检测机器人当前的姿态信息，并发送到所述第一处理器5;所述第一处理器5，用于接收所述位置检测传感器组2、环境检测传感器组3和/或姿态检测传感器组4上传的数据对机器人进行控制;所述第二处理器6，与所述第一处理器连接，用于通过所述网络收发器与其他机器人进行数据通信，根据通信结果生成控制命令，并将生成的控制命令发送到所述第一处理器5;所述第一处理器5，还用于根据接收到的控制命令对机器人进行控制。
[0052]本实施例中的并行控制单元具备两个处理器，两个处理器分别基于ARM Cortex-A9和ARM Cortex-M4内核架构，两个处理器上分别运行两个不同的操作系统。第一处理器在基于ARM Cortex-M4内核架构的32位微控制器上运行NUTTX实时操作系统，以满足机器人底层硬件的严格实时控制的要求。第二处理器在基于ARM Cortex-AQ内核架构的片上系统(SOC, System on Chip)上运行Linux系统，在此基础上搭建机器人操作系统(ROS ,RobotOperating System)框架，提供各个节点(各个控制器)之间的数据共享，实现两两控制节点之间信息的相互感知，并负责处理对计算能力要求较高的数据信息，这些信息包括并不限于图像处理，三维重建，即时定位与地图构建(SLAM，Simultaneous Localizat1n andMapping)。机器人操作系统:一种机器人软件平台，提供硬件抽象，底层设备控制，常用功能实现，进程间消息以及数据包管理等标准操作系统服务。支持多种语言开发，支持多种语言混合使用，以此简化开发者的工作。基于Linux系统，可靠性高。另外，ROS是一种分布式处理框架，开发者可以单独设计可执行文件。不同节点的进程能接受、发布各种信息(例如，传感器信息，控制信息，状态信息，规划信息)。
[0053]微控制器提供硬件资源有:5个通用异步收发传输器(UART，Univer salAsynchronous Receiver/Transmitter)，2路串行夕卜设接口 (SPI, Serial PeripheralInterface), I路集成电路总线(IIC或I2C，Inter-1ntegrated Circuit)。负责各种传感器数据的采集，支持加速度计，陀螺仪，GPS，气压计，空速计等传感器，提供8个脉冲宽度调制(P丽,Pulse Width Modulat1n)通道，用以控制无刷电机，步进电机，舵机等电气运动单
J L ο
[0054]本实施例中的网络收发器I包括局域网络收发器和4G网络收发器。其中，局域网络收发器，接收并发射用以各个控制节点进行数据通信的局域网络信号;4G网络收发器，接收并发射用以各个控制节点进行数据通信的4G网络信号，上述两个网络收发器组成网络通讯接口，可以使得多个机器人控制器节点之间支持无线局域网和4G通讯技术，可以选择性构成一片小型的局域网或大范围的4G网络，用以搭建指挥无人机阵列控制、集群控制、分布式控制的通信网络。
[0055]其中，所述环境检测传感器组2，如图2所示，包括:气压传感器21，用于检测机器人所处环境的气压并上传至所述第一处理器;湿度传感器22，用于检测机器人所处环境的温度和/或湿度并上传至所述第一处理器;空速传感器23，用于检测机器人所处位置的空气流速并上传至所述第一处理器;光强度传感器24，用于检测机器人所处位置的光照强度并上传至所述第一处理器。
[0056]本实施例中，气压传感器，检测机器人所处环境的气压，通过现有的数学变换得到机器人控制器所在高度值，将两个参数通过地面站软件反馈给用户参考，并输出测量结果到微控制器，根据此结果做出相应自定义控制操作。温湿度传感器，检测机器人所处环境的温度和湿度，通过地面站软件反馈给用户参考，并输出测量结果到微控制器，根据此结果做出相应自定义控制操作。空速传感器，检测机器人周围空气流速，通过地面站软件反馈给用户参考，根据此结果做出相应自定义控制操作。光强度传感器，检测机器人所处环境的光强度，通过地面站软件反馈给用户参考，根据此结果做出相应自定义控制操作。
[0057]其中，所述姿态检测传感器组4，如图3所示，包括:角速度传感器41，用于测量机器人在预设区域对应的坐标系下绕x、Y和Z轴运动的角速度并上传至所述第一处理器;加速度传感器42，用于测量机器人在所述预设区域对应的坐标系下，在Χ、Υ和Z三个坐标轴的绝对加速度并上传至所述第一处理器。
[0058]本实施例中，采用陀螺仪作为角速度传感器，测量机器人在控制器规定的坐标系下绕Χ、Υ、Ζ轴的角速度，用以感知机器人的飞行姿态。加速度传感器，测量机器人在控制器规定的坐标系下x、Y、z三个轴绝对加速度，与陀螺仪的测量结果进行数据融合得出机器人精确的飞行姿态。
[0059]进一步地，所述控制器还包括:模数转换器7，所述模数转换器的输入端与所述角速度传感器连接，输出端与所述第一处理器连接，用于将所述角速度传感器输出的模拟信号转换为数字信号，并将得到的数字信号上传至所述第一处理器。当角速度传感器采用陀螺仪实现时，模数转换器用于将陀螺仪输出的模拟电压信号转换为数字电压信号，输出给微控制器。
[0060]其中，所述位置检测传感器组3，如图3所示，包括:GPS接收器31，用于接收机器人相对大地的所在位置的坐标信息，并上传到所述第一处理器；电子罗盘32，用于测量机器人在所述预设区域对应的坐标系下相对于地理北向的角度并上传至所述第一处理器。
[0061]本实施例中，电子罗盘，测量机器人在控制器规定的坐标系下相对于地理北的角度，用于指示当前机器人的运动方向。全球定位系统(GPS)接收器，用以接收控制器相对大地的所在位置的坐标信息，提供给并行控制中心进行处理和反馈。
[0062]其中，所述控制器还包括:与所述第一处理器连接的存储器。
[0063]本实施例中，存储器包括片上存储器和扩展存储器，用以存储机器人控制器工作所需数据和实时产生的数据。
[0064]其中，所述控制器还包括:与所述第一处理器连接的扩展1接口。其中，扩展1接口提供了 40根用户可接触的微控制器引脚，便于用户为此控制器扩展功能。
[0065]在本发明的一个可选实施例中，所述控制器还包括:异步收发器7，所述第一处理器5与所述第二处理器6通过所述异步收发器7进行通信连接。
[0066]上述片上系统通过其内部的可扩展通信节点与微处理器通过通用异步收发器电气连接，遵循MAVLink(Micro Air Vehicle Link，一种用于小型无人载具的通信协议)协议，实现控制器内部控制信息的共享。
[0067]本实施例中，上述模数转换器采用逐次逼近式16位ADS8341，上述陀螺仪分为陀螺仪I和陀螺仪2，陀螺仪I采用ID G - 5 O O，陀螺仪2采用IZ X - 5 O O，上述加速度传感器采用SCA3100，上述电子罗盘采用HMC5843，上述气压传感器采用BPM085，上述传感器皆不限于指定型号。
[0068]此外，本发明实施例还包括:辅助传感器，包括一组安全开关，用以机器人姿态失控检测、信息传输故障检测、机器人安全状态检测等故障检测。通用开发接口:供给开发者进行开发的电气连接接口，用以将开发环境中编写好的工程项目烧录到控制器板卡上。
[0069]图4为本发明实施例提出的机器人分布式控制器的硬件结构图。参照图4，本实施例提供的机器人分布式控制器，包括并行控制单元、模数转换器、陀螺仪、加速度传感器、电子罗盘、环境检测传感器、辅助传感器组、网络收发器、全球定位系统(GPS)接收器、片上存储器、扩展存储器、扩展1口以及通用开发接口。其中，并行控制中心包括ARM Cortex-M4内核架构的微处理器和ARM CorteX-A9内核架构的片上系统，微处理器上运行NUTTX实时嵌入式操作系统，片上系统运行Linux实时操作系统，并为机器人操作系统框架搭建系统环境。环境状态传感器包括气压传感器、温湿度传感器、空速传感器、光强度传感器。网络收发器包括局域网络收发器、4G网络收发器。模数转换器、陀螺仪、加速度传感器、电子罗盘、环境检测传感器、辅助传感器组以及扩展1 口直接与微处理器电气连接，网络收发器、全球定位系统(GPS)接收器、片上存储器、扩展存储器接口以及通用开发接口与片上系统电气连接。片上系统通过其内部的可扩展通信节点与微处理器的通用异步收发器电气连接，遵循MAVLink(Micro Air Vehicle Link，一种用于小型无人载具的通信协议)协议，实现控制器内部控制信息的共享。该机器人控制器具有模块化、标准化的开放式结构和网络通讯功能，通过并行机制来降低处理器的计算负担和保证实时控制的要求，通过多传感器数据融合提高机器人运行过程中的抗干扰性能和机器人高速运动的控制精度。
[0070]综上，本实施例提供的控制器安装于特定的机器人上并进行相关外置接口连接后发挥作用。此处机器人具有广泛意义，可以是可移动机器人，如一架无人机，一辆搬运小车，一个家庭作业机器人;也可以是不可移动机器人，如一架焊接机器人，一架流水线装配机器人。
[0071]图5为本发明实施例提出的机器人分布式控制方法的流程图。参见图5，本发明实施例提供的机器人分布式控制方法，具体包括以下步骤:
[0072]S11、接收用户发送的控制指令；
[0073]S12、根据所述控制指令进行路径规划，得到运行路径；
[0074]S13、确定所述运行路径对应的位置控制量以及姿态控制量；
[0075]S14、根据所述位置控制量以及姿态控制量生成控制命令，并根据所述控制命令对所述机器人的执行机构进行控制，以使所述机器人根据按照所述运行路径进行运行。
[0076]其中，所述方法还包括以下图中未示出的步骤:
[0077]S15、接收上位机发送的控制命令，以及位置检测传感器组和姿态检测传感器组上传的传感器信息;根据所述控制命令和/或传感器信息调整所述运行路径;确定调整后的运行路径对应的第二位置控制量以及第二姿态控制量，根据所述第二位置控制量以及第二姿态控制量生成第二控制命令，并根据所述第二控制命令对所述机器人的执行机构进行控制。
[0078]S16、接收来自外部命令控制器或遥控器的控制指令；
[0079]运行指定应用程序，并发送自定义控制指令到微控制器；
[0080]接收所述微控制器的反馈信息以实现控制信息共享。
[0081 ]下面通过具体的实施例对本发明进行清楚的解释说明。
[0082]1、机器人底层控制流程:
[0083]用户通过命令控制器或遥控器向机器人控制器发送指令。
[0084]位置估算器对GPS和电子罗盘的输出信息进行处理得到估算位置。
[0085]路径规划器利用命令控制器或遥控器和位置估算器的结果进行路径规划，并将结果输出到位置控制器。
[0086]位置控制器利用路径规划器和位置估算器的结果计算位置控制量，结果输出到姿态控制器。
[0087]姿态估算器对加速度传感器和陀螺仪的输出信息进行处理并结合位置估算器的结果得到估算姿态，结果输出到姿态控制器。
[0088]姿态控制器利用位置控制器和姿态估算器的结果计算姿态控制量，结果输出到混合控制器。
[0089]混合控制器是将来自姿态控制器的姿态控制量转换为控制用户自定义执行机构的控制量，然后将其输出到电机驱动器上驱动执行机构，从而实现机器人控制器通用控制的特性。
[0090]需要说明的是，上述过程中，路径规划器、位置估算器、姿态估算器、位置控制器、姿态控制器、混合控制器皆以程序的形式实现于所述微控制器上。上述过程中，命令控制器可以具体由地面站软件实现，而电机驱动器则为被控制机器人的一部分，并不包含于此控制器中。
[0091 ] 2、机器人控制器微控制器运行过程:
[0092]接收来自片上系统的控制命令；
[0093]读取传感器信息；
[0094]进行传感器数据融合；
[0095]对机器人进行姿态控制；
[0096]辅助传感器检测机器人运行状态；
[0097]机器人状态信息反馈到片上系统；
[0098]片上系统发送命令。
[0099]需要说明的是，上述过程中，微控制器上运行NUTTX实时操作系统，各个过程以进程的形式实现并行执行。
[0100]3、机器人控制器片上系统运行过程:
[0101 ]接收来自外部命令控制器或遥控器的控制指令
[0102]运行用户在机器人操作系统下开发的应用程序实现自定义功能
[0103]发送自定义控制指令到微控制器
[0104]接收来自微控制器的反馈信息以实现控制信息共享。
[0105]综上所述，本发明实施例提供的机器人分布式控制器及控制方法，通过并行机制来降低处理器的计算负担和保证实时控制的要求，通过多传感器数据融合提高机器人运行过程中的抗干扰性能和机器人高速运动的控制精度，实现一个对多个机器人的进行集群控制，当然它不仅具备单个机器人的精确控制的功能，还可以实现对周围环境，以及对“同伴”的感知，也就是说在控制器自组网范围内使多个机器人能够更好的协同运行。并不是单单提高了单个机器人的抗干扰性能和控制精度。
[0106]以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
【主权项】
1.一种机器人分布式控制器，其特征在于，所述控制器包括网络收发器、环境检测传感器组、位置检测传感器组、姿态检测传感器组以及由第一处理器和第二处理器构成的并行控制单元； 网络收发器，与所述第二处理器连接用于接收和/或发射用于与其他机器人进行数据通信的网络信号，并发送到所述第二处理器； 环境检测传感器组，与所述第一处理器连接，用于检测机器人所在位置的环境信息，并发送到所述第一处理器； 位置检测传感器组，与所述第一处理器连接，用于检测机器人当前的位置信息，并发送到所述第一处理器； 姿态检测传感器组，与所述第一处理器连接，用于检测机器人当前的姿态信息，并发送到所述第一处理器； 所述第一处理器，用于接收所述位置检测传感器组、环境检测传感器组和/或姿态检测传感器组上传的数据对机器人进行控制； 所述第二处理器，与所述第一处理器连接，用于通过所述网络收发器与其他机器人进行数据通信，根据通信结果生成控制命令，并将生成的控制命令发送到所述第一处理器； 所述第一处理器，还用于根据接收到的控制命令对机器人进行控制。2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括:异步收发器，所述第一处理器与所述第二处理器通过所述异步收发器进行通信连接。3.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述环境检测传感器组，包括: 气压传感器，用于检测机器人所处环境的气压并上传至所述第一处理器； 温湿度传感器，用于检测机器人所处环境的温度和/或湿度并上传至所述第一处理器； 空速传感器，用于检测机器人所处位置的空气流速并上传至所述第一处理器； 光强度传感器，用于检测机器人所处位置的光照强度并上传至所述第一处理器。4.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述姿态检测传感器组，包括: 角速度传感器，用于测量机器人在预设区域对应的坐标系下绕X、Y和Z轴运动的角速度并上传至所述第一处理器； 加速度传感器，用于测量机器人在所述预设区域对应的坐标系下，在Χ、Υ和Z三个坐标轴的绝对加速度并上传至所述第一处理器。5.根据权利要求4所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括:模数转换器，所述模数转换器的输入端与所述角速度传感器连接，输出端与所述第一处理器连接，用于将所述角速度传感器输出的模拟信号转换为数字信号，并将得到的数字信号上传至所述第一处理器。6.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述位置检测传感器组，包括: GPS接收器，用于接收机器人相对大地的所在位置的坐标信息，并上传到所述第一处理器； 电子罗盘，用于测量机器人在所述预设区域对应的坐标系下相对于地理北向的角度并上传至所述第一处理器。7.根据权利要求1-6任一项所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括:与所述第一处理器连接的存储器。8.根据权利要求1-6任一项所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括:与所述第一处理器连接的扩展1接口。9.一种基于权利要求1-8任一机器人分布式控制器的控制方法，其特征在于，所述方法包括: 接收用户发送的控制指令； 根据所述控制指令进行路径规划，得到运行路径； 确定所述运行路径对应的位置控制量以及姿态控制量； 根据所述位置控制量以及姿态控制量生成控制命令，并根据所述控制命令对所述机器人的执行机构进行控制，以使所述机器人根据按照所述运行路径进行运行。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 接收上位机发送的控制命令，以及位置检测传感器组和姿态检测传感器组上传的传感器信息； 根据所述控制命令和/或传感器信息调整所述运行路径； 确定调整后的运行路径对应的第二位置控制量以及第二姿态控制量，根据所述第二位置控制量以及第二姿态控制量生成第二控制命令，并根据所述第二控制命令对所述机器人的执行机构进行控制。
【文档编号】G05B19/414GK105824292SQ201610345398
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】孙明健, 周金山, 黄龙瑞, 钱行, 冯佳时, 陈誉文, 沈敏康
【申请人】威海明达创新科技有限公司