CN107034942A - 用于挖掘机远程控制的虚拟现实系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了挖掘机远程控制的虚拟现实系统，采集挖掘机处的图像信息的摄像头；带动摄像头水平旋转的第一步进电机；带动摄像头垂直旋转的第二步进电机；带动摄像头绕摄像头轴线旋转的第三步进电机；控制挖掘机工作的挖掘机控制器；与操作端进行无线通信的第二无线通信模块；与挖掘机端进行无线通信的第一无线通信模块；将摄像头采集的挖掘机处的图像信息进行VR图像处理的控制模块；检测VR设备水平旋转、前后垂直旋转和左右垂直旋转的三轴角速度传感器。本发明挖掘机远程控制的虚拟现实系统，通过将用户处于操作端对挖掘机端进行远程操控，使得在操作员操作过程中，一旦发生事故，操作员的人身安全得到保障。

Description

用于挖掘机远程控制的虚拟现实系统
技术领域
本发明涉及机械控制领域，具体涉及用于挖掘机远程控制的虚拟现实系统。
背景技术
挖掘机，是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。挖掘机挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及经过预松后的土壤和岩石。从近几年工程机械的发展来看，挖掘机的发展相对较快，挖掘机已经成为工程建设中最主要的工程机械之一。
现有技术中，挖掘机的操作员属于高危技术工种，在操作员操作过程中，一旦发生事故，操作员很难逃生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中，挖掘机的操作员属于高危技术工种，在操作员操作过程中，一旦发生事故，操作员很难逃生，目的在于提供用于挖掘机远程控制的虚拟现实系统，解决上述问题。
本发明通过下述技术方案实现：
用于挖掘机远程控制的虚拟现实系统，包括操作端和挖掘机端；所述挖掘机端包括：用于采集挖掘机处的图像信息的摄像头；用于带动摄像头水平旋转的第一步进电机；用于带动摄像头垂直旋转的第二步进电机；用于带动摄像头绕摄像头轴线旋转的第三步进电机；用于控制挖掘机工作的挖掘机控制器；用于与操作端进行无线通信的第二无线通信模块；所述操作端包括：用于与挖掘机端进行无线通信的第一无线通信模块；用于将摄像头采集的挖掘机处的图像信息进行VR图像处理的控制模块；用于显示VR图像处理后的图像信息的VR设备；用于检测VR设备水平旋转、前后垂直旋转和左右垂直旋转的三轴角速度传感器；用于输入挖掘机控制信息的操作杆，所述挖掘机控制信息与挖掘机控制器对挖掘机的控制相对应。
现有技术中，挖掘机的操作员属于高危技术工种，在操作员操作过程中，一旦发生事故，操作员很难逃生。本发明应用时，用户处于操作端对挖掘机端进行远程操控，挖掘机处的摄像头采集图像信息，控制模块将摄像头采集的挖掘机处的图像信息进行VR图像处理并通过VR设备播放出来，从而用户可以通过VR设备对挖掘机处的状况进行观察，然后通过操作端的操作杆对挖掘机进行操作，当用户佩戴的VR设备发生位移时，三轴角速度传感器检测到角位移，从而第一步进电机、第二步进电机和第三步进电机对摄像头的位置进行调节，从而使得用户可以方便的对摄像头处的环境进行观察。本发明通过将用户处于操作端对挖掘机端进行远程操控，使得在操作员操作过程中，一旦发生事故，操作员的人身安全得到保障。
进一步，所述控制模块还用于，在三轴角速度传感器检测到VR设备水平旋转时，将水平旋转角位移信号通过第一无线通信模块发送至挖掘机端；所述第一步进电机在收到水平旋转角位移信号时，带动摄像头水平旋转；所述控制模块还用于，在三轴角速度传感器检测到VR设备前后垂直旋转时，将前后垂直旋转角位移信号通过第一无线通信模块发送至挖掘机端；所述第二步进电机在收到前后垂直旋转角位移信号时，带动摄像头垂直旋转；所述控制模块还用于，在三轴角速度传感器检测到VR设备左右垂直旋转时，将左右垂直旋转角位移信号通过第一无线通信模块发送至挖掘机端；所述第三步进电机在收到左右垂直旋转角位移信号时，带动摄像头绕摄像头轴线旋转。
本发明应用时，三轴角速度传感器检测VR设备的水平旋转、前后垂直旋转和左右垂直旋转，控制模块根据这三个方向的旋转角位移，对第一步进电机、第二步进电机和第三步进电机进行控制，从而实现了对摄像头位置的适时调整。
再进一步的，第一步进电机的转动角度与水平旋转角位移信号的角度相同；所述第二步进电机的转动角度与前后垂直旋转角位移信号的角度相同；所述第三步进电机的转动角度与左右垂直旋转角位移信号的角度相同。
进一步的，所述操作杆设置为与既有挖掘机的控制杆相同。
进一步的，所述摄像头采用1080P摄像头。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明用于挖掘机远程控制的虚拟现实系统，通过将用户处于操作端对挖掘机端进行远程操控，使得在操作员操作过程中，一旦发生事故，操作员的人身安全得到保障。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明系统结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1所示，本发明用于挖掘机远程控制的虚拟现实系统，包括操作端和挖掘机端；所述挖掘机端包括：用于采集挖掘机处的图像信息的摄像头；用于带动摄像头水平旋转的第一步进电机；用于带动摄像头垂直旋转的第二步进电机；用于带动摄像头绕摄像头轴线旋转的第三步进电机；用于控制挖掘机工作的挖掘机控制器；用于与操作端进行无线通信的第二无线通信模块；所述操作端包括：用于与挖掘机端进行无线通信的第一无线通信模块；用于将摄像头采集的挖掘机处的图像信息进行VR图像处理的控制模块；用于显示VR图像处理后的图像信息的VR设备；用于检测VR设备水平旋转、前后垂直旋转和左右垂直旋转的三轴角速度传感器；用于输入挖掘机控制信息的操作杆，所述挖掘机控制信息与挖掘机控制器对挖掘机的控制相对应。所述控制模块还用于，在三轴角速度传感器检测到VR设备水平旋转时，将水平旋转角位移信号通过第一无线通信模块发送至挖掘机端；所述第一步进电机在收到水平旋转角位移信号时，带动摄像头水平旋转；所述控制模块还用于，在三轴角速度传感器检测到VR设备前后垂直旋转时，将前后垂直旋转角位移信号通过第一无线通信模块发送至挖掘机端；所述第二步进电机在收到前后垂直旋转角位移信号时，带动摄像头垂直旋转；所述控制模块还用于，在三轴角速度传感器检测到VR设备左右垂直旋转时，将左右垂直旋转角位移信号通过第一无线通信模块发送至挖掘机端；所述第三步进电机在收到左右垂直旋转角位移信号时，带动摄像头绕摄像头轴线旋转。第一步进电机的转动角度与水平旋转角位移信号的角度相同；所述第二步进电机的转动角度与前后垂直旋转角位移信号的角度相同；所述第三步进电机的转动角度与左右垂直旋转角位移信号的角度相同。所述操作杆设置为与既有挖掘机的控制杆相同。所述摄像头采用1080P摄像头。
本实施例实施时，控制模块优选为Cortex-A7，第一无线通信模块和第二无线通信模块优选为ZigBee通信模块，用户处于操作端对挖掘机端进行远程操控，挖掘机处的摄像头采集图像信息，控制模块将摄像头采集的挖掘机处的图像信息进行VR图像处理并通过VR设备播放出来，从而用户可以通过VR设备对挖掘机处的状况进行观察，然后通过操作端的操作杆对挖掘机进行操作，当用户佩戴的VR设备发生位移时，三轴角速度传感器检测到角位移，从而第一步进电机、第二步进电机和第三步进电机对摄像头的位置进行调节，从而使得用户可以方便的对摄像头处的环境进行观察。本发明通过将用户处于操作端对挖掘机端进行远程操控，使得在操作员操作过程中，一旦发生事故，操作员的人身安全得到保障。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.用于挖掘机远程控制的虚拟现实系统，其特征在于，包括操作端和挖掘机端；所述挖掘机端包括：
用于采集挖掘机处的图像信息的摄像头；
用于带动摄像头水平旋转的第一步进电机；
用于带动摄像头垂直旋转的第二步进电机；
用于带动摄像头绕摄像头轴线旋转的第三步进电机；
用于控制挖掘机工作的挖掘机控制器；
用于与操作端进行无线通信的第二无线通信模块；
所述操作端包括：
用于与挖掘机端进行无线通信的第一无线通信模块；
用于将摄像头采集的挖掘机处的图像信息进行VR图像处理的控制模块；
用于显示VR图像处理后的图像信息的VR设备；
用于检测VR设备水平旋转、前后垂直旋转和左右垂直旋转的三轴角速度传感器；
用于输入挖掘机控制信息的操作杆，所述挖掘机控制信息与挖掘机控制器对挖掘机的控制相对应。
2.根据权利要求1所述的用于挖掘机远程控制的虚拟现实系统，其特征在于，所述控制模块还用于，在三轴角速度传感器检测到VR设备水平旋转时，将水平旋转角位移信号通过第一无线通信模块发送至挖掘机端；所述第一步进电机在收到水平旋转角位移信号时，带动摄像头水平旋转；
所述控制模块还用于，在三轴角速度传感器检测到VR设备前后垂直旋转时，将前后垂直旋转角位移信号通过第一无线通信模块发送至挖掘机端；所述第二步进电机在收到前后垂直旋转角位移信号时，带动摄像头垂直旋转；
所述控制模块还用于，在三轴角速度传感器检测到VR设备左右垂直旋转时，将左右垂直旋转角位移信号通过第一无线通信模块发送至挖掘机端；所述第三步进电机在收到左右垂直旋转角位移信号时，带动摄像头绕摄像头轴线旋转。
3.根据权利要求2所述的用于挖掘机远程控制的虚拟现实系统，其特征在于，第一步进电机的转动角度与水平旋转角位移信号的角度相同；所述第二步进电机的转动角度与前后垂直旋转角位移信号的角度相同；所述第三步进电机的转动角度与左右垂直旋转角位移信号的角度相同。
4.根据权利要求1所述的用于挖掘机远程控制的虚拟现实系统，其特征在于，所述操作杆设置为与既有挖掘机的控制杆相同。
5.根据权利要求1所述的用于挖掘机远程控制的虚拟现实系统，其特征在于，所述摄像头采用1080P摄像头。
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