[发明专利]一种挖掘机远程控制系统和方法在审

专利信息
申请号: 201711020296.3 申请日: 2017-10-26
公开(公告)号: CN107703812A 公开(公告)日: 2018-02-16
发明(设计)人: 殷晨波;马伟;冯浩;毕健健;李蓉 申请(专利权)人: 南京工业大学;南京大和机电科技有限公司
主分类号: G05B19/042 分类号: G05B19/042
代理公司: 江苏圣典律师事务所32237 代理人: 胡建华,于瀚文
地址: 210023 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 挖掘机 远程 控制系统 方法
【说明书】:

技术领域

发明属于挖掘机技术领域,尤其涉及一种挖掘机远程控制系统和方法。

背景技术

近些年,随着中国在道路交通、能源水利、城市建设等方面投入的加大,挖掘机的应用越来越普遍。传统的挖掘机操控主要由操作人员在驾驶室进行动作。但在一些特殊环境下,例如塌方、地震、核事故、火灾等人类无法进入或不宜靠近的危险场所,或其他恶劣环境下,操作人员无法正常施工作业,严重时会损害操作者的身心健康。

为解决上述操作人员作业的舒适性以及健康安全问题,应对抗震救灾、有毒环境、危险隧道等特殊环境的作业施工,无人驾驶、遥控挖掘机的出现在一定程度上避免以上情况的发生。但现有的遥控挖掘机有的是近距离操作,只能在视线范围内操作,可远程遥控的挖掘机在施工作业中存在视野盲区,操作人员所能看到的现场端的挖掘机施工画面为平面成像,不能实现操作人员在挖掘机的驾驶室内现场操作同等的视野范围,操作人员在实际的远程操作中存在一定困难,导致远程遥控挖掘机实际不能真正作业。

因此,如何解决远程遥控挖掘机存在视野盲区、远程遥控端采用平面成像给操作人员增加了操控难度的问题,一直以来都是本领域技术人员关注的重点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种挖掘机远程控制系统和方法,以解决远程遥控挖掘机存在视野盲区、远程遥控端用平面成像给操作人员增加了操控难度的问题。

为了实现上述目的,本发明公开了一种挖掘机远程控制系统,包括现场端控制装置和远程端控制装置,所述现场端控制装置与远程端控制装置通信连接,现场端控制装置设置在挖掘机上;

所述现场端控制装置包括电子控制单元、舵机云台和摄像头单元,所述舵机云台和摄像头单元均与电子控制单元电连接,所述摄像头单元设置在舵机云台上;

所述远程端控制装置包括电脑主机、VR显示单元及头部运动信号采集单元,所述 VR显示单元和头部运动信号采集单元均与电脑主机电连接;

所述头部运动信号采集单元包括陀螺仪传感器,用于采集远程端操作者的头部运动信号,并将所述头部运动信号发送至电脑主机;

所述电脑主机用于将头部运动信号发送至电子控制单元;

所述电子控制单元是一款嵌入式开发板,包括wifi模块,中央处理器和I/O接口等。

所述电子控制单元依据头部运动信号控制舵机云台转动进而控制摄像头单元转动,从而采集挖掘机的现场作业视频;

所述电子控制单元获取摄像头单元采集的现场作业视频,并将所述现场作业视频发送至电脑主机;

所述电脑主机对现场作业视频进行图像立体化处理,并控制VR显示单元将处理过的现场作业视频进行立体显示。

所述远程端控制装置还包括第一LTE通信单元,所述第一LTE通信单元与电脑主机电连接;

电脑主机通过第一LTE通信单元发送头部运动信号,并通过第一LTE通信单元接收现场作业视频。

所述现场端控制装置还包括第二LTE通信单元,所述第二LTE通信单元与电子控制单元电连接,第二LTE通信单元与第一LTE通信单元通信连接;

所述电子控制单元通过第二LTE通信单元接收第一LTE通信单元发送的头部运动信号,并通过第二LTE通信单元将现场作业视频发送至第一LTE通信单元。

所述远程端控制装置还包括操作杆,所述操作杆与电脑主机电连接;

所述操作杆依据操作者的操作动作向电脑主机发送遥控操作信号;

所述电子控制单元是一款嵌入式开发板,包括wifi模块,中央处理器和I/O接口等。所述电子控制单元依据遥控操作信号控制挖掘机进行作业。

所述舵机云台包括第一舵机和第二舵机,所述第一舵机和第二舵机均与电子控制单元电连接;

所述第一舵机用于控制摄像头单元在水平方向转动;

所述第二舵机用于控制摄像头单元在竖直方向转动。

所述摄像头单元包括至少两个摄像头。

所述VR显示单元为VR头盔设备。

所述电子控制单元用于接收挖掘机控制器各传感器信息,包括压力传感器、油温传感器和燃油液位传感器。

所述电子控制单元还用于发送由所述操作杆和所述头部运动信号采集单元发出的控制信号,并将该信号发送至挖掘机控制器。

所述挖掘机控制器接收由所述电子控制单元发送的信号,驱动相应的电磁阀实现遥控挖掘。本发明采用以下技术方案:一种挖掘机远程控制系统和方法,其信号处理流程包括以下步骤:

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