一种发射装置、接收装置以及基于视频的远程控制系统的制作方法

本发明涉及远程控制领域，特别是涉及一种发射装置、接收装置以及基于视频的远程控制系统。

背景技术：

现有的无人机、机器人以及监控摄像头等遥控设备，虽可通过遥控器等实现可视的遥控，但遥控距离有限，很难继续发展。通过4g等通信网络可以实现远距离收发信号以及控制，但是对受控对象的控制无法可视化，信号无法直接连接化。因此，如何实现对受控对象远距离的快速直接的可视化控制是急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种发射装置、接收装置以及基于视频的远程控制系统。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种发射装置一种发射装置，包括指令器；所述指令器的信息发送端朝向第一视频设备的采集端，所述指令器将不同的控制指令传输给第一视频设备，所述第一视频设备能够将不同的控制指令转换为不同的图像，所述图像与控制指令一一对应。

上述技术方案的有益效果为：将控制指令转换为图像信息，便于实现远程视频控制。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种接收装置，包括光接收器；所述光接收器与第二视频设备相对设置，光接收器能够接收第二视频设备的出射光线并输出对应的控制指令至受控对象，所述第二视频设备与第一视频设备的图像相关联。

上述技术方案的有益效果为：利用图像信息来控制受控对象，便于实现远程视频控制。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种基于视频的远程控制系统，包括位于控制端的第一视频设备和指令器，以及位于受控端的第二视频设备和光接收器；所述第一视频设备和第二视频设备可通过视频传输控制信息；第一视频设备的摄像头采集端朝向指令器的信息发送端，通过指令器和第一视频设备将不同的控制指令转换为不同的图像并传输至第二视频设备显示，所述图像与控制指令一一对应；光接收器与第二视频设备的显示器相对设置，光接收器接收第二视频设备的显示器的出射光线并输出对应的控制指令至受控对象。

上述技术方案的有益效果为：该系统能够利用现有网络通过视频进行远程控制，能视频通话就可以控制受控对象，相对于遥控器，能实现更远距离的可视化控制，能够实际观察到受控对象的实际执行状态，并且该系统还具有反应灵敏，价格低廉，操作方便，应用广泛的特点。

在本发明的一种优选实施方式中，所述第一视频设备和/或第二视频设备为智能终端设备。

上述技术方案的有益效果为：智能终端设备易采购，缩短系统生产周期，使用便捷。

在本发明的一种优选实施方式中，所述第一视频设备的摄像头和显示器位置分离；所述第二视频设备的摄像头和显示器位置分离，第二视频设备的摄像头采集端朝向受控对象拍摄。

上述技术方案的有益效果为：便于受控端的第二视频设备的摄像头采集受控对象图像，以及便于用户通过第一视频设备的显示器观察受控对象执行情况，避免发生位置干涉。

在本发明的一种优选实施方式中，所述第一视频设备的摄像头与指令器集成设置；和/或所述第二视频设备的显示器和光接收器集成设置。

上述技术方案的有益效果为：优化设备结构，便于加工、使用和销售。

在本发明的一种优选实施方式中，所述指令器将不同的控制指令转换为不同的颜色、强度、亮灭灯阵三者之一或任意组合。

上述技术方案的有益效果为：便于转换和处理，特别是颜色和亮灭灯阵在网络传播过程中不易发生失真。

在本发明的一种优选实施方式中，所述指令器包括控制单元和发光管阵列，所述控制单元将不同的控制指令转换为不同的亮灭灯阵，通过第一视频设备的摄像头拍摄为亮灭灯阵图像传递至第二视频设备的显示器显示；所述光接收器包括光敏感应器阵列和第一信号处理单元，光敏器件感应器输出端与第一信号处理单元的输入端连接，第一信号处理单元的输出端与受控对象的控制信号输入端连接；所述光敏感应器阵列与第二视频设备的显示器上的亮灭灯阵图像对准。

上述技术方案的有益效果为：通过发光管阵列的不同亮灭变化，可以实现对较多数量控制指令的编译，将控制指令编译为亮灭灯阵后，再拍摄为亮灭灯阵图像传递至受控端。受控端通过与发光管阵列对应的光敏感应器阵列对准第二视频设备的显示器上的亮灭灯阵图像采集出携带控制指令的电信号阵列，并通过第一信号处理单元解调出控制指令对受控对象进行控制。

在本发明的一种优选实施方式中，发光管阵列中发光管的间距根据第一视频设备的摄像头的摄像范围调整。

上述技术方案的有益效果为：便于摄像头能采集到所有发光管图像。防止相邻发光管光线干扰，减小控制指令传输到受控对象的失真度。

在本发明的一种优选实施方式中，所述指令器还包括容纳发光管阵列的内表面不反光的盒体，所述盒体上表面开设有用于第一视频设备的摄像头拍摄的拍摄孔，发光管阵列中所有发光管的发光面对准所述拍摄孔。

上述技术方案的有益效果为：提高图像中发光点与不发光点的光强对比度，减少图像成像和传输过程中的失真，便于受控端恢复控制指令。

在本发明的一种优选实施方式中，所述发光管阵列中至少有一个发光管常亮。

上述技术方案的有益效果为：使第一视频设备的摄像头拍摄中不会有曝光现象发生，以避免引起误动作。

在本发明的一种优选实施方式中，所述控制单元包括多个控制开关，控制开关与控制指令一一对应，每个控制开关控制发光管阵列中至少一个发光管点亮或熄灭；和/或所述第一信号处理单元包括多个比较器，比较器与光敏感应器一一对应，光敏感应器的输出端与对应的比较器的第一输入端连接，比较器的第二输入端连接参考电源，比较器的输出端连接受控对象的控制信号输入端。

上述技术方案的有益效果为：公开了一种简单低成本的硬件控制电路，该电路成本低，易实施。

在本发明的一种优选实施方式中，所述指令器将不同控制指令转换为不同的颜色，所述光接收器包括多个接收单色光线的光接收单元和第二信号处理单元，多个光接收单元接收的光线颜色各不相同，光接收单元的输出端与第二信号处理单元的输入端连接，第二信号处理单元的输出端与受控对象的控制信号输入端连接。

上述技术方案的有益效果为：通过不同的颜色来代表不同的控制指令，图像颜色在传播过程中不易失真，能有效减少受控端因信号失真引起的误操作。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式中系统框图；

图2是本发明一具体实施方式中发光管阵列示意图；

图3是本发明一具体实施方式中指令器的控制单元示意图；

图4是本发明一应用场景中指令器的电路示意图；

图5是本发明一具体实施方式中光接收器的部分信号处理电路结构图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明公开了一种发射装置，在一种优选实施方式中，该发射装置包括指令器；指令器的信息发送端朝向第一视频设备的采集端，指令器将不同的控制指令传输给第一视频设备，第一视频设备能够将不同的控制指令转换为不同的图像，图像与控制指令一一对应。

在本实施方式中，优选的，指令器将不同的控制指令通过颜色、强度、亮灭灯阵、图片、文字五者之一或任意组合的形式传输给第一视频设备成像。

本发明还公开了一种接收装置，在一种优选实施方式中，该接收装置包括光接收器；光接收器与第二显示设备相对设置，光接收器能够接收第二显示设备的出射光线并输出对应的控制指令至受控对象，第二视频设备与第一视频设备的图像相关联。

在本实施方式中，优选的，第一视频设备和第二视频设备通过视频传输上述图像。

本发明公开了一种基于视频的远程控制系统，在一种优选实施方式中，如图1所示，该系统包括位于控制端的第一视频设备和指令器，以及位于受控端的第二视频设备和光接收器；第一视频设备和第二视频设备可通过视频传输控制信息；第一视频设备的摄像头采集端朝向指令器的信息发送端，通过指令器和第一视频设备将不同的控制指令转换为不同的图像并传输至第二视频设备显示，所述图像与控制指令一一对应；光接收器与第二视频设备的显示器相对设置，光接收器接收第二视频设备的显示器的出射光线并输出对应的控制指令至受控对象。

在本实施方式中，指令器优选但不限于将控制指令转换为颜色、强度、亮灭灯阵、图片、文字等并在指令器的信息发送端呈现，指令器可将控制指令转换为颜色、强度、亮灭灯阵、图片、文字五者之一或任意组合，再通过第一视频设备的摄像头对指令器的信息发送端进行拍摄成像，获得承载有控制指令的颜色图像、强度图像、亮灭灯阵图像、图片图像、文字图像等，图像与控制指令一一对应，第一视频设备通过网络利用视频软件将这些图像传输至第二视频设备并由第二视频设备的显示器显示，光接收器接收第二视频设备的显示器出射的光线并解码出颜色、强度、亮灭灯阵、图片、文字等信息，根据这些信息与控制指令的对应关系获得控制指令并输出至受控对象。

在本实施方式中，优选的，指令器包括多张图片，图片与控制指令一一对应，指令器的信息发送端为图片放置平台；光接收器包括摄像头和处理器；当需要控制受控对象执行某个操作时，将该操作控制指令对应的图片放置在图片放置平台上，第一视频设备的摄像头采集图片获得图像并传输至第二视频设备的显示器显示，光接收器的摄像头采集显示图像后传递至处理器，处理器将获得的图片分别与多个预先存储图像做相似度比较，相似度比较的算法可为现有相似度计算方法，存储图像与控制指令一一关联，处理器将与获取的图片相似度最高的预存图像关联的控制指令输出至受控对象，实现了远程视频控制。

在本实施方式中，优选的，指令器包括多张文字图片，图片中文字的含义即为控制指令，指令器的信息发送端为图片放置平台；光接收器包括摄像头和处理器；当需要控制受控对象执行某个操作时，将该操作控制指令对应的文字图片放置在图片放置平台上，第一视频设备的摄像头采集图片获得图像并传输至第二视频设备的显示器显示，光接收器的摄像头采集文字图像后传递至处理器，处理器对图片进行文字识别和语义识别，在处理器中预存有与文字语义一一对应的控制指令，处理器输出与获取图片文字语义对应的控制指令至受控对象。

在本实施方式中，优选的，指令器包括led灯以及串接于led灯供电回路的亮度调节电阻，亮度调节电阻可手动调节阻值，亮度调节电阻的阻值越大，led灯亮度越小，亮度调节电阻的阻值与控制指令一一对应；光接收器为光电二极管和处理器，光电二极管输出的光电流大小与led灯的亮度成正比，因此，处理器接收光电二极管输出的光电信号并根据该光电信号解码出控制指令，将该控制指令传输至受控对象。

在本实施方式中，受控对象优选但不限于为机器人、机器人某个关节或部位、启动或关闭控制机器人的开关器件、控制机器人某个部位或关节运动的开关器件等，开关器件可为继电器。受控对象可具有一个或多个控制命令接收端，控制命令接收端为多个时分别接收不同的控制指令执行不同的操作。控制指令优选但不限于为开关控制信号或命令语句或命令语句串，也就是说控制指令对应的受控对象的执行动作可以是开启或关闭整个受控对象或受控对象的一部分，也可以是一组动作，也可以是多组动作组合。

在一种优选实施方式中，第一视频设备和/或第二视频设备为智能终端设备。

在本实施方式中，第一视频设备和/或第二视频设备可为智能手机、智能平板、笔记本电脑等。将一个智能手机放在指令器上，另一个智能手机与光接收器相对，开通微信视频，就可进行远程视频控制。具体还可以采用其他的现有视频通讯技术，例如qq视频，钉钉视频或者支付宝视频等，具体可利用4g或5g等无线网络实现视频通讯。

在一种优选实施方式中，第一视频设备的摄像头和显示器位置分离；第二视频设备的摄像头和显示器位置分离，第二视频设备的摄像头采集端朝向受控对象拍摄。

在本实施方式中，第一视频设备的摄像头和显示器位置分离，使得第一视频设备的摄像头采集指令器信息发送端的图像时与用户观察受控对象动作执行视频不干涉。第二视频设备的摄像头和显示器位置分离，第二视频设备的摄像头采集端朝向受控对象拍摄，便于拍摄受控对象执行的视频给用户观看，实现可视化控制。

在本实施方式的一种应用场景中，第一视频设备包括电脑和摄像头，电脑上装载有视频通话软件，摄像头通过usb线与电脑主机连接，调节摄像头对准指令器的信息发送端拍摄。若第二视频设备包括电脑和摄像头，电脑上也装载有视频通话软件，将光接收器对准电脑显示器，这样能实现规范化操作，只需要两台电脑就能实现大量的指令器、光接收器功能测试，使得本系统可产线化生产，批量化生产和测试。

在本实施方式的一种应用场景中，第一视频设备包括电脑和摄像头，电脑上装载有视频通话软件，摄像头通过usb线与电脑主机连接，调节摄像头对准指令器的信息发送端拍摄，将第二视频设备的摄像头对准工厂里面的机器人等受控对象，将光接收器的输出端与机器人的控制端连接，还可实现工厂生产机器人的可视化控制，无需现场控制。

在一种优选实施方式中，指令器将不同的控制指令转换为不同的颜色、强度、亮灭灯阵三者之一或任意组合。

在本实施方式中，可以将控制指令转换为亮灭灯阵与颜色的组合，或者颜色与亮度的组合，或者是颜色、强度、亮灭灯阵三者的组合。

在一种优选实施方式中，指令器包括控制单元和发光管阵列，控制单元将不同的控制指令转换为不同的亮灭灯阵，通过第一视频设备的摄像头拍摄为亮灭灯阵图像传递至第二视频设备的显示器显示。发光管阵列如图2所示。

光接收器包括光敏感应器阵列和第一信号处理单元，光敏器件感应器输出端与第一信号处理单元的输入端连接，第一信号处理单元的输出端与受控对象的控制信号输入端连接；光敏感应器阵列与第二视频设备的显示器上的亮灭灯阵图像对准。

在本实施方式中，发光管阵列优选但不限于为二维阵列，发光管优选但不限于为发光二极管或者红外线发光管，发光二极管优选但不限于为用绿色材质发白光而实际出光为绿色的发光二极管。优选的，发光管阵列的亮灭组合可用亮灭矩阵表示，在控制端和受控端均存储有亮灭矩阵与控制命令的对应关系表。发光管的数量可根据控制命令的数量进行选择，可以一个发光管对应一个控制命令，即每次只允许一个发光管点亮，其它熄灭；或者将发光管阵列的亮灭组合与控制命令一一对应，这样能减少发光管数量。

在本实施方式中，光敏感应器阵列中光敏感应器的阵列形式与发光管阵列对应。光敏感应器阵列的大小与第二视频设备的显示器上的亮灭灯阵图像大小匹配，光敏感应器与亮灭灯阵图像中的阵点一一对准。光敏感应器优选但不限于为光敏电阻、光电二极管等。

在本实施方式中，第一信号处理单元对每个光敏感应器的输出信号进行调理，将光敏感应器的输出信号转换为控制指令输出至受控对象。

在一种优选实施方式中，第二视频设备的显示器和光接收器集成设置。

在本实施方式中，优选的，设置一个壳体，壳体下方放置光接收器，壳体上方放置显示器，光接收器的光敏感应器阵列与显示器的屏幕位置相对并对准。还设有两个延伸出壳体的连接头，一个连接头为与台式电脑主机等连接的传输图像显示信号的串口等接头，另一个连接头为向受控对象传输控制信号的单线连接器(即单根信号线缆)、串口等接头。

在一种优选实施方式中，发光管阵列中发光管的间距根据第一视频设备的摄像头的摄像范围调整，优选的，该间距还需要结合控制单元中控制开关的数量调整，控制开关的数量越多，间距越小。进一步优选的，该间距不小于发光管发光面直径的三分之一。

在一种优选实施方式中，指令器还包括容纳发光管阵列的内表面不反光的盒体，盒体上表面开设有用于第一视频设备的摄像头拍摄的拍摄孔，发光管阵列中所有发光管的发光面对准拍摄孔。

在本实施方式中，优选的，盒体内表面为黑色。发光管阵列设于盒体某内表面上，在该内表面相对的面上开设有拍摄孔，第一视频设备的摄像头透过该拍摄孔对发光管阵列进行拍摄。优选的，第一视频设备的摄像头与发光管的距离为3到4厘米，发光二极管优选圆形聚光，每个发光二极管的发光面要求对准摄像头，安装时进行调准。进一步优选的，发光二极管整体最好用黑色物体包裹，仅在发光面留一小孔做摄像头对准使用。在一种优选实施方式中，发光管阵列中至少有一个发光管常亮。

在一种优选实施方式中，第一视频设备的摄像头与指令器集成设置。

在本实施方式中，优选的，摄像头固定安装在上述盒体的拍摄孔处，摄像头的输出端优选但不限于采用usb接头等通用接线头，这样便于与任意台式电脑等设备连接，实现图像视频发送，易于组建系统。

在一种优选实施方式中，控制单元包括多个控制开关，控制开关与控制指令一一对应，每个控制开关控制发光管阵列中至少一个发光管点亮或熄灭。

在本实施方式中，如图3所示，控制开关优选但不限于为手动按键，每个按键代表不同的控制指令，如分别代表受控对象前进、后退、向左、向右等。优选的，按键与发光管一一对应，一个按键点亮或熄灭一个发光管，该按键串接在对应发光管的供电回路中，如图3所示，包含了8个按键，设置如图2所示的发光管阵列，一共九个发光管，其中一个发光管设为常亮，以避免在盒体内发生曝光。

在本实施方式的一种应用场景中，指令器的电路结构如图4所示，在该应用场景中，控制单元为四个手动按键k1、k2、k3和k4，设置有容纳发光管阵列的盒体，分别串接在发光管l1、l2、l3和l4的供电回路中，其中发光管l5为常亮。按键k1闭合，发光管l1点亮，按键k1断开，发光管l1熄灭。

在本应用场景中，设有四个控制指令，每个控制指令对应一个发光管，当发送某个控制指令时，闭合该控制指令对应的按键，对应的发光管点亮，除了常亮灯外其它的发光管均熄灭，第一视频设备的摄像头拍摄图像，在该图像上存在两个光斑，该图像通过网络在第二视频设备的显示器上显示，光敏感应器阵列中与光斑位置对准的两个光敏感应器产生光电信号，光接收器的第一信号处理单元对与非常亮灯光斑对准的光敏感应器的光电信号进行处理，并输出控制信号至受控对象控制端。

在一种优选实施方式中，第一信号处理单元包括多个比较器，比较器与光敏感应器一一对应，如图5所示，光敏感应器的输出端与对应的比较器的第一输入端连接，比较器的第二输入端连接参考电源，比较器的输出端连接受控对象的控制信号输入端。

在本实施方式中，比较器a1优选但不限于为lm393。如图5所示，光敏感应器为光敏电阻rsense,光敏电阻rsense与第六电阻r6串联，第六电阻r6的第一端与电源端连接，光敏电阻rsense的第一端与第六电阻r6的第二端和比较器a1的正向输入端连接，光敏电阻rsense的第二端与地连接；第七电阻r7为滑动电阻，第七电阻r7的第一端与电源端连接，第七电阻r7的第二端与地连接，第七电阻r7的第一滑动端与比较器a1的负向输入端连接，第七电阻r7的第一滑动端的电压作为参考电源，比较器a1的输出端分别与第八电阻r8的第一端和继电器j1的控制端连接，第八电阻r8的第二端与电源端连接。继电器j1为受控对象的控制开关。因此，当光敏感应器对准的亮灭灯阵图像的阵点处有光斑时，光敏感应器的电阻大小发生变化，再传给lm393比较器集成电路输出同指令器一模一样的按键开关控制信号，用该开关控制信号控制受控对象的继电器开关。

在本实施方式中，优选的，光敏电阻rsense选择光照越强，阻值越大的光敏电阻。优选的，第六电阻r6和第八电阻r8的阻值为10kω，光敏电阻rsense的常规光照下阻值为10kω，第七电阻r7的总电阻为10kω。若电阻rsense对准的第二视频设备的显示器上亮灭灯阵图像的阵点有光斑，则比较器a1输出高电平，若该阵点没有光斑，则比较器a1输出低电平，比较器a1的输出端可连接一个受控对象信号控制输入端(如图5所示的继电器j1的控制端)，控制继电器j1常开触点的闭合和断开。

在一种优选实施方式中，指令器将不同控制指令转换为不同的颜色，光接收器包括多个接收单色光线的光接收单元和第二信号处理单元，多个光接收单元接收的光线颜色各不相同，光接收单元的输出端与第二信号处理单元的输入端连接，第二信号处理单元的输出端与受控对象的控制信号输入端连接。

在本实施方式中，优选的，指令器包括多张颜色各不相同的图片、图片放置台，如包括红色图片、绿色图片、蓝色图片等，图片通过手动或电动推动等方式放置于图片放置台上，指令器的信息发送端为图片放置台，图片与控制指令一一对应。当需要控制受控对象执行某个操作时，将该操作控制指令对应的颜色图片放置在图片放置台上，第一视频设备的摄像头对图片进行采集获得图像并传输至第二视频设备的显示器显示。

在本实施方式中，优选的，指令器包括转台，转台为多边形棱柱体，棱柱体侧面颜色各不相同，第一视频设备的摄像头对准转台的侧面对侧面的颜色进行采集生成图像，侧面与控制指令一一对应，在转台的中心轴上连接有一个手柄，可通过转动手柄带动转台转动。

在本实施方式中，优选的，指令器还包括容纳图片放置台的盒体，盒体上表面开设有用于第一摄像头拍摄图片放置台上图片的拍摄孔，盒体内还设有照明灯。

在本实施方式中，优选的，光接收单元为带滤光片的光电二极管，该滤光片只允许一种颜色的光线通过入射在光电二极管的光接收面上，每个光接收单元的滤光片允许通过的光线颜色各不相同。优选的，第二信号处理单元包括多个与光电二极管一一对应的比较器，比较器的负向输入端与地连接，光电二极管的输出端与一个光电流电压转换电路的输入端连接，光电流电压转换电路的输出端与对应比较器的正向输入端连接，比较器的输出端与受控对象的某个控制端连接。光电流电压转换电路可为现有的光电流转换电路。

在本实施方式中，受控对象可具有多个控制信号输入端，控制信号输入端与控制指令一一对应；多个光接收单元同时接收第二视频设备的显示器输出光线，接收光线颜色与显示器当前显示颜色相同的光接收单元对应的比较器输出高电平信号至受控对象对应的控制信号输入端。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。