一种基于切换型远程无人机共驾的无人推耙机中控系统的制作方法

本发明涉及散货船清舱，尤其涉及一种基于切换型远程无人机共驾的无人推耙机中控系统。

背景技术：

1、火电码头的卸煤清舱作业主要将推耙机下放到船舱后，通过推、耙等操作将船舱甲板下散煤聚集至卸船机可抓取区域，配合卸船机进行卸船作业。大部分清舱作业所使用的推耙机仍处于人工驾驶阶段，存在煤堆掩埋工程装备、作业人员或装备安全等问题，导致作业中断、时间延误以及资源浪费。这种作业方式制约了火电站整体科技水平和管理水平的提升。同时，封闭舱内粉尘危害、噪声振动等恶劣的工作条件对作业人员的职业健康造成严重隐患。随着无人驾驶技术的发展，一些码头中会采用无人驾驶推耙机代替人工进行清舱作业，无人驾驶推耙机自主规划作业路径进行耙煤作业，但是无人驾驶的推耙机在使用过程中仍存在以下问题：目前的无人驾驶推耙机只能在周围无障碍物的区域进行作业，但是为了避免碰撞，在紧邻船舱壁的区域无法进行耙煤作业，仍需要人工驾驶推耙机进行处理。无人驾驶推耙机在崎岖不平的煤堆上行驶的过程中，耙铲相应速度慢，会随着车身剧烈颠簸起伏，由于耙铲的运动轨迹高低起伏，导致作业后的煤堆不平整，影响后续推耙机行驶和卸船机卸煤，而人工驾驶员会通过预判地形变化，提前操作耙铲来抵消大幅度的起伏，自主作业效果在此情况下不如人工驾驶的推耙机。

2、例如，一种在中国专利文献上公开的“无人推耙机的自动清舱系统”，其公告号：cn114560318b，公开了包括模式切换模块通过实时获取无人推耙机中控系统的控制指令信息并通过有限状态机自动选择将数据指令发送至运动规划模块或是自动生成目标点模块；在区域自动模式指令下，自动生成目标点模块根据物料区信息生成无人推耙机的目标点集合，在单目标点模式指令下，将模式切换模块从中控系统获取的目标点放入目标点集合；但是该方案也没有考虑到耙铲颠簸造成煤堆不平影响推耙机行驶的问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中耙铲颠簸造成煤堆不平影响推耙机行驶的问题，本发明提供一种基于切换型远程无人机共驾的无人推耙机中控系统，能够结合不同维度的数据识别清舱过程中的障碍，自动控制推耙机耙铲角度提高推耙机行驶的平稳性。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于切换型远程无人机共驾的无人推耙机中控系统，包括：采集车辆信息的数据通信模块，数据通信模块根据第一数据分隔符和第二数据分隔符将车辆信息划分，分别结合不同的特征后生成多类数据；

4、数据通信模块连接有公共数据区，数据通信模块将多类数据按照时间频率写入公共数据区中的对应位置；

5、公共数据区连接有可视化界面模块，可视化界面模块根据特性参数和需求参数与公共数据区的不同位置进行异步通信，特性参数包括时间频率特征；

6、确定多类数据的边缘特征向量，基于边缘特征向量判断数据可信度，根据可信度从对应维度判断障碍，根据边缘特征向量的差确定耙铲角度并异步通信发出指令。所述的车辆信息包括车辆感知的环境数据和自身运动数据。所述的多类数据包括不同维度的数据。所述的多类数据包括反映环境的激光点数据和反映推耙机的轨迹采样点。通过数据通信模块实现推耙机的数据采集，通过公共数据区的分区存储实现不同维度数据的分时分区存储调用。通过多类数据。能够结合不同维度的数据识别清舱过程中的障碍，并结合多维度下特征向量的差值调整耙铲角度，通过异步通信自动控制推耙机耙铲角度提高推耙机行驶的平稳性。

7、作为优选的，所述的可视化界面模块包括手柄指令子模块，手柄指令子模块获取手柄的第一控制区域，根据第一控制区域形成指令对应的分支建立区域检测函数；

8、手柄指令子模块获取耙铲的第二控制区域，根据第二控制其余形成动作对应的分支建立区域对应函数。通过所述的区域检测函数生成针对不同工作区域的对应的指令。实现指令的独立的获取。通过区域检测函数将手柄的控制区域和耙铲的工作区域完成映射，便于耙铲的自动远程控制。

9、作为优选的，所述的可视化界面模块包括三维点云子模块，三维点云子模块从数据通信模块单独获取激光点云数据，根据点云数据中每个点的笛卡尔坐标值建立点对象；

10、将点对象映射并坐标转换形成视角移动值。通过单独获取三维点云数据，实现观测场景的获取，此时观测场景并不受到推耙机的影响。通过观测场景便于对推耙机工作过程进行对照定位。

11、作为优选的，所述的可视化界面模块包括交互地图子模块；

12、所述的交互地图子模块从公共数据区获取定位数据和船舱数据，根据所述的船舱数据生成船舱地图，根据所述的定位数据按比例缩放得到船舱模型中的坐标位置；

13、结合坐标位置和船舱地图生成第一模型。通过交互地图子模块实现对于船舱全景图的获取，从而便于确定推耙机在船舱中的准确位置与行驶轨迹。所述的第一模型通过多类数据中的激光点数据建立。

14、作为优选的，所述的数据通信模块第一数据分隔符对车辆信息进行第一次拆分，所述的第一次拆分后进行数据段校验，所述的数据段校验包括对数据段节点校验和类型码校验；

15、当数据段校验通过时，以第二数据分隔符进行第二次拆分，得到笛卡尔坐标值。通过第一数据分隔符对车辆信息进行第一次拆分，得到数据段形式的校验数据，将所述的校验数据根据将数据类型码和节点进行校验。所述的节点校验中，提取每个数据段的首位和末位的数据，将不同长度的数据段的首位末位距离之和作为数据段的边缘特征值，将边缘特征值和数据段的类型码组合形成边缘特征向量，对所述的边缘特征向量进行阈值判断，当所述的边缘特征向量达到阈值n时，判断对应的数据段为激光点可信，当所述的边缘特征向量小于阈值n但是大于阈值m时，判断对应的数据段为轨迹采样可信，当所述的边缘特征向量西小于阈值m时，判断该数据段校验失败，不再进入第二次拆分。当校验通过时，按照第二分隔符对数据段进行拆分，得到笛卡尔坐标值，结合笛卡尔坐标值、特征和对应数据段的可信判断结果，生成激光点数据或轨迹采样点。判断激光点数据中的可信结果是否为激光点可信，若是，则根据激光点数据识别行驶障碍，将同一时间频率的轨迹采样点的第二数据分割符进行更新。判断轨迹采样点中的可信结果是否为轨迹采样可信，若是，则根据轨迹采样点识别行驶障碍，将同一时间频率的激光点数据的第二数据分割符进行更新。从而实现对自动控制建模数据的优化，对于煤堆的不平处进行准确识别，从而避免耙铲颠簸造成煤堆不平影响推耙机行驶的问题。

16、作为优选的，所述的可视化界面模块包括参数控制子模块，所述的参数控制子模块中设有两个或以上的运行模式，每个运行模式对应有各自的选项卡；

17、为所述的选项卡赋予属性状态，所述的属性状态根据手柄指令子模块的指令进行改变。能够根据手柄指令进行工作模式的改变，并且控制子模块中的每个运行模式有各自的启动方式。

18、作为优选的，所述的分别结合不同的特征后生成多类数据中包括，获取笛卡尔坐标值对应的数据段的类型码校验结果，根据类型码选择特征；

19、将反射强度i和笛卡尔坐标值组合形成激光点数据发送给三维点云子模块，将朝向角和笛卡尔坐标值组合形成轨迹采样点发送给交互地图子模块。通过不同的特征结合得到不同维度的车辆信息，并将不同维度的车辆信息分别发送到对应的处理模块进行建模，实现推耙机工作过程中的实时建模，并且能够多维度模拟推耙机的工作状态，便于从不同维度对推耙机的任一时刻工作状态进行评估。

20、作为优选的，所述的参数控制子模块设有操作锁，所述的操作锁具有t和f两种状态，当所述的操作锁状态为t时，所述的选项卡可以被更新，当所述的操作锁状态为f时，所述的选项卡不可被更新；所述的操作锁的状态被运行模式确定。通过操作锁实现不同工作模式下数据的锁定与解锁，每个操作模式下任一选项卡都对应一个操作锁状态，能够实现对于不同工作模式下的数据隔离。

21、作为优选的，所述的交互地图子模块中，设有位置回调函数，所述的位置回调函数中根据不同时间频率下的坐标值生成作业区域，并将所述的作业区域发送到手柄指令子模块；

22、手柄指令子模块根据作业区域选择指令对应的分支。通过不同时间频率下的坐标值来确定作业区域的节点，实现根据所述的坐标值围成的区域确定作业区域，让手柄指令模块根据节点所在区域产生对应的控制指令，实现模拟控制。

23、作为优选的，所述的可视化界面模块包括控制面板；

24、所述的控制面板设有进度条，将所述的进度条的进度百分比通过线性映射形成阀门开度值，所述的控制面板将阀门开度值作为开关指令发送到推耙机控制器。通过线性映射的控制面板确定开关指令，实现自动控制。

25、本发明具有如下优点：

26、（1）通过数据通信模块实现推耙机的数据采集，通过公共数据区的分区存储实现不同维度数据的分时分区存储调用。通过多类数据。能够结合不同维度的数据识别清舱过程中的障碍，并结合多维度下特征向量的差值调整耙铲角度，通过异步通信自动控制推耙机耙铲角度提高推耙机行驶的平稳性；（2）实现对自动控制建模数据的优化，对于煤堆的不平处进行准确识别，从而避免耙铲颠簸造成煤堆不平影响推耙机行驶的问题；（3）通过线性映射的控制面板确定开关指令，实现自动控制。