无人设备及其远程控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种无人设备及其远程控制系统。该无人设备包括：设备本体；影像设备，安装于设备本体上；设备声音模组，包括：拾音器，安装于设备本体上；声电转换装置，电性连接于拾音器；设备状态监测装置，安装于设备本体上；设备数据同步装置，电性连接于影像设备、声电转换装置、设备状态监测装置，其将环境影像数据、环境声音数据、设备状态数据合成编码为同步上传数据；设备通信装置，电性连接于设备数据同步装置，并通过公共数据网络电性连接至远程控制系统。本实用新型专利技术可以将无人设备侧所有监测数据及音/视频实时同步传输到远程控制中心，以满足远程控制中心听、说、看及操作控制的需求。制的需求。制的需求。

【技术实现步骤摘要】
无人设备及其远程控制系统


[0001]本技术涉及无人控制
，尤其涉及一种无人设备及其远程控制系统。

技术介绍

[0002]交通运输智能化已经成为全球技术推广应用的热点，尤其是在船舶方向。由于恶劣环境与有限条件致使船员流失日益加剧，减少或取消直接在船舶上工作已成为大势所趋。
[0003]然而，在传统无人船应用中，摄像头的布置并不合理，远程控制人员无法获得船体外界环境的整体认知。此外，影像数据、声音数据、设备状态数据通过不同的信道进行传输，导致在远程控制中心获得的数据不同步，环境影像、环境声音、设备状态在时间上不同步，严重影响了远程控制人员对操控设备的外界环境、自身状态的判断。其他无人设备，例如无人机也存在类似问题。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本技术以期至少部分地解决以上技术问题中的至少之一。
[0006](二)技术方案
[0007]为了实现如上目的，根据本技术的一个方面，提供了一种无人设备，包括：设备本体；影像设备，安装于设备本体上，包括：设置于设备本体前段的前摄像头；设置于设备本体中段，位于同一安装平面上的后摄像头、左摄像头、右摄像头；其中，安装平面的高度高于前摄像头的高度；影像合成装置，电性连接至前摄像头、左摄像头、右摄像头、后摄像头，其将四者所获得的环境影像数据合成环境鸟瞰影像数据；设备声音模组，包括：拾音器，安装于设备本体上；声电转换装置，电性连接于拾音器，其将拾音器捕捉的声音转换为环境声音数据；设备状态监测装置，安装于设备本体上，其实时获取无人设备的设备状态数据；设备数据同步装置，电性连接于影像设备、声电转换装置、设备状态监测装置，其将环境影像数据、环境声音数据、设备状态数据合成编码为同步上传数据；设备通信装置，电性连接于设备数据同步装置，并通过公共数据网络电性连接至远程控制系统，其将同步上传数据上传至远程控制系统。
[0008]在本技术的一些实施例中，无人设备为无人船；设备本体为船本体；前摄像头，设置于船本体的船头，朝向船艏，包括：前主摄像头，朝向船本体的正前方，前左、前右辅摄像头，分别朝向船本体的前方左侧和前方右侧，两者的光学中心轴线与前主摄像头的光学中心轴线所成的角度介于30
°
～45
°
之间；后摄像头朝向船艉；左摄像头和右摄像头，分别朝向船本体的左右两侧；左摄像头、右摄像头、后摄像头设置于船本体的艉楼上，三者的高度高于前摄像头的高度；影像合成装置在合成环境鸟瞰影像数据的过程中，前主摄像头、前左辅摄像头、前右辅摄像头、左摄像头、右摄像头、后摄像头的数据合成比例为20％：10％：10％：20％：20％：20％。
[0009]在本技术的一些实施例中，公共数据网络包括：通用数据网和卫星数据网；其中，通用数据网络按照以下优先级顺序进行选择：5G网络、4G网络、3G网络；卫星数据网为北斗通信网络。
[0010]在本技术的一些实施例中，设备通信装置还接收远程控制系统下传的同步下传数据，设备数据同步装置还从同步下传数据中解析出语音广播数据和指令控制数据；设备数据同步装置还电性连接至声电转换装置；声电转换装置将语音广播数据转换为语音模拟信号，设备声音模组还包括：喊话喇叭，电性连接至声电转换装置，其将语音模拟信号通过声音形式向环境进行广播；无人设备还包括：无人设备控制装置，电性连接至设备数据同步装置，其利用指令控制数据对无人设备的行进路径、模式和姿态进行控制。
[0011]在本技术的一些实施例中，影像合成装置通过网络接口连接至设备数据同步装置；设备状态监测装置和无人设备控制装置通过串口服务器连接至设备数据同步装置；声电转换装置通过网络接口连接至设备数据同步装置。
[0012]在本技术的一些实施例中，设备通信装置为具有加解密功能的设备VPN通信装置，远程控制系统包括：具有加解密功能的远程VPN通信装置；设备VPN通信装置通过公共数据网络与远程VPN通信装置建立VPN保密网络。
[0013]为了实现如上目的，根据本技术的第二个方面，还提供了一种无人设备的远程控制系统，用于对上述无人设备进行远程控制，包括：远程通信装置，通过公共数据网络连接至无人设备的设备通信装置；远程控制主机，电性连接至远程通信装置，其由远程通信装置接收的同步上传数据解析出：环境鸟瞰影像数据、环境声音数据、设备状态数据；环境影像显示屏，电性连接至远程控制主机，其展示环境鸟瞰影像；远程声音模组，包括：声电转换装置，电性连接至远程控制主机；扬声器，电性连接至声电转换装置，其将声电转换装置转换后的环境进行播放；设备在线实时监测显示屏，电性连接至远程控制主机，其展示无人设备的设备状态数据。
[0014]在本技术的一些实施例中，还包括：远程控制装置，其将远程控制人员的控制指令转换为指令控制数据；远程声音模组还包括：话筒；声电转换装置，电性连接至话筒，其将话筒捕捉远程控制人员的语音转换语音广播数据；远程控制主机，电性连接至远程控制装置和声电转换装置，其将以下数据编码合成为同步下传数据：语音广播数据、指令控制数据；远程通信装置，还将同步下传数据下传至无人设备。
[0015](三)有益效果
[0016]从上述技术方案可知，本技术至少具有以下有益效果其中之一：
[0017](1)在设备本体前段设置前摄像头，可以很方便地观察无人设备行进前方的环境，三个前摄像头大大提升了正前方向的视野范围，在设备本体中段设置后、左、右摄像头，该三个摄像头与前摄像头共同构成影像设备，合成环境鸟瞰影像，可以令远程操控人员很方便地了解无人设备周边的整体环境。
[0018]后、左、右摄像头位于同一安装平面上，有利于多个摄像头的安装与维修保养，还有利于后续生成环境鸟瞰影像时图像的对准。同时，相比于一并发送多个摄像头的影像，直接发送环境鸟瞰影像数据，减少了数据传输量，增强了远程人员对环境的整体认知效果。
[0019](2)将无人设备获取的环境影像数据、环境声音数据、设备状态数据进行统一的合成编码，由设备通信装置通过公共数据网络统一上传至远程控制系统。
[0020]通过上述方式，实现了环境影像数据、环境声音数据、设备状态数据的同速、同延时传输，以满足远程控制中心听、说、看及操作控制对时间差的要求，避免了远程控制人员看到的环境影像、听到的环境语音、接收到的设备状态在时间上不一致的缺陷，有利于远程控制人员对于无人设备所处环境、实时状态有正确了解，从而可以做出正确的操控动作。
[0021](2)通过船基VPN通信装置和远程VPN通信装置建立VPN网络，两模组同时具有对数据进行加解密功能，从而实现数据安全可靠的远程传输，且充分利用现有公共数据网络络框架达到了降低传输改造费用的效果。
[0022](3)在远程控制中心通过话筒喊话后，声电转换装置将接收到的电信号转换为语音广播数据后通过远程数据同步装置和远程通信装置回传给无人设备，由喊话喇叭实现语音远程广播。由此可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人设备，其特征在于，包括：设备本体；影像设备，安装于设备本体上，包括：设置于所述设备本体前段的前摄像头；设置于所述设备本体中段，位于同一安装平面上的后摄像头、左摄像头、右摄像头，其中，所述安装平面的高度高于所述前摄像头的高度；影像合成装置，电性连接至所述前摄像头、左摄像头、右摄像头、后摄像头，其将四者所获得的环境影像数据合成环境鸟瞰影像数据；设备声音模组，包括：拾音器，安装于设备本体上；声电转换装置，电性连接于所述拾音器，其将所述拾音器捕捉的声音转换为环境声音数据；设备状态监测装置，安装于设备本体上，其实时获取无人设备的设备状态数据；设备数据同步装置，电性连接于所述影像设备、声电转换装置、设备状态监测装置，其将环境影像数据、环境声音数据、设备状态数据合成编码为同步上传数据；设备通信装置，电性连接于所述设备数据同步装置，并通过公共数据网络电性连接至远程控制系统，其将所述同步上传数据上传至所述远程控制系统。2.根据权利要求1所述的无人设备，其特征在于，所述无人设备为无人船；所述设备本体为船本体；所述前摄像头，设置于所述船本体的船头，朝向船艏，包括：前主摄像头，朝向船本体的正前方，前左、前右辅摄像头，分别朝向船本体的前方左侧和前方右侧，两者的光学中心轴线与所述前主摄像头的光学中心轴线所成的角度介于30
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之间；所述后摄像头朝向船艉；所述左摄像头和右摄像头，分别朝向船本体的左右两侧；所述左摄像头、右摄像头、后摄像头设置于船本体的艉楼上，三者的高度高于所述前摄像头的高度；所述影像合成装置在合成环境鸟瞰影像数据的过程中，前主摄像头、前左辅摄像头、前右辅摄像头、左摄像头、右摄像头、后摄像头的数据合成比例为20％：10％：10％：20％：20％：20％。3.根据权利要求1所述的无人设备，其特征在于，所述公共数据网络包括：通用数据网和卫星数据网；其中，所述通用数据网络按照以下优先级顺序进行选择：5G网络、4G网络、3G网络；所述卫星数据网为北斗通信网络。4.根据权利要求1所述的无人设备，其特征在于，所述设备通信装置还接收所述远程控制系统下传的同步下传数据，所述设备数据同步装置还从所述同步下传数据中解析出语音广...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶耀川，李宝安，
申请(专利权)人：北京北航天宇长鹰无人机科技有限公司，
类型：新型
国别省市：