[發明專利]一種虛擬挖掘機的控制方法以及控制裝置

在審

• 申請號: 201910576442.3
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110376920A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 王衛軍;宗安漢
• 申請（專利權）人: 深圳市中科德睿智能科技有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;G09B9/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 蔡偉杰

1.一種虛擬挖掘機的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟100，采集操作信號；

步驟200，根據所述操作信號，生成挖掘機動作信號以及畫面變換信號；

步驟300，建立洗出算法模型，將所述挖掘機動作信號輸入到洗出算法模型中，所述洗出算法模型輸出仿真動作信號；

步驟400，根據所述仿真動作信號，得出用于控制伺服系統的脈沖信號；

步驟500，伺服系統接收所述脈沖信號并產生動作；

所述步驟200中根據所述操作信號，得到的挖掘機動作信號包括行進加速度信號以及旋轉角速度信號，步驟300中，將所述行進加速度信號以及旋轉角速度信號，結合重力加速度，輸入至洗出算法模型，洗出算法模型輸出的仿真動作信號包括伺服系統的三維方向位移量以及三維方向姿態角。

2.根據權利要求1所述的一種虛擬挖掘機的控制方法，其特征在于，所述操作信號由兩組三自由度數據生成，兩組所述三自由度數據分別記為(x₁,y₁,z₁)以及(x₂,y₂,z₂)，所述行進加速度信號與兩組三自由度數據的x₁以及x₂的和成正相關，所述旋轉角速度信號與兩組三自由度數據的x₁以及x₂相關且與x₁成正相關關系。

3.根據權利要求2所述的一種虛擬挖掘機的控制方法，其特征在于，步驟300中，將行進加速度信號以及旋轉角速度信號輸入到洗出算法模型中，所述洗出算法模型對行進加速度信號執行以下步驟得到三維方向位移量：

步驟311，對所述行進加速度信號進行比例處理；

步驟312，對所述行進加速度信號進行幅度限制；

步驟313，對所述行進加速度信號進行位置變換處理；

步驟314，對所述行進加速度信號進行減法運算操作，將經過位置變換處理的行進加速度信號減去重力加速度；

步驟315，將所述行進加速度信號中的低頻信號濾除；

步驟316，對所述行進加速度信號進行二次積分操作，得出三維方向位移量；

所述洗出算法模型對行進加速度信號以及旋轉角速度信號執行以下步驟得到伺服系統的三維方向姿態角：

步驟321，分別對所述行進加速度信號以及旋轉角速度信號進行比例處理；

步驟322，分別對所述行進加速度信號以及旋轉角速度信號進行幅度限制；

步驟323，將所述行進加速度信號中的高頻信號濾除，將進行姿態變換后的旋轉角速度信號中的低頻信號濾除；

步驟324，對所述行進加速度信號進行傾斜協調處理以及幅值限制處理；

步驟325，對所述旋轉角速度信號進行一次積分操作；

步驟326，對所述旋轉角速度信號以及行進加速度信號進行和運算得到伺服系統的三維姿態角。

4.一種虛擬挖掘機的控制裝置，其特征在于，包括：

操作手柄，所述操作手柄是三自由度操作手柄，用于采集操作信號；

處理器，用于根據所述操作信號，生成挖掘機動作信號以及畫面變換信號，所述處理器還配置有洗出算法模型，所述洗出算法模型用于對輸入的挖掘機動作信號進行處理并輸出仿真動作信號；

VR眼鏡，用于接收所述畫面變換信號，對虛擬環境進行控制；

運動控制器，用于根據所述仿真動作信號，得出用于控制伺服系統的脈沖信號；

伺服系統，用于接收所述脈沖信號并產生動作；

所述操作手柄與處理器的輸入端相連接，所述處理器的輸出端分別與VR眼睛以及運動控制器相連接，所述運動控制器與伺服系統相連接；

所述處理器根據所述操作信號，得到的挖掘機動作信號包括行進加速度信號以及旋轉角速度信號；所述處理器將所述行進加速度信號以及旋轉角速度信號，結合重力加速度，輸入至洗出算法模型，洗出算法模型輸出的仿真動作信號包括伺服系統的三維方向位移量以及三維方向姿態角。