全地形多用途移动机器人及其作业调度系统

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全地形多用途移动机器人及其作业调度系统芜湖安普机器人产业技术研究院有限公司，由安徽工程大学和芜湖市人民政府联合建设，位于芜湖国家机器人产业集聚区，是专门从事机器人及智能装备研发与集成应用的高科技公司。拥有“智能机器人和机器人智能作业系统”安徽省创新团队，“可穿戴型下肢外骨骼助力机器人”安徽省 115 产业创新团队。建成“人机自然交互和高效协同技术研究中心”安徽省新型研发机构，“核环境下机器人作业系统环境感知”安徽省院士工作站，芜湖市工程技术研究中心、芜湖市重点研发创新平台等。安徽省战略性新兴产业技术领军人2 人，安徽省“115”产业创新团队创新工程带头人1 人。承担安徽省科技攻关计划等省市科技项目6项，具备承担国家级科研任务和行业关键共性技术攻关能力。

目录

简介

全地形移动机器人及其调度系统包括三方面内容：(1)全地形移动机器人底层多轴运动控制系统；(2)多移动机器人边缘计算模型及调度策略；(3)基于云平台的多移动机器人任务调度系统。

（1）全地形移动机器人通用平台

基于多种典型作业环境特点，开发全地形移动机器人底盘、车身结构，设计四轮独立驱动和四轮差速移动机器人底盘；研究车身一体化与减振机构的融合性以及车身刚度参数与减振机构相关参数的匹配性，探究强度与挠度匹配的车身、车架一体化优设计方法，开发具备地形匹配的车身悬架结构，配置与多路面谱激励的能量单向衰减的减振系统，研发满足复杂路面通过性要求的通用移动作业平台.

（2）全地形移动机器人底层运动控制与自主导航控制

实现全地形多用途移动机器人多轴高精度协同运动控制，设计的底层控制器具备多种标准接口，研究冗余导航模式及运动控制算法，兼顾在结构环境下常规导航扩展接口，包括磁导航+RFID、惯导+二维码、SLAM激光定位，同时具备北斗/GPS+惯导户外自主导航模式，打造面向工场和农场环境下的通用导航平台，最大程度发挥其高灵活性特点，适用于机动性和柔性调度要求高的物料输送场合，为全地形移动机器人提供运行稳定、高精度、高柔性的底层运动控制器。

（3）移动机器人边缘计算模型构建及调度策略

构建多移动机器人的边缘计算模型，根据边缘节点资源情况，结合任务卸载算法将传统云平台处理的部分任务“下沉”至边缘节点，并进行合理调度，缩短系统响应时间及减轻数据传输和处理压力。

（4）云平台下的多移动机器人作业调度策略

面向大规模智能物流和智慧农场应用场景，基于“云平台+多移动机器人”的设计思路，利用云平台强大的数据计算和存储能力，研究基于云平台的智能物流任务调度和路径规划策略，构建云环境下高效多移动机器人智能调度系统。

本产品解决了移动机器人及其调度系统关键共性问题

（1）全地形多用途移动机器人多轴协同的高精度运动控制

随着市场对大规模智能物流系统柔性控制需求以及全地形多用途移动机器人在物流行业应用的增多，针对全地形多用途移动机器人在特殊环境及复杂工况下高精度多轴协同运动控制的研究成为必须，项目采用冗余导航配置及模糊PID和误差预估补偿算法，解决全地形多用途移动机器人多轴协同高精度控制问题，提高全地形移动机器人控制灵活度。

（2）多作业场景数字地图重构与复杂路况下的高精度自主导航

具备多种路面冲击谱的单向能量衰减与减振功能，以及多地形匹配性能，满足复杂路面通过性的要求；同时，针对数字地图构建精度与实时性要求，开发了北斗/GPS与惯导数据融合的导航算法，实现户外自主导航。

（3）基于边缘计算模型的多移动机器人云平台调度系统研究与构建

随着全地形移动机器人使用数量及设备传感器数量不断增多，多移动平台运行产生的数据呈爆发式增长。传统非云结构及集中式云平台调度技术均不能适应现有系统。采用基于边缘计算模型的云平台技术，将系统部分任务配置给边缘节点，降低云计算中心负载，提高系统可拓展性。