多体融合长方体集群扫地软体机器人及集群协同控制方法

1.本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及的是一种多体融合长方体集群扫地软体机器人及集群协同控制方法。


背景技术：

2.机器人能根据任务需要和环境变化，在制造业、航空航天、极限环境作业、食品药品包装业等方面具有广泛的应用环境。现有技术中，公开号为cn102672716a的专利文献中，多面体封闭三角形机构和连杆部件的所有杆件均为可伸缩杆，机器人在实现自重构时，可根据不同的构型变化，使相应杆件伸缩相应长度，仅是单个机器人实现重构，并不是多个机器人形成集群控制，难以满足清扫任务的需求。
3.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种软体机器人及其多模式重构方法，旨在解决现有技术中多个机器人难以集群控制，而满足清扫任务的需求的问题。
5.本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
6.一种多体融合长方体集群扫地软体机器人，其中，包括：至少一个收集机器人和至少一个清扫机器人，所述收集机器人和所述清扫机器人均包括：定位传感器、图像采集器、控制器以及呈长方体的软体机器人，所述软体机器人、所述定位传感器、所述图像采集器均与所述控制器连接；所述软体机器人包括：
7.八个角制动器，分别位于长方体的顶点；
8.十二个边制动器，分别位于所述长方体的棱；
9.其中，所述边制动器的两端分别与两个角制动器活动连接；
10.所述控制器用于控制所述角制动器的大小以及所述边制动器的长度，以使所述软体机器人移动；
11.所述收集机器人还包括：
12.收集器，设置于所述收集机器人中的边制动器，并用于收集物品；
13.所述清扫机器人还包括：
14.清扫器，设置于所述清扫机器人中的边制动器，并用于清扫物品至所述收集器。
15.所述的多体融合长方体集群扫地软体机器人，其中，所述收集器具有入口，所述入口供所述物品进入到所述收集器内；
16.所述收集机器人中的图像采集器设置于所述收集器，且所述图像采集器朝向所述入口。
17.所述的软体机器人，其特征在于，所述清扫机器人中的图像采集器设置于所述清扫器，且所述图像采集器朝向远离所述软体机器人的方向。
18.所述的多体融合长方体集群扫地软体机器人，其中，所述边制动器包括：
19.伸缩器；
20.两个第一磁吸器，分别位于所述伸缩器的两端；
21.所述边制动器通过连接器与所述角制动器活动连接；所述连接器包括：
22.柔性片，贴于所述角制动器的表面，且设置有若干个安装部；
23.若干个第二磁吸器，安装于对应的安装部；
24.其中，所述第二磁吸器与所述第一磁吸器磁吸连接。
25.所述的多体融合长方体集群扫地软体机器人，其中，所述伸缩器为多孔伸缩器，所述多孔伸缩器抽取气体后变短，再充入气体后恢复长度；所述边制动器还包括：
26.封装袋，所述多孔伸缩器和所述第一磁吸器均位于所述封装袋内；
27.第一气管，与所述封装袋连通。
28.所述的多体融合长方体集群扫地软体机器人，其中，所述柔性片上设置有过孔；所述角制动器包括：
29.气球，贴靠于所述柔性片；
30.第二气管，与所述气球连通；
31.其中，所述第二气管位于所述过孔内。
32.一种多体融合长方体集群扫地软体机器人的集群协同控制方法，其中，应用于至少两个如上任意一项所述的多体融合长方体集群扫地软体机器人，所述集群协同控制方法包括如下步骤：
33.控制清扫机器人转动，并通过所述清扫机器人的图像采集器获取第一图像，以确定待清扫的物品的方向；控制所述清扫机器人朝所述物品的方向移动，且通过清扫器清扫所述物品，以使所述物品聚拢后，所述清扫机器人停止于聚拢的物品旁；
34.通过所述清扫机器人的定位传感器获取第一定位信息，并发送所述第一定位信息至收集机器人；其中，所述第一定位信息为所述清扫机器人清扫物品聚拢后清扫机器人的位置信息；
35.当所述收集机器人收到所述第一定位信息后，控制所述收集机器人移动，以使收集器向所述第一定位信息所在位置靠拢；
36.通过所述收集机器人的定位传感器获取第二定位信息，并发送所述第二定位信息至清扫机器人；其中，所述第二定位信息为所述收集机器人的位置信息；
37.当所述清扫机器人收到所述第二定位信息后，根据所述第一定位信息和所述第二定位信息，控制所述清扫机器人和所述收集机器人，以通过所述清扫器清扫聚拢的物品至所述收集器。
38.所述的集群协同控制方法，其中，所述当所述收集机器人收到所述第一定位信息后，控制所述收集机器人移动，以使收集器向所述第一定位信息所在位置靠拢，包括：
39.当所述收集机器人收到所述第一定位信息后，控制所述收集机器人移动至距离所述第一定位信息预设距离的位置；
40.控制所述收集机器人按照预设轨迹围绕所述第一定位信息所在位置移动，直至所述清扫机器人的图像采集器采集的第一图像中存在所述收集机器人的软体机器人；
41.通过所述收集机器人的图像采集器获取第二图像，并根据所述第二图像控制收集
机器人转动，以使收集器朝向聚拢的物品。
42.所述的集群协同控制方法，其中，所述收集器有入口，所述入口供所述物品进入到所述收集器内，所述入口的宽度大于所述清扫器的宽度；
43.所述当所述清扫机器人收到所述第二定位信息后，根据所述第一定位信息和所述第二定位信息，控制所述清扫机器人和所述收集机器人，以通过所述清扫器清扫聚拢的物品至所述收集器，包括：
44.控制所述收集机器人，使所述收集器向外倾斜；
45.控制所述清扫机器人移动，以推动聚拢的物品朝所述收集器移动；在所述清扫机器人移动的过程中，通过所述清扫机器人的图像采集器获取第一图像，根据所述第一图像控制所述清扫机器人转动，以调整所述清扫机器人移动的方向；
46.当物品被推至所述收集器内后，控制所述收集机器人，使所述收集器向内倾斜，以使所述物品向所述收集器内滑动。
47.所述的集群协同控制方法，其中，所述控制清扫机器人转动，并通过所述清扫机器人的图像采集器获取第一图像，以确定待清扫的物品的方向；控制所述清扫机器人向所述物品的方向移动，且通过清扫器清扫所述物品，以使所述物品聚拢后，所述清扫机器人停止于聚拢的物品旁，包括：
48.控制清扫机器人转动预设角度后，通过所述清扫机器人的图像采集器获取第一图像；
49.当所述第一图像中存在待清扫的物品时，将所述清扫机器人的图像采集器的朝向作为所述物品的方向；
50.控制所述清扫机器人朝所述物品的方向移动第一预设距离后，控制所述清扫机器人返回，并控制所述清扫机器人朝垂直方向移动第二预设距离，并统计所述第二预设距离的累计值；其中，所述垂直方向为与所述物品的方向垂直的方向；
51.继续执行通过所述清扫机器人的图像采集器获取第一图像的步骤，直至所述第一图像中不存在待清扫的物品；
52.控制所述清扫机器人朝所述物品的方向移动第一预设距离后，控制所述清扫机器人转动90
°
以朝向所述物品，并基于所述第二预设距离的累计值，控制所述清扫机器人移动，以使所述物品聚拢后，所述清扫机器人停止于聚拢的物品旁。
53.有益效果：清扫机器人和收集机器人均可以放置在平面上，平面上还可以存在物品，清扫机器人和收集机器人可以用于清扫和收集平面上的物品。清扫机器人的软体机器人上携带有清扫器，用于清扫平面上的物品；收集机器人的软体机器人上携带有收集器，用于收集清扫器清扫的物品，通过两者配合可以实现清扫任务。
附图说明
54.图1是本发明实施例中多体融合长方体集群扫地软体机器人的结构示意图。
55.图2是本发明实施例中连接器和角制动器的结构示意图。
56.图3是本发明实施例中连接器的结构示意图。
57.图4是本发明实施例中边制动器的结构示意图。
58.图5是本发明实施例中软体机器人的结构示意图。
59.图6是本发明实施例中角制动器和边制动器的示意图。
60.图7是本发明实施例中多体融合长方体集群扫地软体机器人的俯视图。
61.图8是本发明实施例中软体机器人移动时的侧视图。
62.图9是本发明实施例中软体机器人旋转时的俯视图。
63.附图标记说明：
64.1a、收集机器人；1b、清扫机器人；10、软体机器人；110、第二气管；120、扎带；130、连接器；131、第二磁吸器；132、柔性片；133、过孔；140、气球；201、伸缩器；202、封装袋；203、第一磁吸器；204、袋口；205、第一气管；20、收集器；30、清扫器；40、图像采集器；11、第一角制动器；12、第二角制动器；13、第三角制动器；14、第四角制动器；15、第五角制动器；16、第六角制动器；17、第七角制动器；18、第八角制动器；21、第一边制动器；22、第二边制动器；23、第三边制动器；24、第四边制动器；25、第五边制动器；26、第六边制动器；27、第七边制动器；28、第八边制动器。
具体实施方式
65.为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
66.请同时参阅图1-图9，本发明提供了一种多体融合长方体集群扫地软体机器人的一些实施例。
67.如图1和图7所示，本发明的一种多体融合长方体集群扫地软体机器人，包括：至少一个收集机器人1a和至少一个清扫机器人1b，所述收集机器人1a和所述清扫机器人1b均包括：定位传感器、图像采集器40、控制器以及呈长方体的软体机器人10，所述软体机器人10、所述定位传感器、所述图像采集器40均与所述控制器连接；所述软体机器人10包括：
68.八个角制动器，分别位于长方体的顶点；
69.十二个边制动器，分别位于所述长方体的棱；
70.其中，所述边制动器的两端分别与两个角制动器活动连接；所述控制器用于控制所述角制动器的大小以及所述边制动器的长度，以使所述软体机器人10移动；
71.所述收集机器人1a还包括：
72.收集器20，设置于所述收集机器人1a中的边制动器，并用于收集物品；
73.所述清扫机器人1b还包括：
74.清扫器30，设置于所述清扫机器人1b中的边制动器，并用于清扫物品至所述收集器20。
75.值得说明的是，长方体是指六个矩形所围成的立体，矩形是指由四条线段首尾顺次连接所组成的封闭图形，且相邻两边相互垂直。角制动器是指位于长方体中矩形的角上的尺寸可变的器件，角制动器的尺寸大小可以调整。边制动器是指位于长方体中矩形的边上的尺寸可变的器件，边制动器的尺寸大小可以调整。角制动器的尺寸大小和边制动器的尺寸大小调整后，改变软体机器人10的尺寸，从而实现软体机器人10的移动和转动。角制动器位于长方体的顶点，边制动器作为长方体的棱，边制动器的两端活动连接有角制动器，长方体的矩形面上是中空。
76.清扫机器人1b和收集机器人1a均可以放置在平面上，平面上还可以存在物品，清扫机器人1b和收集机器人1a可以用于清扫和收集平面上的物品。清扫机器人1b的软体机器人10上携带有清扫器30，用于清扫平面上的物品；收集机器人1a的软体机器人10上携带有收集器20，用于收集清扫器30清扫的物品，通过两者配合可以实现清扫任务。
77.此外，收集机器人1a中的软体机器人10可以是一个或多个，收集器20的尺寸较小时，收集器20连接有一个软体机器人10，收集器20的尺寸较大时，收集器20连接有多个软体机器人10，例如，收集器20连接有两个软体机器人10。清扫机器人1b中软体机器人10可以是一个或多个，通常清扫器30的尺寸较小，清扫器30连接有一个软体机器人10。
78.在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图1和图7所示，所述收集器20具有入口，所述入口供所述物品进入到所述收集器20内；所述收集机器人1a中的图像采集器40设置于所述收集器20，且所述图像采集器40朝向所述入口。
79.具体地，收集器20可以采用簸箕，物品自入口进入到收集器20内。收集机器人1a的图像采集器40设置于收集器20，并朝向入口，将收集机器人1a的图像采集器40所朝的方向作为收集机器人1a的朝向。将收集机器人1a的朝向转动至物品所在方向时，有利于收集这些物品。
80.在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图1和图7所示，所述清扫机器人1b中的图像采集器40设置于所述清扫器30，且所述图像采集器40朝向远离所述软体机器人10的方向。
81.具体地，清扫器30可以采用扫把，清扫机器人1b中图像采集器40设置于清扫器30，该图像采集器40朝向背离清扫机器人1b中软体机器人10所在的方向，该图像采集器40所朝的方向作为清扫机器人1b的朝向。将清扫机器人1b的朝向转动至物品所在方向时，有利于清扫这些物品。
82.在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图1、图4以及图5所示，所述边制动器包括：
83.伸缩器201；
84.两个第一磁吸器203，分别位于所述伸缩器201的两端。
85.具体地，伸缩器201可以伸缩，调整边制动器的长度。第一磁吸器203用于与其他部件磁吸连接，第一磁吸器203可以连接在伸缩器201的两端。
86.在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图1-图3以及图5所示，所述边制动器通过连接器130与所述角制动器活动连接；所述连接器130包括：
87.柔性片132，贴于所述角制动器的表面，且设置有若干个安装部；
88.若干个第二磁吸器131，安装于对应的安装部；
89.其中，所述第二磁吸器131与所述第一磁吸器203磁吸连接。
90.具体地，柔性片132具有柔性，可以变形，由于边制动器伸缩后，该边制动器与相邻的边制动器之间的夹角会改变，则柔性片132会变形，调整安装部的位置，适应边制动器的变化。第二磁吸器131与第一磁吸器203形成磁吸连接。磁吸器可以是具有磁性的构件，还可以是被具有磁性的构件磁吸住的构件。例如，两个磁吸器可以分别是磁铁构件和铁构件，还可以是两个磁铁构件。第二磁吸器131采用具有磁性的构件，例如，磁铁构件。
91.在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图1和图4所示，所述伸缩器201为多孔
伸缩器，所述多孔伸缩器抽取气体后变短，再充入气体后恢复长度。
92.具体地，伸缩器201采用多孔伸缩器(例如，多孔海绵)，多孔伸缩器内具有多孔结构，抽取多孔结构内的气体(例如空气)后，则多孔伸缩器缩短，多孔结构内再充入气体(例如空气)，则多孔伸缩器伸长，直至恢复原来的长度。
93.在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图1和图4所示，所述边制动器还包括：
94.封装袋202，所述多孔伸缩器和所述第一磁吸器203均位于所述封装袋202内；
95.第一气管205，与所述封装袋202连通。
96.具体地，为了确保多孔伸缩器内的空气不散开，采用封装袋202包裹住多孔伸缩器和第一磁吸器203，维持多孔伸缩器内空气的气压，维持多孔伸缩器的长度。第一气管205与封装袋202连通，可以自第一气管205向封装袋202充入或抽取气体。封装袋202上设置有袋口204，第一气管205插入袋口204，并与袋口204密封连接。
97.在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图2-图3所示，所述柔性片132上设置有过孔133；所述角制动器包括：
98.气球140，贴靠于所述柔性片132；
99.第二气管110，与所述气球140连通；
100.其中，所述第二气管110位于所述过孔133内。
101.具体地，柔性片132上设置有过孔133，具体设置在柔性片132中央，多个安装部围绕过孔133设置。第二气管110位于过孔133内，具体可以卡接在过孔133内，例如，采用扎带120扎紧第二气管110，扎带120和气球140分别位于过孔133的两侧，受到扎带120和气球140的阻碍，第二气管110无法从过孔133内移出。扎带120还可以扎紧第二气管110，避免气球140泄气。安装部可以采用插槽，第二磁吸器131插入插槽内，形成可拆卸连接。
102.在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图2-图3所示，每个连接器130中，所述安装部有3个。
103.具体地，每个柔性片132中有3个安装部，每个安装部可以对应有一个边制动器。
104.在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图2-图3所示，相邻两个安装部之间设置有连接部，连接部具有柔性可以拉伸，当安装部与相邻的安装部的相对位置发生变化时，两个安装部之间的连接部拉伸或者收缩。第二磁吸器131可以采用矩形，则安装部也采用矩形，矩形安装部的角朝向柔性片132的中央，连接部呈梯形，并连接相邻两个矩形安装部的边。所有安装部和所有连接部依次连接围绕形成过孔133。
105.软体机器人10可以移动和转动，从而实现收集机器人1a的移动和转动，以及清扫机器人1b的移动和转动。由于软体机器人10为长方体形，有4个角制动器接触平面，其中，2个角制动器靠近收集器20或清扫器30，这2个角制动器记为第一角制动器11和第二角制动器12，收集器20或清扫器30所在的方向为前方，背离收集器20或清扫器30所在的方向为后方；另外2个角制动器远离收集器20或清扫器30，这2个角制动器记为第三角制动器13和第四角制动器14；此外，位于第一角制动器11上方的角制动器记为第五角制动器15，位于第二角制动器12上方的角制动器记为第六角制动器16，位于第三角制动器13上方的角制动器记为第七角制动器17，位于第四角制动器14上方的角制动器记为第八角制动器18。连接第一角制动器11和第四角制动器14的边制动器记为第一边制动器21，连接第一角制动器11和第二角制动器12的边制动器记为第二边制动器22，连接第二角制动器12和第三角制动器13的
边制动器记为第三边制动器23，连接第三角制动器13和第四角制动器14的边制动器记为第四边制动器24。此外，位于第一边制动器21上方的边制动器为第五边制动器25，位于第二边制动器22上方的边制动器为第六边制动器26，位于第三边制动器23上方的边制动器为第七边制动器27，位于第四边制动器24上方的边制动器为第八边制动器28，当然，还有四个边制动器的尺寸可以不予改变。通过控制各角制动器以及各边制动器的尺寸，可以实现软体机器人10的旋转和移动。
106.软体机器人10的移动可以是直线移动，例如向后移动，如图5、图6以及图8所示，第一角制动器11和第二角制动器12的尺寸增大后，软体机器人10的重心后移，当第一边制动器21和第三边制动器23缩短(第五边制动器25和第七边制动器27的长度也相应缩短)时，由于软体机器人10的重心靠近第三角制动器13和第四角制动器14，且远离第一角制动器11和第二角制动器12，第三角制动器13和第四角制动器14对地压力较大，摩擦力也就较大；第一角制动器11和第二角制动器12对地压力较小，摩擦力较小，因此，第三角制动器13和第四角制动器14的位置基本不变，而第一角制动器11和第二角制动器12向后移动。然后恢复第一角制动器11和第二角制动器12的尺寸，并增大第三角制动器13和第四角制动器14的尺寸，软体机器人10的重心前移，再恢复第一边制动器21和第三边制动器23的长度(第五边制动器25和第七边制动器27的长度也相应恢复)，由于软体机器人10的重心靠近第一角制动器11和第二角制动器12，且远离第三角制动器13和第四角制动器14，第一角制动器11和第二角制动器12对地压力较大，摩擦力也就较大；第三角制动器13和第四角制动器14对地压力较小，摩擦力较小，因此，第一角制动器11和第二角制动器12的位置基本不变，而第三角制动器13和第四角制动器14向后移动。最后恢复第三角制动器13和第四角制动器14的尺寸，则软体机器人10整体向后移动一步。
107.反之，还可以向前移动一步。增大第三角制动器13和第四角制动器14的尺寸，然后缩短第一边制动器21和第三边制动器23的长度(第五边制动器25和第七边制动器27的长度也相应缩短)，再恢复第三角制动器13和第四角制动器14的尺寸，并增大第一角制动器11和第二角制动器12的尺寸，接着恢复第一边制动器21和第三边制动器23的长度(第五边制动器25和第七边制动器27的长度也相应恢复)，最后恢复第一角制动器11和第二角制动器12的尺寸，则软体机器人10整体向前移动一步。
108.软体机器人10的转动可以是顺时针旋转，如图5、图6以及图9所示，先增大第一角制动器11和第三角制动器13的尺寸，则可以稍抬起第二角制动器12和第四角制动器14，第一角制动器11和第三角制动器13对地的压力较大，摩擦力也较大，第二角制动器12和第四角制动器14对地的压力较小，摩擦力也较小；然后减小第一边制动器21和第三边制动器23的长度(第五边制动器25和第七边制动器27的长度也相应缩短)，第二角制动器12和第四角制动器14分别沿顺时针方向移动。接着恢复第一角制动器11和第三角制动器13的尺寸，并增大第二角制动器12和第四角制动器14的尺寸，并恢复第一边制动器21和第三边制动器23的长度(第五边制动器25和第七边制动器27的长度也相应恢复)，则第一角制动器11和第三角制动器13分别沿顺时针方向移动。当然在恢复第一边制动器21和第三边制动器23的长度时，还可以减小第二边制动器22和第四边制动器24的长度(第五边制动器25和第七边制动器27的长度也相应缩短)，第一角制动器11和第三角制动器13分别进一步沿顺时针方向移动，因此，软体机器人10可以顺时针旋转一角度。
109.反之，软体机器人10的转动可以是逆时针旋转，先增大第二角制动器12和第四角制动器14的尺寸，然后减小第二边制动器22和第四边制动器24的长度(第六边制动器26和第八边制动器28的长度也相应缩短)；接着恢复第二角制动器12和第四角制动器14的尺寸，并增大第一角制动器11和第三角制动器13的尺寸，并恢复第二边制动器22和第四边制动器24的长度(第六边制动器26和第八边制动器28的长度也相应恢复)；在恢复第二边制动器22和第四边制动器24的长度时，还可以减小第一边制动器21和第三边制动器23的长度(第五边制动器25和第七边制动器27的长度也相应缩短)，因此，软体机器人10可以逆时针旋转一角度。
110.基于上述多体融合长方体集群扫地软体机器人，本发明还提供了一种多体融合长方体集群扫地软体机器人的集群协同控制方法的较佳实施例：
111.本发明实施例的多体融合长方体集群扫地软体机器人的集群协同控制方法，是基于至少一个收集机器人和至少一个清扫机器人，通过至少一个收集机器人和至少一个清扫机器人，实现将物品清扫至收集器中，集群协同控制方法包括以下步骤：
112.步骤s100、控制清扫机器人转动，并通过所述清扫机器人的图像采集器获取第一图像，以确定待清扫的物品的方向；控制所述清扫机器人朝所述物品的方向移动，且通过清扫器清扫所述物品，以使所述物品聚拢后，所述清扫机器人停止于聚拢的物品旁。
113.步骤s200、通过所述清扫机器人的定位传感器获取第一定位信息，并发送所述第一定位信息至收集机器人；其中，所述第一定位信息为所述清扫机器人清扫物品聚拢后清扫机器人的位置信息。
114.步骤s300、当所述收集机器人收到所述第一定位信息后，控制所述收集机器人移动，以使收集器向所述第一定位信息所在位置靠拢。
115.步骤s400、通过所述收集机器人的定位传感器获取第二定位信息，并发送所述第二定位信息至清扫机器人；其中，所述第二定位信息为所述收集机器人的位置信息。
116.步骤s500、当所述清扫机器人收到所述第二定位信息后，根据所述第一定位信息和所述第二定位信息，控制所述清扫机器人和所述收集机器人，以通过所述清扫器清扫聚拢的物品至所述收集器。
117.具体地，在清扫物品时，先通过清扫机器人确定物品所在的方向，从而便于将物品聚拢，然后报告第一定位信息，以便收集机器人到达第一定位信息所在位置的附近，并发送第二定位信息，以便清扫机器人将物品推入收集器，完成物品的清扫。
118.在确定物品所在的方向时，控制清扫机器人旋转，并在转动一角度后通过图像采集器采集第一图像，若第一图像中存在待清扫的物品，则可以确定物品的方向，即清扫机器人的朝向为物品的方向。在将聚拢的物品清扫至收集器时，可以将清扫机器人和收集机器人一起控制，实现物品的收集。
119.步骤s100具体包括：
120.步骤s110、控制清扫机器人转动预设角度后，通过所述清扫机器人的图像采集器获取第一图像。
121.步骤s120、当所述第一图像中存在待清扫的物品时，将所述清扫机器人的图像采集器的朝向作为所述物品的方向。
122.步骤s130、控制所述清扫机器人朝所述物品的方向移动第一预设距离后，控制所
述清扫机器人返回，并控制所述清扫机器人朝垂直方向移动第二预设距离，并统计所述第二预设距离的累计值；其中，所述垂直方向为与所述物品的方向垂直的方向。
123.步骤s140、继续执行通过所述清扫机器人的图像采集器获取第一图像的步骤，直至所述第一图像中不存在待清扫的物品。
124.步骤s150、控制所述清扫机器人朝所述物品的方向移动第一预设距离后，控制所述清扫机器人转动90
°
以朝向所述物品，并基于所述第二预设距离的累计值，控制所述清扫机器人移动，以使所述物品聚拢后，所述清扫机器人停止于聚拢的物品旁。
125.具体地，物品可以是任意分布的，在将物品聚拢时，先将物品清扫至线条形分布，然后将物品清扫在一起，呈聚拢状态。当清扫机器人的图像采集器获取第一图像后，若第一图像中没有待清扫的物品，则需要控制清扫机器人旋转预设角度，并继续通过图像采集器获取第一图像，直至第一图像中存在待清扫的物品时，将清扫机器人的朝向(即清扫机器人的图像采集器的朝向，也即向前的方向)作为物品的方向。控制清扫机器人沿着这一方向移动，则可以将这一方向上的物品归拢。然后控制清扫机器人返回，并向左或向右移动，继续获取第一图像，并判断第一图像中是否有待清扫的物品，若存在物品，则沿清扫机器人的朝向移动，将这一方向上的物品归拢。直至第一图像中没有物品时，物品被归拢到呈直线分布，且与物品的方向垂直。然后控制清扫机器人移动到直线分布物品的所在直线上，然后沿该直线方向将物品归拢，实现物品的聚拢。
126.在将物品聚拢后，清扫机器人停靠在聚拢的物品旁边，然后清扫机器人通过定位传感器发送第一定位信息，收集机器人可以接收第一定位信息，通过第一定位信息表明聚拢的物品的位置，以便收集机器人移动到聚拢的物品的附近。
127.步骤s300具体包括：
128.步骤s310、当所述收集机器人收到所述第一定位信息后，控制所述收集机器人移动至距离所述第一定位信息预设距离的位置。
129.步骤s320、控制所述收集机器人按照预设轨迹围绕所述第一定位信息所在位置移动，直至所述清扫机器人的图像采集器采集的第一图像中存在所述收集机器人的软体机器人。
130.步骤s330、通过所述收集机器人的图像采集器获取第二图像，并根据所述第二图像控制收集机器人转动，以使收集器朝向聚拢的物品。
131.具体地，当收集机器人接收到第一定位信息后，转动收集机器人并朝向第一定位信息所在的位置，并控制收集机器人向第一定位信息所在的位置移动。收集机器人移动到第一定位信息所在位置的附近，具体距离为预设距离，也就是说，收集机器人朝聚拢的物品移动到附近的预设距离时，调整收集机器人的朝向，具体调整方式为，围绕第一定位信息所在的位置移动，预设轨迹可以是矩形或正方形，使得收集机器人和清扫机器人分别位于聚拢的物品的两侧，方便清扫机器人将物品清扫至收集器内。通过图像采集器采集的第一图像来判断收集机器人和清扫机器人是否分别位于聚拢的物品的两侧，当收集机器人的软体机器人移动到清扫机器人的图像采集器采集的第一图像中时，表明两者分别位于聚拢的物品的两侧，则清扫机器人在清扫物品至收集器时，向前移动即可，必要时，还需要转动较小角度，避免清扫器转动时部分物品脱离清扫器，需要更多动作才能将物品完全清扫入收集器。
132.当然还可以通过收集机器人的图像采集器获取第二图像，通过第一图像和第二图像实现清扫机器人和收集机器人的对准，例如，图像采集器设置于收集器或清扫器的中心线上，收集器关于收集器的中心线对称，清扫器也关于清扫器的中心线对称，因此，第一图像中存在收集机器人的图像采集器，第二图像中存在清扫机器人的图像采集器，收集机器人的图像采集器位于第一图像的中间位置，且清扫机器人的图像采集器位于第二图像的中间位置时，收集机器人和清扫机器人对准了，使得清扫机器人向前移动即可将物品推至收集器中。
133.所述收集器有入口，所述入口供所述物品进入到所述收集器内，所述入口的宽度大于所述清扫器的宽度；步骤s500具体包括：
134.步骤s510、控制所述收集机器人，使所述收集器向外倾斜。
135.步骤s520、控制所述清扫机器人移动，以推动聚拢的物品朝所述收集器移动；在所述清扫机器人移动的过程中，通过所述清扫机器人的图像采集器获取第一图像，根据所述第一图像控制所述清扫机器人转动，以调整所述清扫机器人移动的方向。
136.步骤s530、当物品被推至所述收集器内后，控制所述收集机器人，使所述收集器向内倾斜，以使所述物品向所述收集器内滑动。
137.具体地，在初始状态下，收集机器人中的收集器可以是悬空的，也可以是接触地面的。收集器准备收集物品时，将收集器向外倾斜，例如，可以增大第三角制动器和第四角制动器的尺寸，使得收集器的开口处较低，形成向外倾斜的状态，当然还可以控制收集器连接的边制动器缩短以降下收集器，使得收集器的开口处贴在地面上，从而地面上的物品可以自开口处进入到收集器内。
138.然后控制清扫机器人向前移动，将聚拢的物品推向收集器的开口，在控制清扫机器人向前移动的过程中，可以通过清扫机器人的图像采集器获取第一图像，并根据第一图像控制清扫机器人转动，例如，由于收集机器人的图像采集器位于第一图像中，若收集机器人的图像采集器位于第一图像中的左侧，则需要控制清扫机器人向左转动；若收集机器人的图像采集器位于第一图像中的右侧，则需要控制清扫机器人向右转动；若收集机器人的图像采集器位于第一图像中的中间，则不需要控制清扫机器人转动。当然，清扫机器人还可以返回，并向左或向右移动后，再次向前移动，直至将所有物品均推至收集器内。
139.当物品推至收集器内后，还可以控制收集机器人使得收集器向内倾斜，使得收集器入口处的物品向内滑动，避免物品落出来。具体可以控制第一角制动器和第二角制动器的尺寸增大，从而使得收集器向内倾斜。
140.应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

技术特征：
1.一种多体融合长方体集群扫地软体机器人，其特征在于，包括：至少一个收集机器人和至少一个清扫机器人，所述收集机器人和所述清扫机器人均包括：定位传感器、图像采集器、控制器以及呈长方体的软体机器人，所述软体机器人、所述定位传感器、所述图像采集器均与所述控制器连接；所述软体机器人包括：八个角制动器，分别位于长方体的顶点；十二个边制动器，分别位于所述长方体的棱；其中，所述边制动器的两端分别与两个角制动器活动连接；所述控制器用于控制所述角制动器的大小以及所述边制动器的长度，以使所述软体机器人移动；所述收集机器人还包括：收集器，设置于所述收集机器人中的边制动器，并用于收集物品；所述清扫机器人还包括：清扫器，设置于所述清扫机器人中的边制动器，并用于清扫物品至所述收集器。2.根据权利要求1所述的多体融合长方体集群扫地软体机器人，其特征在于，所述收集器具有入口，所述入口供所述物品进入到所述收集器内；所述收集机器人中的图像采集器设置于所述收集器，且所述图像采集器朝向所述入口。3.根据权利要求2所述的多体融合长方体集群扫地软体机器人，其特征在于，所述清扫机器人中的图像采集器设置于所述清扫器，且所述图像采集器朝向远离所述软体机器人的方向。4.根据权利要求1-3任意一项所述的多体融合长方体集群扫地软体机器人，其特征在于，所述边制动器包括：伸缩器；两个第一磁吸器，分别位于所述伸缩器的两端；所述边制动器通过连接器与所述角制动器活动连接；所述连接器包括：柔性片，贴于所述角制动器的表面，且设置有若干个安装部；若干个第二磁吸器，安装于对应的安装部；其中，所述第二磁吸器与所述第一磁吸器磁吸连接。5.根据权利要求4所述的多体融合长方体集群扫地软体机器人，其特征在于，所述伸缩器为多孔伸缩器，所述多孔伸缩器抽取气体后变短，再充入气体后恢复长度；所述边制动器还包括：封装袋，所述多孔伸缩器和所述第一磁吸器均位于所述封装袋内；第一气管，与所述封装袋连通。6.根据权利要求5所述的多体融合长方体集群扫地软体机器人，其特征在于，所述柔性片上设置有过孔；所述角制动器包括：气球，贴靠于所述柔性片；第二气管，与所述气球连通；其中，所述第二气管位于所述过孔内。7.一种多体融合长方体集群扫地软体机器人的集群协同控制方法，其特征在于，应用
于至少两个如权利要求1-6任意一项所述的多体融合长方体集群扫地软体机器人，所述集群协同控制方法包括如下步骤：控制清扫机器人转动，并通过所述清扫机器人的图像采集器获取第一图像，以确定待清扫的物品的方向；控制所述清扫机器人朝所述物品的方向移动，且通过清扫器清扫所述物品，以使所述物品聚拢后，所述清扫机器人停止于聚拢的物品旁；通过所述清扫机器人的定位传感器获取第一定位信息，并发送所述第一定位信息至收集机器人；其中，所述第一定位信息为所述清扫机器人清扫物品聚拢后清扫机器人的位置信息；当所述收集机器人收到所述第一定位信息后，控制所述收集机器人移动，以使收集器向所述第一定位信息所在位置靠拢；通过所述收集机器人的定位传感器获取第二定位信息，并发送所述第二定位信息至清扫机器人；其中，所述第二定位信息为所述收集机器人的位置信息；当所述清扫机器人收到所述第二定位信息后，根据所述第一定位信息和所述第二定位信息，控制所述清扫机器人和所述收集机器人，以通过所述清扫器清扫聚拢的物品至所述收集器。8.根据权利要求7所述的集群协同控制方法，其特征在于，所述当所述收集机器人收到所述第一定位信息后，控制所述收集机器人移动，以使收集器向所述第一定位信息所在位置靠拢，包括：当所述收集机器人收到所述第一定位信息后，控制所述收集机器人移动至距离所述第一定位信息预设距离的位置；控制所述收集机器人按照预设轨迹围绕所述第一定位信息所在位置移动，直至所述清扫机器人的图像采集器采集的第一图像中存在所述收集机器人的软体机器人；通过所述收集机器人的图像采集器获取第二图像，并根据所述第二图像控制收集机器人转动，以使收集器朝向聚拢的物品。9.根据权利要求8所述的集群协同控制方法，其特征在于，所述收集器有入口，所述入口供所述物品进入到所述收集器内，所述入口的宽度大于所述清扫器的宽度；所述当所述清扫机器人收到所述第二定位信息后，根据所述第一定位信息和所述第二定位信息，控制所述清扫机器人和所述收集机器人，以通过所述清扫器清扫聚拢的物品至所述收集器，包括：控制所述收集机器人，使所述收集器向外倾斜；控制所述清扫机器人移动，以推动聚拢的物品朝所述收集器移动；在所述清扫机器人移动的过程中，通过所述清扫机器人的图像采集器获取第一图像，根据所述第一图像控制所述清扫机器人转动，以调整所述清扫机器人移动的方向；当物品被推至所述收集器内后，控制所述收集机器人，使所述收集器向内倾斜，以使所述物品向所述收集器内滑动。10.根据权利要求7所述的集群协同控制方法，其特征在于，所述控制清扫机器人转动，并通过所述清扫机器人的图像采集器获取第一图像，以确定待清扫的物品的方向；控制所述清扫机器人向所述物品的方向移动，且通过清扫器清扫所述物品，以使所述物品聚拢后，所述清扫机器人停止于聚拢的物品旁，包括：
控制清扫机器人转动预设角度后，通过所述清扫机器人的图像采集器获取第一图像；当所述第一图像中存在待清扫的物品时，将所述清扫机器人的图像采集器的朝向作为所述物品的方向；控制所述清扫机器人朝所述物品的方向移动第一预设距离后，控制所述清扫机器人返回，并控制所述清扫机器人朝垂直方向移动第二预设距离，并统计所述第二预设距离的累计值；其中，所述垂直方向为与所述物品的方向垂直的方向；继续执行通过所述清扫机器人的图像采集器获取第一图像的步骤，直至所述第一图像中不存在待清扫的物品；控制所述清扫机器人朝所述物品的方向移动第一预设距离后，控制所述清扫机器人转动90
°
以朝向所述物品，并基于所述第二预设距离的累计值，控制所述清扫机器人移动，以使所述物品聚拢后，所述清扫机器人停止于聚拢的物品旁。

技术总结
本发明公开了一种多体融合长方体集群扫地软体机器人及集群协同控制方法，多体融合长方体集群扫地软体机器人，其特征在于，包括：至少一个收集机器人和至少一个清扫机器人，收集机器人和清扫机器人均包括：定位传感器、图像采集器、控制器以及呈长方体的软体机器人；收集机器人还包括：收集器，设置于收集机器人中的边制动器，并用于收集物品；清扫机器人还包括：清扫器，设置于清扫机器人中的边制动器，并用于清扫物品至收集器。清扫机器人的软体机器人上携带有清扫器，用于清扫平面上的物品；收集机器人的软体机器人上携带有收集器，用于收集清扫器清扫的物品，通过两者配合可以实现清扫任务。扫任务。扫任务。


技术研发人员：黄海明 逄崇玉 吴迪森 蒙灿祺 王雨谋 林芷然 郑立钒
受保护的技术使用者：深圳大学
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/8/16