电动挖掘机远程遥控方法、装置、设备、系统及存储介质转让专利

申请号 : CN202210163389.6

文献号 : CN114457868B

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发明人 : 林添良邵彦杰陈其怀付胜杰李钟慎任好玲郭桐缪骋

申请人 : 华侨大学

摘要 :

本发明提供了一种电动挖掘机远程遥控方法、装置、设备、系统及存储介质,包括:获取通过第一通信模块生成第一参数数据包,第一参数数据包为第一通信模块接收由远程遥控端发送第一以太网数据包对第一以太网数据包转换生成;对第一参数数据包解析判断,生成多个完整和残缺控制指令,依次对完整和残缺控制指令编号;调用预测控制(MPC)算法,对残缺控制指令补偿,生成完整控制指令;对完整控制指令进行优先级比较,按优先级从高到低排序;将完整控制指令按优先级顺序发送执行单元,实现电动挖掘机远程遥控。旨在解决现有技术中挖掘机远程控制存在较大误差,在严峻环境施工时,存在塌落、滑落巨石等危险情况,影响人工操作安全性以及开采效果。

权利要求 :

1.一种电动挖掘机远程遥控方法,其特征在于,包括:

获取通过第一通信模块生成的第一参数数据包,其中,所述第一参数数据包为所述第一通信模块接收由远程遥控端发送的第一以太网数据包并对所述第一以太网数据包进行转换生成;

对所述第一参数数据包进行解析以及判断处理,生成与所述第一参数数据包对应的多个完整控制指令,以及多个残缺控制指令,并依次对所述完整控制指令和所述残缺控制指令进行编号;

调用预测控制(MPC)算法,对每一所述残缺控制指令进行补偿,生成与所述残缺控制指令对应的完整控制指令,具体为:根据所述残缺控制指令的编号,获取编号在所述残缺控制指令的编号之前并离所述残缺控制指令的编号最近的一个完整控制指令,以及编号在所述残缺控制指令的编号之后并离所述残缺控制指令的编号最近的一个完整控制指令;

根据线性插值法,计算前一个完整控制指令以及后一个完整控制指令的线性插值;

根据所述线性插值对所述残缺控制指令进行补偿,生成与所述残缺控制指令对应的完整控制指令;

对每一所述完整控制指令进行优先级比较,并将所述完整控制指令按优先级从高到低进行排序;

将每一所述完整控制指令按优先级从高到低的顺序依次发送给与所述完整控制指令对应的执行单元,以实现对电动挖掘机的远程遥控;

获取通过配置在远程遥控机构上的第二通信模块生成的第二参数数据包,其中,所述第二参数数据包为所述第二通信模块接收由电动挖掘机发送的第二以太网数据包并对所述第二以太网数据包进行转换生成;

对所述第二参数数据包进行解析处理,生成与所述第二参数数据包对应的视频图像封装数据和传感器参数;

根据预设的编码规则将所述视频图像封装数据进行解码成像处理,生成对应的视频图像,并显示在图像显示模块上,其中,所述图像显示模块配置在远程遥控机构上;

根据预设的CAN协议对所述传感器参数进行解析处理,生成对应的状态参数数据,并显示在状态监测模块上,其中,所述状态监测模块配置在远程遥控机构上。

2.根据权利要求1所述的电动挖掘机远程遥控方法,其特征在于,还包括:获取由配置在电动挖掘机上的多个图像采集装置采集并进行预处理的视频图像封装数据;

获取由配置在电动挖掘机上的传感器组件采集到的状态参数数据;

对所述视频图像封装数据和所述状态参数数据进行编码处理,生成参数数据包;

调用配置在电动挖掘机上的第一通信模块将所述参数数据包进行转换处理,生成第二以太网数据包,并将所述第二以太网数据包无线传输至远程遥控机构。

3.根据权利要求2所述的电动挖掘机远程遥控方法,其特征在于,获取由配置在电动挖掘机上的多个图像采集装置采集并进行预处理的视频图像封装数据,具体为:根据预设的编码规则对采集到的视频图像数据进行压缩处理,生成对应的压缩数据;

根据预设的流媒体协议对所述压缩数据进行封装处理,生成对应的视频图像封装数据。

4.根据权利要求2所述的电动挖掘机远程遥控方法,其特征在于,所述第二以太网数据包为所述第一通信模块利用CAN转以太网技术对所述参数数据包进行协议转换处理生成。

5.根据权利要求1所述的电动挖掘机远程遥控方法,其特征在于,还包括:获取由配置在远程遥控机构上的远程操纵装置传输的操控指令;

根据预设的编码规则对所述操控指令进行编码处理,生成与所述操控指令对应的参数数据包;

调用所述第二通信模块根据CAN转以太网技术将所述参数数据包转换成第一以太网数据包,并无线传输给电动挖掘机。

6.一种电动挖掘机远程遥控装置,其特征在于,包括:

第一数据包获取单元,用于获取通过第一通信模块生成的第一参数数据包,其中,所述第一参数数据包为所述第一通信模块接收由远程遥控端发送的第一以太网数据包并对所述第一以太网数据包进行转换生成;

指令解析单元,用于对所述第一参数数据包进行解析以及判断处理,生成与所述第一参数数据包对应的多个完整控制指令,以及多个残缺控制指令,并依次对所述完整控制指令和所述残缺控制指令进行编号;

指令补偿单元,用于调用预测控制(MPC)算法,对每一所述残缺控制指令进行补偿,生成与所述残缺控制指令对应的完整控制指令,具体为:根据所述残缺控制指令的编号,获取编号在所述残缺控制指令的编号之前并离所述残缺控制指令的编号最近的一个完整控制指令,以及编号在所述残缺控制指令的编号之后并离所述残缺控制指令的编号最近的一个完整控制指令;

根据线性插值法,计算前一个完整控制指令以及后一个完整控制指令的线性插值;

根据所述线性插值对所述残缺控制指令进行补偿,生成与所述残缺控制指令对应的完整控制指令;

优先级比较单元,用于对每一所述完整控制指令进行优先级比较,并将所述完整控制指令由优先级从高到低进行排序;

指令传输单元,用于将每一所述完整控制指令按优先级从高到低的顺序依次发送给与所述完整控制指令对应的执行单元,以实现对电动挖掘机的远程遥控;

第二数据包获取单元,用于获取通过配置在远程遥控机构上的第二通信模块生成的第二参数数据包,其中,所述第二参数数据包为所述第二通信模块接收由电动挖掘机发送的第二以太网数据包并对所述第二以太网数据包进行转换生成;

参数解析单元,用于对所述第二参数数据包进行解析处理,生成与所述第二参数数据包对应的视频图像封装数据和传感器参数;

图像编码单元,用于根据预设的编码规则将所述视频图像封装数据进行解码成像处理,生成对应的视频图像,并显示在图像显示模块上,其中,所述图像显示模块配置在远程遥控机构上;

数据解析单元,用于根据预设的CAN协议对所述传感器参数进行解析处理,生成对应的状态参数数据,并显示在状态监测模块上,其中,所述状态监测模块配置在远程遥控机构上。

7.根据权利要求6所述的电动挖掘机远程遥控装置,其特征在于,还包括:图像预处理单元,用于获取由配置在电动挖掘机上的多个图像采集装置采集并进行预处理的视频图像封装数据;

传感器采集单元,用于获取由配置在电动挖掘机上的传感器组件采集到的状态参数数据;

数据编码单元,用于对所述视频图像封装数据和所述状态参数数据进行编码处理,生成参数数据包;

数据转换单元,用于调用配置在电动挖掘机上的第一通信模块将所述参数数据包进行转换处理,生成第二以太网数据包,并将所述第二以太网数据包无线传输至远程遥控机构。

8.根据权利要求7所述的电动挖掘机远程遥控装置,其特征在于,所述图像预处理单元具体用于:根据预设的编码规则对采集到的视频图像数据进行压缩处理,生成对应的压缩数据;

根据预设的流媒体协议对所述压缩数据进行封装处理,生成对应的视频图像封装数据。

9.根据权利要求7所述的电动挖掘机远程遥控装置,其特征在于,所述图像预处理单元具体用于:所述第二以太网数据包为所述第一通信模块利用CAN转以太网技术对所述参数数据包进行协议转换处理生成。

10.根据权利要求6所述的电动挖掘机远程遥控装置,其特征在于,还包括:指令接收单元,用于获取由配置在远程遥控机构上的远程操纵装置传输的操控指令;

指令编码单元,用于根据预设的编码规则对所述操控指令进行编码处理,生成与所述操控指令对应的参数数据包;

指令转换单元,用于调用所述第二通信模块根据CAN转以太网技术将所述参数数据包转换成第一以太网数据包,并无线传输给电动挖掘机。

11.一种电动挖掘机远程遥控设备,其特征在于,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任意一项所述的一种电动挖掘机远程遥控方法。

12.一种可读存储介质,其特征在于,存储有计算机程序,所述计算机程序能够被该存储介质所在设备的处理器执行,以实现如权利要求1至5任意一项所述的一种电动挖掘机远程遥控方法。

说明书 :

电动挖掘机远程遥控方法、装置、设备、系统及存储介质

技术领域

[0001] 本发明涉及电动挖掘机远程遥控技术领域,具体涉及电动挖掘机远程遥控方法、装置、设备、系统及存储介质。

背景技术

[0002] 当前,智慧矿山的智能化开采以及集群化自动运作还远未达到理想的效果和目标,在开采的高效性、安全性方面还有着巨大的发展空间。目前,通常是人工在作业现场对电动挖掘机进行操控,进行相应的作业活动,而现有的远程遥控装置对电动挖掘机的控制还不够精准,存在着较大的误差,但电动挖掘机又经常使用在危险隧道、荒僻矿区、陡峭悬崖以及爆炸危险等特殊又严峻的环境中;在施工作业时,这些误差的存在常常会导致一些意想不到的情况发生,比如易出现塌落、滑落巨石等危险情况,会大大影响人工操作的安全性、以及开采的效果。
[0003] 有鉴于此,提出本申请。

发明内容

[0004] 有鉴于此,本发明的目的在于提供一种电动挖掘机远程遥控方法、装置、设备、系统及存储介质,能够有效解决现有技术中的远程遥控装置对电动挖掘机的控制还不够精准,存在着较大的误差,在严峻环境中进行施工作业时,这些误差的存在常常会导致一些意想不到的情况发生,比如易出现塌落、滑落巨石等危险情况,会大大影响人工操作的安全性、以及开采的效果。
[0005] 本发明公开了一种电动挖掘机远程遥控方法,包括:
[0006] 获取通过第一通信模块生成的第一参数数据包,其中,所述第一参数数据包为所述第一通信模块接收由远程遥控端发送的第一以太网数据包并对所述第一以太网数据包进行转换生成;
[0007] 对所述第一参数数据包进行解析以及判断处理,生成与所述第一参数数据包对应的多个完整控制指令,以及多个残缺控制指令,并依次对所述完整控制指令和所述残缺控制指令进行编号;
[0008] 调用预测控制(MPC)算法,对每一所述残缺控制指令进行补偿,生成与所述残缺控制指令对应的完整控制指令;
[0009] 对每一所述完整控制指令进行优先级比较,并将所述完整控制指令按优先级从高到低进行排序;
[0010] 将每一所述完整控制指令按优先级从高到低的顺序依次发送给与所述完整控制指令对应的执行单元,以实现对电动挖掘机的远程遥控。
[0011] 优选地,还包括:获取由配置在电动挖掘机上的多个图像采集装置采集并进行预处理的视频图像封装数据;
[0012] 获取由配置在电动挖掘机上的传感器组件采集到的状态参数数据;
[0013] 对所述视频图像封装数据和所述状态参数数据进行编码处理,生成参数数据包;
[0014] 调用配置在电动挖掘机上的第一通信模块将所述参数数据包进行转换处理,生成第二以太网数据包,并将所述第二以太网数据包无线传输至远程遥控机构。
[0015] 优选地,获取由配置在电动挖掘机上的多个图像采集装置采集并进行预处理的视频图像封装数据,具体为:
[0016] 根据预设的编码规则对采集到的视频图像数据进行压缩处理,生成对应的压缩数据;
[0017] 根据预设的流媒体协议对所述压缩数据进行封装处理,生成对应的视频图像封装数据。
[0018] 优选地,所述第二以太网数据包为所述第一通信模块利用CAN转以太网技术对所述参数数据包进行协议转换处理生成。
[0019] 优选地,调用预测控制(MPC)算法,对每一所述残缺控制指令进行补偿,生成与所述残缺控制指令对应的完整控制指令,具体为:
[0020] 根据所述残缺控制指令的编号,获取编号在所述残缺控制指令的编号之前并离所述残缺控制指令的编号最近的一个完整控制指令,以及编号在所述残缺控制指令的编号之后并离所述残缺控制指令的编号最近的一个完整控制指令;
[0021] 根据线性插值法,计算前一个完整控制指令以及后一个完整控制指令的线性插值;
[0022] 根据所述线性插值对所述残缺控制指令进行补偿,生成与所述残缺控制指令对应的完整控制指令。
[0023] 本发明还提供了一种电动挖掘机远程遥控方法,包括:
[0024] 获取通过配置在远程遥控机构上的第二通信模块生成的第二参数数据包,其中,所述第二参数数据包为所述第二通信模块接收由电动挖掘机发送的第二以太网数据包并对所述第二以太网数据包进行转换生成;
[0025] 对所述第二参数数据包进行解析处理,生成与所述第二参数数据包对应的视频图像封装数据和传感器参数;
[0026] 根据预设的编码规则将所述视频图像封装数据进行解码成像处理,生成对应的视频图像,并显示在图像显示模块上,其中,所述图像显示模块配置在远程遥控机构上;
[0027] 根据预设的CAN协议对所述传感器参数进行解析处理,生成对应的状态参数数据,并显示在状态监测模块上,其中,所述状态监测模块配置在远程遥控机构上。
[0028] 优选地,还包括:获取由配置在远程遥控机构上的远程操纵装置传输的操控指令;
[0029] 根据预设的编码规则对所述操控指令进行编码处理,生成与所述遥控指令对应的参数数据包;
[0030] 调用所述第二通信模块根据CAN转以太网技术将所述参数数据包转换成第一以太网数据包,并无线传输给电动挖掘机。
[0031] 本发明还提供了一种电动挖掘机远程遥控装置,包括:
[0032] 第一数据包获取单元,用于获取通过第一通信模块生成的第一参数数据包,其中,所述第一参数数据包为所述第一通信模块接收由远程遥控端发送的第一以太网数据包并对所述第一以太网数据包进行转换生成;
[0033] 指令解析单元,用于对所述第一参数数据包进行解析以及判断处理,生成与所述第一参数数据包对应的多个完整控制指令,以及多个残缺控制指令,并依次对所述完整控制指令和所述残缺控制指令进行编号;
[0034] 指令补偿单元,用于调用预测控制(MPC)算法,对每一所述残缺控制指令进行补偿,生成与所述残缺控制指令对应的完整控制指令;
[0035] 优先级比较单元,用于对每一所述完整控制指令进行优先级比较,并将所述完整控制指令由优先级从高到低进行排序;
[0036] 指令传输单元,用于将每一所述完整控制指令按优先级从高到低的顺序依次发送给与所述完整控制指令对应的执行单元,以实现对电动挖掘机的远程遥控。
[0037] 优选地,还包括:
[0038] 图像预处理单元,用于获取由配置在电动挖掘机上的多个图像采集装置采集并进行预处理的视频图像封装数据;
[0039] 传感器采集单元,用于获取由配置在电动挖掘机上的传感器组件采集到的状态参数数据;
[0040] 数据编码单元,用于对所述视频图像封装数据和所述状态参数数据进行编码处理,生成参数数据包;
[0041] 数据转换单元,用于调用配置在电动挖掘机上的第一通信模块将所述参数数据包进行转换处理,生成第二以太网数据包,并将所述第二以太网数据包无线传输至远程遥控机构。
[0042] 优选地,所述图像预处理单元具体用于:
[0043] 根据预设的编码规则对采集到的视频图像数据进行压缩处理,生成对应的压缩数据;
[0044] 根据预设的流媒体协议对所述压缩数据进行封装处理,生成对应的视频图像封装数据。
[0045] 优选地,所述图像预处理单元具体用于:
[0046] 所述第二以太网数据包为所述第一通信模块利用CAN转以太网技术对所述参数数据包进行协议转换处理生成。
[0047] 优选地,所述指令补偿单元具体用于:
[0048] 根据所述残缺控制指令的编号,获取编号在所述残缺控制指令的编号之前并离所述残缺控制指令的编号最近的一个完整控制指令,以及编号在所述残缺控制指令的编号之后并离所述残缺控制指令的编号最近的一个完整控制指令;
[0049] 根据线性插值法,计算前一个完整控制指令以及后一个完整控制指令的线性插值;
[0050] 根据所述线性插值对所述残缺控制指令进行补偿,生成与所述残缺控制指令对应的完整控制指令。
[0051] 本发明还提供了一种电动挖掘机远程遥控装置,包括:
[0052] 第二数据包获取单元,用于获取通过配置在远程遥控机构的第二通信模块生成的第二参数数据包,其中,所述第二参数数据包为所述第二通信模块接收由电动挖掘机发送的第二以太网数据包并对所述第二以太网数据包进行转换生成;
[0053] 参数解析单元,用于对所述第二参数数据包进行解析处理,生成与所述第二参数数据包对应的视频图像封装数据和传感器参数;
[0054] 图像编码单元,用于根据预设的编码规则将所述视频图像封装数据进行解码成像处理,生成对应的视频图像,并显示在图像显示模块上,其中,所述图像显示模块配置在远程遥控机构上;
[0055] 数据解析单元,用于根据预设的CAN协议对所述传感器参数进行解析处理,生成对应的状态参数数据,并显示在状态监测模块上,其中,所述状态监测模块配置在远程遥控机构上。
[0056] 优选地,还包括:
[0057] 指令接收单元,用于获取由配置在远程遥控机构上的远程操纵装置传输的操控指令;
[0058] 指令编码单元,用于根据预设的编码规则对所述操控指令进行编码处理,生成与所述遥控指令对应的参数数据包;
[0059] 指令转换单元,用于调用所述第二通信模块根据CAN转以太网技术将所述参数数据包转换成第一以太网数据包,并无线传输给电动挖掘机。
[0060] 本发明还提供了一种电动挖掘机远程遥控设备,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的一种电动挖掘机远程遥控方法。
[0061] 本发明还提供了一种电动挖掘机远程遥控系统,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的一种电动挖掘机远程遥控方法。
[0062] 本发明还提供了一种可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序能够被该存储介质所在设备的处理器执行,以实现如上任意一项所述的一种电动挖掘机远程遥控方法。
[0063] 综上所述,本实施例提供的一种电动挖掘机远程遥控方法、装置、设备、系统及存储介质,通过配置在电动挖掘机上的第一通信模块将由远程遥控端发送的以太网数据包接收并转换为参数数据包,并对所述以太网数据包进行解析,筛选出残缺的控制指令,调用预测控制(MPC)算法对所述残缺控制指令进行补偿,将补偿好的指令与完整控制指令一起进行优先级比较,并按照优先级从高到低的顺序依次发送给对应的执行单元,实现控制电动挖掘机进行相应的动作,从而解决现有技术中的远程遥控装置对电动挖掘机的控制还不够精准,存在着较大的误差,在严峻环境中进行施工作业时,这些误差的存在常常会导致电动挖掘机的挖掘出现错误,可能造成坍塌影响人工操作的安全性,以及开采错误影响项目的进程的问题。

附图说明

[0064] 图1是本发明第一方面提供的电动挖掘机远程遥控方法的流程示意图。
[0065] 图2是本发明第二方面提供的电动挖掘机远程遥控方法的流程示意图。
[0066] 图3是本发明第一方面提供的电动挖掘机远程遥控装置的模块示意图。
[0067] 图4是本发明第二方面提供的电动挖掘机远程遥控装置的模块示意图。

具体实施方式

[0068] 为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
[0069] 以下结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
[0070] 请参阅图1,本发明的第一实施例提供了一种电动挖掘机远程遥控方法,其可由电动挖掘机远程遥控设备(以下简称遥控设备)来执行,特别的,由遥控设备内的一个或者多个处理器来执行,以实现如下步骤:
[0071] S101,获取通过第一通信模块生成的第一参数数据包,其中,所述第一参数数据包为所述第一通信模块接收由远程遥控端发送的第一以太网数据包并对所述第一以太网数据包进行转换生成;
[0072] 具体地,在本实施例中,所述第一通信模块可以由5GCPE以及CAN以太网转换模块组成。所述第一以太网数据包是由所述第一通信模块通过5G 网络传输到电动挖掘机端的,其中,5G网络即运营商提供的5G网络系统,包括5G基站、5G核心网以及移动终端;所述电动挖掘机由于其移动性,不便布置光纤电缆,因此在所述电动挖掘机上布置一台工业级的5GCPE,用来与5G基站进行通信,实现数据的接收和发送;并可将接收到的所述第一以太网数据包经所述CAN以太网模块,利用CAN以太网技术转换成参数数据包。需要说明的是,在其他实施例中,还可以采用其他类型的通信模块,这里不做具体限定,但这些方案均在本发明的保护范围内。
[0073] S102,对所述第一参数数据包进行解析以及判断处理,生成与所述第一参数数据包对应的多个完整控制指令,以及多个残缺控制指令,并依次对所述完整控制指令和所述残缺控制指令进行编号;
[0074] 具体地,在本实施例中,对接收到的参数数据包进行解析,通过CAN 报文中某一字节(byte)的变化来判断是否存在丢包的情况;例如,在该字节在发送之前,每发送一条can报文,就使得该字节的数值加一,直到发送完每一条can报文,最后再将该字节发送至远程遥控端,此时,远程遥控端可通过该字节的数值来判断与接收到的can报文数量是否一致,若不一致则表示存在丢包的情况。同时对接收到的完整控制指令与残缺控制指令都按顺序进行标号,以便于对其进行补偿。
[0075] S103,调用预测控制(MPC)算法,对每一所述残缺控制指令进行补偿,生成与所述残缺控制指令对应的完整控制指令;
[0076] 具体地,在本实施例中,根据所述残缺控制指令的编号,获取编号在所述残缺控制指令的编号之前并离所述残缺控制指令的编号最近的一个完整控制指令,以及编号在所述残缺控制指令的编号之后并离所述残缺控制指令的编号最近的一个完整控制指令;
[0077] 根据线性插值法,计算前一个完整控制指令以及后一个完整控制指令的线性插值;
[0078] 根据所述线性插值对所述残缺控制指令进行补偿,生成与所述残缺控制指令对应的完整控制指令。
[0079] 具体地,在本实施例中,以控制指令为让整机控制器要输出某个电流值为例,解析出的第一条报文为输出20A,第三条报文为输出40A,假设第二条报文丢失了,当判断出第二条报文丢失后,根据线性插值法计算出第一条报文和第三条报文的线性插值,即(20+40)/2=30,这时得到的线性插值就是缺失的第二条报文;将30A补偿进该ID的第二条报文内,并夹在第一条报文和第三条报文中间以所述电动挖掘机整车控制器的采样周期作为发送周期进行发送。
[0080] S104,对每一所述完整控制指令进行优先级比较,并将所述完整控制指令按优先级从高到低进行排序;
[0081] 具体地,在本实施例中,将每一所述完整控制指令按照CAN ID的优先级从高到低进行排序。其中,优先级是一种约定,优先级高的先做,优先级低的后做,优先级是计算机分时操作系统在处理多个作业程序时,决定各个作业程序接受系统资源的优先等级的参数。其中,各个作业在输入计算机之前,都要按一定的要求对它指定优先级,例如要按程序的性质或其长度,或是按作业的来源等,指定其优先级,然后计算机根据各作业程序优先级的高低,来决定处理各程序的先后次序,甚至在处理过程中,还能允许优先级较高的程序中断优先级较低的程序;进程是有优先级的,如果即将被运行的进程的优先级比正在运行的进程的优先级高,则系统可以强行剥夺正在运行的进程的CPU,让优先级高的进程先运行。
[0082] S105,将每一所述完整控制指令按优先级从高到低的顺序依次发送给与所述完整控制指令对应的执行单元,以实现对电动挖掘机的远程遥控。
[0083] 在本发明一个可能的实施例中,还包括:获取由配置在电动挖掘机上的多个图像采集装置采集并进行预处理的视频图像封装数据;
[0084] 具体地,在本实施例中,根据预设的编码规则对采集到的视频图像数据进行压缩处理,生成对应的压缩数据;
[0085] 根据预设的流媒体协议对所述压缩数据进行封装处理,生成对应的视频图像封装数据。
[0086] 具体地,在本实施例中,所述图像采集装置可以为网络IP摄像机,所述网络IP摄像机是基于网络传输的数字化设备,网络摄像机除了具有普通复合视频信号输出接口BNC外,还有网络输出接口,可直接将摄像机接入本地局域网;将所述网络IP摄像机放置在所述电动挖掘机上,可以全面地获取周围环境信息,同时所述网络IP摄像机还能自行利用编码技术将采集到的视频图像数据进行压缩处理,得到压缩数据,并根据RTP或RTCP等流媒体协议对所述压缩数据进行封装处理,得到视频图像封装数据,所述视频图像封装数据可直接由通信模块进行传输。
[0087] 具体地,在本实施例中,以电动挖掘机为履带式或轮式电动挖掘机为例,所述电动挖掘机可以预先安装至少一个防爆摄像机,用于采集预设视频图像数据采集区域的视频图像数据采集;所述防爆摄像机可选前置摄像机或顶置360°摄像机,所述防爆摄像机的数量、焦距、安装位置、角度、分辨率、是否具有云台以及是否可以进行音频采集等功能设置具体根据驾驶员操作习惯进行设置,本发明实施例不做具体规定。例如,可以安装一台防爆摄像机在电动挖掘机的动臂上,朝着铲斗方向,安装一台防爆摄像机在驾驶室内,模拟操作人员实际操作的视野,以及安装一台顶置360°防爆摄像机在电动挖掘机的顶部,用于收集以电动挖掘机为中心的俯瞰环境图像信息。需要说明的是,在其他实施例中,还可以采用其他类型的图像采集装置,这里不做具体限定,但这些方案均在本发明的保护范围内。
[0088] 获取由配置在电动挖掘机上的传感器组件采集到的状态参数数据;
[0089] 具体地,在本实施例中,所述传感器组件可以为流量传感器、压力传感器、转速传感器、转矩传感器、激光雷达以及GPS定位器,基于所述传感器组件能获取所述电动挖掘机当前的流量信息、压力信息、转速信息、转矩信息、点云数据以及位置信息;其中,GPS定位器通过卫星实时获取所述电动工程机械的位置信息,例如经纬度、海拔、速度信息,所述传感器组件的构成主要根据所述电动挖掘机的电力系统和液压系统决定。需要说明的是,在其他实施例中,还可以采用其他类型的传感器组件,这里不做具体限定,但这些方案均在本发明的保护范围内。
[0090] 对所述视频图像封装数据和所述状态参数数据进行编码处理,生成参数数据包;
[0091] 调用配置在电动挖掘机上的第一通信模块将所述参数数据包进行转换处理,生成第二以太网数据包,并将所述第二以太网数据包无线传输至远程遥控机构。
[0092] 具体地,在本实施例中,所述第二以太网数据包为所述第一通信模块利用CAN转以太网技术对所述参数数据包进行协议转换处理生成。将所述电动挖掘机的CAN总线内的报文经所述CAN以太网模块转换成以太网数据包,通过5G网络发送至所述远程遥控机构。通过5G网络进行数据的交互,从而实现对电动挖掘机的远程遥控,将驾驶员从危险的实际作业环境中抽离出来,保证了操作人员操作的安全性,同时,5G网络能够保证远程遥控数据接收和发送的实时性和可靠性。
[0093] 请参阅图2,本发明的第二实施例提供了一种电动挖掘机远程遥控方法, 包括:
[0094] S201,获取通过配置在远程遥控机构上的第二通信模块生成的第二参数数据包,其中,所述第二参数数据包为所述第二通信模块接收由电动挖掘机发送的第二以太网数据包并对所述第二以太网数据包进行转换生成;
[0095] S202,对所述第二参数数据包进行解析处理,生成与所述第二参数数据包对应的视频图像封装数据和传感器参数;
[0096] 具体地,在本实施例中,所述远程遥控机构对接收到的CAN报文,通过CAN协议,根据CANID以及具体的内容进行解析,从而获取所述电动挖掘机的状态信息进行存储。
[0097] S203,根据预设的编码规则将所述视频图像封装数据进行解码成像处理,生成对应的视频图像,并显示在图像显示模块上,其中,所述图像显示模块配置在远程遥控机构上;
[0098] 具体地,在本实施例中,所述远程遥控机构可以包括一台工控机和多台图像显示器,所述远程遥控机构接收、解压、解析、渲染并显示电动挖掘机发送的视频图像数据;其中,视频图像数据通过5G网络传输至所述远程遥控机构。另外,显示器数量可以根据需要,根据防爆摄像机的数量进行设置,除了获取电动挖掘机车上所安装的网络IP摄像机的视频图像数据外,还可获取电动挖掘机所在智慧矿区或区域系统内的全局场景视频图像数据,以便提高驾驶员的工作效率。
[0099] S204,根据预设的CAN协议对所述传感器参数进行解析处理,生成对应的状态参数数据,并显示在状态监测模块上,其中,所述状态监测模块配置在远程遥控机构上。
[0100] 具体地,在本实施例中,所述远程遥控机构可以包括一台工控机和多台图像显示器,所述远程遥控机构接收、解压、解析并显示电动挖掘机车发送的传感器状态参数数据;其中,传感器状态参数数据通过5G网络传输至所述远程遥控机构,操作人员通过图像显示器上的传感器状态参数数据的显示,实时了解电动挖掘机的自身状态。
[0101] 在本发明一个可能的实施例中,还包括:获取由配置在远程遥控机构上的远程操纵装置传输的操控指令;
[0102] 根据预设的编码规则对所述操控指令进行编码处理,生成与所述遥控指令对应的参数数据包;
[0103] 调用所述第二通信模块根据CAN转以太网技术将所述参数数据包转换成第一以太网数据包,并无线传输给电动挖掘机。
[0104] 具体地,在本实施例中,操作人员可根据接收到的所述电动挖掘机当前的状态信息对远程操纵装置进行控制,或者使用所述远程遥控机构上的运动控制模块,发出远程遥控电动挖掘机的遥控指令;所述第二通信模块通过CAN转以太网技术,将所述遥控指令由参数数据包转换成以太网数据包。
[0105] 在本实施例中,所述电动挖掘机远程遥控方法能够接收并展示所述电动挖掘机车发送的视频图像数据,所述视频图像数据是由配置在所述电动挖掘机上的图像采集装置采集到的;接收并展示所述电动挖掘机发送的传感器状态参数,所述传感器状态参数是由配置在所述电动挖掘机上的传感器组件采集到的;通过5G网络将视频图像数据、传感器状态参数发送至远程遥控机构,操作人员据此操作操纵装置,发出远程遥控电动挖掘机的指令。通过5G网络进行数据的交互,可以确保远程遥控的实时性和可靠性,同时可以避免危险的作业环境对操作人员自身安全性所带来的隐患。
[0106] 请参阅图3,本发明的第三实施例提供了一种电动挖掘机远程遥控装置,包括:
[0107] 第一数据包获取单元101,用于获取通过第一通信模块生成的第一参数数据包,其中,所述第一参数数据包为所述第一通信模块接收由远程遥控端发送的第一以太网数据包并对所述第一以太网数据包进行转换生成;
[0108] 指令解析单元102,用于对所述第一参数数据包进行解析以及判断处理,生成与所述第一参数数据包对应的多个完整控制指令,以及多个残缺控制指令,并依次对所述完整控制指令和所述残缺控制指令进行编号;
[0109] 指令补偿单元103,用于调用预测控制(MPC)算法,对每一所述残缺控制指令进行补偿,生成与所述残缺控制指令对应的完整控制指令;
[0110] 优先级比较单元104,用于对每一所述完整控制指令进行优先级比较,并将所述完整控制指令由优先级从高到低进行排序;
[0111] 指令传输单元105,用于将每一所述完整控制指令按优先级从高到低的顺序依次发送给与所述完整控制指令对应的执行单元,以实现对电动挖掘机的远程遥控。
[0112] 在本发明一个可能的实施例中,还包括:
[0113] 图像预处理单元,用于获取由配置在电动挖掘机上的多个图像采集装置采集并进行预处理的视频图像封装数据;
[0114] 传感器采集单元,用于获取由配置在电动挖掘机上的传感器组件采集到的状态参数数据;
[0115] 数据编码单元,用于对所述视频图像封装数据和所述状态参数数据进行编码处理,生成参数数据包;
[0116] 数据转换单元,用于调用配置在电动挖掘机上的第一通信模块将所述参数数据包进行转换处理,生成第二以太网数据包,并将所述第二以太网数据包无线传输至远程遥控机构。
[0117] 具体地,在本实施例中,所述图像预处理单元具体用于:
[0118] 根据预设的编码规则对采集到的视频图像数据进行压缩处理,生成对应的压缩数据;
[0119] 根据预设的流媒体协议对所述压缩数据进行封装处理,生成对应的视频图像封装数据。
[0120] 具体地,在本实施例中,所述图像预处理单元具体用于:
[0121] 所述第二以太网数据包为所述第一通信模块利用CAN转以太网技术对所述参数数据包进行协议转换处理生成。
[0122] 具体地,在本实施例中,所述指令补偿单元具体用于:
[0123] 根据所述残缺控制指令的编号,获取编号在所述残缺控制指令的编号之前并离所述残缺控制指令的编号最近的一个完整控制指令,以及编号在所述残缺控制指令的编号之后并离所述残缺控制指令的编号最近的一个完整控制指令;
[0124] 根据线性插值法,计算前一个完整控制指令以及后一个完整控制指令的线性插值;
[0125] 根据所述线性插值对所述残缺控制指令进行补偿,生成与所述残缺控制指令对应的完整控制指令。
[0126] 请参阅图4,本发明的第四实施例提供了一种电动挖掘机远程遥控装置, 包括:
[0127] 第二数据包获取单元201,用于获取通过配置在远程遥控机构上的第二通信模块生成的第二参数数据包,其中,所述第二参数数据包为所述第二通信模块接收由电动挖掘机发送的第二以太网数据包并对所述第二以太网数据包进行转换生成;
[0128] 参数解析单元202,用于对所述第二参数数据包进行解析处理,生成与所述第二参数数据包对应的视频图像封装数据和传感器参数;
[0129] 图像编码单元203,用于根据预设的编码规则将所述视频图像封装数据进行解码成像处理,生成对应的视频图像,并显示在图像显示模块上,其中,所述图像显示模块配置在远程遥控机构上;
[0130] 数据解析单元204,用于根据预设的CAN协议对所述传感器参数进行解析处理,生成对应的状态参数数据,并显示在状态监测模块上,其中,所述状态监测模块配置在远程遥控机构上。
[0131] 在本发明一个可能的实施例中,还可以包括:
[0132] 指令接收单元,用于获取由配置在远程遥控机构上的远程操纵装置传输的操控指令;
[0133] 指令编码单元,用于根据预设的编码规则对所述操控指令进行编码处理,生成与所述遥控指令对应的参数数据包;
[0134] 指令转换单元,用于调用所述第二通信模块根据CAN转以太网技术将所述参数数据包转换成以太网数据包,并无线传输给电动挖掘机。
[0135] 本发明的第五实施例提供了一种电动挖掘机远程遥控设备,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的一种电动挖掘机远程遥控方法。
[0136] 本发明的第六实施例提供了一种电动挖掘机远程遥控系统,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的一种电动挖掘机远程遥控方法。
[0137] 本发明的第七实施例提供了一种可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序能够被该存储介质所在设备的处理器执行,以实现如上任意一项所述的一种电动挖掘机远程遥控方法。
[0138] 示例性地,本发明第五实施例、第六实施例和第七实施例中所述的计算机程序可以被分割成一个或多个模块,所述一个或者多个模块被存储在所述存储器中,并由所述处理器执行,以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段,该指令段用于描述所述计算机程序在所述实现一种电动挖掘机远程遥控设备中的执行过程。例如,本发明第三实施例和第四实施例中所述的装置。
[0139] 所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field‑Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等,所述处理器是所述一种电动挖掘机远程遥控方法的控制中心,利用各种接口和线路连接整个所述实现对一种电动挖掘机远程遥控方法的各个部分。
[0140] 所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块,所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块,以及调用存储在存储器内的数据,实现一种电动挖掘机远程遥控方法的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、文字转换功能等) 等;存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、文字消息数据等)等。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card,SMC)、安全数字(Secure Digital,SD)卡、闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0141] 其中,所述实现的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read‑Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是,所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减,例如在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
[0142] 需说明的是,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外,本发明提供的装置实施例附图中,模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接,具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
[0143] 以上仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。