[发明专利]一种挖掘机沉浸式遥控系统及方法

说明书

本发明公开了一种挖掘机沉浸式遥控系统及方法，包括遥控端和受控端；所述受控端包括挖掘机及设置在挖掘机上的主控计算机、受控端无线通讯模块及麦克风，所述遥控端包括视景计算机、遥控端无线通讯模块、六自由度运动平台、设置在六自由度运动平台上的模拟驾驶舱、设置在六自由度运动平台周圈的球幕以及设置在球幕中心模拟驾驶舱上方的球幕投影装置；所述模拟驾驶舱内设置遥控操作设备；所述受控端还包括设置在挖掘机顶部的倾角传感器，所述倾角传感器采集的数据传送至主控计算机，本系统既可以有效提高操纵人员的沉浸感，还可以很好地感受到挖掘机的姿态，从而大幅提高遥控作业效率和安全性。

技术领域

本发明涉及挖掘机遥控领域，尤其涉及一种挖掘机沉浸式遥控系统及方法。

背景技术

在陡坡塌方、淤泥积水、核化污染等危险地域作业时，对挖掘机进行遥控操纵，可以避免施工人员遭受二次危害，极大提高施工的安全性。进行遥控作业时，操纵人员的沉浸感，对于提高作业效率有极大影响。当前主要有三种技术途径来感知施工现场的场景信息，一是操纵人员直接目视进行遥控操纵，沉浸感强但遥控距离近；二是利用挖掘机携带的摄像机拍摄作业场景，利用无线设备传输到显示器显示，操纵人员通过观看显示器获得场景信息，由于图像缺乏立体感，操纵人员需要花较长时间进行判断分析，沉浸感弱作业效率低下；三是利用安装在挖掘机上的全景摄像系统采集场景信息，然后传输到操纵人员佩戴的VR眼镜上显示，沉浸感强，但佩戴VR眼镜后，影响对遥控装置的操作，同时，VR眼镜会导致人员眩晕，不利于长时间作业。另外，采用以上三种技术途径时，操纵人员难以感受到挖掘机姿态，尤其是在复杂地域作业时，存在误判误操作导致安全事故等隐患。

中国专利CN207846527U公开了一种挖掘机仿真遥控系统，该专利实现了对挖掘机的远程协调操作，保证传输数据的正确，成本低廉，降低机手的操作难度，使遥控手柄行程与操作力关系及与实际手柄相近的功能。

中国专利CN214090044U公开了一种挖掘机和挖掘机远程显示系统，该专利通过动作图像采集模块采集挖斗动态视频，通过环境图像采集模块采集全景影像，实现了挖掘机作业视野的全部覆盖，从而提高遥控挖掘机作作业的可靠性和安全性。上述两个专利实现了挖掘机的远程遥控操作以及挖掘机施工现场图像采集及远程显示的问题，然而对于远程遥控的沉浸感较差、操纵人员难以感受到挖掘机姿态，尤其是在复杂地域作业时，存在误判误操作导致安全事故等隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种挖掘机沉浸式遥控系统及方法，既可以有效提高操纵人员的沉浸感，还可以很好地感受到挖掘机的姿态，从而大幅提高遥控作业效率和安全性。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

一种挖掘机沉浸式遥控系统，包括遥控端和受控端；所述受控端包括挖掘机及设置在挖掘机上的主控计算机、受控端无线通讯模块及麦克风，所述麦克风采集的现场声音传送至主控计算机；其特征在于：所述遥控端包括视景计算机、遥控端无线通讯模块、六自由度运动平台、设置在六自由度运动平台上的模拟驾驶舱、设置在六自由度运动平台周圈的球幕以及设置在球幕中心模拟驾驶舱上方的球幕投影装置；所述模拟驾驶舱内设置遥控操作设备；所述六自由度运动平台、遥控操作设备及球幕投影装置均与视景计算机连接；所述主控计算机与视景计算机之间由受控端无线通讯模块与遥控端无线通讯模块连接通讯，所述受控端还包括设置在挖掘机顶部的倾角传感器，所述倾角传感器采集的数据传送至主控计算机。

作为优选，所述模拟驾驶舱内的设备及门、窗设置与挖掘机驾驶舱设置保持一致。

作为优选，所述受控端还包括设置在挖掘机顶部的全景摄像机和激光雷达；所述全景摄像机和激光雷达采集的数据均传送至主控计算机。

作为优选，所述遥控端还包括音响设备，所述音响设备与视景计算机连接。