作业机械控制操作系统和作业机械的制作方法

1.本实用新型涉及作业机械技术领域，尤其涉及一种作业机械控制操作系统和作业机械。


背景技术：

2.目前越来越多的消防车配备有遥控装置，以便于操作手远离灾害点操纵消防车，实现相对安全的作业。但在操作消防车臂架过程中，当末端臂架与目标点距离较近时，需要近距离观察臂架的动作。
3.现有技术中，通常利用末端臂架上摄像机将近距离操作画面回传到中控屏上。当操作人员观察中控屏上的画面时，受限于摄像机视角范围，操作员无法对臂架周围情况有清楚了解。为了避免臂架与周围物体发生碰撞，操作人员需要频繁抬头或低头，以综合摄像机回传的画面和摄像机视觉范围外的周围情况，来判断和调整臂架的动作，实现精准定位。但这种操作方式不便于操作手顺畅操作，当臂架周边有高压线或其他建筑物时，容易导致事故发生。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种作业机械控制操作系统和作业机械，用以解决现有技术中对作业机械的操控过程中需要频繁的低头或抬头，导致操作不便，且容易导致事故发生的问题。
5.本实用新型提供一种作业机械控制操作系统，包括工作装置、图像采集装置和头戴式增强现实成像装置，所述图像采集装置安装于所述工作装置，用于采集所述工作装置的设定作业范围内的图像信息，所述头戴式增强现实成像装置包括图像投射模块和透明镜片，所述图像投射模块与所述图像采集装置通信连接，用于接收所述图像信息，并将所述图像信息投射于所述透明镜片。
6.根据本实用新型提供的一种作业机械控制操作系统，所述头戴式增强现实成像装置还包括语音接收模块，所述图像投射模块分别与所述图像采集装置和所述语音接收模块通信连接。
7.根据本实用新型提供的一种作业机械控制操作系统，所述图像投射模块的数量为两个，两个所述图像投射模块用于分别向所述透明镜片投射所述图像信息。
8.根据本实用新型提供的一种作业机械控制操作系统，所述头戴式增强现实成像装置上设置有控制部件，所述控制部件为触控按键或按钮或旋钮，所述控制部件与所述图像投射模块通信连接。
9.根据本实用新型提供的一种作业机械控制操作系统，还包括遥控器，所述遥控器分别与所述图像采集装置、所述头戴式增强现实成像装置和所述工作装置通信连接，所述遥控器用于接收所述图像信息并将所述图像信息发送给所述图像投射模块。
10.根据本实用新型提供的一种作业机械控制操作系统，所述遥控器上设有显示器，
用于显示所述图像信息。
11.根据本实用新型提供的一种作业机械控制操作系统，所述遥控器与所述头戴式增强现实成像装置通过wifi或蓝牙无线通信连接，或者通过有线输出端口通信连接。
12.根据本实用新型提供的一种作业机械控制操作系统，还包括4g发送模块，所述4g发送模块安装于所述工作装置并与所述图像采集装置通信连接，所述头戴式增强现实成像装置还包括4g接收模块，所述4g发送模块和所述4g接收模块无线通信连接，所述4g接收模块与所述图像投射模块通信连接。
13.本实用新型还提供一种作业机械，包括上述任一种作业机械控制操作系统。
14.根据本实用新型提供的一种作业机械控制操作系统，所述作业机械为消防车，所述工作装置为臂架，所述图像采集装置安装于所述臂架的末端。
15.本实用新型提供的作业机械控制操作系统和作业机械，通过设置头戴式增强现实成像装置，在作业过程中，操作人员可佩戴头戴式增强现实成像装置，并使透明镜片位于人的眼前。通过头戴式增强现实成像装置将工作装置在设定作业范围的图像信息投射到人眼视觉范围内。该图像信息能够与真实世界图像信息相叠加，使操作人员既能观看到视野范围内的真实世界，又能观看到图像采集装置采集到的虚拟图像，即可同时以两个视角观察到作业区域。从而避免因只关注到采集到的图像信息而使工作装置与周围物体发生碰撞，提高了作业的安全性。并且，操作人员无需频繁抬头和低头，使作业更顺畅，提高作业效率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本实用新型提供的作业机械控制操作系统的结构框图；
18.图2是遥控器与头戴式增强现实成像装置有线通信连接示意图；
19.图3是遥控器与头戴式增强现实成像装置无线通信连接示意图；
20.图4是ar眼镜的单目显示效果和双目显示效果对比图；
21.附图标记：
22.1、工作装置；
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2、图像采集装置；
23.21、第一图传发射模块；
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3、头戴式增强现实成像装置；
24.31、图像投射模块；
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32、透明镜片；
25.33、语音接收模块；
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34、触控按键；
26.4、遥控器；
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41、图传接收模块；
27.42、第二图传发射模块；
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43、控制手柄；
28.44、显示器；
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5、图像信息。
具体实施方式
29.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用
新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”“第二”是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
31.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.下面结合图1至图4描述本实用新型的作业机械控制操作系统。
33.本实用新型提供一种作业机械控制操作系统，如图1所示为本实用新型提供的作业机械控制操作系统的结构框图。本实用新型实施例提供的作业机械控制操作系统包括工作装置1、图像采集装置2和头戴式增强现实成像装置3。图像采集装置2安装于工作装置1，用于采集工作装置1的设定作业范围内的图像信息。头戴式增强现实成像装置3包括图像投射模块31和透明镜片32，图像投射模块31与图像采集装置2通信连接，用于接收所述图像信息，并将所述图像信息投射于透明镜片32。
34.其中，图像采集装置2可以为二维摄像头或三维摄像头。图像采集装置2采集到工作装置1设定作业范围内的图像信息，该设定作业范围可根据工作装置1的实际作业范围大小和操作的精细度要求来确定。图像采集装置2配置有第一图传发射模块21，第一图传发射模块21与图像投射模块31无线通信连接或有线通信连接。图像采集装置2采集到图像信息后通过第一图传发射模块21发送给图像投射模块31，然后由图像投射模块31将图像信息投射到透明镜片32，人眼通过透明镜片32看到图像采集装置2的设定作业范围的操作视频。
35.本实用新型实施例提供的作业机械控制操作系统，通过设置头戴式增强现实成像装置3，在作业过程中，操作人员可佩戴头戴式增强现实成像装置3，并使透明镜片32位于人的眼前。通过头戴式增强现实成像装置3将工作装置在设定作业范围的图像信息投射到人眼视觉范围内。该图像信息能够与真实世界图像信息相叠加，使操作人员既能观看到视野范围内的真实世界，又能观看到图像采集装置2采集到的虚拟图像，即可同时以两个视角观察到作业区域。从而避免因只关注到采集到的图像信息而使工作装置与周围物体发生碰撞，提高了作业的安全性。并且，操作人员无需频繁抬头和低头，使作业更顺畅，提高作业效率。
36.本实用新型实施例中，图像投射模块31的数量为两个，两个图像投射模块31用于分别向透明镜片32投射所述图像信息。两个图像投射模块31分别对应于人的左右眼设置。在使用时，可选择性开启一个图像投射模块31或者两个图像投射模块31。当开启两个图像投射模块31同时投射时，呈现双目显示效果，操作人员对操作距离的判断更加准确。若为了减少图像信息对真实世界图像信息的遮挡，可以仅启动一个图像投射模块31进行投射，此时呈现单目显示效果。
37.其中，透明镜片32的数量可以为一个，也可以为两个。当透明镜片32的数量为两个
时，比如ar眼镜。两个图像投射模块31与两个透明镜片32一一对应设置，两个图像投射模块31分别向两个透明镜片32投射图像信息5。如图4所示为ar眼镜的单目显示效果和双目显示效果对比图。当透明镜片32的数量为一个时，透明镜片32的面积覆盖人的左右眼，图像投射模块31可向透明镜片32的部分区域投射图像信息5。
38.本实用新型实施例中，头戴式增强现实成像装置3还包括语音接收模块33，图像投射模块31分别与图像采集装置2和语音接收模块33通信连接。在操作人员作业过程中，其双手通常需要操控设备。本实施例通过语音交互的方式控制图像采集装置2和图像投射模块31的开启和关闭，无需用手控制。尤其在灭火场景下，极大简化了操作。
39.当操作人员从远距离操作切换到近距离操作时，向语音接收模块33发送启动视频直播的语音控制指令。语音接收模块33根据该控制指令启动图像采集装置2和图像投射模块31。使图像采集装置2向图像投射模块31发送图像信息，使图像投射模块31向透明镜片32投射图像信息。当操作人员结束近距离作业后，向语音接收模块33发送关闭视频直播的语音控制指令。语音接收模块33根据该控制指令关闭图像采集装置2和图像投射模块31。
40.本实用新型实施例中，头戴式增强现实成像装置3上设置有控制部件，该控制部件为触控按键34或按钮或旋钮。控制部件与图像投射模块31通信连接。例如，该头戴式增强现实成像装置3为ar眼镜，该ar眼镜设有镜架，触控按键34、按钮或旋钮设置于镜架上。操作人员可通过触摸触控按键34或者按压按钮或者旋转旋钮来启动图像投射模块31。
41.本实用新型实施例提供的作业机械控制操作系统还包括遥控器4，遥控器4分别与图像采集装置2、头戴式增强现实成像装置3和工作装置1通信连接。遥控器4用于接收所述图像信息并将所述图像信息发送给图像投射模块31。
42.其中，遥控器4与头戴式增强现实成像装置3可无线通信连接，也可以有线通信连接。如图2所示为遥控器与头戴式增强现实成像装置有线通信连接示意图，如图3所示为遥控器与头戴式增强现实成像装置无线通信连接示意图。
43.具体地，遥控器4配置有图传接收模块41第二图传发射模块42和控制手柄43，图传接收模块41与图像采集装置2的第一图传发射模块21无线通信连接或有线通信连接，用于接收图像采集装置2发送的图像信息。第二图传发射模块42与图像投射模块31无线通信连接或有线通信连接，用于向图像投射模块31发送该图像信息。操作人员通过头戴式增强现实成像装置3观察操作画面，然后通过遥控器4的控制手柄43控制工作装置1的动作。
44.进一步地，遥控器4上设有显示器44，用于显示所述图像信息。使得当操作人员无需佩戴头戴式增强现实成像装置3作业时，可直接观看遥控器4上的画面来进行操作。
45.进一步地，遥控器4与头戴式增强现实成像装置3通过wifi或蓝牙无线通信连接，或者通过有线输出端口通信连接。具体地，遥控器4的第二图传发射模块42与头戴式增强现实成像装置3的图像投射模块31通过wifi或蓝牙无线通信连接，或者通过有线输出端口如usb接口通信连接。
46.本实用新型实施例提供的作业机械控制操作系统还包括4g发送模块(图中未示出)。4g发送模块安装于工作装置1并与图像采集装置2通信连接。头戴式增强现实成像装置3还包括4g接收模块(图中未示出)，4g发送模块和4g接收模块无线通信连接，4g接收模块与图像投射模块31通信连接。4g发送模块用于将图像采集装置2采集到的视频信息发送到4g公网，头戴式增强现实成像装置3的4g接收模块接收该视频信息，经解析后由图像投射模块
31投射到透明镜片32上。
47.本实用新型还提供一种作业机械，该作业机械包括上述任一实施例所述的作业机械控制操作系统。该作业机械可以为消防车、起重机、混凝土泵车或挖掘机等。当该作业机械为起重机、消防车或混凝土泵车时，工作装置1为臂架，图像采集装置2安装于臂架的末端。
48.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。