基于Zigbee通信的多机器人队形控制系统及方法专利名称：基于Zigbee通信的多机器人队形控制系统及方法技术领域：本发明涉及一种多机器人队形控制技术，尤其涉及一种基于Zigbee通信的多机器人队形控制系统及方法。背景技术：随着机器人技术的发展，机器人的功能越来越多，应用也越来越广泛。同时，依赖机器人所需要完成的任务越来越精密和复杂，单个机器人逐渐难以完成人们制定的目标，此时，多个机器人组成机器人系统，通过协调和合作来完成任务，逐渐成为机器人领域发展的重要趋势。同时，很多事例表明，使用多个机器人能够比增加单个机器人的能力和复杂度更加节省成本，也更能出色地完成任务。多机器人的队形控制问题是近来控制领域的热点问题，其主要任务是使多机器人的队形控制更加的准确。所谓的多机器人的队形控制是指多个机器人在达到目标的过程中，保持预设定的某种队形，同时又要克服周围环境的干扰和影响(例如存在障碍物或者空间的物理限制)的一种控制技术。多机器人保持定的队形有着以下的好处一是能够充分的获取周围的环境信息；二是能够保持系统的稳定性和安全性；三是能够提高整体的工作效率；四是能够提高系统的鲁棒性。当前，多机器人的队形控制方法有所发展，但仍然存在很多不足，如方法实现的成本过高，可扩展性不强，稳定性较差。这些劣势也抑制了多机器人的队形控制在实际工业应用领域的发展。发明内容本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于Zigbee通信的多机器人队形控制系统及方法。本发明解决其技术问题采用的技术方案是一种基于Zigbee通信的多机器人队形控制系统，该系统主要由摄像头、通信模块、上位机和多个机器人组成；所述摄像头通过网线与上位机相连，所有机器人通过通信模块与上位机进行Zigbee通信。—种应用上述系统的基于Zigbee通信的多机器人队形控制方法,该方法包括以下步骤(I)摄像头采集多个机器人运动的图像并传送至上位机；(2)上位机对摄像头传送来的图像进行处理，得到各个机器人的位置和方向；(3)上位机根据步骤2得到的各个机器人的位置(Xi，Yi)和方向Qi得到每个机器人下一采样周期内的两轮的转速(《u，ωΜ)，其中《匸为机器人左轮的转速，《Ki为机器人右轮的转速；(4)将步骤3中求出的机器人两轮的转速(ωωΕ)写入通信数据包，并通过通信模块发送至各个机器人；(5)每个机器人收到上位机发送的通信数据包之后即解析数据包，并根据数据包4内容进行运动，从而实现多机器人的队形控制。相对于现有技术，本发明具有的有益效果是本发明为一种基于Zigbee通信的多机器人队形控制系统及方法，能为多机器人控制与Zigbee通信研究者提供一个方便实用的实现方法，来验证理论研究算法的可行性，并可用于改进相关的理论研究。同时，可以检验通信存在丢包或者时延情况下的控制性能，为控制算法的改进提供数据支持。本发明中上位机与各个机器人之间的通信基于Zigbee通信，Zigbee通信具有近距离、自组织、低功耗、低复杂度、低成本等特点。本发明成本低，精度高，稳定性好，适用于各种多机器人队形的研究领域，具有良好的发展潜力。图I是本发明的整体结构框图2是本发明的工作流程图3是通信数据包的格式。具体实施方式下面结合附图详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显。如图I所示，描述了本发明的整体结构组成。实现多机器人队形控制方法的系统主要由摄像头、通信模块、上位机和多个机器人组成。摄像头通过网线与上位机相连，所有机器人通过通信模块与上位机进行Zigbee通目。摄像头每隔一个固定的采样周期即采集一帧多个机器人运动的图像，并通过网线上传至上位机，上位机调用OpenCV的函数对图像进行处理，即可得到各个机器人的位置和方向，然后运行控制算法，得到每个机器人下下一采样周期内的运动速度，写入数据包并通过Zigbee通信发送至各个机器人，机器人收到相应的数据包之后即将运动速度从数据包中解析出来，并执行。本发明可以使用德国Basler公司的pia2400_17gc摄像头。该摄像头具有500万象素的分辨率和千兆网数据接口，用支架将摄像头固定在实验平台的上方，保证摄像头的视野能完全覆盖机器人的运动区域。将摄像头与电源相...