CN111917805A - 一种通过智能终端远程驾驶与控制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过智能设备远程驾驶与控制的方法，通过智能终端（如：智能手机手表手环，平板电脑或专用控制器，简称主控端）实时上传控制信息给云平台，远程被控制的车辆、船舶、飞行器（简称被控端）也实时从云平台获取控制信息完成前进、后退、转弯等行驶动作，被控端同时把各种传感器信息回传给云平台，主控端也实时从云平台获取被控端各种回传信息，通过屏幕、声音、震动等方式展现出来，从而实现主控端与被控端的远程双向实时信息传输，最终实现实时的远程驾驶操控。本发明的有益效果是：驾驶员可以远离驾驶环境，通过随身携带的智能手机、手表等就能随时随地驾驶与控制远程被控端。

Description

一种通过智能终端远程驾驶与控制的方法

技术领域

本发明涉及远程驾驶领域，具体涉及一种通过智能设备远程驾驶与控制的方法。

背景技术

众所周知，随着技术的发展，远程控制已在各行各业得到了广泛的应用，甚至自动驾驶也开始暂露头角，然而目前的自动驾驶只能在标准的结构化道路上行驶，很难在某些特殊应用场景下应用，如田间地头、果园、滩涂矿山、毒气废气场合、垃圾场、抢险救灾、挖掘隧道、防爆作业、放射性场合作业等等，而这些地方恰恰是行驶困难，有毒有害，危险且无法自动驾驶的地方，而且很多地方也不适合人类亲自驾驶，另外自动驾驶毕竟没有那么智能，很多时候还是需要人工去判断和应付一些复杂场景和突发事件。

在船舶驾驶方面，特别是船舶货运，原先都需要配备船员，就需要人员生活与保障设施，如果改成远程驾驶，不但可以大幅降低人员和相应的物资保障与设施开支，而且还能大大增加船舶的货运能力，同时还提高了安全性及工作效能。

除此之外，在空中货运（如：飞艇）方面，远程驾驶与控制技术也能发挥至关重要的作用，在某些偏远地区，空中货运是安全快速且低成本的货运方式，那么如何安全且低成本地将货物送到目的地呢，显然有人驾驶不是理想的选择，不但增加了成本，而且安全性也得不到有效保障，另外在起降和出现突发事件的情况下，自动驾驶也不能完全胜任。

更重要的是，目前的遥控驾驶（如：遥控器、控制箱或操作台）往往不能实现千里之外真正意义上的没有时间和空间限制的远程驾驶，比如只能带着遥控器的时候或只能在操作台前才能驾驶操作，只能遥控几百米到几公里范围内的车辆，而且往往功能单一，非常笨重，携带不便，操作复杂，例如公告号为CN106394545A的专利，公开了“驾驶系统、无人驾驶车辆及车辆远程控制端”，其通过安装在控制侧的方向盘、油门、刹车等进行远程驾驶，本质上只是把车辆内部的驾驶装置移到远程控制侧，驾驶方式和传统的一样，没有任何改变和创新，无法解决随身携带、小型化、微型化，随时随地远程驾驶的需求，更不可能用同一遥控装置方便地切换控制多台远程车辆、多艘船舶、多架飞行器。

基于以上情形，发明一种操作简单方便，以人为本，又能随时随地远程驾驶操控的技术方法是亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对以上问题，提供一种不受时间，地点限制，任何时候都能随身携带，简单方便、灵活可靠的远程驾驶与控制的方法。

本发明所采用的技术方案为：

这是一种通过智能终端远程驾驶与控制的方法，通过智能终端（如：手机，智能手表、智能手环，平板电脑或专用控制器，以下简称：主控端）和云平台建立一种通讯通道，实时上传控制信息给云平台，同时，远程被控制的车辆、船舶、飞行器（以下简称：被控端）也和云平台建立一种通讯通道，也实时从云平台获取控制信息或者由云平台推送控制信息给被控端，实现各种动作，如前进后退，转弯等，另外被控端也会实时把速度、温度、海拔高度、经纬度、电量、油量、各种设备工况信息及音视频发送回云平台，当然主控端也实时从云平台获取被控端各种回传信息，通过屏幕、声音、震动等方式展现出来，从而实现主控端与被控端的远程双向实时信息传输，最终实现实时的远程驾驶操控。

远程被控端包含以单片机和控制软件为核心，各种传感器、远程通讯模块、音视频组件（如：摄像头、麦克风、喇叭、音频放大器、显示设备等）及各种驱动模块（如：电机驱动模块、电磁阀驱动模块、开关量模块等）组成的控制单元，实时通过有线网络、WIFI、4G或5G网络与云平台保持通讯连接，为保证通讯的可靠性，可采用双通讯模块的方案，另外如果出现意外情况，被控端与云平台失联，根据预先设定的程序，被控端可以自主执行如停止行驶、降落、返航等操作。

此外云平台是一个信息和控制中枢，需要完成多套主控端和被控端的对接互联，上传信息保存、转发，历史数据查询，主控端和被控端的身份认证和管理，另外，如果主控端突然意外失联，云平台能自动按预先程序控制被控端执行如：停止行驶、降落、返航等操作，避免出现损失，意外和安全事故，云平台还时刻监控所有被控端的运行状态，如：工作状态异常，被控制突然失联等，云平台会立刻反馈给对应的主控端，提醒操作人员采取相应的措施，同时云平台还是一个运营平台，可以对被控端是否允许接入，主控端身份认证，绑定和解绑用户ID，远程驾驶权分享、租用、转让，音视频转发，远程驾驶计时计费等管理操作，同一用户ID可以绑定多个被控端，可以在不同被控端之间切换驾驶和操控，有权限的管理者可在云平台上监管各个被控端的运作情况，根据被控端上传的GPS或北斗卫星的定位及其它参数信息，实时显示被控端的位置和状态，在有必要的时候还能接管远程被控端的运行。

本发明的有益效果为：

一种通过智能终端远程驾驶与控制的方法即解决了人员不便在场，又能发挥人工可以远程快速处理复杂问题的能力，而且因为使用通用的智能终端（如：手机、智能手表、智能手环、平板电脑或专用控制器）进行远程驾驶与控制，携带和使用都极为方便，可随时随地进行操作，又因为使用触摸或姿势控制方式，只需轻触屏幕或改变手势即可实现远程驾驶和操控，将原来如油门、刹车、档位、转弯等复杂的手脚配合操作用简单的手指或手臂姿势变化来代替，所以操作甚至比人工在现场驾驶更方便。

附图说明

图1为本发明所述智能终端远程驾驶与控制方法的工作原理示意图；

图2为本发明所述智能终端远程驾驶与控制方法的被控端模块组成示意图；

图3为本发明所述智能终端远程驾驶与控制方法的智能手机控制界面UI示意图；

图4为本发明所述智能终端远程驾驶与控制方法的智能手表控制界面UI示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

以手机为例（参考附图1、附图2和附图3，说明：包括但不限于附图3的UI设计），图3屏幕上有个圆形坐标盘11，原点坐标为X=0,Y=0，原点上有一个圆形滑块12，手指可以拖动滑块12在坐标盘上移动，但无法将滑块拖到坐标盘外，即使手指移动到坐标盘外，滑块最多只能移动到坐标盘边缘，当用手指拖动滑块12在坐标盘上移动时，程序实时检测触摸点坐标信息，并把它实时转换为控制参数上传到云平台上，而云平台又和被控端保持实时的双向通讯，所以主控端上传的控制参数会实时地传输到被控端，通过被控端的解码和驱动执行各种动作，当触摸点越靠近坐标原点，被控端运动速度越慢，越远离坐标原点，被控端运动速度越快，触摸点Y轴坐标决定了前进和后退的速度，而X轴坐标决定了左转弯还是右转弯以及转弯半径的大小，触摸点在坐标盘靠近X轴的位置有一横条区域13，当把滑块移到此区域时，可实现被控端以自身左侧或右侧为圆心转向，即原地转向，同时手机端会震动以提醒操作者。

屏幕上还有灯光14，喇叭15及原位转向16功能按钮，当轻触灯光按钮14时，被控端灯光打开，再轻触灯光按钮14时，被控端灯光关闭，当按住喇叭按钮15时，被控端开始鸣喇叭，放开后被控端停止鸣喇叭，当按住并拖动原位转向按钮16向左或向右滑动时，被控端以自身左右侧的中心点为圆心向左或向右转动，实现原位转向。

另外屏幕上还有一个姿势控制按钮17，当用手指按住此按钮并摇晃和旋转手机时，滑块12会在坐标盘11上滑动，同时程序会实时获取电子陀螺仪的信息并把它转换成控制参数上传给云平台，同样完成远程驾驶与操控，效果和手指拖动滑块12在坐标盘11上移动一致。

不管是触摸方式还是资势控制方式，动作变化的快慢和幅度的大小决定滑块12的滑动情况，也决定了远程被控端运动状态的变化情况，所有的这些变化都是无级的，比如速度是无级变速，转弯半径是无级可调。为保障安全，不管是触控方式还是姿势控制方式，只要手指离开屏幕，程序自动发送停止控制参数到云平台，远程被控端即刻停止运动，并且滑块12回归原点。

在屏幕上还有一个区域18，是远程被控端回传的实时视频，同时也可听到远程被控端环境的声音，主控端的实时声音和图像也可回传给被控端显示和播放出来，另外视频画面区域18还可切换成被控端的实时卫星定位地图。

实施例2

以智能手表为例（参考附图1、附图2和附图4，说明：包括但不限于附图4的UI设计），图4屏幕上有个圆形坐标盘21，中间有一圆形开关按钮22，按钮中心有一个圆形滑块23，轻触开关按钮22，通过手势的变化程序会实时获取电子陀螺仪的信息并把它转换成控制参数上传给云平台，可使滑块23在坐标盘上滑动，同时控制被控端的运行，如车辆、船舶、飞行器的前进、后退、转弯等，在坐标盘靠近X轴的位置有一横条区域26，和手机端控制界面的区域13功能一致，通过智能手表远程驾驶操控的方法是：手臂往前伸被控端就向前运行，手臂前伸的幅度决定了前进的速度，往后缩被控端就向后运行，手臂后缩的幅度决定了后退的速度，手臂左转被控端向左转弯，手臂左转的幅度决定了左转半径的大小，手臂右转被控端向右转弯，手臂右转的幅度决定了右转半径的大小，手臂转动的幅度越大，转弯半径起小，手臂转动的幅度越小，转弯半径越大，手臂前伸、后缩、左转、右转的快慢决定了被控端运动状态变化的快慢，而且，所有的这些变化都是无级可调的，比如速度是无级变速，转弯半径是无级变化，另外，为确保安全，当智能手表意外脱落或操作人员出现意外，程序感知电子陀螺仪参数六秒内没有任何变化时，自动关闭远程驾驶与操控，执行如：停止行驶、降落、返航等操作，如果再一次轻触开关按钮22就可关闭手表的远程操控。

屏幕上还有一个灯光按钮24和喇叭按钮25，可以开关被控端灯光和鸣喇叭，操控方法和原理与手机一样，不再复述。

其它智能终端和手机、智能手表的实施方式类似，通过触摸屏幕和手势变化即可实现远程驾驶和操作。

实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化、变型和改进，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种通过智能终端远程驾驶与控制的方法，其特征在于，包括主控端、被控端、云平台；

主控端，是指智能手机、智能手表、平板电脑、智能手环、专用控制器，并在其上运行客户端程序，获取并上传控制信息到云平台，同时接收云平台的返回信息并展示出来；

被控端，是指受控的车辆、船舶、飞行器，它们包含以单片机和控制软件为核心，传感器、远程通讯模块、音视频组件及驱动模块组成的控制单元，和云平台建立双向通讯，实时接收云平台上的信息，经过控制软件解码实现远程驾驶和操控，同时也上传传感器和音视频信息给云平台；

云平台，运行在云服务器上的一套软件，做为中间桥梁，负责主控端和被控端信息的互相转发与控制。

2.根据权利要求1所述的一种通过智能终端远程驾驶与控制的方法，其特征在于，所述方法通过手指在屏幕上的触摸和移动来驾驶和操控远程被控端，手指的移动方向、幅度、快慢决定了被控端运动方向、转弯、快慢和状态改变的速度，当手指在屏幕上移动时，滑块12会跟着手指移动，但不会移出圆形坐标盘11，程序获取坐标位置并转换成控制参数上传给云平台，当手指离开屏幕时，滑块12自动回归原点，程序上传停止参数到云平台，远程驾驶与操控立刻停止。

3.根据权利要求1所述的一种通过智能终端远程驾驶与控制的方法，其特征在于，所述方法通过摇晃和旋转智能手机来驾驶和操控远程被控端，手机在空间各个方向旋转角度、倾斜度及它们幅度变化的大小和速度决定了被控端运动方向、转弯、快慢和状态改变的速度，当手指按住手机屏幕上的姿势控制按钮17时程序开始获取内置电子陀螺仪参数，经程序处理转换成控制参数上传给云平台，当手指离开姿势控制按钮17时，滑块12自动回归原点，程序上传停止参数到云平台，远程驾驶与操控立刻停止。

4.根据权利要求1所述的一种通过智能终端远程驾驶与控制的方法，其特征在于，所述方法通过佩戴智能手表那只手的手势变化来驾驶和操控远程被控端，手臂的前后移动，左右旋转及它们幅度的大小、变化的快慢决定了被控端运动方向、转弯、快慢和状态改变的速度，当手指轻触手表屏幕中间的圆形开关按钮22后，姿态控制开始生效，程序开始获取内置电子陀螺仪参数，经处理转换成控制参数上传到云平台，再次用手指轻触屏幕中间的圆形开关按钮22后，程序上传停止参数到云平台，远程驾驶与操控立刻停止，当程序感知电子陀螺仪参数六秒内没有任何变化时，上传停止参数到云平台，关闭远程驾驶与操控。

5.根据权利要求1所述的一种通过智能终端远程驾驶与控制的方法，其特征在于，所述方法智能手机控制界面UI设计，智能手表控制界面UI设计。

6.根据权利要求1所述的一种通过智能终端远程驾驶与控制的方法，其特征在于，所述方法被控端通过通讯模块时刻与云平台保持联接，如监控到与云平台失联，根据预先设定的程序，被控端会自主执行停止行驶、降落、返航操作。

7.根据权利要求1所述的一种通过智能终端远程驾驶与控制的方法，其特征在于，所述方法被控端包含单片机，其上运行控制软件，传感器、远程通讯模块、音视频组件及驱动模块都由单片机上的控制软件来协调工作；

传感器模块，包含速度、温度、海拔高度、经纬度、电量、油量、设备工况传感器，用于获取被控端各种信息；

远程通讯模块，包含有线、WIFI、4G、5G通讯模块其中一种或多种，完成各种传感器信息、音视频信息、远程驾驶操控信息与云平台的双向通讯；

音视频组件，包含摄像头、麦克风、喇叭、音频放大器、显示设备完成音视频的采集与播放；

驱动模块，包含电机驱动模块、电磁阀驱动模块、开关量模块，它们由单片机解码主控端的指令控制，最终实现被控端的各种动作。

8.根据权利要求1所述的一种通过智能终端远程驾驶与控制的方法，其特征在于，所述方法实现步骤包括：

所述云平台时刻监控所有被控端的运行状态，发现失联或异常立刻反馈给对应的主控端，提醒操作人员采取相应的措施；

所述方法云平台时刻监控所有主控端的状态，如监控到主控端异常或失联，能自动按预先程序控制对应被控端执行停止行驶、降落、返航操作；

所述方法云平台可保存多个主控端和被控端的运行数据，有权限的管理者可调取查看历史数据，在必要时可接管远程被控端；

所述方法云平台是一个运营平台，负责被控端是否允许接入，主控端身份认证，绑定和解绑用户ID，远程驾驶权分享、租用、转让，音视频转发，远程驾驶计时计费管理操作。

9.根据权利要求1所述的一种通过智能终端远程驾驶与控制的方法，其特征在于，所述方法一个主控端用户ID可以绑定多个被控端，可以在不同被控端之间切换驾驶和操控。

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