[发明专利]一种低时延的工程机械作业远程控制系统及方法

说明书

一种低时延的工程机械作业远程控制系统，包括安装在遥控驾驶室内的控制装置、遥控控制器Ⅰ、数传电台Ⅰ以及安装在遥控驾驶室内的数传电台Ⅱ、遥控控制器Ⅱ、车载控制器。控制装置用于发出控制信号；遥控控制器Ⅰ用于接收控制信号后进行编码和协议转换；数传电台Ⅰ、数传电台Ⅱ用于传输经遥控控制器Ⅰ编码后的控制数据和状态数据；车载控制器用于控制执行机构执行动作；遥控控制器Ⅱ用于接收数传电台Ⅱ的信号并解码并转化为现场总线信号向车载控制器发送。控制装置包括手柄、开关、油门、制动、方向盘。本发明解决在处理危险品、化学品、辐射物质以及地质灾害救援危险、严酷的作业环境中，通过远程控制工程机械，降低对驾驶员的健康和安全的危害。

技术领域

本发明涉及互联网通讯技术领域，具体涉及一种低时延的工程机械作业远程控制系统及方法。

背景技术

随着社会经济的迅速发展，人们对于工作环境的重视程度越来越高。恶劣的工作环境往往会给工人的作业带来极大的困难和不便，有些作业环境还可能产生有毒、爆炸或者坍塌的危险，任何工作的开展都不能以牺牲作业人员的健康和声明为代价。随着核工业、海洋作业、太空开发等领域的飞速发展，工程机械机器人化是未来的方向，而无线遥控技术在其中占有很重要的地位。

现有技术中，基于4G网络实现的超视距工程机械遥控技术。其原理是是利用4G网络通信，在受控车体与远程遥控装置间建立数据通信，将遥控人员通过远程遥控装置执行的操作指令发送到受控车体执行相应动作，并将受控车体周边环境图像和作业参数发送到远程遥控装置上，使得遥控人员可以获取车体动态。

利用4G网络实现受控车体与遥控装置通信，因此对于电信基础设施有依赖性，在没有4G信号覆盖的区域无法直接使用，需要携带通信基站；4G网络通信可靠性较差，延迟较高；4G通信产生费用，长期使用成本较高。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明提供一种低时延的工程机械作业远程控制系统及方法。

本发明按以下技术方案实现：

一种低时延的工程机械作业远程控制系统，包括：

控制装置，该控制装置安装在遥控驾驶室内，用于发出控制信号；

遥控控制器Ⅰ，该遥控控制器Ⅰ安装在遥控驾驶室内，用于接收控制信号后进行编码和协议转换；

数传电台Ⅰ、数传电台Ⅱ，数传电台Ⅰ安装在遥控驾驶室内，数传电台Ⅱ安装在机械上，两者用于传输经遥控控制器Ⅰ编码后的控制数据和状态数据；

执行机构；

车载控制器，该车载控制器安装在机械上，用于控制执行机构执行动作；以及

遥控控制器Ⅱ，该遥控控制器Ⅱ安装在机械上，用于接收数传电台Ⅱ的信号并解码并转化为现场总线信号向车载控制器发送。

优选的是，所述控制装置包括手柄、开关、油门、制动、方向盘。

优选的是，还包括作业监测系统，该作业监测系统包括作业参数监测、作业图像监测、监测数据的传输与显示装置。

优选的是，作业参数监测信号由执行机构产生，遥控控制器Ⅱ监测车载控制器总线网络数据，提取需要的作业参数并进行编码，经数传电台Ⅱ、数传电台Ⅰ发给遥控控制器Ⅰ解码，通过状态灯和显示器显示。

优选的是，作业图像监测数据由机械上的多路摄像机采集车体周边的环境信息，通过图传电台Ⅱ编码后，向遥控驾驶室内的图传电台Ⅰ发送，遥控驾驶室内的图传电台Ⅰ最终传入显示器显示。

优选的是，多路摄像机图像采用分屏显示。

优选的是，作业图像监测数据还包括由机械上的倾角检测装置采集车体的位置姿态，通过图传电台Ⅱ编码后，向遥控驾驶室内的图传电台Ⅰ发送，遥控驾驶室内的图传电台Ⅰ最终传入显示器显示。