[实用新型]视觉传感器参数的模糊自适应控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种视觉传感器参数的模糊自适应控制系统，适用于安全监控、智能交通、高清视频会议、高清医疗视频诊断、远程教育等技术领域。 

背景技术

目前在普通的监控摄像机中，其采光前端的视觉传感器一般都采用固定参数进行控制和调节。对于高级的监控摄像机采用多套固定参数以适应各种情况。传统视觉传感器参数设定采用人工设定和系统自动设定相结合的方法。其输入源有三类：1.人眼识别，根据人眼判别，人工对视觉传感器的参数进行调节，这种调节方法优势是调整的结果比较符合人眼的感觉。其缺点是无法满足众多人眼的需要。2.视觉传感器收入，针对于手动设定的缺点，视觉传感器参数设定引入了一下自动设定的功能。虽然这种自动设定在一定程度上弥补了手工设定的不足，但对有些参数还不能进行设定。3.系统时间输入，根据系统时间变化，嵌入式系统CPU从视觉传感器参数列表里选择对应时间下的参数设定。这些参数在不同的时间段根据光线预先调节好。这种解决方案比较适合外界光线条件比较可控情况下，如室内情况。对于室外环境，固定时间采用固定参数则无法满足。 

发明内容

本实用新型提出的是一种视觉传感器参数的模糊自适应控制系统，其目的在于在复杂环境下通过该系统来提高视觉传感器的输出质量。 

本实用新型的技术解决方案：其结构是包括模糊控制器、输入输出接口、检测装置、执行机构和控制对象，其中检测装置的信号输出端与输入接口的信号输入端相接，输入接口的信号输出端与模糊控制器的信号输入端相接，模糊控制器的信号输出端与输出接口的信号输入端相接，输出接口的信号输出端与执行机构的信号输入端相接，执行机构的信号输出端与控制对象的信号输入端相接，控制对象的信号输出端与检测装置的信号输入端相接。 

本实用新型的优点：可解决的问题包括以下方面：1.摒弃传统解决方案对外界非光源信号的依赖，视觉传感器参数的模糊自适应控制算法不采用人眼观看、系统时间等不可靠因素。本方案的控制输入部分完全来自视频传感器前端的光学输入信号，如进光量、对比度、色彩、色温、色差、饱和度、背光等参数。这些输入量完全是实时的、客观的。基于这些真实的参数是符合实时情况的。2.实现视觉传感器参数的闭环控制，闭环控制完全由嵌入式系统的中央处理器(CPU)完成。嵌入式系统根据输入信号，实时进行参数计算和设定。这种全闭环控制结构和原有的开环控制(人眼设备输入或系统时间输入-嵌入式系统-视觉传感器)有着本质的区别；3.视频传感器参数的模糊计算：嵌入式系统处理器对视频传感器的输入参数进行模糊化，然后经过模糊控制器(推理机和知识库)得到视频传感器的设定参数。模糊控制器集成了人体心理视觉感知经验，所以其输出的结果符合大多数终端用户的视觉要求；4.视频传感器的外界环境存在一定的不确定性，这正是视频传感器参数自适应控制系统的研究对象。这里所谓的“不确定性”是指描述被控对象及其环境的数学模型不是完全确定的，其中包含一些未知因素和随机因素；5.视觉传感器参数的设定速度快，参数调节和设定是实时的。这完全适应外部环境的光线骤变，位置移动等情况。嵌入式系统提供充足的系统资源(1GHz CPU运行速度等)运行模糊控制算法，确保视觉传感器控制的实时性；6.质量和效果最佳。视觉传感器参数的设定是根据当时传感器的输入参数通过模糊控制器的算法得出的。这个实时计算得到的参数使得传感器得到最好的图像质量和效果。

附图说明

图1是本发明的结构框图。 

图2是模糊控制器的结构示意图。 

图3是推理机的结构示意图。 

图4是一个双输入单输出模糊控制器的例图。 

图5是视觉传感器模糊控制系统架构图。 

图6是系统模糊控制器实现示意图I。 

图7是系统模糊控制器实现示意图II。 

图8是偏差曲线e(t)示意图。 

图9是参数自整定模糊控制系统的结构示意图。 

具体实施方式

对照附图1，模糊控制系统的结构包括模糊控制器、输入输出接口、检测装置、执行机构和控制对象，其中检测装置的信号输出端与输入接口的信号输入端相接，输入接口的信号输出端与模糊控制器的信号输入端相接，模糊控制器的信号输出端与输出接口的信号输入端相接，输出接口的信号输出端与执行机构的信号输入端相接，执行机构的信号输出端与控制对象的信号输入端相接，控制对象的信号输出端与检测装置的信号输入端相接。