[发明专利]基于全方位视觉的机器人轮椅跟踪系统及控制方法

说明书

本发明属于智能轮椅控制技术领域，具体是一套基于全方位视觉的机器人轮椅跟踪系统及控制方法。本发明使用能够覆盖机器人轮椅可移动空间的多智能体的多监控摄像头对机器人轮椅进行识别跟踪及控制，不过于依赖机器人轮椅本身安装的视觉传感器系统，从而克服由于局部传感器缺点带来的不利因素，摄像头布局需要做到合理布局能够覆盖轮椅机器人可移动空间范围，通过行为轨迹预测解决盲区范围内的跟踪控制丢失情况，仅对机器人轮椅进行数据采集而不采集使用者隐私数据，保护机器人轮椅使用者的隐私，本发明能够通过全局的全方位视觉跟踪系统对机器人轮椅进行跟踪及控制，可行驶空间内部存在多机器人轮椅时也可以进行跟踪控制，具有安全、便利的特点。

【技术领域】

本发明属于智能轮椅控制技术领域，具体是一套基于全方位视觉的机器人轮椅跟踪及控制方法。

【背景技术】

当今世界各大城市都面临老龄化问题，与其他国家相比，中国社会人口老龄化程度高，已逐步进入老龄化社会。许多大城市，如上海、北京，老年人的比例已接近 20％，与此同时还有肢体、视力、智能残疾人的人口近6000万。在他们当中，有相当多的人因行走不便必须依靠轮椅才能够正常生活。对于在操控手柄上有困难的老年人或残疾人却无法使用普通轮椅。

由于机器人电动轮椅不但具有普通电动轮椅手动操控的特点，更具有自动控制的智能，所以对于机器人电动轮椅的研究显得尤为重要。机器人电动轮椅就是在普通电动轮椅的基础上安装了红外，超声波，和雷达等传感器和计算机控制器，使其具有感知和控制的智能。但是这些安装在机器人轮椅的传感器，具有感知范围的有限性，往往对轮椅安全可靠运行是不够的，主要表现为：

1)安装在机器人轮椅上的视觉传感器感知范围有限从而阻碍了机器人的运动，不能预测更远范围的事件，在复杂多变的环境中，很难实现自定位；

2)安装在机器人轮椅上的视觉传感器随着机器人轮椅一起运动，从而产生大量连续改变的图像，这使得图像处理工作非常困难；

3)安装在机器人轮椅上的视觉传感器只能在局部使用，机器人轮椅传感器的大量使用使得轮椅成本增高。

【发明内容】

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明使用能够覆盖机器人轮椅可移动空间的多智能体的多监控摄像头对轮椅机器人进行识别跟踪及控制，不过于依赖机器人轮椅本身安装的视觉传感器系统，从而克服由于局部传感器缺点带来的以上不利因素，多智能体的多监控摄像头布局需要做到尽可能合理布局能够覆盖轮椅机器人可移动空间范围，如果监控摄像头分布具有局限性可以通过行为轨迹预测来消除盲区范围内的跟踪控制丢失情况，并且多智能体的多监控摄像头在跟踪过程中仅对机器人轮椅进行数据采集而不采集使用者隐私数据，注重机器人轮椅使用者的隐私保护，本发明使人们能够通过全局的全方位视觉跟踪系统对机器人轮椅进行跟踪及控制，可行驶空间内部存在多机器人轮椅时也可以进行跟踪控制，具有安全、便利的特点。

基于全方位视觉的机器人轮椅跟踪系统及控制方法，包括：

多智能体的多监控摄像头视频采集模块：用于全局视觉信息采集，采集范围覆盖整个机器人轮椅的可移动空间，这样在任何地方，机器人轮椅都能被有效的监控到。另外，视频摄像头应该使用同一型号，这样可以减少由于不同摄像头而带来的颜色和敏感度的差异；

网络服务器：用来接收摄像头实时发送的视频数据信息，服务器采用区域管理模式，每个区域由不同服务器来管理，网络服务器将所有轮椅跟踪图像发送到实时网络控制系统；

实时网络控制系统：实时网络控制系统用于接收并对采集到的视觉信息进行处理，对机器人轮椅跨摄像头空间的移动进行多目标识别并跟踪，计算出机器人轮椅的位置和姿态，然后进行导航控制，通过无线网络发送驾驶控制命令。

机器人轮椅控制器：接收实时网络控制系统发送的导航控制信号，控制机器人轮椅按照发送的信号进行驱动。