本發(fā)明涉及現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種多行為融合移動(dòng)機(jī)器人的協(xié)同控制方法、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)代多功能的移動(dòng)機(jī)器人，例如老年人護(hù)理機(jī)器人，自主協(xié)助老人完成生活起居很多事情，需要高效地處理來自于多個(gè)控制端的信號，并執(zhí)行多樣性的動(dòng)作行為，使得功能器件結(jié)構(gòu)和控制邏輯復(fù)雜，需要設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一種多行為融合的協(xié)同控制終端，協(xié)同不同功能機(jī)構(gòu)的行為，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人完整的功能過程。這種控制方案存有控制邏輯復(fù)雜，時(shí)序交錯(cuò)，實(shí)時(shí)性和靈活性要求高等難點(diǎn)，因此如何更加高效地處理多個(gè)控制端的信號，在多種不同的控制方式下協(xié)同管理、集中控制多個(gè)外圍設(shè)備完成相應(yīng)的行為功能，仍是目前有待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為至少一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，本發(fā)明的目的在于提供一種多行為融合移動(dòng)機(jī)器人的協(xié)同控制方法、設(shè)備及介質(zhì)。

2、本發(fā)明所采用的第一技術(shù)方案是：

3、一種多行為融合移動(dòng)機(jī)器人的協(xié)同控制方法，包括以下步驟：

4、步驟1：確定控制系統(tǒng)的輸入xn與輸出ym；輸入xn指的是控制系統(tǒng)獲取的n種多源控制端信號，輸出ym指的是機(jī)器人完成的m種特定功能行為；

5、步驟2：在軟件集成控制框架下構(gòu)建一套多源輸入信號之間的消息通訊機(jī)制，通過多線程管理機(jī)制實(shí)時(shí)接收來自不同輸入端的信號xn，對多源信號進(jìn)行統(tǒng)一信號處理，得到相應(yīng)的機(jī)器人行為控制指令f(xn)；

6、步驟3：對于m種特定功能行為ym所驅(qū)動(dòng)的終端設(shè)備建立驅(qū)動(dòng)通訊與管理機(jī)制，完成實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備的信息，同時(shí)能夠驅(qū)動(dòng)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)配置和調(diào)整；

7、步驟4：基于控制系統(tǒng)的行為選擇機(jī)制與行為交互邏輯規(guī)則，判斷當(dāng)前行為控制指令f(xn)是否為有效指令，并根據(jù)行為選擇得到行為控制指令f(xn)下的有效行為；根據(jù)設(shè)備驅(qū)動(dòng)信息建立當(dāng)前時(shí)刻行為狀態(tài)列表yt，并根據(jù)行為ym得到當(dāng)前行為期望的各行為狀態(tài)列表將yt與輸入至多行為協(xié)同選擇控制器；

8、步驟5：通過設(shè)備控制命令生成器向所需驅(qū)動(dòng)模塊輸出設(shè)備發(fā)送設(shè)備控制指令f(ut)；若滿足約束條件，則發(fā)送執(zhí)行行為ym下的設(shè)備控制指令um，更新當(dāng)前時(shí)刻行為狀態(tài)列表yt+1；若無效則進(jìn)行系統(tǒng)反饋，根據(jù)生成偏差，發(fā)送偏差的狀態(tài)量及矯正偏差狀態(tài)的容錯(cuò)指令u′m，u′m包含了當(dāng)前相關(guān)沖突行為狀態(tài)項(xiàng)的相關(guān)信息，進(jìn)行實(shí)時(shí)人機(jī)交互信息反饋與使得的容錯(cuò)行為控制指令。

9、進(jìn)一步地，所述軟件集成控制框架包括：

10、通訊管理模塊，用于通過構(gòu)建一套控制端之間的消息通訊機(jī)制，接收來自不同控制端的通信數(shù)據(jù)，得到相應(yīng)的任務(wù)控制指令，并向所需驅(qū)動(dòng)模塊輸出設(shè)備發(fā)送控制指令；能夠連接移動(dòng)端和集成管理平臺(tái)端，對系統(tǒng)的多設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)共享、遠(yuǎn)程控制與管理；

11、交互管理控制模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的行為選擇機(jī)制與行為交互邏輯規(guī)則，對執(zhí)行任務(wù)相關(guān)的邏輯條件進(jìn)行判斷與運(yùn)算，并對多個(gè)設(shè)備進(jìn)行協(xié)調(diào)操作；

12、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行模塊，用于依據(jù)主控制器發(fā)出的執(zhí)行指令控制驅(qū)動(dòng)模型對應(yīng)的設(shè)備，以使該設(shè)備執(zhí)行對應(yīng)的操作，直到完成用戶任務(wù)需求。

13、進(jìn)一步地，所述構(gòu)建一套多源輸入信號之間的消息通訊機(jī)制，包括：

14、建立統(tǒng)一的多設(shè)備管理通訊及交互管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)多個(gè)下位機(jī)與一個(gè)上位機(jī)的多線程通信管理方法：對于多個(gè)下位機(jī)與一個(gè)上位機(jī)的實(shí)時(shí)通信，通過開多個(gè)線程，分別連接下位機(jī)，并采用輪詢的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；上位機(jī)作為從站，下位機(jī)作為主站，通過預(yù)設(shè)的通信方式進(jìn)行信息交互；根據(jù)下位機(jī)的數(shù)量和通信需求，合理分配線程；為每個(gè)下位機(jī)分配一個(gè)線程，或者根據(jù)下位機(jī)的通信頻率和數(shù)據(jù)量動(dòng)態(tài)分配線程。

15、進(jìn)一步地，所述上位機(jī)與多個(gè)控制端、多個(gè)設(shè)備之間的驅(qū)動(dòng)管理方式為：

16、設(shè)計(jì)通用的設(shè)備結(jié)構(gòu)體和設(shè)備驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)體，以及設(shè)備注冊宏，以簡化設(shè)備驅(qū)動(dòng)的開發(fā)和管理；以對象的模式管理每個(gè)設(shè)備，維護(hù)設(shè)備的狀態(tài)和屬性，包括設(shè)備名、設(shè)備屬性和設(shè)備開關(guān)表；

17、對于多個(gè)控制端的控制指令，驅(qū)動(dòng)設(shè)備動(dòng)作的控制具有不同的響應(yīng)模式，通過狀態(tài)機(jī)管理控制端輸入的不同狀態(tài)和操作，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的多設(shè)備控制邏輯。

18、進(jìn)一步地，所述根據(jù)設(shè)備驅(qū)動(dòng)信息建立當(dāng)前時(shí)刻行為狀態(tài)列表yt，包括：

19、對各個(gè)終端設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，建立各個(gè)行為狀態(tài)ym的狀態(tài)列表yt，并對行為狀態(tài)進(jìn)行編號，狀態(tài)列表大小為m*1，m表示機(jī)器人的m種功能行為，每類行為有k種狀態(tài)；表達(dá)如下：

20、

21、式中，表示行為ym的k種狀態(tài)。

22、進(jìn)一步地，所述行為狀態(tài)列表為約束條件所述約束條件表示為執(zhí)行第個(gè)行為時(shí)所需要滿足的各相關(guān)行為狀態(tài)組成的矩陣，表達(dá)式為：

23、

24、式中，表示執(zhí)行行為ym時(shí)，m個(gè)行為需要滿足的行為狀態(tài)。

25、進(jìn)一步地，所述控制指令f(ut)的表達(dá)式為：

26、

27、更新yt+1的表達(dá)式為：

28、yt+1＝y(tǒng)t+f(ut)。

29、

30、進(jìn)一步地，所述控制系統(tǒng)的行為選擇機(jī)制具體為：

31、基于行為的控制系統(tǒng)的行為選擇機(jī)制基于行為的包容式框架結(jié)構(gòu)，將機(jī)器人的任務(wù)分成幾個(gè)獨(dú)立模塊，每個(gè)模塊響應(yīng)一個(gè)非常有限的行為；模塊的作用是固定的，這些模塊并行完成各自的工作；

32、由于此框架結(jié)構(gòu)能夠任意添加不同優(yōu)先級的模塊，行為選擇機(jī)制規(guī)定了這些增加的行為模塊中，哪一個(gè)或幾個(gè)模塊的行為被執(zhí)行，在協(xié)同控制算法中，需要為不同的模塊及細(xì)化的行為分配不同的優(yōu)先級，并根據(jù)行為優(yōu)先級選擇得到行為控制指令f(xn)下的有效行為ym，以確保關(guān)鍵任務(wù)的及時(shí)執(zhí)行。

33、本發(fā)明所采用的第二技術(shù)方案是：

34、一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有至少一條指令、至少一段程序、代碼集或指令集，所述至少一條指令、所述至少一段程序、所述代碼集或指令集由所述處理器加載并執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)如上所述的一種多行為融合移動(dòng)機(jī)器人的協(xié)同控制方法。

35、本發(fā)明所采用的第三技術(shù)方案是：

36、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有至少一條指令、至少一段程序、代碼集或指令集，所述至少一條指令、所述至少一段程序、所述代碼集或指令集由處理器加載并執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)如上所述的一種多行為融合移動(dòng)機(jī)器人的協(xié)同控制方法。

37、本發(fā)明所采用的第四技術(shù)方案是：

38、一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或計(jì)算機(jī)程序包括計(jì)算機(jī)指令，該計(jì)算機(jī)指令存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中。計(jì)算機(jī)設(shè)備的處理器可以從計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)讀取該計(jì)算機(jī)指令，處理器執(zhí)行該計(jì)算機(jī)指令，使得該計(jì)算機(jī)設(shè)備執(zhí)行上述的方法。

39、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過多源控制端輸入對移動(dòng)機(jī)器人的多行為進(jìn)行控制，協(xié)同不同功能機(jī)構(gòu)的行為，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人完整的功能過程。通過建立統(tǒng)一的多設(shè)備通訊及多行為協(xié)同交互管理機(jī)制，通過多線程管理機(jī)制實(shí)時(shí)接收來自不同輸入端xn的通信數(shù)據(jù)，對多源信號進(jìn)行統(tǒng)一信號處理，得到相應(yīng)的機(jī)器人行為控制指令f(xn)?；诙嘈袨閰f(xié)同選擇控制器，根據(jù)控制系統(tǒng)的行為選擇機(jī)制與行為交互邏輯規(guī)則輸出有效行為控制指令f(ut)，用于控制驅(qū)動(dòng)行為對應(yīng)的終端設(shè)備，以使所述設(shè)備執(zhí)行所述執(zhí)行指令對應(yīng)的操作，直到完成所述行為需求，并進(jìn)行實(shí)時(shí)行為狀態(tài)反饋，保證多行為任務(wù)間能夠協(xié)作運(yùn)行?？梢赃m用于復(fù)雜場景下的工業(yè)控制、智能家居移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品開發(fā)等。