[发明专利]一种多智能体视觉伺服协调控制方法

摘要

本发明涉及运动体协调控制技术领域，具体涉及一种多智能体视觉伺服协调控制方法。通过视觉信息控制运动体或运动机构相对于目标物或一个目标特征集的位置和姿态，完成目标监控、跟踪、抓取等任务。技术方案中采用多个摄像头对被监控场景或被控对象进行实时图像采集，综合各个摄像头所得到的信息，利用计算机技术和图像处理技术得出有效的控制信号，对被监控场景或被控对象进行协调控制。本发明只需在测量方位角上设置相应的摄像头，通过图像处理、目标识别等过程获取伺服信号，进行控制决策。无需在被控对象上添加信号发射器、传感器等装置，特别在高温、高压、真空等一些特殊环境和危险环境中可实现无接触监测与控制，是一项应用背景广泛的协调控制技术。

主权项

1一种多智能体视觉伺服协调控制方法，其特征在于：针对被控对象安装多个摄像头，根据应用环境选择摄像头的分辨率、焦距及照度。摄像头的云台选择两自由度工作模式，对于夜间工作环境要选择具有红外夜视功能的设备。多摄像头伺服协调有两种不同的系统结构：集中式和分布式。在集中式方法中，监控系统需要在中央服务器上融合数据。通常当系统的摄像头数量增加时，将会导致服务器在计算和通信上的瓶颈。因此，在本发明中采用分布式方法。分布式监控系统采用多层次结构，运动目标的检测、跟踪和分类在单摄像头层完成；在中央服务器层，系统使用单摄像头的跟踪结果来建立同一目标在不同摄像头视野内的通信，协同多摄像头系统中的监控任务。根据被控对象的运动形式和场景的特点，各摄像头分别安装在预定测控点上。各个摄像头采集到的信息分别先经由单摄像头层处理分析，再由通信系统综合各个视频测控点的信息，集中进入主测控点进行综合分析与决策。监控中心的摄像头作为主采集装置，其所在位置为主测控点。主测控点的作用是接收来自各分散测控点的信息数据，回馈有效信息到各个分测控点。在每一个采样周期与分测控点通信，交互数据并对数据进行分组备份。源数据从不同的通道获取信息，并同时取得信息量的瞬时强度及均稳态强度，数据链式融合的初始也依据通道分量获得。主测控点包括主采集摄像头、采集卡、适配器、传输装置、计算机等。摄像头采集模拟信号图像通过传输装置发送至编解码接收机，再通过信号转换等环节传送到数模转换/解压采集卡，取得二进制数字信号输入到计算机终端进行处理。通过实时运算得出结果，经过压缩、调制、传输等过程反馈给各分散测控点。主采集装置一般为一个摄像头或由多个摄像头形成的一个集群组或集群阵列。主摄像头之外的摄像头为辅助摄像头，这些辅助摄像头均作为辅助采集装置，其所在位置为辅助测控点。辅助测控点包括辅助采集摄像头、采集卡、适配器、传输装置、计算机等。辅助测控点的主要作用是从不同角度、不同方位、不同远近对目标进行监控与视频信号采集，并传送到辅助测控点的计算终端，完成信号提取与采集工作，进而将所得信号实时传递到主测控点计算终端，参与实时运算和决策，为最终控制信号的产生和取得提供保障。对于辅助测控点根据测控精度和实时性要求的不同，可以选择不同参数的摄像头，以满足所采集场景远近、明暗等其他情况变化的要求。多智能体视觉伺服协调控制系统是一个分布式控制系统，包括一个主测控点和多个辅助测控点。主测控点采集到的图像作为主测控信号，计算机通过该信号进行下一步的分析与控制；辅助测控点采集到的图像为辅助测控信号，该信号传达给计算机作为主测控信号的反馈信号和修正信号。各个测控点彼此配合协调工作，最终完成基于视觉的协调控制过程。