一种基于5G的无人驾驶搬运设备的智能遥控方法与流程

一种基于5g的无人驾驶搬运设备的智能遥控方法
技术领域
1.本发明属于智能遥控领域，涉及无人驾驶搬运设备的智能遥控技术，具体是一种基于5g的无人驾驶搬运设备的智能遥控方法。


背景技术：

2.随着无人驾驶技术的发展，大型搬运设备也已经能够通过无人驾驶技术进行远程控制。配合智能遥控技术，搬运设备能够在较为复杂的工作环境中实现各种物品的搬运，能够很大程度上减少伤亡事故，降低运输成本。
3.现有技术(公开号为cn107809655a的发明专利申请)公开了一种智能遥控器和智能设备、智能遥控方法及系统，通过获取解析用户的语音指令来映射获取预设指令，将预设指令发送至智能设备以实现智能遥控，能够减少用户操作流程，提高用户体验。现有技术在进行智能遥控时，通过语音技术来获取控制指令，无法实现控制指令的批量处理，也就无法同时对多个遥控设备进行遥控控制，导致智能遥控控制效率低；因此，亟须一种基于5g的无人驾驶搬运设备的智能遥控方法。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种基于5g的无人驾驶搬运设备的智能遥控方法，用于解决现有技术在进行智能遥控时，通过语音技术来获取控制指令，无法实现控制指令的批量处理，也就无法同时对多个遥控设备进行遥控控制，导致智能遥控控制效率低的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种基于5g的无人驾驶搬运设备的智能遥控方法，包括中枢分析模块，以及与之相连接的遥控终端和若干边缘处理模块；遥控终端与搬运设备相连接，且搬运设备通过无人驾驶技术控制；
6.边缘处理模块：在控制序列的基础上，通过数据传感器或者搬运设备采集基础环境数据；其中，数据传感器设置在工作区域或者搬运设备上；以及
7.根据基础环境数据构建工作区域的单位立体模型，并在单位立体模型中进行区域标记，处理完成之后发送至中枢分析模块；
8.中枢分析模块：对遥控终端发送的遥控信号进行解析获取若干遥控指令，并对若干遥控指令进行优先级分析获取控制序列；以及
9.基于若干单位立体模型获取综合立体模型；基于控制序列依次规划调整搬运设备的行驶路径，控制搬运设备沿着对应的行驶路径完成运输任务。
10.优选的，所述中枢分析模块分别与遥控终端和若干边缘处理模块通信和/或电气连接；且所述遥控终端基于无人驾驶技术控制所述搬运设备完成运输任务；
11.若干所述边缘处理模块分别与数据传感器和搬运设备通信和/或电气连接；数据传感器包括摄像头和各类型雷达。
12.优选的，所述中枢分析模块对若干所述遥控指令的优先级进行分析，按照优先级
先后顺序进行排序获取所述控制序列，包括：
13.工作人员通过所述遥控终端发送遥控信号至所述中枢分析模块；所述中枢分析模块解析遥控信号中对应的搬运设备和运输任务，生成若干所述遥控指令；
14.基于遥控信号中运输任务顺序或者优先级数据库确定若干所述遥控指令的优先级标签，根据优先级标签对若干遥控指令进行先后排序，获取所述控制序列。
15.优选的，所述中枢分析模块基于优先级数据库确定所述遥控指令对应的优先级标签，包括：
16.工作人员根据运输任务的重要程度设定对应的优先级标签，生成所述优先级数据库；其中，工作人员对优先级数据库进行定时更新或者随时修改；
17.临时锁定所述优先级数据库；将若干所述遥控指令对应的运输任务在优先级数据库中进行匹配，获取对应的优先级标签。
18.优选的，所述边缘处理模块接收到所述控制序列之后，基于所述控制序列采集基础环境数据，并建立各运输任务对应工作区域的所述单位立体模型，包括：
19.依次从所述控制序列中提取遥控指令，以及对应的运输任务；
20.通过数据传感器和搬运设备的配合采集运输任务涉及区域的基础环境数据；对基础环境数据进行解析后，利用三维建模技术构建对应的所述单位立体模型。
21.优选的，所述中枢分析模块基于若干所述单位立体模型构建所述综合立体模型，包括：
22.获取若干所述单位立体模型，并对若干所述单位立体模型中的重叠区域进行识别；其中，重叠区域指执行运输任务时各搬运设备的交集区域；
23.对所述重叠区域进行融合拼接，进而构建若干所述综合立体模型。
24.优选的，所述中枢分析模块基于控制序列在所述综合立体模型中规划各搬运设备的行驶路径，包括：
25.结合限制条件在所述综合立体模型中为遥控指令对应的运输任务进行路径规划，获取若干条规划路径；其中，限制条件包括尺寸限制和区域限制；
26.在时间和空间上分析若干条所述规划路径的汇集点信息；根据汇集点信息判断是否存在路径矛盾；是，则按照优先级顺序对路径矛盾进行优化；否，则将规划路径标记为行驶路径，并分发至对应的搬运设备。
27.优选的，在所述搬运设备沿着对应的行驶路径进行运输任务之前，在所述综合立体模型中标记若干所述行驶路径；以及
28.将标记之后的所述综合立体模型分发至工作区域的工作人员，工作人员结合所述综合立体模型对搬运设备的运行进行监控。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
30.本发明通过根据遥控指令采集基础环境数据，并利用三维建模技术构建对应的单位立体模型，最后将若干单位立体模型整理拼接形成综合立体模型，能够让工作人员清除工作区域的环境，提高遥控精度；同时根据运输任务来规划搬运设备的路径，对存在时空交叉的路径进行整理优化生成行驶路径，提前规划好行驶路径，能够避免突发事故的发生，提高工作效率。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
32.图1为本发明的工作步骤示意图；
33.图2为本发明的系统原理示意图。
具体实施方式
34.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
35.请参阅图1-图2，本发明第一方面实施例提供了一种基于5g的无人驾驶搬运设备的智能遥控方法，该智能遥控方法基于智能遥控系统实现，智能遥控系统包括中枢分析模块，以及与之相连接的遥控终端和若干边缘处理模块；遥控终端与搬运设备相连接，且搬运设备通过无人驾驶技术控制；
36.边缘处理模块：在控制序列的基础上，通过数据传感器或者搬运设备采集基础环境数据；其中，数据传感器设置在工作区域或者搬运设备上；以及根据基础环境数据构建工作区域的单位立体模型，并在单位立体模型中进行区域标记，处理完成之后发送至中枢分析模块；
37.中枢分析模块：对遥控终端发送的遥控信号进行解析获取若干遥控指令，并对若干遥控指令进行优先级分析获取控制序列；以及基于若干单位立体模型获取综合立体模型；基于控制序列依次规划调整搬运设备的行驶路径，控制搬运设备沿着对应的行驶路径完成运输任务。
38.现有技术在进行遥控控制时，一般根据用户的控制指令来控制相关设备的运行，在大范围以及大型设备的遥控控制中，用户无法准确知晓工作区域的环境，无法对大型设备进行精准遥控，而且也无法实现同批次多个大型设备的控制，导致对大型设备的智能遥控效率低。
39.本发明申请通过根据遥控指令采集基础环境数据，并利用三维建模技术构建对应的单位立体模型，最后将若干单位立体模型整理拼接形成综合立体模型，能够让工作人员清除工作区域的环境，提高遥控精度；同时根据运输任务来规划搬运设备的路径，对存在时空交叉的路径进行整理优化生成行驶路径，提前规划好行驶路径，能够避免突发事故的发生，提高工作效率。在单位立体模型中进行区域标记主要对特征区域进行标记，特征区域主要包括装货区域、卸货区域以及各种警示区域等。
40.本发明申请中中枢分析模块分别与遥控终端和若干边缘处理模块通信和(5g网络)/或电气连接；且遥控终端基于无人驾驶技术控制搬运设备完成运输任务；若干边缘处理模块分别与数据传感器和搬运设备通信(5g网络)和/或电气连接；数据传感器包括摄像头和各类型雷达，且边缘处理模块可以从数据库中提取数据。
41.中枢分析模块主要对类型繁多且数量庞大的数据进行分析，与遥控终端和边缘处理模块进行数据交互。遥控终端主要负责对搬运设备进行智能遥控，与数据分析模块进行数据交互。边缘处理模块则负责数据采集和预处理，与中枢分析模块、数据传感器和搬运设备进行数据交互。
42.搬运设备的本质是配置了无人驾驶技术的运输车辆，其通过遥控终端来进行控制，其上配置了无人驾驶所需的摄像头以及各种传感器。因此本发明申请所解决的技术问题就是如何保证多辆搬运设备在负责环境下顺利完成运输任务，其涉及的难点主要有两个：1)如何保证智能遥控的精度，以及2)如何保证多辆搬运设备的顺利运行。
43.本发明申请中中枢分析模块对若干遥控指令的优先级进行分析，按照优先级先后顺序进行排序获取控制序列，包括：
44.工作人员通过遥控终端发送遥控信号至中枢分析模块；中枢分析模块解析遥控信号中对应的搬运设备和运输任务，生成若干遥控指令；基于遥控信号中运输任务顺序或者优先级数据库确定若干遥控指令的优先级标签，根据优先级标签对若干遥控指令进行先后排序，获取控制序列。
45.工作人员会通过遥控终端输入搬运设备以及运输任务，进而生成遥控信号至中枢分析模块，然后中枢分析模块根据遥控信号生成遥控指令。考虑到运输任务有轻重缓急，因此需要合理协调遥控指令的触发顺序，也就是获取优先级标签，进而生成控制序列。
46.确定优先级标签时可以根据工作人员的输入顺序来自动识别，即先输入的先处理，后输入的后处理，当然也可以根据设置的优先级数据库进行设置，包括：
47.工作人员根据运输任务的重要程度设定对应的优先级标签，生成优先级数据库；临时锁定优先级数据库；将若干遥控指令对应的运输任务在优先级数据库中进行匹配，获取对应的优先级标签。
48.优先级数据库需要提前设置，即工作人员根据经验总结获取可能的运输任务，当这些运输任务处于同一任务时间段时判断各自的重要程度，按照重要程度可以设置优先级标签，然后将这些运输任务和优先级标签总结整合起来形成优先级数据库。将遥控指令对应的运输任务在优先级数据中匹配即可获取对应的优先级标签。
49.需要理解的是，工作人员对优先级数据库进行定时更新或者随时修改，以保证优先级数据库的可用性以及实用性。优先级数据库更新时，不会对已经确定优先级标签的运输任务进行重新匹配，仅会对更新之后确定的运输任务进行匹配。
50.本发明申请中边缘处理模块接收到控制序列之后，基于控制序列采集基础环境数据，并建立各运输任务对应工作区域的单位立体模型，包括：
51.依次从控制序列中提取遥控指令，以及对应的运输任务；通过数据传感器和搬运设备的配合采集运输任务涉及区域的基础环境数据；对基础环境数据进行解析后，利用三维建模技术构建对应的单位立体模型。
52.基础环境数据包括图像数据、雷达数据等有助于三维建模的数据，主要通过设置在工作区域的数据传感器以及搬运设备自身设置的各种传感器来采集，在有些没有提前设置数据传感器的区域，也可以通过数据库来提取数据；第三方数据库包括遥感图像数据库或者航拍图像数据库。
53.边缘处理模块可以从控制序列中解析获取带有优先级标签的遥控指令以及对应
的运输任务，运输任务中包含搬运设备的工作区域。针对每个遥控指令，均需要采集其工作区域对应的基础环境数据，然后根据基础环境数据可以建立获取对应工作区域的单位立体模型。也就是说，若仅有只有一个遥控指令，则根据对应的单位立体模型即可控制搬运设备执行运输任务。
54.当存在多个遥控指令时，中枢分析模块基于若干单位立体模型构建综合立体模型，包括：
55.获取若干单位立体模型，并对若干单位立体模型中的重叠区域进行识别；对重叠区域进行融合拼接，进而构建若干综合立体模型。
56.将若干个单位立体模型拼接起来即可形成综合立体模型，但在拼接过程尤其要注意重叠区域。重叠区域涉及通行顺序问题，如果没有进行有效处理会影响整体工作效率。需要注意的是，重叠区域指执行运输任务时各搬运设备的交集区域，在重叠区域应该制定严格的通行原则，以保证各搬运设备能够高效顺利通行。
57.对重叠区域的优化处理是结合获取的各单位立体模型对重叠区域进行解析，尽可能让重叠区域的立体模型更加真实。而且各基础环境数据和单位立体模型在一个遥控信号周期之后，并不需要进行删除，而是将其存储起来并定时更新即可，可以用在后期的智能遥控中，能够减少数据处理量。
58.本发明申请中中枢分析模块基于控制序列在综合立体模型中规划各搬运设备的行驶路径，包括：
59.结合限制条件在综合立体模型中为遥控指令对应的运输任务进行路径规划，获取若干条规划路径；在时间和空间上分析若干条规划路径的汇集点信息；根据汇集点信息判断是否存在路径矛盾；是，则按照优先级顺序对路径矛盾进行优化；否，则将规划路径标记为行驶路径，并分发至对应的搬运设备。
60.在综合立体模型模拟获取各遥控指令对应运输任务的规划路径。在路径规划过程中，可以以距离最短为原则，也可以以时间最优为原则。多少遥控指令则对应多少规划路径，难以会存在交汇处，也就是上述重叠区域。
61.汇集点信息主要包括哪些搬运设备在哪个时间点会经过汇聚点，则根据通行时间存在矛盾时，则按照优先级标签来设定通行顺序，并对各规划路径对应的时间信息进行更新，避免发生交通事故。需要理解的是，限制条件包括尺寸限制和区域限制；尺寸限制主要是指搬运设备是否能够正常工作，区域限制则是指搬运设备可以通行的区域。
62.本发明申请中在搬运设备沿着对应的行驶路径进行运输任务之前，在综合立体模型中标记若干行驶路径；以及将标记之后的综合立体模型分发至工作区域的工作人员，工作人员结合综合立体模型对搬运设备的运行进行监控。
63.上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。
64.本发明的工作原理：
65.通过中枢分析模块对遥控终端发送的遥控信号进行解析获取若干遥控指令，并对若干遥控指令进行优先级分析获取控制序列。边缘处理模块在控制序列的基础上，通过数据传感器或者搬运设备采集基础环境数据。
66.边缘处理模块根据基础环境数据构建工作区域的单位立体模型。中枢分析模块基于若干单位立体模型获取综合立体模型；基于控制序列依次规划调整搬运设备的行驶路径，控制搬运设备沿着行驶路径完成运输任务。
67.以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。