[发明专利]一种多水下机器人协作控制系统

权利要求书

1.一种多水下机器人协作控制系统，其特征在于包括：一控制系统、一图像采集设备、多个水下机器人和电源；

所述控制系统包括一主控装置和一无线通信设备，所述主控装置包括计算机、实时显示设备和操作设备，所述主控装置通过所述无线通信设备与各所述水下机器人保持通讯；

所述计算机中设置有一图像处理模块、一协作控制模块和一用户界面模块；所述图像处理模块将所述图像采集设备采集的原始图像信息进行预处理和识别，并通过所述用户界面模块在所述实时显示设备上同步显示，同时将处理后的图像信息输送至所述协作控制模块，所述协作控制模块结合所述处理的图像信息和操作者选定的任务进行协调处理，并将处理的结果通过所述无线通信设备向各所述水下机器人模块发出相应的指令；

所述协作控制模块包括：一控制算法和决策库子模块，其根据所述图像处理模块输送的图像信息和操作者设定的协作任务计算出相应决策；一载入算法子模块，用于从所述控制算法和决策库子模块中提取决策；一协作控制子模块，其根据所述载入算法子模块输送的决策计算出指令，然后向各所述机器人控制模块发送指令；

各所述水下机器人内分别设有一机器人控制模块，每一所述机器人控制模块接收所述计算机发出的指令并向相应的所述水下机器人发送指令，同时向所述计算机反馈所述水下机器人的内部状态信息。

2.如权利要求1所述一种多水下机器人协作控制系统，其特征在于：所述图像处理模块包括：

一图像采集子模块，用于控制所述图像采集设备采集原始图像信息；

一图像预处理子模块，其连接所述图像采集子模块，用于依次对所述原始图像信息进行广角失真、叠加衬底、HLS变换、图像分割、图象平滑化的预处理；

一图像识别子模块，其连接所述图像预处理子模块，用于将所述预处理的图像信息识别为所述计算机能够识别的信息的模块。

3.如权利要求1所述一种多水下机器人协作控制系统，其特征在于：所述协作控制子模块包括：

一通信子模块，用于接收所述协作控制子模块的决策并传输至所述协作子模块；

一协作子模块，其根据所述通信子模块输送的决策处理正在执行任务的所述水下机器人和其他水下机器人之间的协作关系；

一规划推理子模块，其接受所述协作子模块输送的处理结果并转化为各所述水下机器人对应的动作；

一动作子模块，用于封装所述规划推理子模块输送的对应各所述机器人的动作指令，并将所述指令通过所述无线通信模块传送给对应的所述机器人控制模块。

4.如权利要求1所述一种多水下机器人协作控制系统，其特征在于：所述用户界面模块包括：

一实时显示子模块，用于控制所述实时显示设备对所述图像信息和仿真结果的实时显示；

一任务选择子模块，以离线编程的方式存放所述协作控制模块控制算法和决策库中所述多机器人协作所用到的控制算法和协调策略；

一参数设置子模块，用于预设置第一幅原始图像信息的颜色阈值、颜色搭配信息、当前环境的亮暗系数、失真系数等参数。

5.如权利要求1或4所述一种多水下机器人协作控制系统，其特征在于：所述用户界面模块在所述实时显示设备上显示的界面包括：

用于控制其他部分界面的显示与否，并进行运行模式和策略模式的选择的主界面；

用于实时显示和记录实验进程的原始图像显示界面；

用于实时显示和监控图像预处理的效果的图像预处理以及结果显示界面；

用于显示包括识别后的信息的图像识别结果显示界面；

用于显示包括美观化处理后的图像信息的图像识别结果优化显示界面；

用于设定所述水下机器人参数信息和环境信息的颜色信息设置界面；

用于设置通信相关的串口和波特率等通信参数的通信参数设置界面；

用于显示选择的数字形式或者保存实验进行中所述每个机器人的模态、方向，

速度和状态，用于辅助用户调试算法程序的信息显示以及保存界面；

用于设置仿真相关的参数和实时显示仿真图像的仿真相关的界面。

6.如权利要求1所述一种多水下机器人协作控制系统，其特征在于：所述无线通信设备为双工通讯设备。