CN116203885B - 一种挖掘机的远程控制方法、系统、装置和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种挖掘机的远程控制方法，包括：在具有触摸屏的移动终端的控制界面上设置用于控制左履带的左摇杆、用于控制右履带的右摇杆、用于控制小臂和回转的左滑杆以及用于控制大臂和铲斗的右滑杆；左摇杆和右摇杆均以中心为原点，通过上下滑动来控制相应的履带；左滑杆和右滑杆均以中心为原点，通过上、下、左、右滑动来控制小臂、大臂和铲斗的开度以及车体的回转。该方法通过左右摇杆实现履带的远程控制，通过左右滑杆实现大臂、小臂、铲斗和回转的远程控制，可以解决在没有定制的控制挖掘机远程驾驶模拟器的情况下进行快速开发适配工作，也可以用于车辆管理员针对挖掘机进行手机近场控车转移车辆、及配合流媒体技术进行远程驾驶等。
Description
技术领域
本发明涉及一种挖掘机的控制方法，尤其是一种挖掘机的远程控制方法、系统、装置和存储介质。
背景技术
矿井的安全一直是全世界工业安全面临的巨大挑战，人们常会联想到塌方、爆炸等安全事故以及触目惊心的伤亡数字。由于矿山地质条件复杂，随时有崩塌落石的危险。于是，如何在采矿过程中尽可能的实现无人化、智能化，降低事故伤亡率成为了各大矿企积极寻求转型的方向。目前市面上还没有现成可以对挖掘机进行远程驾驶的模拟器。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种能够通过触摸屏对挖掘机进行远程控制的一种挖掘机的远程控制方法，具体技术方案为：
一种挖掘机的远程控制方法，包括：在具有触摸屏的移动终端的控制界面上设置用于控制左履带的左摇杆、用于控制右履带的右摇杆、用于控制小臂和回转的左滑杆以及用于控制大臂和铲斗的右滑杆；所述左摇杆和所述右摇杆均以中心为原点，通过上下滑动来控制相应的履带；所述左滑杆和所述右滑杆均以中心为原点，通过上、下、左、右滑动来控制小臂、大臂和铲斗的开度以及车体的回转。
优选的，控制小臂和大臂时将所述左滑杆和所述右滑杆相对于原点的偏移量转换为小臂和大臂的开度步长；控制铲斗翻转时，将右滑杆相对于原点的偏移量转换为铲斗的翻转的开度步长；控制回转时，将左滑杆相对于原点的偏移量转换为回转的启停。
优选的，转换开度步长时，左滑杆和右滑杆相对于原点的距离越远对应的步长值越大。
其中，将开度步长的转换分为N级，左滑杆和右滑杆的原点与最大控制位置的距离为H，当左滑杆或右滑杆的移动距离超出H/N时，启动线程每200毫秒计算一次：开度步长＝当前开度+当前步长。
进一步的，将开度步长的转换分为5级；控制小臂时，当左滑杆离原点向上或向下滑动超出H/5时，启动线程每200毫秒计算一次小臂开度：小臂开度＝当前小臂开度+当前步长；控制大臂时，当右滑杆离原点向上或向下滑动超出H/5时，启动线程每200毫秒计算一次大臂开度：大臂开度＝当前大臂开度+当前步长；控制铲斗时，当右滑杆离原点向左或向右滑动超出H/5时，启动线程每200毫秒计算一次开度：铲斗开度＝当前铲斗开度+当前步长。
其中，控制小臂和大臂时，向上的开度步长为正值，向下的开度步长为负值；控制铲斗时，向右的开度步长为正值，向左的开度步长为负值。
优选的，控制回转时，当左滑杆的偏移量超过整个左偏移量或右偏移量的一半时，改变车体旋转字节数据，控制挖掘机的车体旋转。
一种挖掘机的远程控制系统，用于上述一种挖掘机的远程控制方法，包括：移动终端，所述移动终端具有触摸屏，控制界面上设有左摇杆、右摇杆、左滑杆和右滑杆，所述移动终端用于将手指对摇杆的操作转换成履带的控制以及将对摇杆的操作转换为对大臂、小臂、铲斗和回转的控制；及服务器，所述服务器通过无线网分别与挖掘机和所述移动终端连接，用于移动终端的程序与控车程序的交互通信。
一种远程驾驶挖掘机的装置，包括：处理器；及存储器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序；其中，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的一种挖掘机的远程控制方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有数据处理程序，所述数据处理程序被处理器执行时实现如上所述的一种挖掘机的远程控制方法的步骤。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：
本发明提供的一种挖掘机的远程控制方法通过左右摇杆实现履带的远程控制，通过左右滑杆实现大臂、小臂、铲斗和回转的远程控制，可以解决在没有定制的控制挖掘机远程驾驶模拟器的情况下进行快速开发适配工作，也可以用于车辆管理员针对挖掘机进行手机近场控车转移车辆、及配合流媒体技术进行远程驾驶等。
附图说明
图1是本发明的控制界面；
图2是左滑杆的控制流程图；
图3是右滑杆的控制流程图；
图4是更新控车信息的流程图。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步说明。
在手机界面上，绘制左右摇杆控制履带，绘制左右滑杆控制大臂、小臂、铲斗及回转，通过左右摇杆进行远程车辆驾驶，通过左右滑杆进行远程作业。
实施例一
如图1至图4所示，一种挖掘机的远程控制方法，包括：在具有触摸屏的移动终端的控制界面上设置用于控制左履带的左摇杆、用于控制右履带的右摇杆、用于控制小臂和回转的左滑杆以及用于控制大臂和铲斗的右滑杆；所述左摇杆和所述右摇杆均以中心为原点，通过上下滑动来控制相应的履带；所述左滑杆和所述右滑杆均以中心为原点，通过上、下、左、右滑动来控制小臂、大臂和铲斗的开度以及车体的回转。
控制小臂和大臂时将所述左滑杆和所述右滑杆相对于原点的偏移量转换为小臂和大臂的开度步长；控制铲斗翻转时，将右滑杆相对于原点的偏移量转换为铲斗的翻转的开度步长；控制回转时，将左滑杆相对于原点的偏移量转换为回转的启停。
转换开度步长时，左滑杆和右滑杆相对于原点的距离越远对应的步长值越大。
将开度步长的转换分为N级，左滑杆和右滑杆的原点与最大控制位置的距离为H，当左滑杆或右滑杆的移动距离超出H/N时，启动线程每200毫秒计算一次：开度步长＝当前开度+当前步长。
将开度步长的转换分为5级；
制小臂时，当左滑杆离原点向上或向下滑动超出H/5时，启动线程每200毫秒计算一次小臂开度：小臂开度＝当前小臂开度+当前步长；
控制大臂时，当右滑杆离原点向上或向下滑动超出H/5时，启动线程每200毫秒计算一次大臂开度：
大臂开度＝当前大臂开度+当前步长；
控制铲斗时，当右滑杆离原点向左或向右滑动超出H/5时，启动线程每200毫秒计算一次开度：
铲斗开度＝当前铲斗开度+当前步长。
控制小臂和大臂时，向上的开度步长为正值，向下的开度步长为负值；
控制铲斗时，向右的开度步长为正值，向左的开度步长为负值。
控制回转时，当左滑杆的偏移量超过整个左偏移量或右偏移量的一半时，改变车体旋转字节数据，控制挖掘机的车体旋转。
左右摇杆允许用户上下滑动，以中心点为原点，左摇杆对应左履带，右摇杆对应右履带；用户两指触摸到摇杆球后，控制向上滑动时，会将向上的偏移量转换成履带期望前进速度，控制向下滑动时，会将相对于中心点向下的偏移量转换成履带期望倒退速度。得到履带期望速度值后，更新控车消息中对应的数据字段，发送给MQTT服务器，服务器将控制消息发送给挖掘机的控制系统。
单手操作摇杆控制车辆前进与后退：
车辆在远程控制时，多数情况可能是需要前进或者后退，因此需要左右履带的速度保持一致才能使车辆不会转向偏移。为了满足这种多数场景的需求，当用户单独操作左边或者右边摇杆滑动时，未操作的摇杆将做同步镜像滑动，使得左右摇杆在单手操作时得到一样的相对偏移量，从而得到相同的履带期望速度值，支持单手操控车辆前进与后退。
该方法通过在左右摇杆控件中，互相监听对方的摇杆位置状态回调，当一个摇杆不处于用户触摸状态下时，另一个摇杆触摸位置发生改变时，通过摇杆位置状态回调，将值位置对应的偏移量传递给未触摸状态下的摇杆，使其能做同步的位置变化。
双手操作摇杆自由控制车辆：
车辆在远程控制时，行驶过程中可能需要转弯或者原地调头等，因此需要左右履带的速度不一致。为了满足这种场景的需求，当用户可以双指同时操作左右摇杆，当左右摇杆都在触摸状态下时，双摇杆会独立响应触摸操作，将对应的偏移量转成对应的履带期望速度值，从而互相独立的控制左右履带的期望速度，达到转弯、原地调头等驾驶动作。
车辆加减速防抖：
由于手机操控左右摇杆时，没有力的反馈，用户可以轻松的从最小值滑到最大值，这时如果直接将摇杆对应的瞬间位置转换成履带期望速度值，那么履带期望速度值变化跨度可能会很大，车辆启步、加速、减速，可能会出现严重的抖动不良体验。
加减速防抖功能，在用户大幅度滑动摇杆时，通过当前手指滑动变化量的int型数值除以10作为滑动步长，将大幅度滑动转换成曲线变化，当前手指滑动变化量的int型数值除以10为0时，以最小整数1作为滑动步长，最终让摇杆平缓变化，来达到防抖目的。
左滑杆触摸操作：
左滑杆(左手操作)控制小臂和回转，以中心点为原点，左滑杆向下滑小臂收回，滑杆向上滑小臂往外翻出；左滑杆向右滑挖掘机的车体向右回转，左滑杆向左滑挖掘机的车体向左回转。此处的车体回转是至驾驶、大臂、小臂和铲斗相对于底盘的转动。
用户手指触摸到左滑杆后，控制左滑杆向上滑动时，会将向上的偏移量转换成小臂张开的步长，滑杆球离原点越远，对应的步长值越大，最大步长为5，设原点到最顶端的距离为H，将其平分成5个等分，分别对应1、2、3、4、5级步长；当左滑杆离原点向上滑动超出H/5时，启动线程每200毫秒计算一次小臂开度，计算公式为：小臂开度＝当前小臂开度+当前步长，得到小臂开度后，更新控车消息中对应的数据字段，发送给MQTT服务器，使挖掘机小臂张开。
当控制左滑杆向下滑动时，对应的步长为负值，计算公式同向上滑动。
用户手指触摸到左滑杆后，当向左的偏移量超过一半时，将车体旋转字节数据设为1，更新控车消息中对应的数据字段，发送给MQTT服务器，使挖掘机的车体执行左旋转。当向右的偏移量超过一半时，将车体旋转字节数据设为2，更新控车消息中对应的数据字段，发送给MQTT服务器，使挖掘机的车体执行右旋转。
如图2所示，左滑杆控制时：
手指触摸到左滑杆进行滑动；
检测是否向上滑动，若向上滑动则判断滑动距离是否大于H/5，若大于H/5则计算小臂开度当前步长，为相对距离除以H乘以5，取整；否则检测滑动方向是否向下；若向下滑动则判断滑动距离是否大于H/5，若大于H/5则计算小臂开度当前步长，为相对距离除以H乘以5，取反；
检测是否向左滑动，若向左滑动则车体旋转字节数据设为1；若向右滑动则车体旋转字节数据设为2，否则返回。
右滑杆触摸操作：
右滑杆(右手操作)控制大臂和铲斗的工作，右滑杆向下大臂提升，右滑杆向上滑大臂下降，右滑杆向右滑铲斗外翻，右滑杆向左滑铲斗收拢。
用户手指触摸到右滑杆后，控制右滑杆向上滑动时，会将向上的偏移量转换成大臂张开的步长，滑杆球离原点越远，对应的步长值越大，最大步长为5，设原点到最顶端的距离为H，将其平分成5个等分，分别对应1、2、3、4、5级步长；当右滑杆离原点向上滑动超出H/5时，启动线程每200毫秒计算一次大臂开度，计算公式为：大臂开度＝当前大臂开度+当前步长，得到大臂开度后，更新控车消息中对应的数据字段，发送给MQTT服务器，使挖掘机大臂张开。
当控制右滑杆向下滑动时，对应的步长为负值，计算公式同向上滑动。
用户手指触摸到右滑杆后，控制右滑杆向右滑动时，会将向右的偏移量转换成铲斗外翻的步长，右滑杆向右离原点越远，对应的步长值越大，最大步长为5，设原点到最右端的距离为H，将其平分成5个等分，分别对应1、2、3、4、5级步长；当右滑杆离原点向右滑动超出H/5时，启动线程每200毫秒计算一次铲斗开度，计算公式为：铲斗开度＝当前铲斗开度+当前步长，得到铲斗开度后，更新控车消息中对应的数据字段，发送给MQTT服务器，使挖掘机铲斗外翻。
当控制右滑杆向左滑动时，对应的步长为负值，控制铲斗收拢，计算公式同向右滑动。
如图3所示，右滑杆控制时：
手指触摸到右滑杆进行滑动；
检测是否向上滑动，若向上滑动则判断滑动距离是否大于H/5，若大于H/5则计算大臂开度当前步长，为相对距离除以H乘以5，取整；否则检测滑动方向是否向下；若向下滑动则判断滑动距离是否大于H/5，若大于H/5则计算大臂开度当前步长，为相对距离除以H乘以5，取反；
检测是否向右滑动，若向右滑动则计算铲斗开度的步长，为相对距离除以H乘以5，取整；若向左滑动则计算铲斗开度的步长，为相对距离除以H乘以5，取反；否则返回。
如图4所示，更新控车信息时：
计算线程每200毫秒执行一次；
判断小臂当前步长是否不为0，若不为0则更新小臂开度数据，并发送给服务器；
若小臂当前步长为0时，则判断大臂当前步长是否不为0，若大臂当前步长不为0则更新大臂开度数据，并发送给服务器；
若大臂当前步长为0时，则判断车体旋转字节是否不为0，若车体旋转字节不为0则更新车体旋转字节数据，并发送给服务器；
若车体旋转字节为0时，则判断铲斗开度当前步长是否不为0，若铲斗开度当前步长不为0，则更新铲斗数据，并发送给服务器。
一种挖掘机的远程控制系统，用于一种挖掘机的远程控制方法，包括：
移动终端，所述移动终端具有触摸屏，控制界面上设有左摇杆、右摇杆、左滑杆和右滑杆，所述移动终端用于将手指对摇杆的操作转换成履带的控制以及将对摇杆的操作转换为对大臂、小臂、铲斗和回转的控制；及
服务器，所述服务器通过无线网分别与挖掘机和所述移动终端连接，用于移动终端的程序与控车程序的交互通信。
通讯协议：采用的MQTT发布和订阅协议，默认topic：台架发送主题："excavator_bridge"，网关发送主题："excavator_gateway"。
每条消息由标识位、消息头、消息体和校验码组成。
一种远程驾驶挖掘机的装置，包括：处理器；及存储器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序；其中，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述的一种挖掘机的远程控制方法的步骤。
存储器和处理器之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可以通过一条或者多条通信总线或信号线实现电性连接，如可以通过总线连接。存储器中存储有实现数据访问控制方法的计算机执行指令，包括至少一个可以软件或固件的形式存储于存储器中的软件功能模块，处理器通过运行存储在存储器内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。
存储器可以是，但不限于，随机存取存储器(RandomAccessMemory，简称：RAM)，只读存储器(ReadOnlyMemory，简称：ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-OnlyMemory，简称：PROM)，可擦除只读存储器(Erasable ProgrammableRead-OnlyMemory，简称：EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric ErasableProgrammableRead-OnlyMemory，简称：EEPROM)等。其中，存储器用于存储程序，处理器在接收到执行指令后，执行程序。
处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessingUnit，简称：CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称：NP)等。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有数据处理程序，所述数据处理程序被处理器执行时实现上述的一种挖掘机的远程控制方法的步骤。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图来描述的。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图和/或中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图中指定的功能的步骤。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种挖掘机的远程控制方法，其特征在于，包括：
在具有触摸屏的移动终端的控制界面上设置用于控制左履带的左摇杆、用于控制右履带的右摇杆、用于控制小臂和回转的左滑杆以及用于控制大臂和铲斗的右滑杆；
所述左摇杆和所述右摇杆均以中心为原点，通过上下滑动来控制相应的履带；
所述左滑杆和所述右滑杆均以中心为原点，通过上、下、左、右滑动来控制小臂、大臂和铲斗的开度以及车体的回转；
控制小臂和大臂时将所述左滑杆和所述右滑杆相对于原点的偏移量转换为小臂和大臂的开度步长；
控制铲斗翻转时，将右滑杆相对于原点的偏移量转换为铲斗的翻转的开度步长；
控制回转时，将左滑杆相对于原点的偏移量转换为回转的启停；
转换开度步长时，左滑杆和右滑杆相对于原点的距离越远对应的步长值越大；
将开度步长的转换分为N级，左滑杆和右滑杆的原点与最大控制位置的距离为H，当左滑杆或右滑杆的移动距离超出H/N时，启动线程每200毫秒计算一次：
开度步长=当前开度+当前步长；
将开度步长的转换分为5级；
控制小臂时，当左滑杆离原点向上或向下滑动超出H/5时，启动线程每200毫秒计算一次小臂开度：
小臂开度=当前小臂开度+当前步长；
控制大臂时，当右滑杆离原点向上或向下滑动超出H/5时，启动线程每200毫秒计算一次大臂开度：
大臂开度=当前大臂开度+当前步长；
控制铲斗时，当右滑杆离原点向左或向右滑动超出H/5时，启动线程每200毫秒计算一次开度：
铲斗开度=当前铲斗开度+当前步长；
控制小臂和大臂时，向上的开度步长为正值，向下的开度步长为负值；
控制铲斗时，向右的开度步长为正值，向左的开度步长为负值；
控制回转时，当左滑杆的偏移量超过整个左偏移量或右偏移量的一半时，改变车体旋转字节数据，控制挖掘机的车体旋转；计算线程每200毫秒执行一次；
更新控车信息时：
判断小臂当前步长是否不为0，若不为0则更新小臂开度数据，并发送给服务器；
若小臂当前步长为0时，则判断大臂当前步长是否不为0，若大臂当前步长不为0则更新大臂开度数据，并发送给服务器；
若大臂当前步长为0时，则判断车体旋转字节是否不为0，若车体旋转字节不为0则更新车体旋转字节数据，并发送给服务器；
若车体旋转字节为0时，则判断铲斗开度当前步长是否不为0，若铲斗开度当前步长不为0，则更新铲斗数据，并发送给服务器。
2.一种挖掘机的远程控制系统，用于权利要求1所述的一种挖掘机的远程控制方法，其特征在于，包括：
移动终端，所述移动终端具有触摸屏，控制界面上设有左摇杆、右摇杆、左滑杆和右滑杆，所述移动终端用于将手指对摇杆的操作转换成履带的控制以及将对摇杆的操作转换为对大臂、小臂、铲斗和回转的控制；及
服务器，所述服务器通过无线网分别与挖掘机和所述移动终端连接，用于移动终端的程序与控车程序的交互通信。
3.一种远程驾驶挖掘机的装置，其特征在于，包括：
处理器；及
存储器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序；
其中，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1所述的一种挖掘机的远程控制方法的步骤。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有数据处理程序，所述数据处理程序被处理器执行时实现如权利要求1所述的一种挖掘机的远程控制方法的步骤。
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- 2023-03-11 CN CN202310230909.5A patent/CN116203885B/zh active Active
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