Procedimiento para coordinar una pluralidad de sensores.

Un procedimiento para la coordinación de una pluralidad de sensores usados para la vigilancia de un entorno,

enel que una pluralidad de ordenadores conectados en red controlan dichos sensores a fin de ejecutar uno o másservicios solicitados a través de la red, caracterizado porque, para coordinarse entre sí, dichos ordenadoresrealizan las siguientes etapas: formación de equipos de ordenadores que participan en la ejecución de los diversosservicios solicitados a la red

intercambio de información sobre la red, de modo que cada ordenador de dicha pluralidad conoce las característicasy los servicios proporcionados por los otros ordenadores de dicha pluralidad, estando el procedimientocaracterizado porque

los ordenadores de un equipo que proporcionan el mismo servicio ejecutan el mismo algoritmo de configuración, quedevuelve las tareas a realizar por cada ordenador como una función de las características de los ordenadores queproporcionan dicho mismo servicio, de modo que todos los ordenadores que proporcionan el mismo serviciodetectan la misma configuración óptima del equipo y, por lo tanto, las tareas a realizar por cada uno de losordenadores del equipo,

los ordenadores controlan los sensores en base a las tareas definidas por dicho algoritmo de configuración.

Procedimiento para coordinar una pluralidad de sensores La presente invención se refiere a un procedimiento para coordinar una pluralidad de sensores de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

La invención también se refiere a un sistema de sensores, en particular un sistema de detección que comprende una pluralidad de sensores que se coordinan entre sí para ejecutar uno o más servicios solicitados al sistema de detección.

En particular, la invención es aplicable preferible y ventajosamente a un sistema de vigilancia de video, en el que una pluralidad de cámaras de video y sensores de diversos tipos (por ejemplo sensores de infrarrojos o de microondas) permiten detectar eventos, tal como la presencia de intrusos o un fuego, y señalizarlos a una o más estaciones de monitorización donde operadores humanos pueden tomar las medidas apropiadas dependiendo del evento detectado; por ejemplo, un operario puede tomar el control de una cámara de video para cubrir un cierto área donde se ha detectado un intruso o un fuego.

Mediante la estación de monitorización, el operador puede enviar de este modo comandos a las diferentes cámaras de video o, de forma más general, la petición de servicios al sistema de vigilancia de video, por ejemplo una vista secuencial de todas las imágenes tomadas por cámaras de video (esta función se denomina usualmente como Patrol) o funciones de seguimiento automático en donde las cámaras de video se coordinan por la estación de monitorización para el propósito de seguimiento de un cierto objetivo.

De acuerdo con las soluciones conocidas, la tarea del operador se hace más sencilla por la ejecución de guiones a nivel de la estación de monitorización, guiones que pueden por ejemplo posicionar las cámaras de video en ciertas posiciones prefijadas (anteriormente predefinidas cuando se instaló el sistema) en respuesta a una alarma detectada por un sensor.

En estos sistemas conocidos, los sensores se coordinan en un modo centralizado por una unidad central que envía instrucciones a los sensores.

Sin embargo, tales sistemas sufren del inconveniente de que no usan algoritmos de coordinación avanzados, y por lo tanto no pueden gestionar adecuadamente situaciones complejas que requieren que el sistema se comporte dinámicamente.

En estos sistemas, la coordinación de diversos dispositivos no tiene en cuenta todos los servicios solicitados, ya que simplemente se realizan servicio por servicio, por ejemplo, si la señal de una cámara de video se requiere para dos servicios diferentes, el terminal central intentará ejecutar ambos servicios como si no hubiese ningún conflicto, teniendo cuidado de dedicar la cámara de video solo al servicio prioritario, de este modo el servicio que tiene menos prioridad se ejecutará incompletamente.

Además, estos sistemas también sufren del inconveniente de que, si el sistema de detección se usa por múltiples operarios, pueden surgir conflictos entre las diferentes peticiones de los operadores.

También se encuentran similares problemas de conflicto para estos sistemas cuando hay múltiples eventos que tienen lugar o múltiples objetivos a seguir.

En general, se sabe que, como una alternativa al control centralizado, los dispositivos a coordinar se pueden equipar con agentes capaces de coordinarse de forma autónoma negociando las únicas tareas a realizar para conseguir un cierto resultado del equipo. Esta solución, que se adopta típicamente en campos muy específicos tales como el de la robótica (véase por ejemplo el documento US 6.636.781) no ha probado ser muy eficaz en los sistemas de detección (en particular, en sistemas de vigilancia) donde la reactividad y la estabilidad son lo más importante.

El tiempo necesario para la negociación de las tareas entre los diversos dispositivos puede ser de hecho muy largo cuando hay un gran número de dispositivos y las posibles configuraciones de los mismos, como consecuencia, un sistema de esta clase, en el que la coordinación está basada en la negociación entre dispositivos, resulta ser no muy reactivo y potencialmente inestable. Por ejemplo, consideremos el caso de un fuego: en respuesta a una alarma, los agentes que gestionan los diferentes dispositivos comenzarán la negociación de las tareas a realizar por cada uno de ellos.

Si el tiempo requerido para la coordinación es muy largo, habrá el riesgo de que las cámaras de video se coordinen y solo muestren el área sobre el fuego cuando el fuego ya se ha expandido ampliamente.

Además, a medida que el fuego se extiende, otros sensores señalarán una alarma de fuego en otras áreas adyacentes a la primera donde se inició el fuego; de este modo, habrá peticiones adicionales para representar dichas otras áreas. Si el procedimiento de toma de decisiones es más lento que el progreso del fuego, los agentes continuarán la negociación de las tareas a realizar (que cambiarán de acuerdo con los servicios solicitados) sin cumplir realmente las peticiones; por lo tanto, el sistema se volverá inestable.

Problemas similares o peores de reactividad pueden surgir si se necesitan largas negociaciones entre los agentes que tienen que ejecutar un servicio de seguimiento de un objetivo. Cuando el objetivo sale del campo visual de un sensor, los sensores vecinos se coordinarán para cubrir las áreas donde se puede localizar el objetivo. Por lo tanto, los sensores deberían cubrir dichas áreas rápidamente y apropiadamente, de modo que el servicio de seguimiento pueda continuar, si el objetivo sale del rango del sensor que lo está siguiendo antes de que los agentes lleguen a un acuerdo como de que tareas deben realizarse, el servicio de seguimiento ya no puede continuar.

Se sigue que los sistemas de detección necesitan fuertemente una coordinación efectiva de los sensores, lo que permite optimizar los recursos del sistema ejecutando del mejor modo los servicios solicitados, por ejemplo compensando reactivamente la imposibilidad de usar una cierta cámara de video para un servicio determinado con el uso de otras cámaras de video en las posiciones apropiadas.

El artículo científico "Coorperative management of netted surveillance sensors" de LOPEZ J M M y otros (SISTEMAS, HOMBRES, CIBERNÉTICA ANO, 1997, CIBERNÉTICA DE CÁLCULO Y SIMULACIÓN, 1997, CONFERENCIA INTERNACIONAL IEEE EN ORLANDO, FL, USA, 12 - 15 OCT. 1997, NUEVA YORK, NY, USA, IEEE, US, volumen 1, 12 Octubre 1997 0997 - 10 - 12) ) desvela un procedimiento para la coordinación de una pluralidad de sensores.

El artículo "on the use of limited autonomous mobility for dynamic coverage maintenance in sensor networks" De Manoj. B.S. y otros (redes de ordenadores, Elsevier Sciencie, vol. 51, nº 8 páginas (2126 - 2143) desvela un procedimiento para la coordinación de una pluralidad de sensores de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

El objeto de la presente invención es resolver los problemas de la técnica anterior y proporcionar un procedimiento alternativo para la coordinación de una pluralidad de sensores, así como un sistema de vigilancia relacionado.

Este objeto se consigue mediante un procedimiento y un sistema que incorpora las características mostradas en las reivindicaciones adjuntas, que se consideran como una parte integrante de la presente descripción.

La presente invención se basa en la idea general de usar una pluralidad de ordenadores conectados en red para controlar una pluralidad de sensores en respuesta a una o más peticiones de servicio recibidas sobre la red.

Los ordenadores intercambian información, de modo que cada ordenador conoce las características y los servicios proporcionados por los otros ordenadores; de este modo, todos los ordenadores conocen el estado actual del sistema, y en particular qué ordenadores pertenecen a qué equipo encargado de ejecutar un servicio determinado.

Para coordinarse entre sí, los ordenadores que participan en el mismo servicio ejecutan el mismo algoritmo de configuración que devuelve las tareas a realizar por cada uno de los ordenadores.

Como todos los ordenadores que pertenecen a un equipo ejecutan el mismo algoritmo de configuración, todos ellos detectarán la misma configuración óptima de sensores y controlarán los sensores en consecuencia.

De hecho, la coordinación de los sensores se obtiene de este modo por medio de una lógica distribuida, sin tener que recurrir a largas y complejas negociaciones entre los diversos ordenadores.

De acuerdo con una realización preferida y ventajosa, los ordenadores ejecutan el algoritmo de configuración periódicamente; de este modo, el sistema se puede reconfigurar por si mismo dinámicamente y tener en cuenta cualesquiera cambios... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para la coordinación de una pluralidad de sensores usados para la vigilancia de un entorno, en el que una pluralidad de ordenadores conectados en red controlan dichos sensores a fin de ejecutar uno o más servicios solicitados a través de la red, caracterizado porque, para coordinarse entre sí, dichos ordenadores realizan las siguientes etapas: formación de equipos de ordenadores que participan en la ejecución de los diversos servicios solicitados a la red intercambio de información sobre la red, de modo que cada ordenador de dicha pluralidad conoce las características y los servicios proporcionados por los otros ordenadores de dicha pluralidad, estando el procedimiento caracterizado porque los ordenadores de un equipo que proporcionan el mismo servicio ejecutan el mismo algoritmo de configuración, que devuelve las tareas a realizar por cada ordenador como una función de las características de los ordenadores que proporcionan dicho mismo servicio, de modo que todos los ordenadores que proporcionan el mismo servicio detectan la misma configuración óptima del equipo y, por lo tanto, las tareas a realizar por cada uno de los ordenadores del equipo, los ordenadores controlan los sensores en base a las tareas definidas por dicho algoritmo de configuración.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los ordenadores ejecutan dicho algoritmo de configuración periódicamente.

3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que los ordenadores ejecutan dicho algoritmo en respuesta a una variación en el conjunto de dichos servicios solicitados a través de la red.

4. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada uno de los ordenadores decide independientemente qué servicios ejecutar e informa a los otros ordenadores de su decisión, de modo que cada uno de los ordenadores conoce que otros ordenadores están también realizando un cierto servicio.

5. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los ordenadores deciden qué servicios realizar en un modo cooperativo, de modo que cada uno de los ordenadores conoce que otros ordenadores están también realizando un cierto servicio.

6. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que para decidir qué servicios realizar, cada uno de los ordenadores:

- evalúa el conjunto de peticiones de servicio recibidas por la red,

- selecciona los servicios en los que puede participar,

-informa a los otros ordenadores acerca de los servicios en los que participará,

- recibe sobre la red una lista de servicios que se pueden ejecutar por cada uno de los ordenadores,

- ejecuta un algoritmo de asignación de servicios que devuelve los servicios en los cuales debe participar cada uno de los ordenadores.

7. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos un ordenador y al menos un sensor de dicha pluralidad están comprendidos dentro de la misma unidad electrónica, en particular una cámara de video.

8. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los ordenadores comunican por la red usando diferentes procedimientos de comunicaciones para diferentes tipos de información.

El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos ordenadores intercambian información en el modo de difusión.

10. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que dichos ordenadores están agrupados en base a sus características de vecindad o afinidad para la ejecución de servicios específicos, y en el que un ordenador que pertenece a uno o más equipos solo comunica con otros ordenadores de dichos uno o más equipos usando una comunicación de multi-difusión o de un punto a multi-punto.

11. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos ordenadores transmiten dicha información de estado periódicamente.

El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se transmite una petición de servicio por la red hasta que el servicio correspondiente ya no se solicita.

13. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se envía al menos una petición de servicio por un ordenador de dicha pluralidad.

14. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se envía al menos una petición de servicio por un operario a través de una estación de monitorización (3) .

15. Un sistema de detección, en particular un sistema de vigilancia de video, que comprende una pluralidad de

ordenadores conectados en red, estando adaptados dichos ordenadores para controlar una pluralidad de sensores en respuesta a una o más peticiones de servicio recibidas por la red, caracterizado porque dichos ordenadores están adaptados para implementar un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.