CN105549618A - 一种实景交互式操控系统 - Google Patents
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Abstract
一种实景交互式操控系统，由基站及工作站组成，？所述基站包括：工作站数据接收单元，基站控制信号发射单元，基站图像显示单元，基站音响单元及多维工作站运动模拟系统。所述工作站包括：基站数据接收单元，工作站姿态信号发射单元，工作站图像拾取发送单元，工作站声音拾取发送单元及工作站自动驾驶系统。本发明可实现基站与工作站之间的实景交互式操控，达到基站对工作站实现遥控，工作站的姿态或动作返回来控制基站的姿态，以使基站控制者感受工作站的真实场景。
Description
技术领域
本发明涉及远程交互式相互操控系统，特别涉及远程可相互操控、显示、互动等技术。
背景技术
现有技术中，远程操控，种类很多，主要有无人机、机器人，机械云台，车辆船舶，地面及水下设备，场景游乐设施等很多。随著科技的进步及人们各行各业不同需要的提高，其应用场合、应用要求等越来越高。目前就无人机来说，其远程操控的方式为：无人机受地面控制人员利用鼠标、键盘等发出指令对其飞行模式进行控制，无人机上携带的相关设备将视频图像、测量等数据传回地面。这样就使得无人机反应迟缓，直接导致其不敢低飞的结果。因为在低空飞行必须反应灵活，否则极易撞树、房屋等地面凸起物（打个比方，如果要我们用鼠标、键盘去驾驶汽车，那谁也不敢开快！），可高飞的结果就是视线模糊，这就是美国无人机在阿富汗常常错将迎亲嫁娶的车队错当成攻击目标的一个重要因素之一！
又如，以飞行员训练舱来说，舱内设有事先录入的时空场景，训练舱可根据驾驶人员的操作，来控制飞机的飞行姿态，该姿态可与显示场景融合，达到飞行员的训练。
再如，水下机器人，目前是操控人员根据水下机器人实时传回的图像、数据等，通过无线指令来控制机器人的动作。
技术内容
本发明目的是，针对以上现有技术的不足，设计一种可实现基站与工作站之间的实景交互式操控，达到基站对工作站实现遥控，工作站的姿态或动作返回来控制基站的姿态，以使基站控制者感受工作站的真实场景，并修正对工作站的操作指令。
本发明的目的可以通过以下方法实现，一种实景交互式操控系统，由基站基站及工作站组成，其中
所述基站包括：可实时接收工作站实况图像及数据的工作站数据接收单元，可发送基站控制信号的基站控制信号发射单元，可接受并显示工作站环境图像的基站图像显示单元，可接受并播放工作站环境声音的基站音响单元及受控于工作站实时姿态的一维以上工作站运动模拟系统；
所述工作站包括：可接受基站控制信号的基站数据接收单元，可拾取并发送工作站姿态信号的工作站姿态信号发射单元，可拾取并发送工作站环境图像的工作站图像拾取发送单元，可拾取并发送工作站环境声音的工作站声音拾取发送单元及受控于基站控制信号的工作站自动驾驶系统。
所述的一种实景交互式操控系统，其受控于工作站实时姿态的一维以上工作站运动模拟系统为三维工作站运动模拟系统。
所述的一种实景交互式操控系统，其受控于工作站实时姿态的多维工作站运动模拟系统包括基站工作舱、基站工作舱一维以上运动结构及基站工作舱动力系统。
所述的一种实景交互式操控系统，其可接受并显示工作站环境图像的基站图像显示单元为头盔式基站图像显示单元或眼睛式基站图像显示单元或环形显示屏幕或球形显示屏幕。
所述的一种实景交互式操控系统，其基站工作舱还设有可根据工作站环境图像、声音控制的气味、湿度、风力、雨淋、温度及振动的控制发生装置。
所述的一种实景交互式操控系统，其可拾取并发送工作站姿态信号的工作站姿态信号发射单元的工作站姿态信号拾取包括但不限于陀螺仪、加速度计、电子罗盘。
所述的一种实景交互式操控系统，其工作站设有当基站控制信号超过工作站设定的高度、速度、距离的安全值时的提示及进入自动保护状态的警示限制单元。
所述的一种实景交互式操控系统，其工作站设有在对抗环境时，用于在受到外来激光或红外光照射时的光接受单元及可将该单元接受到的信息发射的受攻击信号发射单元；基站设有当工作站数据接收单元接受到受攻击信号时，可在工作站相应位置发出被击中信号的攻击信号产生单元。
所述的一种实景交互式操控系统，其工作站为无人机或机器人或车辆或船舶或地面设备或水下设备。
所述的一种实景交互式操控系统，其基站为穿戴设备，工作站为机器人，操作者穿戴穿戴设备，感受机器人所拾取并发送起姿态信号，修正向工作站发出的基站控制信号。
本发明与现有技术相比，用于无人机行业，操控者可完全感受无人机的实际状况，就如同亲自驾驶一样；对于培训飞行员来说，其更如身临其境；用于机器人操控，如亲临现场一般，可随时修正对工作站的操作指令。
附图说明
图1为本发明的原理示意图；
图2为本发明的实施例一结构示意图；
图3为本发明的实施例一结构的三维坐标示意图；
图4为本发明的实施例二结构示意图。
具体实施方式
实景交互式操控系统，由基站基站1及工作站2组成，即可为一维，也可为二维或三维运动姿态。
如图1所示，本发明的一种实景交互式操控系统，由基站基站1及工作站2组成，其中最基本的系统中：
所述基站1包括：可实时接收工作站2实况图像及数据的工作站数据接收单元10，可发送基站1控制信号的基站控制信号发射单元11，可接受并显示工作站2环境图像的基站图像显示单元12，可接受并播放工作站2环境声音的基站音响单元13及受控于工作站2实时姿态的三维工作站运动模拟系统14。其中工作站数据接收单元10
可包括图像接收模块、图像处理模块、图像存储模块、音频信号接收模块、音频信号处理模块、数据接收模块、数据存储模块、数据处理模块。其中基站控制信号发射单元11包括可发射基站1对工作站2的无线控制信号，包括控制信号功率放大模块及控制信号发射模块。其中基站图像显示单元12包括图像图像处理模块及图像显示屏。其中基站音响单元13包括音频信号处理模块、喇叭。其中受控于工作站2实时姿态的三维工作站运动模拟系统14包括可使操作者进行操作的基站舱、可使基站舱受控于工作站2实时姿态控制的三维运动机械装置及为其提供动力的动力装置。
所述工作站2包括：可接受基站控制信号的基站数据接收单元20，可拾取并发送工作站姿态信号的工作站姿态信号发射单元21，可拾取并发送工作站环境图像的工作站图像拾取发送单元22，可拾取并发送工作站环境声音的工作站声音拾取发送单元23及受控于基站控制信号的工作站自动驾驶系统24。其中基站数据接收单元20包括基站控制信号接收模块、基站控制信号处理模块、基站控制信号存储模块。其中工作站姿态信号发射单元21包括工作站姿态信号拾取模块、姿态信号处理模块、姿态信号存储模块及姿态信号发射模块。其中工作站图像拾取发送单元22包括工作环境图像拾取模块、工作环境图像处理模块、工作环境图像发送模块。其中工作站声音拾取发送单元23包括工作站环境声音拾取模块、工作站环境声音处理模块、工作站环境声音存储模块及工作站环境声音发送模块。其中工作站自动驾驶系统24包括工作站站体，可完成基站操作指令的电子、机械系统及工作站动力模块。
实施例一，如图2、图3所示，是三维工作站运动模拟系统，为飞行员实景交互式操控系统的基站立体示意图，可实现基站与无人机（工作站）的实景交互式操控演练，其飞行员感受与实际架机近乎相同，可最低成本、最大限度的使飞行员体验真实飞行。本实施例基站1为飞行员训练器，工作站2为无人机。该基站1包括可实时接收工作站2实况图像及数据的工作站数据接收单元10，可发送基站1控制信号的基站控制信号发射单元11，可接受并显示工作站2环境图像的基站图像显示单元12，可接受并播放工作站2环境声音的基站音响单元13及受控于工作站2实时姿态的三维工作站运动模拟系统14。该系统的基站图像显示单元12设置在可使操作者进行操作的基站舱内，该图像显示单元为全景球形显示屏幕，基站舱模拟飞机驾驶舱结构，以最大限度的保证飞行员的感受与实际架机一样。
该实施例基站受控于工作站2实时姿态的三维工作站运动模拟系统14包括可使操作者进行操作的基站舱140、可使基站舱受控于工作站2实时姿态控制的三维运动机械装置141及为其提供动力的动力装置142。三维运动机械装置141包括基站座1410、Y轴向运动滑轨1411、Z轴向运动滑轨1412及X轴向运动滑轨1413；Y轴向运动滑轨1411落坐在基站座1410上，基站舱143通过连接件与X轴向运动滑轨1413动连接。为实现三维运动，其动力装置142分别设在各滑轨连接处，分别为水平x轴向运动电机1414、Y轴向运动电机1415及Z轴向运动电机1416。动力装置142可在工作站数据接收单元10，接受的控制信号的控制下，以与工作站相同的三维姿态运动。
实施例二，如图4所示，是三维工作站运动模拟系统，为水下机器人实景交互式操控系统的基站立体示意图。本实施例基站1为水下机器人操控器，工作站2为水下机器热。该基站1包括：可实时接收工作站2实况图像及数据的工作站数据接收单元10，可发送基站1控制信号的基站控制信号发射单元11，可接受并显示工作站2环境图像的基站图像显示单元12，可接受并播放工作站2环境声音的基站音响单元13及受控于工作站2实时姿态的三维工作站运动模拟系统14。该系统的基站图像显示单元12设置在可使操作者进行操作的基站舱内的图像显示单元为全景球形显示屏幕。
该实施例基站受控于工作站2实时姿态的三维工作站运动模拟系统14包括可使操作者进行操作的基站舱140、可使基站舱受控于工作站2实时姿态控制的三维运动机械装置141及为其提供动力的动力装置142。三维运动机械装置141包括基站座1410、Y轴向运动滑轨1411、Z轴向运动滑轨1412及X轴向运动转盘1413；X轴向运动转盘1413设于基站舱140及基站舱座1417之间。基站舱座1417通过连接件与Z轴向运动滑轨1412动连接。为实现三维运动，其动力装置142分别设在各滑轨连接处，分别为X轴向运动转盘1413、Y轴向运动电机1415及Z轴向运动电机1416。动力装置142可在工作站数据接收单元10，接受的控制信号的控制下，以与工作站相同的三维姿态运动。
Claims (10)
1.一种实景交互式操控系统，由基站及工作站组成，其特征在于：
所述基站包括：可实时接收工作站实况图像及数据的工作站数据接收单元，可发送基站控制信号的基站控制信号发射单元，可接受并显示工作站环境图像的基站图像显示单元，可接受并播放工作站环境声音的基站音响单元及受控于工作站实时姿态的一维以上工作站运动模拟系统；
所述工作站包括：可接受基站控制信号的基站数据接收单元，可拾取并发送工作站姿态信号的工作站姿态信号发射单元，可拾取并发送工作站环境图像的工作站图像拾取发送单元，可拾取并发送工作站环境声音的工作站声音拾取发送单元及受控于基站控制信号的工作站自动驾驶系统。
2.根据权利要求1所述的一种实景交互式操控系统，其特征在于，所述受控于工作站实时姿态的一维以上工作站运动模拟系统为三维工作站运动模拟系统。
3.根据权利要求1或2所述的一种实景交互式操控系统，其特征在于，所述受控于工作站实时姿态的多维工作站运动模拟系统包括基站工作舱、基站工作舱一维以上运动结构及基站工作仓动力系统。
4.根据权利要求1或2所述的一种实景交互式操控系统，其特征在于：可接受并显示工作站环境图像的基站图像显示单元为头盔式基站图像显示单元或眼睛式基站图像显示单元或环形显示屏幕或球形显示屏幕。
5.根据权利要求3所述的一种实景交互式操控系统，其特征在于，所述基站工作舱还设有可根据工作站环境图像、声音控制的气味、湿度、风力、雨淋、温度及振动的控制发生装置。
6.根据权利要求1或2所述的一种实景交互式操控系统，其特征在于，可拾取并发送工作站姿态信号的工作站姿态信号发射单元的工作站姿态信号拾取包括但不限于陀螺仪、加速度计、电子罗盘。
7.根据权利要求1或2所述的一种实景交互式操控系统，其特征在于，工作站设有当基站控制信号超过工作站设定的高度、速度、距离的安全值时的提示及进入自动保护状态的警示限制单元。
8.根据权利要求1或2所述的一种实景交互式操控系统，其特征在于，工作站设有在对抗环境时，用于在受到外来激光或红外光照射时的光接受单元及可将该单元接受到的信息发射的受攻击信号发射单元；基站设有当工作站数据接收单元接受到受攻击信号时，可在工作站相应位置发出被击中信号的攻击信号产生单元。
9.根据权利要求1或2所述的一种实景交互式操控系统，其特征在于，工作站为无人机或机器人或车辆或船舶或地面设备或水下设备。
10.根据权利要求1或2所述的一种实景交互式操控系统，其特征在于，基站为穿戴设备，工作站为机器人，操作者穿戴穿戴设备，感受机器人所拾取并发送起姿态信号，修正向工作站发出的基站控制信号。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160504 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |