CN112738214A - 一种工业车辆环境重构方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业车辆作业环境重构方法及系统。该方法包括：在工业车辆进行作业时，通过5G通讯模块将工业车辆所采集到的环境数据实施不断的发送给服务器集群，由服务器集群执行环境重构算法，对工业车辆的作业环境进行实时重构。借助5G通信技术高传输速率、大容量、低延时高可靠等特点结合服务器集群较高的运算能力保证工业车辆作业环境重构的实时性与准确性，满足对工业车辆作业环境实时监测的需求，避免因延迟所带来的安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及作业环境重构领域，具体涉及一种基于5G通信技术的工业车辆作业环境重构方案。该方案借助5G高速通信技术，将环境重构相关的处理放在具有强大处理能力的服务器集群上来保证重构以及后续对工业车辆作业环境监测的实时性和准确性，避免工业车辆作业产生安全风险。
背景技术
现有的工业车辆环境重构方案中，采用的是直接使用安装在工业车辆上的嵌入式设备执行重构运算。因嵌入式设备通常采用的是片上的处理芯片，算力有限，无法做到实时、精确的对环境数据进行重构，经常性的出现工业车辆行走一段，环境重构一段的现象。更加重要的时，因为环境重构的迟滞性，导致在检测到周围环境的障碍物时，工业车辆已经碰撞上去，对工业车辆的作业安全产生了一定影响。基于该嵌入式设备进行的重构环境对相关工业车辆进行监测时，常常影响异常/风险情况的识别以及相关安全操作指令的下发，使得工业车辆在实际的应用过程中存在安全隐患。
发明内容
本发明利用5G通信技术具有的高速率、大容量、低延时高可靠等特点，在工业车辆进行作业时，通过5G通讯模块将工业车辆所采集到的环境数据实施不断的发送给服务器集群，由服务器集群执行环境重构算法，对工业车辆的作业环境进行实时重构，保证环境重构的实时性与准确性，避免因延迟所带来的安全隐患。
本发明提供的技术方案具体实现为：
一种工业车辆作业环境重构系统，包括：安装在工业车辆上的环境采集器以及与所述环境采集器相连的5G通信模块，服务器集群。所述5G通信模块，用于将所述环境采集的环境数据实时上传到所述服务器集群，并接收所述服务器集群下发的安全操作指令实时转发给该工业车辆的控制器。所述服务器集群，用于实时基于接收到的所述环境数据重构该工业车辆的作业环境；并通过重构后的作业环境实时监测该工业车辆的作业环境，当出现预设的异常情况时，通过5G通信模块/5G通信网络下发对应的安全操作指令到该工业车辆的控制器，由该控制器控制所述工业车辆执行对应的安全操作。所述异常值包括采集的环境数据中与周边像素点不连续的奇异点。
进一步地、所述实时基于接收到的所述环境数据重构该工业车辆的作业环境，包括：对接收到环境数据进行清洗、过滤掉其中的异常值；对过滤后的环境数据提取初步特征值后，将提取到的各类图像特征指对应地发送到所述服务器集群中、用于处理环境重构所需的各类图像特征对应的处理服务器分别进行处理后缓存。所述初步特征值为未分类的图像特征值。当所述处理服务器各自缓存的图像特征值达到自身设定的阈值时，将自身缓存的图像特征值发送到融合重构服务器进行作业环境数据融合、实现作业环境重构。将每一类图像特征的提取、处理放在单独一个服务器上进行处理，进一步提高了环境重构的速度，增强实时性。
进一步地、所述异常情况和对应的安全操作指令包括：识别到人或特定货物位于该工业车辆前/后方预设范围内，对应下发的安全操作指令为停车。
相应地，本发明还提供一种工业车辆作业环境重构方法，其特征在于，该方法包括：通过5G通信模块将工业车辆上环境采集器采集的环境数据实时上传到服务器集群，由所述服务器集群实时基于接收到的所述环境数据重构该工业车辆的作业环境；所述服务器集群通过重构后的作业环境实时监测该工业车辆的作业环境，当出现预设的异常情况时，通过5G通信模块/5G通信网络下发对应的安全操作指令到该工业车辆的控制器，由该控制器控制所述工业车辆执行对应的安全操作。
附图说明
图1为本发明提供的工业车辆作业环境重构方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案以及有益效果更加清楚明白，以下结合附图对本发明进行进一步详细说明。应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种工业车辆作业环境重构系统，包括：安装在工业车辆上的环境采集器以及与所述环境采集器相连的5G通信模块，服务器集群。
所述5G通信模块，用于将所述环境采集的环境数据实时上传到所述服务器集群，并接收所述服务器集群下发的安全操作指令实时转发给该工业车辆的控制器。所述服务器集群，用于实时基于接收到的所述环境数据重构该工业车辆的作业环境；并通过重构后的作业环境实时监测该工业车辆的作业环境，当出现预设的异常情况时，通过5G通信模块/5G通信网络下发对应的安全操作指令到该工业车辆的控制器，由该控制器控制所述工业车辆执行对应的安全操作。
上述工业车辆作业环境重构系统的工作流程如图1所示，闭合工业车辆的钥匙开关，该工业车辆以及其自身安装置的环境采集器、5G模块等设备上电。所述5G数据传输设备在整车上电后执行联网操作，与服务器集群建立网络连接。所述环境采集器上电后开始进入数据采集阶段，将采集到的环境数据实时通过所述5G通信模块发送到所述服务器集群。
所述服务器集群实时对来自该工业车辆上5G通信模块传输的环境数据进行清洗，过滤掉环境数据中异常值，保证进行融合重构的环境数据可靠有效。所述异常值包括采集的环境数据中与周边像素点不连续的奇异点。所述服务器集群对过滤后的环境数据提取初步特征值后，将提取到的各类图像特征指对应地发送到所述服务器集群中、用于处理环境重构所需的所述各类图像特征对应的处理服务器中进行分别处理后缓存。所述初步特征值包括：亮度对应的亮度值、灰度对应的灰度值、轮廓边缘对应的边缘检测值、图像中的关键特征点(如块状物体、圆形物体)等。其中、在提取到所述初步特征值后还包括对提取到各类初步特征值进行标准归一化处理。所述各类初步特征值的归一化处理可以由所述用户处理环境重构所需的各类图像特征对应的处理服务器来执行，也可以由服务器集群进行所述初步特征提取的节点来处理。通过将每一类图像特征的提取、处理放在单独一个服务器上进行处理，进一步提高了环境重构的速度，增强实时性。例如、环境重构所需的关键量包括：亮度、灰度、边缘轮廓等特征值；在提取上述各类图像特征值后，将不同的类型的特征值分发到各自对应的处理服务器进行后续处理。
当所述处理服务器各自缓存的图像特征值达到自身设定的阈值(可自行设定)时，将自身缓存的图像特征值发送到融合重构服务器，所述融合服务器根据为各类图像特征设置的权重进行作业环境数据融合、实现作业环境重构。所述权重的分配分为两种：一种为自动设定值，根据上传的环境数据进行自适应的配置；另一种为固定设置，事先设定好对应的权重值进行环境重构。当有新的环境数据上传时，所述服务器集群实时重复上述环境重构流程。当获取的环境采集数据量越来越多时，特征点的覆盖范围越来越密集，所重构的环境越准确。
当服务器集群完成当前环境重构后，实时基于重构的作业环境监测该工业车辆的作业环境，当出现预设的异常/危险情况时，通过5G通信模块/5G通信网络下发对应的安全操作指令到该工业车辆的控制器，由该控制器控制所述工业车辆执行对应的安全操作，避免安全事故的发生。所述异常/危险情况和对应的安全操作指令包括：识别到人或特定货物位于该工业车辆前/后方预设范围内，对应下发的安全操作指令为停车。
相应地，本发明还提供一种工业车辆作业环境重构方法，其特征在于，该方法包括：通过5G通信模块将工业车辆上环境采集器采集的环境数据实时上传到服务器集群，由所述服务器集群实时基于接收到的所述环境数据重构该工业车辆的作业环境；所述服务器集群通过当前重构后的作业环境实时监测该工业车辆的作业环境，当出现预设的异常/危险情况时，通过5G通信模块/5G通信网络下发对应的安全操作指令到该工业车辆的控制器，由该控制器控制所述工业车辆执行对应的安全操作。
本发明提供的技术方案能够克服现有的工业车辆作业环境重构方案由于嵌入式设备算力不足，导致重构环境延迟进而影响对相关工业车辆进行实时监测的缺点；满足对工业车辆作业环境进行实时重构，保证重构的实时性与准确性的生产需求。
Claims (8)
1.一种工业车辆作业环境重构方法，其特征在于，该方法包括：通过5G通信模块将工业车辆上环境采集器采集的环境数据实时上传到服务器集群，由所述服务器集群实时基于接收到的所述环境数据重构该工业车辆的作业环境；所述服务器集群通过重构后的作业环境实时监测该工业车辆的作业环境，当出现预设的异常/危险情况时，通过5G通信模块/5G通信网络下发对应的安全操作指令到该工业车辆的控制器，由该控制器控制所述工业车辆执行对应的安全操作。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述由所述服务器集群实时重构该工业车辆的作业环境，包括：所述服务器集群对接收到环境数据进行清洗、过滤掉其中的异常值；对过滤后的环境数据提取初步特征值后，将提取到的各类图像特征指对应地发送到所述服务器集群中、用于处理环境重构所需的各类图像特征对应的处理服务器分别进行处理后缓存；当所述处理服务器各自缓存的图像特征值达到自身设定的阈值时，将自身缓存的图像特征值发送到融合重构服务器进行作业环境数据融合、实现作业环境重构。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述异常值包括采集的环境数据中与周边像素点不连续的奇异点；所述初步特征值为未分类的图像特征值；所述各类图像特征包括：亮度、灰度、边缘轮廓。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述异常/危险情况和对应的安全操作指令包括：识别到人或特定货物位于该工业车辆前/后方预设范围内，对应下发的安全操作指令为停车。
5.一种工业车辆作业环境重构系统，其特征在于，该系统包括：
安装在工业车辆上的环境采集器以及与所述环境采集器相连的5G通信模块，服务器集群；
所述5G通信模块，用于将所述环境采集的环境数据实时上传到所述服务器集群，并接收所述服务器集群下发的安全操作指令实时转发给该工业车辆的控制器；
所述服务器集群，用于实时基于接收到的所述环境数据重构该工业车辆的作业环境；并通过重构后的作业环境实时监测该工业车辆的作业环境，当出现预设的异常/危险情况时，通过5G通信模块/5G通信网络下发对应的安全操作指令到该工业车辆的控制器，由该控制器控制所述工业车辆执行对应的安全操作。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时基于接收到的所述环境数据重构该工业车辆的作业环境，包括：对接收到环境数据进行清洗、过滤掉其中的异常值；对过滤后的环境数据提取初步特征值后，然后将提取到的各类图像特征指对应地发送到所述服务器集群中、用于处理环境重构所需的各类图像特征对应的处理服务器分别进行处理后缓存；当所述处理服务器各自缓存的图像特征值达到自身设定的阈值时，将自身缓存的图像特征值发送到融合重构服务器进行作业环境数据融合、实现作业环境重构。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述异常值包括采集的环境数据中与周边像素点不连续的奇异点；所述初步特征值为未分类的图像特征值；所述各类图像特征包括：亮度、灰度、边缘轮廓。
8.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述异常/危险情况和对应的安全操作指令包括：识别到人或特定货物位于该工业车辆前/后方预设范围内，对应下发的安全操作指令为停车。
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Publications (1)
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