[发明专利]一种基于实时数据交互的沉浸式远程驾驶控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于实时数据交互的沉浸式远程驾驶控制系统，包括感知系统、岸端通讯中心、远程控制中心和虚拟驾驶操作系统，感知系统与岸端通讯中心电连接，岸端通讯中心与远程控制中心电连接，远程控制中心与虚拟驾驶操作系统电连接，感知系统与岸端通讯中心相连实时更新最新数据信息，远程控制中心将数据信息发送给虚拟驾驶操作系统后由其进行数据处理和VR显示，驾驶者通过发出操控指令并借助岸端通讯中心遥控船舶控制系统。本发明的有益效果是：操作员可以在重构的场景中时刻清楚地观察周围情况，增强安全性，为了针对传输链路不稳定的问题，在上一数据的基础上进行了数据帧间补足，保证画面的流畅性。

技术领域

本发明涉及船舶远程驾驶控制技术领域，具体涉及一种基于实时数据交互的沉浸式远程驾驶控制系统及方法。

背景技术

通常来说，远程驾驶设备是一种集合感知系统、通讯系统、显示系统、控制系统的综合性驾驶设备。它可以通过环境信息感知、状态信息反馈将所操控设备的信息通过无线通讯传输到控制中心，控制中心通过一系列手段将信息综合起来并呈现给远程操控人员。操控者根据收到的信息做出驾驶决策，并通过远程控制完成所属设备的各种行为。我们可以利用远程驾驶便捷性、安全性的特点，将该种设备广泛应用于高危区域和驾驶不便的情况(如高强度长途货运/航运与酒后驾驶等)，使驾驶行为更加安全便利。

现如今，远程驾驶主要应用于汽车与船舶驾驶上，而真正投入生产实现盈利的产品几乎为零，阻碍这一设备发展的主要原因有以下三点：一是信息感知的实时性和准确性得不到保障，不能满足驾驶操作者对路况或航道信息的需求，远程驾驶的信息感知往往是利用多种感应设备对环境和本身的信息进行感知，而这些信息往往存在误报或彼此冲突的情况，这就需要设计者寻找理想的方式在众多信息中分辨出有效信息并将其提取出来呈现给驾驶者；二是远程无线传输的稳定高效一直未能达到实际驾驶的期望水准，无线传输的延迟与传输速率一直是制约远程驾驶的重要阻碍之一，如果不能实现信息数据的实时稳定传输，驾驶者收到的信息可能会与实际信息存在较大的时间差，同时也可能在无线传输中发生丢包等情况导致信息不连贯，使驾驶者无法做出正确决策；三是显示系统的形式未能实现对驾驶信息优化，目前的远程驾驶平台大部分是采用屏幕显示的方式将远程收集的视频信息展现在操作员面前，这就造成了操作员依然受困于现实状态的影响来进行驾驶决策，不能充分发挥出远程驾驶中获取信息广度扩展的优势。以上三个问题使得远程驾驶本身的驾驶操作性并未高于实际驾驶操作性，而信息获取和无线通讯又会进一步威胁到远程驾驶的安全性。由此可见，如何设计一款基于实时数据交互、远程无线传输快速稳定、信息显示更加全面丰富的远程驾驶平台成为了整个远程驾驶领域至关重要的难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于实时数据交互的沉浸式远程驾驶控制系统及方法，以克服上述现有技术中的不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于实时数据交互的沉浸式远程驾驶控制系统，包括安装于船舶上的感知系统、安装于岸基上的岸端通讯中心、远程控制中心和虚拟驾驶操作系统；

感知系统，用于实时采集动态船舶信息；

岸端通讯中心，用于测量船舶相对岸基的位置信息，接收感知系统所采集的动态船舶信息；

远程控制中心，用于接收岸端通讯中心所获取到的数据信息；

虚拟驾驶操作系统，包括数据处理主机、VR设备和体感平台设备；

数据处理主机，用于接收远程控制中心所获取到的数据信息，并依次对信息进行预处理、算法计算、帧间数据补足、图像渲染操作，获得水况障碍图，同时向VR设备发送控制指令；

VR设备，根据数据处理主机中预建的虚拟场景，在VR中呈现出与实际场景相同的地图，并依靠3D建模仿照实际情况建立相应的驾驶船与其他航行船；