一种作业机械远程控制中现场声音信号的模糊控制方法与流程

文档序号:20288461发布日期:2020-04-07 16:29阅读:148来源:国知局

本技术属于远程控制领域,具体涉及一种作业机械远程控制中现场声音信号的模糊控制方法。



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受到威胁,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。

不同于驾驶员在现场操控作业机械,当驾驶员在现场操控作业机械时,驾驶员会有丰富的“现场感”,其中,驾驶员对现场声音的感觉非常丰富,这得益于驾驶员的耳朵对声音的感受能力,包括驾驶员对现场声音的大小(响度)、方向、音调(频率)及其持续时间和出现频度的感受。基于对作业现场声音的感受,驾驶员会对声音的异常程度进行判断,并在必要时及时采取措施。其中,驾驶员对声音的异常程度判断是基于经验的模糊判断,在声音异常时采取的措施包括:查看发声方向、降低作业机械的动作速度、与同事沟通等。当驾驶员在远程控制作业机械时,驾驶员的“现场感”不足,导致驾驶员不能够判断现场声音是否异常,进而无法根据对声音的判断而采取必要的措施。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本发明提供一种作业机械远程控制中现场声音信号的模糊控制方法,本发明的技术方案如下:

一种作业机械远程控制中现场声音信号的模糊控制方法,包括如下步骤:

第一步,判断现场声音的显著等级;

第二步,根据现场声音的显著等级,采取对应的控制措施;

在第一步中,将作业机械的现场声音分为五个等级:x1、x2、x3、x4、x5,根据声音频率和持续时间判断声音的显著等级;

进一步的,在第一步中,根据声音频率和持续时间判断声音的显著等级的方法如下:

一、将声音的频率f分为五级:f1、f2、f3、f4、f5,各频率等级对应的频率值为:

f1:20≤f<1000

f2:1000≤f<2000

f3:2000≤f<3000

f4:3000≤f<10000

f5:10000≤f

上述f的单位为赫兹;

二、将声音频率的持续时间t分为五级:t1、t2、t3、t4、t5,各等级对应的持续时间为:

t1:0≤t<5

t2:5≤t<10

t3:10≤t<20

t4:20≤t<60

t5:60≤t

上述t的单位为秒;

三、预设一个表格,根据声音的响度等级和持续时间等级,查表得到声音的显著等级;

预设表格内容如下:

进一步的,在第二步中,根据现场声音的显著等级,采取对应的控制措施如下:

措施一:当声音的显著性等级为x1时,对驾驶员播放当前声音,包含声音的方向信息,同时播放当前声音方向上的视频画面;

措施二:当声音的显著性等级为x2时,除了前述措施外,还向驾驶员现实提示信息,包括文字信息提示和提示音;

措施三:当声音的显著性等级为x3时,除了前述措施外,还保存这段异常声音及其对应的视频画面,以备驾驶员和其他人员在后续时间调用和查阅;

措施四:当声音的显著性等级为x4时,除了前述措施外,还上传这段音频和视频到云端服务器,调用云端的分析和诊断功能模块,并获取云端模块的输出结果;

措施五:当声音的显著性等级为x5时,除了前述措施外,还根据云端的分析和诊断模块的输出结果和本地驾驶员的操作指令,控制器对作业机械进行主动控制,包括作业机械各动作机构的控制、各信息采集设备的控制和发动机的控制。

本发明的原理如下:

驾驶员在工作现场操作时,对现场声音信号的异常程度的判断是基于经验的模糊判断,为了贴近驾驶员的实际判断过程,本方案采用模糊控制方法来判断现场的声音异常程度,即,对判断依据进行离散化,并输出离散化的判断结果。

驾驶员对声音的分辨率不是分贝,而是轻微、小声、中声、大声、超大声的模糊等级,本发明对频率、时间等物理量的等级划分,也是依据驾驶员对连续物理量的感觉进行的模糊等级划分,即,模糊控制方法中对连续物理量的离散化处理。

通过预设的方式,将声音的频率划分为多个等级,将声音在各个频率等级上的持续时间也划分为多个等级,预设一个表格,根据声音频率等级和持续时间等级进行查表,得出该声音的显著程度。

本发明的有益效果如下:本方案是对驾驶员远程控制作业机械的辅助措施,能够帮助驾驶员分析现场声音情况,并为驾驶员的远程操作提供技术支持,能够提高驾驶员的作业效率和现场施工的安全性。

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:

将声音的频率f分为五级:f1、f2、f3、f4、f5,各频率等级对应的频率值为:(f的单位为赫兹)

f1:20≤f<1000

f2:1000≤f<2000

f3:2000≤f<3000

f4:3000≤f<10000

f5:10000≤f

可以将声音频率的持续时间t分为五级:t1、t2、t3、t4、t5,各等级对应的持续时间为:(t的单位为秒)

t1:0≤t<5

t2:5≤t<10

t3:10≤t<20

t4:20≤t<60

t5:60≤t

可以将声音的显著情况划分为五个等级:x1、x2、x3、x4、x5。

根据以上对声音响度的等级划分和持续时间的等级划分,预设如下表格:

根据声音的响度等级和持续时间等级,查表即可得到声音的显著等级。

根据上述方法判断得出当前声音为显著声音,则意味着当前声音有异常。控制器对异常声音的判断包括是否异常、问题的严重程度等级、采取的措施组合。当出现异常声音时,控制器需要采取必要的措施。具体措施包括:

措施一:当声音的显著性等级为x1时,对驾驶员播放当前声音,包含声音的方向信息。同时播放当前声音方向上的视频画面。

根据作业现场声音信号的主要发声方向,控制器需要输出该方向上的视频画面。如果当前视频包含了主要发生方向的视频,控制器将该视频作为主视频在驾驶室的显示屏上显示;如果当前视频不包含主要发生方向上的视频,则控制器控制作业现场的摄像头获取目标方向上的视频。

措施二:当声音的显著性等级为x2时,除了前述措施外,还向驾驶员现实提示信息,包括文字信息提示和提示音。

措施三:当声音的显著性等级为x3时,除了前述措施外,还保存这段异常声音及其对应的视频画面,以备驾驶员和其他人员在后续时间调用和查阅。

措施四:当声音的显著性等级为x4时,除了前述措施外,还上传这段音频和视频到云端服务器,调用云端的分析和诊断功能模块,并获取云端模块的输出结果。

措施五:当声音的显著性等级为x5时,除了前述措施外,还根据云端的分析和诊断模块的输出结果和本地驾驶员的操作指令,控制器对作业机械进行主动控制,包括作业机械各动作机构的控制、各信息采集设备的控制和发动机的控制。

本方案是对驾驶员远程控制作业机械的辅助措施,能够帮助驾驶员分析现场声音情况,并为驾驶员的远程操作提供技术支持,能够提高驾驶员的作业效率和现场施工的安全性。

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。

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