本发明属于工业远程控制技术领域,具体涉及一种作业机械远程控制的音频信号处理方法。
背景技术:
工程机械和其他特种场合的作业机械,广泛应用于各种施工现场,具有作业环境恶劣、作业重要性强等特点。在一些特殊环境中,作业机械的操作人员的安全和健康收到威胁,例如,在极寒、水下、有毒、有辐射的环境,或者施工现场可能出现塌陷、塌落等危险的环境。
为了解决在特殊环境中的作业机械操作问题,现有技术普遍采用远程操控的方式,即,驾驶员在远程、安全的环境中操控作业机械进行施工作业,现场的视频、声音等信号传输到驾驶员端,驾驶员的操作信号传输到作业机械端。
上述作业机械端的音频信号传输到驾驶员端时,原始的音频信号可能存在多种问题,不适合直接播放给驾驶员听。特别是作业环境的音频信号整体响度较高或较低、持续时间较长,这些信号对驾驶员有参考价值,但是由于整体响度太高,对驾驶员的驾驶有干扰作用,对驾驶员的听力健康有害;或者由于整体响度太低,驾驶员听不清。
技术实现要素:
针对上述问题,本发明提供一种作业机械远程控制的音频信号处理方法,可以改善或解决作业机械施工现场的声音信号对驾驶员的操作干扰和健康损害问题。
本发明的技术方案如下:一种作业机械远程控制的音频信号处理方法,包括如下步骤:
首先通过声音传感器采集作业机械工作现场的音频信号,并传输到远程的驾驶室内,经过对声音信号的处理后,在远程驾驶室内向驾驶员播放;
其中对声音信号的处理方式如下:
设音频信号的响度为l,预先设定一个响度增益常数ch和响度阈值lh,当声音的响度l>lh时,为响度l乘以响度增益常数ch;
进一步的,响度阈值lh=(e1+e2)*age,其中e1为工作现场环境系数,包括工作场地内同时工作的机械设备的数量信息,e2为天气情况,包括当前工作现场的风速和降水量信息,age为驾驶员年龄;
进一步的,响度增益常数ch可以在一定范围内调节,响度增益常数ch的调节范围为ch1——ch2,其中,ch1<ch2,且ch1,ch2均为预先设定;
进一步的,ch1=0.1,ch2=1,用于降低高音部分的响度;
进一步的,驾驶员可以通过人机交互界面对响度增益常数ch进行设定;所述的人机交互界面包括显示屏、旋钮、开关;
进一步的,响度阈值lh可以在一定范围内调节,响度阈值lh的调节范围为lh1——lh2,其中,lh1<lh2,且lh1,lh2均为预先设定;
进一步的,lh1=80db,lh2=120db,用于降低高音部分的响度;
进一步的,驾驶员可以通过人机交互界面对响度阈值lh进行设定;所述的人机交互界面包括显示屏、旋钮、开关。
本发明的原理如下:
作业机械工作现场的音频信号,经过声音传感器采集并传输到远程的驾驶室内,经过对声音信号的处理后,在远程驾驶室内向驾驶员播放;作业环境的音频信号整体响度较高或较低、持续时间较长,这些信号对驾驶员有参考价值,但是由于整体响度太高,对驾驶员的驾驶有干扰作用,对驾驶员的听力健康有害;或者由于整体响度太低,驾驶员听不清,因此采用高响度降低的方法:
即为了驾驶员更好地听现场的声音,只降低高响度声音,不降低中低响度声音。
预先设定一个响度增益常数ch和响度阈值lh,对于采集到的数字信号进行处理时,当声音的响度l>lh时,为响度l乘以响度增益常数ch。
进一步,响度增益常数ch可以由驾驶员在一定范围内调定,即,可以通过人机交互界面接收驾驶员对响度增益常数ch的设定值。所述的人机交互界面包括显示屏、旋钮、开关等。响度增益常数ch的调节范围为(ch1,ch2),其中,ch1<ch2,且ch1,ch2均为预先设定。可以设定ch1=0.1,ch2=1。用于降低高音部分的响度。
进一步,响度阈值lh可以由驾驶员在一定范围内调定,即,可以通过人机交互界面接收驾驶员对响度阈值lh的设定值。所述的人机交互界面包括显示屏、旋钮、开关等。响度阈值lh的调节范围为(lh1,lh2),其中,lh1<lh2,且lh1,lh2均为预先设定。可以设定lh1=80db,lh2=120db。用于降低高音部分的响度。
本发明的有益效果如下:应用本发明的一种作业机械远程控制的音频信号处理方法,可以减少对驾驶员的干扰,提高工作效率,同时也可以避免对驾驶员的听力损害。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案,
作业机械工作现场的音频信号,经过声音传感器采集并传输到远程的驾驶室内,经过对声音信号的处理后,在远程驾驶室内向驾驶员播放。作业环境的音频信号整体响度较高或较低、持续时间较长,这些信号对驾驶员有参考价值,但是由于整体响度太高,对驾驶员的驾驶有干扰作用,对驾驶员的听力健康有害;或者由于整体响度太低,驾驶员听不清。
为了解决上述问题,需要调整作业环境音频信号的整体响度,方法如下:高响度降低,即为了驾驶员更好地听现场的声音,只降低高响度声音,不降低中低响度声音。
预先设定一个响度增益常数ch和响度阈值lh,对于采集到的数字信号进行处理时,当声音的响度l>lh时,为响度l乘以响度增益常数ch。
进一步,响度增益常数ch可以由驾驶员在一定范围内调定,即,可以通过人机交互界面接收驾驶员对响度增益常数ch的设定值。所述的人机交互界面包括显示屏、旋钮、开关等。响度增益常数ch的调节范围为(ch1,ch2),其中,ch1<ch2,且ch1,ch2均为预先设定。
作为本方法的一个实施例,可以设定ch1=0.1,ch2=1。用于降低高音部分的响度。
进一步,响度阈值lh可以由驾驶员在一定范围内调定,即,可以通过人机交互界面接收驾驶员对响度阈值lh的设定值。所述的人机交互界面包括显示屏、旋钮、开关等。响度阈值lh的调节范围为(lh1,lh2),其中,lh1<lh2,且lh1,lh2均为预先设定。
进一步的,响度阈值lh=(e1+e2)*age,其中e1为工作现场环境系数,包括工作场地内同时工作的机械设备的数量等信息,e2为天气情况,包括当前工作现场的风速和降水量等信息。age为驾驶员年龄;
作为本方法的一个实施例,可以设定lh1=80db,lh2=120db。用于降低高音部分的响度。
应用本发明的一种作业机械远程控制的音频信号处理方法,可以减少对驾驶员的干扰,提高工作效率,同时也可以避免对驾驶员的听力损害。
以上是对本发明进行了示例性的描述,显然本发明的实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明技术方案进行的各种改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围内。
1.一种作业机械远程控制的音频信号处理方法,其特征在于,包括如下步骤:
首先通过声音传感器采集作业机械工作现场的音频信号,并传输到远程的驾驶室内,经过对声音信号的处理后,在远程驾驶室内向驾驶员播放;
其中对声音信号的处理方式如下:
设音频信号的响度为l,预先设定一个响度增益常数ch和响度阈值lh,当声音的响度l>lh时,为响度l乘以响度增益常数ch。
2.根据权利要求1所述的一种作业机械远程控制的音频信号处理方法,其特征在于,响度阈值lh=(e1+e2)*age,其中e1为工作现场环境系数,包括工作场地内同时工作的机械设备的数量信息,e2为天气情况,包括当前工作现场的风速和降水量信息,age为驾驶员年龄。
3.根据权利要求2所述的一种作业机械远程控制的音频信号处理方法,其特征在于,响度阈值lh可以在一定范围内调节,响度阈值lh的调节范围为lh1——lh2,其中,lh1<lh2,且lh1,lh2均为预先设定。
4.根据权利要求3所述的一种作业机械远程控制的音频信号处理方法,其特征在于,响度阈值lh的下限、上限值分别为lh1=80db、lh2=120db。
5.根据权利要求6所述的一种作业机械远程控制的音频信号处理方法,其特征在于,驾驶员可以通过人机交互界面对响度阈值lh进行设定;所述的人机交互界面包括显示屏、旋钮、开关。
6.根据权利要求2或3所述的一种作业机械远程控制的音频信号处理方法,其特征在于,响度增益常数ch可以在一定范围内调节,响度增益常数ch的调节范围为ch1——ch2,其中,ch1<ch2,且ch1,ch2均为预先设定。
7.根据权利要求6所述的一种作业机械远程控制的音频信号处理方法,其特征在于,响度增益常数ch的下限、上限值分别为ch1=0.1、ch2=1。
8.根据权利要求7所述的一种作业机械远程控制的音频信号处理方法,其特征在于,驾驶员可以通过人机交互界面对响度增益常数ch进行设定;所述的人机交互界面包括显示屏、旋钮、开关。