一种用于井下智能车的外部交互系统技术方案

本申请涉及车辆交互系统领域，公开了一种用于井下智能车的外部交互系统，包括井下智能车，所述井下智能车车体上安装有感知模块

【技术实现步骤摘要】
一种用于井下智能车的外部交互系统


[0001]本专利技术涉及车辆交互系统
，具体为一种用于井下智能车的外部交互系统
。

技术介绍

[0002]井下勘探技术有很高的危险性，因为在井下的环境中存在着高温
、
高压
、
高湿
、
有毒气体以及地质构造复杂等多种复杂的条件
。
为了保障勘探人员的安全性，井下智能车系统应运而生
。
该系统可以通过遥控方式，使勘探人员不必直接亲自进入危险区域进行勘探，从而大大减少事故的发生
。
[0003]在传统的井下智能车交互系统中，勘探人员与智能车之间的通信相对困难，勘探人员通常无法直接获取到车辆所探测到的关键信息，更难快速做出正确的决策
。
此外，传统系统通常只提供一些基本的二维和三维图形展示，难以真实地呈现井下情况
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于井下智能车的外部交互系统，解决了传统的井下智能车外部交互系统使用时，人机通信相对困难，难以直接获取到关键信息，难以真实地呈现井下情况的问题
。
[0005]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种用于井下智能车的外部交互系统，包括：
[0006]井下智能车，所述井下智能车车体上安装有感知模块
、
控制模块和状态反馈模块；
[0007]地面终端，用于显示井下智能车的作业状态
、
传输数据和交互结果；
[0008]通信模块，用于井下智能车和地面终端之间的双向通信，传输感知模块和人机交互模块的数据
、
控制信号以及预警信息；
[0009]所述感知模块，用于采集车辆的位置
、
速度
、
姿态角度信息以及井下环境信息；
[0010]所述控制模块，其基于感知模块的数据，用于控制车辆的运动，进行导航和路径规划，并对车辆的速度和方向进行调整，以保障安全行驶；
[0011]所述状态反馈模块，用于向地面终端提供车辆
、
环境信息和警告反馈；
[0012]所述地面终端包括虚拟现实模块，所述虚拟现实模块用于将井下智能车的实时工作状态以及井下环境信息转换成虚拟环境，并实时呈现在地面终端上，且能控制井下智能车
。
[0013]优选的，所述感知模块包括：
[0014]位姿传感器，用于测量车辆的状态信息，其包括陀螺仪
、
加速度计
、
磁强计；
[0015]视觉传感器，用于获取车辆周围的图像和点云数据，以辅助车辆的导航和控制，其包括摄像头
、
激光雷达；
[0016]声学传感器，用于检测车辆周围的声音和物体距离信息，以辅助车辆的避障和定位，其包括麦克风
、
超声波传感器；
[0017]环境传感器，用于检测车辆周围的环境信息，以帮助车辆适应复杂的井下环境，其包括温度
、
湿度
、
气压
、
气体传感器
。
[0018]优选的，所述虚拟现实模块包括：
[0019]虚拟引擎模块，用于创建
、
更新
、
渲染和呈现虚拟现实场景，并处理用户的交互请求和反馈；
[0020]环境建模模块，用于将从感知模块获取到的信息进行处理和分析，构建出井下环境的虚拟模型，以供呈现和操作；
[0021]用户交互模块，其与虚拟引擎模块交互，以控制井下智能车的运动操作
。
[0022]优选的，所述用户交互模块包括头戴式显示器和手柄
。
[0023]优选的，所述通信模块包括：
[0024]数据传输模块，用于将井下智能车的实时数据信息传输到地面终端，并将地面终端的控制信号和指令回传给井下智能车，保证井下智能车和地面终端的实时通讯；
[0025]实时监控模块，用于实时监控通信模块的稳定性
、
安全性和数据传输速率，并对通信故障和异常状态进行预警和异常情况处理；
[0026]数据安全模块，用于对数据进行加密和解密，保护井下智能车和地面终端之间的通信数据的安全性和私密性
。
[0027]优选的，所述控制模块包括：
[0028]运动控制模块，用于控制车辆运动状态，保障井下智能车行驶的稳定性和安全性；
[0029]路径规划模块，用于根据感知模块的数据和任务需求，通过算法和模型选择最佳的车辆行驶路径，为井下智能车提供精确的路径规划和自主导航；
[0030]运动调整模块，基于车辆的运动状态
、
通信和导航的数据，实时调整车辆的速度和方向，确保井下智能车在复杂的环境中精准运动和执行任务
。
[0031]优选的，所述状态反馈模块包括：
[0032]操作反馈模块，负责将井下智能车的实时状态和环境信息反馈给地面终端，并对地面终端的指令和反馈信号等做出实时的反应；
[0033]警告提示模块，基于井下感知模块和控制模块的数据，对异常情况
、
危险状况和可疑行为进行实时警告和提示
。
[0034]优选的，所述外部交互系统还包括人工智能模块，用于通过机器学习和深度学习算法，对感知模块采集的数据进行分析，以优化车辆的运行和生产效益，同时预测设备故障和维护需求
。
[0035]优选的，所述外部交互系统还包括数据存储模块，用于对从感知模块
、
人工智能模块和通信模块采集的数据进行存储，以便后期进行数据分析
。
[0036]本专利技术提供所述外部交互系统的交互方法，包括：
[0037]井下智能车的控制模块基于感知模块采集的数据，控制车辆的运动进行导航和路径规划，并对车辆的速度和方向进行调整，以保障安全行驶；
[0038]井下智能车的状态反馈模块向地面终端提供车辆状态
、
环境信息和警告反馈；
[0039]用户通过地面终端与井下智能车进行交互，同时监测井下智能车的作业状态
、
传输数据和交互结果；
[0040]虚拟现实模块将井下智能车的实时工作状态以及井下环境信息转换成虚拟环境，
实时呈现在地面终端上；
[0041]用户通过用户交互模块与井下智能车交互，以干预控制井下智能车的运动操作
。
[0042]本专利技术提供了一种用于井下智能车的外部交互系统
。
具备以下有益效果：
[0043]1、
本专利技术通过设置的虚拟现实模块将井下智能车的实时工作状态以及井下环境信息转换成虚拟环境实时呈现在地面终端上，用户可通过直接操作和监控井下智能车的运行，实现远程控制和调节，可以更直观
、
更清晰地掌握井下智能车的状态和环境情况，实现对车辆的远程实时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于井下智能车的外部交互系统，其特征在于，包括：井下智能车，所述井下智能车车体上安装有感知模块
、
控制模块和状态反馈模块；地面终端，用于显示井下智能车的作业状态
、
传输数据和交互结果；通信模块，用于井下智能车和地面终端之间的双向通信，传输感知模块和人机交互模块的数据
、
控制信号以及预警信息；所述感知模块，用于采集车辆的位置
、
速度
、
姿态角度信息以及井下环境信息；所述控制模块，其基于感知模块的数据，用于控制车辆的运动，进行导航和路径规划，并对车辆的速度和方向进行调整，以保障安全行驶；所述状态反馈模块，用于向地面终端提供车辆
、
环境信息和警告反馈；所述地面终端包括虚拟现实模块，所述虚拟现实模块用于将井下智能车的实时工作状态以及井下环境信息转换成虚拟环境，并实时呈现在地面终端上，且能控制井下智能车
。2.
根据权利要求1所述的一种用于井下智能车的外部交互系统，其特征在于，所述感知模块包括：位姿传感器，用于测量车辆的状态信息，其包括陀螺仪
、
加速度计
、
磁强计；视觉传感器，用于获取车辆周围的图像和点云数据，以辅助车辆的导航和控制，其包括摄像头
、
激光雷达；声学传感器，用于检测车辆周围的声音和物体距离信息，以辅助车辆的避障和定位，其包括麦克风
、
超声波传感器；环境传感器，用于检测车辆周围的环境信息，以帮助车辆适应复杂的井下环境，其包括温度
、
湿度
、
气压
、
气体传感器
。3.
根据权利要求2所述的一种用于井下智能车的外部交互系统，其特征在于，所述虚拟现实模块包括：虚拟引擎模块，用于创建
、
更新
、
渲染和呈现虚拟现实场景，并处理用户的交互请求和反馈；环境建模模块，用于将从感知模块获取到的信息进行处理和分析，构建出井下环境的虚拟模型，以供呈现和操作；用户交互模块，其与虚拟引擎模块交互，以控制井下智能车的运动操作
。4.
根据权利要求3所述的一种用于井下智能车的外部交互系统，其特征在于，所述用户交互模块包括头戴式显示器和手柄
。5.
根据权利要求1所述的一种用于井下智能车的外部交互系统，其特征在于，所述通信模块包括：数据传输模块，用于将井下智能车的实时数据信息传输到地面终端，并将地面终端...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦沛霖，张传伟，党蒙，杨佳佳，郭仲宇，赵瑞祺，王健龙，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：