[發明專利]一種低時延的工程機械作業遠程控制系統及方法

在審

• 申請號: 201810045556.0
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108183847A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 張啟亮;張馳;郭輝;江侃;王雷
• 申請（專利權）人: 江蘇徐工信息技術股份有限公司
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L29/06;H04L29/08;H04N7/18;G08C17/02;H04B1/3822;H04N5/268
• 代理公司: 徐州市三聯專利事務所 32220
• 代理人: 周愛芳

一種低時延的工程機械作業遠程控制系統，包括安裝在遙控駕駛室內的控制裝置、遙控控制器Ⅰ、數傳電臺Ⅰ以及安裝在遙控駕駛室內的數傳電臺Ⅱ、遙控控制器Ⅱ、車載控制器。控制裝置用于發出控制信號；遙控控制器Ⅰ用于接收控制信號后進行編碼和協議轉換；數傳電臺Ⅰ、數傳電臺Ⅱ用于傳輸經遙控控制器Ⅰ編碼后的控制數據和狀態數據；車載控制器用于控制執行機構執行動作；遙控控制器Ⅱ用于接收數傳電臺Ⅱ的信號并解碼并轉化為現場總線信號向車載控制器發送。控制裝置包括手柄、開關、油門、制動、方向盤。本發明解決在處理危險品、化學品、輻射物質以及地質災害救援危險、嚴酷的作業環境中，通過遠程控制工程機械，降低對駕駛員的健康和安全的危害。

技術領域

本發明涉及互聯網通訊技術領域，具體涉及一種低時延的工程機械作業遠程控制系統及方法。

背景技術

隨著社會經濟的迅速發展，人們對于工作環境的重視程度越來越高。惡劣的工作環境往往會給工人的作業帶來極大的困難和不便，有些作業環境還可能產生有毒、爆炸或者坍塌的危險，任何工作的開展都不能以犧牲作業人員的健康和聲明為代價。隨著核工業、海洋作業、太空開發等領域的飛速發展，工程機械機器人化是未來的方向，而無線遙控技術在其中占有很重要的地位。

現有技術中，基于4G網絡實現的超視距工程機械遙控技術。其原理是是利用4G網絡通信，在受控車體與遠程遙控裝置間建立數據通信，將遙控人員通過遠程遙控裝置執行的操作指令發送到受控車體執行相應動作，并將受控車體周邊環境圖像和作業參數發送到遠程遙控裝置上，使得遙控人員可以獲取車體動態。

利用4G網絡實現受控車體與遙控裝置通信，因此對于電信基礎設施有依賴性，在沒有4G信號覆蓋的區域無法直接使用，需要攜帶通信基站；4G網絡通信可靠性較差，延遲較高；4G通信產生費用，長期使用成本較高。

發明內容

根據現有技術的不足，本發明提供一種低時延的工程機械作業遠程控制系統及方法。

本發明按以下技術方案實現：

一種低時延的工程機械作業遠程控制系統，包括：

控制裝置，該控制裝置安裝在遙控駕駛室內，用于發出控制信號；

遙控控制器Ⅰ，該遙控控制器Ⅰ安裝在遙控駕駛室內，用于接收控制信號后進行編碼和協議轉換；

數傳電臺Ⅰ、數傳電臺Ⅱ，數傳電臺Ⅰ安裝在遙控駕駛室內，數傳電臺Ⅱ安裝在機械上，兩者用于傳輸經遙控控制器Ⅰ編碼后的控制數據和狀態數據；

執行機構；

車載控制器，該車載控制器安裝在機械上，用于控制執行機構執行動作；以及

遙控控制器Ⅱ，該遙控控制器Ⅱ安裝在機械上，用于接收數傳電臺Ⅱ的信號并解碼并轉化為現場總線信號向車載控制器發送。

優選的是，所述控制裝置包括手柄、開關、油門、制動、方向盤。

優選的是，還包括作業監測系統，該作業監測系統包括作業參數監測、作業圖像監測、監測數據的傳輸與顯示裝置。

優選的是，作業參數監測信號由執行機構產生，遙控控制器Ⅱ監測車載控制器總線網絡數據，提取需要的作業參數并進行編碼，經數傳電臺Ⅱ、數傳電臺Ⅰ發給遙控控制器Ⅰ解碼，通過狀態燈和顯示器顯示。

優選的是，作業圖像監測數據由機械上的多路攝像機采集車體周邊的環境信息，通過圖傳電臺Ⅱ編碼后，向遙控駕駛室內的圖傳電臺Ⅰ發送，遙控駕駛室內的圖傳電臺Ⅰ最終傳入顯示器顯示。

優選的是，多路攝像機圖像采用分屏顯示。

優選的是，作業圖像監測數據還包括由機械上的傾角檢測裝置采集車體的位置姿態，通過圖傳電臺Ⅱ編碼后，向遙控駕駛室內的圖傳電臺Ⅰ發送，遙控駕駛室內的圖傳電臺Ⅰ最終傳入顯示器顯示。