一种交互控制系统、方法及计算机可读存储介质与流程

1.本发明涉及智慧交通技术领域，特别涉及一种交互控制系统、方法及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.现有摊铺作业过程中，摊铺车与向摊铺车料斗运送物料的物料车之间需要协同作业，卸料时物料车与摊铺车保持相对静止，物料车向摊铺车料斗卸载物料，摊铺机同时进行物料的摊铺作业。摊铺车料斗体积一般小于物料车料斗体积，物料车先以一个较小的倾角卸载物料，当摊铺车摊铺一定的物料之后，料斗车中的物料无法卸载，路旁工作人员通知物料车驾驶员继续抬高料斗的倾斜角度继续卸载物料，直至物料卸载完毕，工作人员通知料斗车驶离摊铺车。
3.摊铺车与物料车的协同过程均需路旁工作人员参与，人力成本高；由于物料的卸载过程会产生很多对人体有害的物质如粉尘，存在安全隐患；若工作人员注意力不集中指挥不及时，容易出现摊铺车摊铺时物料不足或空料，导致摊铺不均匀、摊铺宽度不足。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种交互控制系统、方法及计算机可读存储介质，用于解决现有技术中摊铺车与物料车之间交互控制过程人力成本高、不安全、交互不及时的问题。
5.第一方面，本技术实施例提供一种交互控制系统，所述系统包括摊铺车，所述摊铺车的车体上设置有第一传感器、第二传感器、计算设备及信号发送设备，所述第一传感器和所述第二传感器分别与所述计算设备相连，所述计算设备与所述信号发送设备相连；
6.所述第一传感器，用于检测向所述摊铺车运送物料的物料车与所述摊铺车之间的距离以及表征摊铺车料斗中物料体积的第一传感数据，将所述距离和所述第一传感数据传输至所述计算设备；
7.所述第二传感器，用于检测表征物料车料斗中物料体积的第二传感数据，将所述第二传感数据传输至所述计算设备；
8.所述计算设备，用于基于所述距离、所述第一传感数据以及所述第二传感数据，生成信号指令并发送至所述信号发送设备；
9.所述信号发送设备，用于执行所述信号指令生成控制信号，通过所述控制信号控制所述物料车向所述摊铺车卸料过程中的驶入、驶离、停车卸料以及调整物料车料斗倾斜角度。
10.可选的，所述第一传感器为第一激光雷达，所述第二传感器为第二激光雷达。
11.可选的，所述第一激光雷达设置在所述摊铺车的a柱靠料斗的一端，所述第二激光雷达设置在所述摊铺车的车顶横梁上。
12.可选的，所述第一激光雷达的俯视角为40
°
～50
°
，所述第二激光雷达的俯视角为0
°
～5
°
。
13.可选的，所述第二激光雷达通过活动连接件与所述车顶横梁相连，通过所述活动链接件能够在水平方向上伸缩、在竖直方向上转动。
14.可选的，其特征在于，所述计算设备为边缘计算设备，所述信号发送设备为信号灯。
15.可选的，所述摊铺车为无人驾驶摊铺车，所述计算设备为所述无人驾驶摊铺车的图形处理器；
16.所述信号发送设备为无线信号发送设备，所述物料车为无人驾驶物料车，所述无线信号发送设备将所述控制信号发送至所述无人驾驶物料车的接收器。
17.第二方面，本技术实施例提供一种交互控制方法，应用于摊铺车，所述摊铺车上设置有第一激光雷达和第二激光雷达，所述方法包括：
18.通过所述第一激光雷达检测获得摊铺车与物料车之间的距离；
19.在所述距离小于预设距离时，触发所述物料车停车卸料以及触发所述第二激光雷达对物料车料斗进行扫描；
20.基于所述第二激光雷达扫描获得的点云，计算获得物料车料斗中剩余物料的体积比；
21.基于所述体积比，向所述物料车发送控制信号，以使所述物料车基于所述控制信号调整物料车料斗卸料角度。
22.可选的，在通过所述第一激光雷达检测获得摊铺车与物料车之间的距离之前，所述方法还包括：
23.通过所述第一激光雷达对摊铺车料斗中的物料进行扫描；
24.基于所述第一激光雷达扫描获得的点云，计算获得摊铺车料斗中的物料状态；
25.基于所述物料状态，向所述物料车发送驶入信号，以使所述物料车基于所述驶入信号向所述摊铺车驶入。
26.第三方面，本技术实施例提供一种交互控制装置，应用于摊铺车，所述摊铺车上设置有第一激光雷达和第二激光雷达，所述装置包括：
27.检测单元，用于通过第一激光雷达检测获得摊铺车与物料车之间的距离；
28.触发单元，用于在所述距离小于预设距离时，触发所述物料车停车卸料以及触发所述第二激光雷达对物料车料斗进行扫描；
29.计算单元，用于基于所述第二激光雷达扫描获得的点云，计算获得物料车料斗中剩余物料的体积比；
30.发送单元，用于基于所述体积比，向所述物料车发送控制信号，以使所述物料车基于所述控制信号调整物料车料斗卸料角度。
31.第四方面，本技术实施例提供一种电子设备，包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上的程序存储于存储器中，且经配置由一个或者一个以上处理器执行所述一个或者一个以上的程序实现如第二方面所述的任一方法。
32.第五方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如第二方面所述的任一方法。
33.本技术实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果：
34.本技术实施例提供的交互控制系统，在摊铺车上设置计算设备、信号发送设备及
两个传感器，通过两个传感器分别对摊铺车与物料车之间的距离以及物料车中表征物料体积的传感数据进行检测，从而通过计算设备基于距离和传感数据生成控制指令，通过信号发送设备基于控制指令向物料车发送控制信号，进而控制物料车向摊铺车卸料过程中的驶入、驶离、停车以及调整物料车料斗倾斜角度，实现了摊铺车与物料车之间的物料卸载的自动化控制，无需工作人员现车辅助作业，解决了现有技术中摊铺车与物料车之间交互控制过程人力成本高、不安全、交互不及时的问题，并且，本方案通过在摊铺车上设置传感器、计算设备和信号发送设备，使得一辆摊铺车可以自动控制多辆物料车，大大节约设备改装的成本。
附图说明
35.图1为本技术实施例提供的一种交互控制系统的示意图；
36.图2a为本技术实施例提供的控制驶入阶段的流程示意图；
37.图2b为本技术实施例提供的控制停车卸料和角度调整阶段的流程示意图；
38.图2c为本技术实施例提供的控制驶离阶段的流程示意图；
39.图3为本技术实施例提供的一种交互控制装置的示意图；
40.图4为本技术实施例提供的一种计算设备的结构示意图。
具体实施方式
41.在介绍本公开实施例之前，应当说明的是：
42.本公开部分实施例被描述为处理流程，虽然流程的各个操作步骤可能被冠以顺序的步骤编号，但是其中的操作步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。
43.本公开实施例中可能使用了术语“和/或”，“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联特征的任意和所有组合。
44.应当理解的是，当描述两个部件的连接关系或通信关系时，除非明确指明两个部件之间直接连接或直接通信，否则，两个部件的连接或通信可以理解为直接连接或通信，也可以理解为通过中间部件间接连接或通信。
45.为了使本公开实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本公开的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本公开的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
46.实施例
47.请参考图1，本实施例提供一种交互控制系统，该系统包括摊铺车10，摊铺车10的车体上设置有第一传感器11、第二传感器12、计算设备13及信号发送设备14，第一传感器11和第二传感器12分别与计算设备13相连，计算设备13与信号发送设备14相连。可选的，该系统还可以包括物料车20，物料车20用于向摊铺车料斗15运送物料。
48.第一传感器11，用于检测向摊铺车运送物料的物料车20与摊铺车10之间的距离以及表征摊铺车料斗15中物料体积的第一传感数据，将检测获得的距离和第一传感数据传输至计算设备13。
49.第二传感器12，用于检测表征物料车料斗21中物料体积的第二传感数据，将第二
传感数据传输至计算设备13。
50.计算设备13，用于基于接收到的距离、第一传感数据以及第二传感数据，生成信号指令并发送至信号发送设备14。
51.信号发送设备14，用于执行信号指令生成控制信号，通过控制信号控制物料车20向摊铺车10卸料过程中的驶入、驶离、停车卸料以及调整物料车料斗21倾斜角度。
52.上述方案中，在摊铺车上设置计算设备、信号发送设备及两个传感器，通过两个传感器分别对摊铺车与物料车之间的距离以及物料车中表征物料体积的传感数据进行检测，从而通过计算设备基于距离和传感数据生成控制指令，通过信号发送设备基于控制指令向物料车发送控制信号，进而控制物料车向摊铺车卸料过程中的驶入、驶离、停车以及调整物料车料斗倾斜角度，实现了摊铺车与物料车之间的物料卸载的自动化控制，无需工作人员现车辅助作业，解决了现有技术中摊铺车与物料车之间交互控制过程人力成本高、不安全、交互不及时的问题，并且，本方案通过在摊铺车上设置传感器、计算设备和信号发送设备，使得一辆摊铺车可以自动控制多辆物料车，大大节约设备改装的成本。
53.在具体实施过程中，第一传感器11可以为超声波雷达，第二传感器12可以为激光雷达。较佳的，第一传感器11和第二传感器12均为激光雷达，即第一激光雷达和第二激光雷达。第一激光雷达设置在摊铺车10的a柱靠料斗的一端，第二激光雷达设置在摊铺车10的车顶横梁上。第一激光雷达的俯视角为40
°
～50
°
，具体可以为40
°
、45
°
或50
°
，第二激光雷达的俯视角为0
°
～5
°
，具体可以为0
°
、3
°
或5
°
。其中，第一激光雷达的俯视角设置为45
°
、第二激光雷达的俯视角设置为2
°
时，与第一激光雷达和第二激光雷达所处位置的适配性较高，大大提高物料检测的准确性。进一步的，为了提高物料检测的灵活性，第二激光雷达可通过活动连接件与车顶横梁相连，通过该活动链接件第二激光雷达能够在水平方向上伸缩、在竖直方向上转动，为此，可以根据物料车料斗21的长度和高度适应性调节第二激光雷达的检测角度。
54.针对已有摊铺车10，本实施例提供的计算设备13可以为边缘计算设备设置在摊铺车上的任一位置，信号发送设备14可以为信号灯，通过信号灯向物料车20发送控制信号，经济便捷。针对无人驾驶摊铺车，计算设备13可以无人驾驶摊铺车的图形处理器gpu，信号发送设备可以为无线信号发送设备，物料车尾无人驾驶物料车，无线信号发送设备将控制信号发送至无人驾驶物料车的接收器，实现无人驾驶摊铺车与无人驾驶物料车之间的自动交互控制。
55.针对上述实施提供的交互控制系统，以传感器为激光雷达为例，本实施例对应提供一种交互控制方法，分别对物料车的驶入、停车卸料、调整物料车料斗倾斜角度以及驶离这四个阶段进行控制。
56.驶入阶段
57.请参考图2a，本技术实施例提供的交互控制方法，在控制驶入阶段，该方法包括：
58.s211、通过第一激光雷达对摊铺车料斗中的物料进行扫描；
59.s213、基于第一激光雷达扫描获得的点云，计算获得摊铺车料斗中的物料状态；
60.s215、基于物料状态，向物料车发送驶入信号，以使物料车基于驶入信号向摊铺车驶入。
61.为了简化s213的计算过程，提高控制效率，在s211之前本实施例预先通过第一激
光雷达对空的摊铺车料斗进行扫描，获得摊铺车料斗的点云，并基于该点云构建料斗的三维模型并将其作为空料斗模型存储。
62.摊铺车在启动摊铺工作之前，先启动第一激光雷达执行s2111对摊铺车料斗中的物料进行扫描，对于扫描获得点云，执行s213计算获得摊铺车料斗中的物料状态。具体的，可以直接对扫描获得的点云进行三维建模，将获得模型与预存的空料斗模型进行比对，若比对结果一致获取物料状态为空并继续执行s215，若不一致控制摊铺车进行摊铺消耗物料。或者对点云进行距离计算获得最大距离值，将最大距离值与空料斗模型的深度值进行比较，若最大距离值与深度值的差值小于预设差值，确认物料状态为空并继续执行s215，若最大距离值与深度值的差值不小于预设差值控制摊铺车进行摊铺消耗物料。
63.s215判断物料状态是否空，若是向物料车发送驶入信号，以使物料车基于驶入信号向摊铺车驶入，若否暂不发送驶入信号，以使物料车在外围等待。
64.停车卸料和调整角度阶段
65.请参考图2b，本技术实施例提供的交互控制方法，在控制停车卸料和调整物料车料斗倾斜角度阶段，该方法包括：
66.s221、通过第一激光雷达检测获得摊铺车与物料车之间的距离；
67.s222、在检测获得的距离小于预设距离时，触发物料车停车卸料以及触发第二激光雷达对物料车料斗进行扫描；
68.s223、基于第二激光雷达扫描获得的点云，计算获得物料车料斗中剩余物料的体积比；
69.s224、基于计算获得的体积比，向物料车发送控制信号，以使物料车基于控制信号调整物料车料斗卸料角度。
70.具体实施过程中，s223计算剩余物料的体积比时可以对点云进行直线特征提取，获得摊铺车料斗的长宽，以该长宽点云构建料斗顶面；基于点云和料斗顶面进行三维建模，获得以卸载物料的体积v1；基于预存的料斗体积v2，计算获得体积比为(v2-v1)/v2。s224基于计算获得的体积比，判断该体积比是否小于预设比值，若小于向物料车发送控制信号，以使物料车基于控制信号调整物料车料斗卸料角度；若不小于等待接收下一次体积比进行判断。需要说明的是预设比值可以包含多个，如数值逐级减小第一预设比值、第二预设比值、第三预设比值，每小于一个预设比值，卸料角度增大一次，每次角度增大的幅度与预设比例相对应，保证卸料过程顺畅，实现卸料过程中逐级控制，提高控制精度。
71.为了进一步提高控制精度，本实施例在执行s224时，还进一步获取第一激光雷达检测获得的摊铺车料斗中的物料点云，基于该物料点云计算获得摊铺车料斗中剩余物料的高度是否小于预设高度，若小于进一步判断物料车料斗中剩余物料体积比是否小于预设比值，若小于向物料车发送控制信号，以使物料车基于控制信号调整物料车料斗卸料角度；若不小于等待接收下一次数据进行判断。基于摊铺车料斗物料高度的判断，而非基于摊铺车料斗体积的判断是因为物料车在卸料时会遮挡摊铺车料斗的大部分空间，基于点云的体积判断是不准确的。基于摊铺车料斗物料高度与物料车料斗剩余物料体积的联合判断来确定调整卸料角度，可以有效避免角度调整过早导致物料外溢的技术问题。
72.驶离阶段
73.请参考图2c，本技术实施例提供的交互控制方法，在控制驶离阶段，该方法包括：
74.s231、判断计算获得的物料车料斗中剩余物料的体积比是否小于预设最小比值；
75.s233、若是，触发第一激光雷达对摊铺车料斗中的物料进行扫描，并基于扫描结果计算物料高度值；
76.s335、若物料高度值小于高度阈值，向物料车发送驶离信号，以使物料车基于驶离信号驶离。
77.需要说明的是，用于判断是否驶离的高度阈值大于用于判断是否调整角度的预设高度，以使物料车驶离后摊铺车正常摊铺一段时间，直至下一辆物料车驶入，实现摊铺作业不间断，提高摊铺效率。
78.基于图2提供的一种交互控制方法，本实施例还对应提供一种交互控制装置，请参考图3，本装置包括：
79.检测单元31，用于通过第一激光雷达检测获得摊铺车与物料车之间的距离；
80.触发单元32，用于在所述距离小于预设距离时，触发所述物料车停车卸料以及触发所述第二激光雷达对物料车料斗进行扫描；
81.计算单元33，用于基于所述第二激光雷达扫描获得的点云，计算获得物料车料斗中剩余物料的体积比；
82.发送单元34，用于基于所述体积比，向所述物料车发送控制信号，以使所述物料车基于所述控制信号调整物料车料斗卸料角度。
83.可选的，在通过第一激光雷达检测获得摊铺车与物料车之间的距离之前，检测单元31还用于通过所述第一激光雷达对摊铺车料斗中的物料进行扫描；所述计算单元33还用于基于所述第一激光雷达扫描获得的点云，计算获得摊铺车料斗中的物料状态；所述发送单元34还用于基于所述物料状态，向所述物料车发送驶入信号，以使所述物料车基于所述驶入信号向所述摊铺车驶入。
84.关于上述实施例中的装置，其中各个单元执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
85.图4是根据一示例性实施例示出的一种用于实现交互控制方法的电子设备400的框图。例如，电子设备400可以是工控机，计算机，边缘服务器，边缘计算设备等。
86.参照图4，电子设备400可以包括以下一个或多个组件：处理组件402，存储器404，电源组件406，输入/展现(i/o)的接口408，以及通信组件410。
87.处理组件402通常控制电子设备400的整体操作，诸如与数据计算，控制，指令下发以及摄像头触发相关联的操作。处理元件402可以包括一个或多个处理器920来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件402可以包括一个或多个模块，便于处理组件402和其他组件之间的交互。
88.存储器404被配置为存储各种类型的数据以支持在设备400的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备400上操作的任何应用程序或方法的指令，图像数据，关联数据，配置数据等。存储器404可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(sram)，电可擦除可编程只读存储器(eeprom)，可擦除可编程只读存储器(eprom)，可编程只读存储器(prom)，只读存储器(rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
89.电源组件406为电子设备400的各种组件提供电力。电源组件406可以包括电源管
理系统，一个或多个电源，及其他与为电子设备400生成、管理和分配电力相关联的组件。
90.通信组件410被配置为便于电子设备400和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备400可以接入基于通信标准的无线网络，如wifi，4g或5g，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信部件910经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信部件410还包括近场通信(nfc)模块，以促进短程通信。例如，在nfc模块可基于射频识别(rfid)技术，红外数据协会(irda)技术，超宽带(uwb)技术，蓝牙(bt)技术和其他技术来实现。
91.在示例性实施例中，电子设备400可以被一个或多个应用专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
92.在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器404，上述指令可由电子设备400的处理器420执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是rom、随机存取存储器(ram)、cd-rom、磁带、软盘和光数据存储设备等。该非临时性计算机可读存储介质中的指令由电子设备400的处理器420执行时，可实现上述实施例中的点云数据处理方法。
93.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本技术旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本实施例未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
94.应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。