一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，由基站及工作站組成，所述基站包括：工作站數(shù)據(jù)接收單元，基站控制信號發(fā)射單元，基站圖像顯示單元，基站音響單元及多維工作站運(yùn)動模擬系統(tǒng)。所述工作站包括：基站數(shù)據(jù)接收單元，工作站姿態(tài)信號發(fā)射單元，工作站圖像拾取發(fā)送單元，工作站聲音拾取發(fā)送單元及工作站自動駕駛系統(tǒng)。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)基站與工作站之間的實(shí)景交互式操控，達(dá)到基站對工作站實(shí)現(xiàn)遙控，工作站的姿態(tài)或動作返回來控制基站的姿態(tài)，以使基站控制者感受工作站的真實(shí)場景。
【專利說明】
一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及遠(yuǎn)程交互式相互操控系統(tǒng)，特別涉及遠(yuǎn)程可相互操控、顯示、互動等技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，遠(yuǎn)程操控，種類很多，主要有無人機(jī)、機(jī)器人，機(jī)械云臺，車輛船舶，地面及水下設(shè)備，場景游樂設(shè)施等很多。隨著科技的進(jìn)步及人們各行各業(yè)不同需要的提高，其應(yīng)用場合、應(yīng)用要求等越來越高。目前就無人機(jī)來說，其遠(yuǎn)程操控的方式為:無人機(jī)受地面控制人員利用鼠標(biāo)、鍵盤等發(fā)出指令對其飛行模式進(jìn)行控制，無人機(jī)上攜帶的相關(guān)設(shè)備將視頻圖像、測量等數(shù)據(jù)傳回地面。這樣就使得無人機(jī)反應(yīng)遲緩，直接導(dǎo)致其不敢低飛的結(jié)果。因?yàn)樵诘涂诊w行必須反應(yīng)靈活，否則極易撞樹、房屋等地面凸起物(打個(gè)比方，如果要我們用鼠標(biāo)、鍵盤去駕駛汽車，那誰也不敢開快！)，可高飛的結(jié)果就是視線模糊，這就是美國無人機(jī)在阿富汗常常錯(cuò)將迎親嫁娶的車隊(duì)錯(cuò)當(dāng)成攻擊目標(biāo)的一個(gè)重要因素之一！
[0003]又如，以飛行員訓(xùn)練艙來說，艙內(nèi)設(shè)有事先錄入的時(shí)空場景，訓(xùn)練艙可根據(jù)駕駛?cè)藛T的操作，來控制飛機(jī)的飛行姿態(tài)，該姿態(tài)可與顯示場景融合，達(dá)到飛行員的訓(xùn)練。
[0004]再如，水下機(jī)器人，目前是操控人員根據(jù)水下機(jī)器人實(shí)時(shí)傳回的圖像、數(shù)據(jù)等，通過無線指令來控制機(jī)器人的動作。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型目的是，針對以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)一種可實(shí)現(xiàn)基站與工作站之間的實(shí)景交互式操控，達(dá)到基站對工作站實(shí)現(xiàn)遙控，工作站的姿態(tài)或動作返回來控制基站的姿態(tài)，以使基站控制者感受工作站的真實(shí)場景，并修正對工作站的操作指令。
[0006]本實(shí)用新型的目的可以通過以下方法實(shí)現(xiàn)，一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，由基站基站及工作站組成，基站對工作站實(shí)現(xiàn)遙控，工作站的姿態(tài)或動作返回來控制基站的姿態(tài)，以使基站控制者感受工作站的真實(shí)場景，并修正對工作站的操作指令;其中所述基站包括:可實(shí)時(shí)接收工作站實(shí)況圖像及數(shù)據(jù)的工作站數(shù)據(jù)接收單元，可發(fā)送基站控制信號的基站控制信號發(fā)射單元，可接受并顯示工作站環(huán)境圖像的基站圖像顯示單元，可接受并播放工作站環(huán)境聲音的基站音響單元及受控于工作站實(shí)時(shí)姿態(tài)的一維以上工作站運(yùn)動模擬系統(tǒng)；
[0007]所述工作站包括:可接受基站控制信號的基站數(shù)據(jù)接收單元，可拾取并發(fā)送工作站姿態(tài)信號的工作站姿態(tài)信號發(fā)射單元，可拾取并發(fā)送工作站環(huán)境圖像的工作站圖像拾取發(fā)送單元，可拾取并發(fā)送工作站環(huán)境聲音的工作站聲音拾取發(fā)送單元及受控于基站控制信號的工作站自動駕駛系統(tǒng)。
[0008]所述的一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，其受控于工作站實(shí)時(shí)姿態(tài)的一維以上工作站運(yùn)動模擬系統(tǒng)為三維工作站運(yùn)動模擬系統(tǒng)。
[0009]所述的一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，其受控于工作站實(shí)時(shí)姿態(tài)的多維工作站運(yùn)動模擬系統(tǒng)包括基站工作艙、基站工作艙一維以上運(yùn)動結(jié)構(gòu)及基站工作艙動力系統(tǒng)。
[0010]所述的一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，其可接受并顯示工作站環(huán)境圖像的基站圖像顯示單元為頭盔式基站圖像顯示單元或眼睛式基站圖像顯示單元或環(huán)形顯示屏幕或球形顯不屏蒂。
[0011]所述的一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，其基站工作艙還設(shè)有可根據(jù)工作站環(huán)境圖像、聲音控制的氣味、濕度、風(fēng)力、雨淋、溫度及振動的控制發(fā)生裝置。
[0012]所述的一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，其可拾取并發(fā)送工作站姿態(tài)信號的工作站姿態(tài)信號發(fā)射單元的工作站姿態(tài)信號拾取包括但不限于陀螺儀、加速度計(jì)、電子羅盤。
[0013]所述的一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，其工作站設(shè)有當(dāng)基站控制信號超過工作站設(shè)定的高度、速度、距離的安全值時(shí)的提示及進(jìn)入自動保護(hù)狀態(tài)的警示限制單元。
[0014]所述的一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，其工作站設(shè)有在對抗環(huán)境時(shí)，用于在受到外來激光或紅外光照射時(shí)的光接受單元及可將該單元接受到的信息發(fā)射的受攻擊信號發(fā)射單元;基站設(shè)有當(dāng)工作站數(shù)據(jù)接收單元接受到受攻擊信號時(shí)，可在工作站相應(yīng)位置發(fā)出被擊中信號的攻擊信號產(chǎn)生單元。
[0015]所述的一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，其工作站為無人機(jī)或機(jī)器人或車輛或船舶或地面設(shè)備或水下設(shè)備。
[0016]所述的一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，其基站為穿戴設(shè)備，工作站為機(jī)器人，操作者穿戴穿戴設(shè)備，感受機(jī)器人所拾取并發(fā)送起姿態(tài)信號，修正向工作站發(fā)出的基站控制信號。
[0017]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，用于無人機(jī)行業(yè)，操控者可完全感受無人機(jī)的實(shí)際狀況，就如同親自駕駛一樣;對于培訓(xùn)飛行員來說，其更如身臨其境;用于機(jī)器人操控，如親臨現(xiàn)場一般，可隨時(shí)修正對工作站的操作指令。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的原理不意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例一結(jié)構(gòu)的三維坐標(biāo)示意圖；
[0021 ]圖4為本實(shí)用新型的實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，由基站基站I及工作站2組成，即可為一維，也可為二維或三維運(yùn)動姿態(tài)。
[0023]如圖1所示，本實(shí)用新型的一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，由基站基站I及工作站2組成，其中最基本的系統(tǒng)中:
[0024]所述基站I包括:可實(shí)時(shí)接收工作站2實(shí)況圖像及數(shù)據(jù)的工作站數(shù)據(jù)接收單元10，可發(fā)送基站I控制信號的基站控制信號發(fā)射單元11，可接受并顯示工作站2環(huán)境圖像的基站圖像顯示單元12，可接受并播放工作站2環(huán)境聲音的基站音響單元13及受控于工作站2實(shí)時(shí)姿態(tài)的三維工作站運(yùn)動模擬系統(tǒng)14。其中工作站數(shù)據(jù)接收單元10
[0025]可包括圖像接收模塊、圖像處理模塊、圖像存儲模塊、音頻信號接收模塊、音頻信號處理模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)處理模塊。其中基站控制信號發(fā)射單元11包括可發(fā)射基站I對工作站2的無線控制信號，包括控制信號功率放大模塊及控制信號發(fā)射模塊。其中基站圖像顯示單元12包括圖像圖像處理模塊及圖像顯示屏。其中基站音響單元13包括音頻信號處理模塊、喇叭。其中受控于工作站2實(shí)時(shí)姿態(tài)的三維工作站運(yùn)動模擬系統(tǒng)14包括可使操作者進(jìn)行操作的基站艙、可使基站艙受控于工作站2實(shí)時(shí)姿態(tài)控制的三維運(yùn)動機(jī)械裝置及為其提供動力的動力裝置。
[0026]所述工作站2包括:可接受基站控制信號的基站數(shù)據(jù)接收單元20，可拾取并發(fā)送工作站姿態(tài)信號的工作站姿態(tài)信號發(fā)射單元21，可拾取并發(fā)送工作站環(huán)境圖像的工作站圖像拾取發(fā)送單元22，可拾取并發(fā)送工作站環(huán)境聲音的工作站聲音拾取發(fā)送單元23及受控于基站控制信號的工作站自動駕駛系統(tǒng)24。其中基站數(shù)據(jù)接收單元20包括基站控制信號接收模塊、基站控制信號處理模塊、基站控制信號存儲模塊。其中工作站姿態(tài)信號發(fā)射單元21包括工作站姿態(tài)信號拾取模塊、姿態(tài)信號處理模塊、姿態(tài)信號存儲模塊及姿態(tài)信號發(fā)射模塊。其中工作站圖像拾取發(fā)送單元22包括工作環(huán)境圖像拾取模塊、工作環(huán)境圖像處理模塊、工作環(huán)境圖像發(fā)送模塊。其中工作站聲音拾取發(fā)送單元23包括工作站環(huán)境聲音拾取模塊、工作站環(huán)境聲音處理模塊、工作站環(huán)境聲音存儲模塊及工作站環(huán)境聲音發(fā)送模塊。其中工作站自動駕駛系統(tǒng)24包括工作站站體，可完成基站操作指令的電子、機(jī)械系統(tǒng)及工作站動力模塊。
[0027]實(shí)施例一，如圖2、圖3所示，是三維工作站運(yùn)動模擬系統(tǒng)，為飛行員實(shí)景交互式操控系統(tǒng)的基站立體示意圖，可實(shí)現(xiàn)基站與無人機(jī)(工作站)的實(shí)景交互式操控演練，其飛行員感受與實(shí)際架機(jī)近乎相同，可最低成本、最大限度的使飛行員體驗(yàn)真實(shí)飛行。本實(shí)施例基站I為飛行員訓(xùn)練器，工作站2為無人機(jī)。該基站I包括可實(shí)時(shí)接收工作站2實(shí)況圖像及數(shù)據(jù)的工作站數(shù)據(jù)接收單元10，可發(fā)送基站I控制信號的基站控制信號發(fā)射單元11，可接受并顯示工作站2環(huán)境圖像的基站圖像顯示單元12，可接受并播放工作站2環(huán)境聲音的基站音響單元13及受控于工作站2實(shí)時(shí)姿態(tài)的三維工作站運(yùn)動模擬系統(tǒng)14。該系統(tǒng)的基站圖像顯示單元12設(shè)置在可使操作者進(jìn)行操作的基站艙內(nèi)，該圖像顯示單元為全景球形顯示屏幕，基站艙模擬飛機(jī)駕駛艙結(jié)構(gòu)，以最大限度的保證飛行員的感受與實(shí)際架機(jī)一樣。
[0028]該實(shí)施例基站受控于工作站2實(shí)時(shí)姿態(tài)的三維工作站運(yùn)動模擬系統(tǒng)14包括可使操作者進(jìn)行操作的基站艙140、可使基站艙受控于工作站2實(shí)時(shí)姿態(tài)控制的三維運(yùn)動機(jī)械裝置141及為其提供動力的動力裝置142。三維運(yùn)動機(jī)械裝置141包括基站座1410、Y軸向運(yùn)動滑軌1411、Z軸向運(yùn)動滑軌1412及X軸向運(yùn)動滑軌1413; Y軸向運(yùn)動滑軌1411落坐在基站座1410上，基站艙143通過連接件與X軸向運(yùn)動滑軌1413動連接。為實(shí)現(xiàn)三維運(yùn)動，其動力裝置142分別設(shè)在各滑軌連接處，分別為水平X軸向運(yùn)動電機(jī)1414、Y軸向運(yùn)動電機(jī)1415及Z軸向運(yùn)動電機(jī)1416。動力裝置142可在工作站數(shù)據(jù)接收單元1，接受的控制信號的控制下，以與工作站相同的三維姿態(tài)運(yùn)動。
[0029]實(shí)施例二，如圖4所示，是三維工作站運(yùn)動模擬系統(tǒng)，為水下機(jī)器人實(shí)景交互式操控系統(tǒng)的基站立體示意圖。本實(shí)施例基站I為水下機(jī)器人操控器，工作站2為水下機(jī)器熱。該基站I包括:可實(shí)時(shí)接收工作站2實(shí)況圖像及數(shù)據(jù)的工作站數(shù)據(jù)接收單元10，可發(fā)送基站I控制信號的基站控制信號發(fā)射單元U，可接受并顯示工作站2環(huán)境圖像的基站圖像顯示單元12，可接受并播放工作站2環(huán)境聲音的基站音響單元13及受控于工作站2實(shí)時(shí)姿態(tài)的三維工作站運(yùn)動模擬系統(tǒng)14。該系統(tǒng)的基站圖像顯示單元12設(shè)置在可使操作者進(jìn)行操作的基站艙內(nèi)的圖像顯示單元為全景球形顯示屏幕。
[0030]該實(shí)施例基站受控于工作站2實(shí)時(shí)姿態(tài)的三維工作站運(yùn)動模擬系統(tǒng)14包括可使操作者進(jìn)行操作的基站艙140、可使基站艙受控于工作站2實(shí)時(shí)姿態(tài)控制的三維運(yùn)動機(jī)械裝置141及為其提供動力的動力裝置142。三維運(yùn)動機(jī)械裝置141包括基站座1410、Y軸向運(yùn)動滑軌1411、Z軸向運(yùn)動滑軌1412及X軸向運(yùn)動轉(zhuǎn)盤1413; X軸向運(yùn)動轉(zhuǎn)盤1413設(shè)于基站艙140及基站艙座1417之間?；九撟?417通過連接件與Z軸向運(yùn)動滑軌1412動連接。為實(shí)現(xiàn)三維運(yùn)動，其動力裝置142分別設(shè)在各滑軌連接處，分別為X軸向運(yùn)動轉(zhuǎn)盤1413、Y軸向運(yùn)動電機(jī)1415及Z軸向運(yùn)動電機(jī)1416。動力裝置142可在工作站數(shù)據(jù)接收單元10，接受的控制信號的控制下，以與工作站相同的三維姿態(tài)運(yùn)動。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，由基站及工作站組成，其特征在于:基站對工作站實(shí)現(xiàn)遙控，工作站的姿態(tài)或動作返回來控制基站的姿態(tài)，以使基站控制者感受工作站的真實(shí)場景，并修正對工作站的操作指令;所述基站包括:可實(shí)時(shí)接收工作站實(shí)況圖像及數(shù)據(jù)的工作站數(shù)據(jù)接收單元，可發(fā)送基站控制信號的基站控制信號發(fā)射單元，可接受并顯示工作站環(huán)境圖像的基站圖像顯示單元，可接受并播放工作站環(huán)境聲音的基站音響單元及受控于工作站實(shí)時(shí)姿態(tài)的一維以上工作站運(yùn)動模擬系統(tǒng)； 所述工作站包括:可接受基站控制信號的基站數(shù)據(jù)接收單元，可拾取并發(fā)送工作站姿態(tài)信號的工作站姿態(tài)信號發(fā)射單元，可拾取并發(fā)送工作站環(huán)境圖像的工作站圖像拾取發(fā)送單元，可拾取并發(fā)送工作站環(huán)境聲音的工作站聲音拾取發(fā)送單元及受控于基站控制信號的工作站自動駕駛系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，其特征在于，所述受控于工作站實(shí)時(shí)姿態(tài)的一維以上工作站運(yùn)動模擬系統(tǒng)為三維工作站運(yùn)動模擬系統(tǒng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，其特征在于，所述受控于工作站實(shí)時(shí)姿態(tài)的多維工作站運(yùn)動模擬系統(tǒng)包括基站工作艙、基站工作艙一維以上運(yùn)動結(jié)構(gòu)及基站工作倉動力系統(tǒng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，其特征在于:可接受并顯示工作站環(huán)境圖像的基站圖像顯示單元為頭盔式基站圖像顯示單元或眼睛式基站圖像顯示單元或環(huán)形顯示屏幕或球形顯示屏幕。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，其特征在于，所述基站工作艙還設(shè)有可根據(jù)工作站環(huán)境圖像、聲音控制的氣味、濕度、風(fēng)力、雨淋、溫度及振動的控制發(fā)生裝置。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，其特征在于，可拾取并發(fā)送工作站姿態(tài)信號的工作站姿態(tài)信號發(fā)射單元的工作站姿態(tài)信號拾取包括但不限于陀螺儀、加速度計(jì)、電子羅盤。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，其特征在于，工作站設(shè)有當(dāng)基站控制信號超過工作站設(shè)定的高度、速度、距離的安全值時(shí)的提示及進(jìn)入自動保護(hù)狀態(tài)的警示限制單元。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，其特征在于，工作站設(shè)有在對抗環(huán)境時(shí)，用于在受到外來激光或紅外光照射時(shí)的光接受單元及可將該單元接受到的信息發(fā)射的受攻擊信號發(fā)射單元;基站設(shè)有當(dāng)工作站數(shù)據(jù)接收單元接受到受攻擊信號時(shí)，可在工作站相應(yīng)位置發(fā)出被擊中信號的攻擊信號產(chǎn)生單元。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，其特征在于，工作站為無人機(jī)或機(jī)器人或車輛或船舶或地面設(shè)備或水下設(shè)備。10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種實(shí)景交互式操控系統(tǒng)，其特征在于，基站為穿戴設(shè)備，工作站為機(jī)器人，操作者穿戴穿戴設(shè)備，感受機(jī)器人所拾取并發(fā)送起姿態(tài)信號，修正向工作站發(fā)出的基站控制信號。
【文檔編號】G05D1/10GK205563276SQ201620075702
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年1月27日
【發(fā)明人】劉建平
【申請人】劉建平