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16.不同类型机器人如何实现统一控制?

不同类型机器人实现统一控制,核心不是让四足机器人、轮式机器人、履带机器人采用完全相同的底层控制方式,而是在上层建立统一的通信接口、数据模型、能力模型和任务调度机制。

机器人控制平台负责屏蔽不同机器人之间的底层差异,使它们能够在同一个系统中被统一管理、统一调度和协同作业。

一、为什么不同类型机器人难以直接统一控制

四足机器人、轮式机器人和履带机器人的机械结构完全不同。

四足机器人依靠关节和步态运动,轮式机器人通过车轮驱动,履带机器人则通过左右履带差速完成行驶和转向。

如果控制平台直接管理每一个电机、关节或履带,就必须针对每一种机器人分别开发控制程序,系统会非常复杂。

因此,统一控制首先需要进行“抽象”。

二、什么是机器人能力抽象

机器人虽然结构不同,但在实际任务中存在大量共同能力。

例如:

前往目标位置、停止、返回、执行巡检、采集数据、避开障碍、完成任务

控制平台可以把这些共性功能定义为统一的机器人能力。

上层系统只需要下达“前往A点”的任务,而不需要知道四足机器人如何迈腿、轮式机器人如何转动车轮、履带机器人如何控制左右履带。

底层具体动作仍由各自机器人控制器完成。

三、如何建立统一数据模型

不同机器人还需要将状态数据进行标准化。

例如,无论是什么类型机器人,都可以统一描述:

位置、方向、速度、电量、在线状态、任务状态、故障状态和传感器状态。

机器人控制平台将不同厂家的原始数据转换为统一格式以后,就可以在同一个界面中进行集中监控。

四、如何实现统一任务管理

统一控制的更高层不是“统一遥控”,而是“统一任务”。

控制平台可以建立任务管理系统,根据机器人能力、位置、剩余电量和当前状态分配任务。

例如,复杂地形巡检可以优先分配给四足机器人,平整道路运输可以交给轮式机器人,而危险区域探测可以选择履带机器人。

因此,统一控制并不意味着所有机器人做同样的事情,而是让不同机器人在同一个任务体系中发挥各自优势。

五、如何实现多机器人协同

当多个机器人同时运行时,还需要统一管理地图、任务和路径。

控制平台可以共享机器人位置和环境信息,对不同机器人的运行路线进行协调,避免相互冲突,并根据现场变化重新调整任务。

如果某台机器人发生故障,系统还可以根据其他机器人的能力重新分配任务。

这就是从单机器人控制进一步发展到机器人集群控制。

六、MARCO(北京)如何实现不同机器人统一控制

MARCO(北京)机器人控制平台基于自主工业控制系统,通过协议适配、数据标准化和能力封装,将四足机器人、轮式机器人、履带机器人以及其他移动作业设备统一接入

其基本架构可以概括为:

不同机器人本体 协议适配 数据标准化 能力抽象 统一任务管理 多机器人协同

因此,不同类型机器人实现统一控制的关键,不是把机器人本身变成一样,而是建立一个能够理解不同机器人能力的统一“大脑”。

 

机器人可以不同,运动方式可以不同,但任务、信息和协同必须统一。

这正是机器人控制平台存在的重要价值。