一种远程车辆驾驶控制装置

摘要

本发明公开了一种远程车辆驾驶控制装置，包括驾驶操控单元及远程控制台。驾驶操控单元包括执行机构和执行控制单元，执行控制单元用来控制安装在被控车辆内的执行机构，通过执行单元操纵车辆。被控车辆运行时采集前方视频及位置信息，由执行控制单元发送给远程控制台，操作员可根据视频信息以及位置信息操作模拟驾驶操纵机构，通过采集单元采集模拟驾驶操纵机构的操作信息，并由模拟控制单元发送给执行控制单元，通过执行控制单元控制执行机构对被控车辆进行相应的操作，实现在远程控制车辆行驶。本发明的优点在于：驾驶人员不需要在驾驶室内直接驾驶车辆，使被控车辆能够在艰险环境完成任务，有效保障驾驶人员安全，提高工作效率，减少工作强度。

主权项

一种远程车辆驾驶控制装置，其特征在于：包括驾驶操控单元以及远程控制台，其中，驾驶操控单元安装在被控车辆内部；远程控制台为被控车辆的外部控制台；驾驶操控单元包括执行机构与执行控制单元；其中，执行机构包括转向机械手、换挡机械手、制动机械腿、油门机械腿和底座；其中，底座设置在被控车辆中的驾驶座位上；所述转向机械手包括固定板、可调支架、方向盘机械抓手、转向电机以及电机夹具；其中，可调支架一端铰接在固定板上，另一端与电机夹具铰接；电机夹具中设置有转向电机，转向电机通过电机夹具夹紧固定；转向电机的输出端朝向底座的前方，输出端上连接有行星减速器，行星减速器的输出端固定有板状方向盘机械抓手，方向盘机械抓手用来实现转向机械手与被控车辆方向盘间的固定；所述固定板与底座滑动连接，使固定板在底座前后侧边间左右滑动；所述换挡机械手包括换挡抓手、滚珠丝杠、换挡电机；换挡电机固定安装在一支撑板上，支撑板水平固定在底座前后两侧边间，换挡电机位于底座后部侧边处，滚珠丝杠上套接有一个支承架，支承架固定在支撑板上；滚珠丝杠的一端与换挡电机的输出轴连接；滚珠丝杠上螺纹套接有丝杠螺母A，丝杠螺母A与螺纹套接在滚珠丝杠上的换挡抓手连接杆固连；底座侧边上开有横向滑道，换挡抓手连接杆穿过横向滑道与换挡抓手固连；所述制动机械腿与油门机械腿结构完全相同，均包括机器腿、制动踏板连接件、驱动电机、驱动丝杠以及安装板；其中，驱动电机固定安装在安装板上；驱动丝杠上套接有支架；支架固定在安装板上；驱动丝杠的一端与驱动电机的输出轴连接；驱动丝杠上螺纹套接有滑块；机器腿为一支杆结构，机器腿的一端与驱动丝杠上的滑块铰接，滑块与驱动丝杠上螺纹套接的丝杠螺母B固定；机器腿的另一端与制动踏板连接件铰接，通过制动踏板连接件与被控车辆内的制动踏板固定；所述安装板与底座前方侧边间滑动连接，使安装板在底座前方侧边上左右滑动；所述执行控制单元包括电机控制卡、工控机、无线通信模块A、摄像头、无线图像发射器以及GPS模块；其中，无线通信模块A用来实现工控机与远程控制台间的实时通信，将由远程控制台发送来的控制命令发送到工控机，工控机根据接收到的控制命令，驱动工控机内部安插的电机控制卡将控制命令转换成伺服电机的控制脉冲，从而控制执行机构中各个伺服电机的运动，由此使转向机械手、换挡机械手、制动机械腿、油门机械腿分别对被控车辆的方向盘、换挡杆、制动踏板、油门踏板进行操作；所述摄像头安装在被控车辆前部，用来采集被控车辆行进中前方的图像信息，并由无线图像发射器将所采集到的图像信息发送给远程控制台；所述GPS模块安装在被控车辆内，用于获取被控车辆的位置信息，工控机提取被控车辆位置信息，得到被控车辆的位置，然后由无线通信模块A发送到远程控制台；所述远程控制台包括模拟驾驶操纵机构、采集单元、无线图像接收器、视频采集卡、信息采集板、模拟控制单元以及无线通信模块B；其中，无线图像接收器用来接收执行控制单元中的摄像头所采集到的视频信息，并通过视频采集卡在模拟控制单元显示；模拟控制单元还通过无线通信模块B接收经工控机所提取的被控车辆的位置信息，最终在模拟控制单元中显示被控车辆实时的运行状态和环境；模拟驾驶操纵机构包括模拟方向盘、模拟换挡杆、模拟制动踏板、模拟油门踏板，用来模拟驾驶操纵实际车辆；所述采集单元用来采集模拟驾驶操纵机构的操作信息，包括安装在模拟方向盘上的方向盘转角传感器、安装在模拟换挡杆上的档位传感器、安装在模拟制动踏板上的制动踏板位置传感器以级安装在模拟油门踏板上的油门踏板位置传感器；其中，方向盘转角传感器用来采集模拟方向盘的转动角度信号，并转换为模拟电压信号；档位传感器用来采集模拟换挡杆的挡位信号，并转换为模拟开关信号；制动踏板位置传感器用来采集模拟制动踏板位置信号，并转换为模拟电压信号；油门踏板位置传感器用来采集模拟油门踏板位置信号并转换为模拟电压信号；根据在模拟控制单元中显示的被控车辆实时的运行状态与环境，操纵模拟驾驶操纵机构对被控车辆进行操控；通过信息采集板采集模拟驾驶操纵机构中各个传感器的信号后，发送到模拟控制单元中，从而由模拟控制单元将接收到的模拟驾驶操纵机构的操作信息通过无线通信模块B发送给驾驶操控单元中的无线通信模块A，随后由无线通信模块A发送给工控机，工控机将接收到的模拟驾驶操纵机构的操作信息帧解码为对被控车辆中制动踏板、油门踏板、方向盘、换挡杆的操作信息，从而由电机控制卡控制执行机构中的各个伺服电机工作，由此通过执行机构带动被控车辆中的方向盘、制动踏板、油门踏板以及换挡杆进行相应的操作，实现远程控制实体车辆的运行。