一種遙控飛機及相應的測控方法
【專利摘要】本發明實施例公開了一種遙控飛機及相應的測控方法，用于根據遙控飛機的飛行高度實現各種飛行功能的智能控制。本發明實施例方法包括：高度檢測單元，反饋控制單元和動力單元；所述動力單元用于提供遙控飛機的飛行動力；所述高度檢測單元用于實時地檢測所述遙控飛機的離地高度，并實時地將所述離地高度反饋給所述反饋控制單元；所述反饋控制單元用于接收用戶發送的控制指令，并根據不同時間點的所述離地高度及所述控制指令檢測所述遙控飛機的飛行狀態，根據所述飛行狀態控制所述動力單元。
【專利說明】一種遙控飛機及相應的測控方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及智能測控領域，尤其涉及一種遙控飛機及相應的測控方法。
【背景技術】
[0002]市場上常見的遙控飛機可以實現遙控飛行，利用角速度傳感器可以實現防止自旋和控制轉向等功能。但遙控飛機除了控制轉向之外，還需要對飛行的高度進行控制。
[0003]在現有的技術中，用戶是通過遙控器直接操控遙控飛機在垂直方向的旋翼組的動力來實現飛行高度的控制，但是，這種控制方法控制的成功與否取決于用戶的操作感官以及可調控的旋翼組的動力的靈敏度，用戶經常因操作不善而導致遙控飛機的損壞。
【發明內容】
[0004]本發明實施例提供了一種遙控飛機及相應的測控方法，用于根據遙控飛機的飛行高度實現各種飛行功能的智能控制。
[0005]本發明提供的遙控飛機，包括:
[0006]高度檢測單元，反饋控制單元和動力單元；
[0007]所述動力單元用于提供遙控飛機的飛行動力；
[0008]所述高度檢測單元用于實時地檢測所述遙控飛機的離地高度，并實時地將所述離地高度反饋給所述反饋控制單元；
[0009]所述反饋控制單元用于接收用戶發送的控制指令，并根據不同時間點的所述離地高度及所述控制指令檢測所述遙控飛機的飛行狀態，根據所述飛行狀態控制所述動力單
J Li ο
[0010]本發明提供的遙控飛機的測控方法，包括:
[0011]實時地檢測遙控飛機的離地高度；
[0012]接收用戶發送的控制指令；
[0013]根據不同時間點的所述離地高度及所述控制指令檢測所述遙控飛機的飛行狀態；
[0014]根據所述飛行狀態控制所述遙控飛機的飛行動力。
[0015]從以上技術方案可以看出，本發明實施例具有以下優點:
[0016]本發明的遙控飛機可以實時地測量該遙控飛機當前的離地高度，并實時地將所述離地高度反饋給所述反饋控制單元，由此遙控飛機的反饋控制單元就可以通過不同時間點的所述離地高度獲知該遙控飛機的飛行狀態，在收到用戶發送的控制指令之后，可以根據當前的飛行狀態及該控制指令的類型，智能地增加或減少遙控飛機的飛行動力，以直接實現用戶的控制目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明實施例遙控飛機的一個邏輯結構示意圖；[0018]圖2是本發明實施例遙控飛機的另一個邏輯結構示意圖；
[0019]圖3是本發明實施例測距方法的示意圖；
[0020]圖4是本發明實施例一種遙控飛機的測控方法的一個流程示意圖；
[0021]圖5是本發明實施例一種遙控飛機的測控方法的另一個流程示意圖。
【具體實施方式】
[0022]本發明實施例提供了一種遙控飛機及相應的測控方法，用于根據遙控飛機的飛行高度實現各種飛行功能的智能控制。
[0023]請參閱圖1，本發明實施例中遙控飛機的一個實施例包括:
[0024]高度檢測單元101，反饋控制單元102和動力單元103 ；
[0025]所述動力單元103用于提供遙控飛機的飛行動力；
[0026]可選的，在實際應用中，所述動力單元103可以為遙控飛機在垂直方向上的旋翼組，控制遙控飛機的飛行動力具體可以通過控制所述旋翼組的馬達轉速實現；可以理解的是，在實際應用中，遙控飛機的動力單元不限于在垂直方向上的旋翼組，還可以為其它的提供飛行動力的裝置，因此，上述僅為示例說明，不對本發明實施例構成具體限定。
[0027]所述高度檢測單元101用于實時地檢測所述遙控飛機的離地高度，并實時地將所述離地高度反饋給所述反饋控制單元102 ；
[0028]可選的，在實際應用中，遙控飛機可以通過攝像頭拍攝測距以遙控飛機的離地高度，具體使用哪種測量技術影響離地高度的測量精度，以及遙控飛機的造價成本，并不影響本發明測控原理的實現；具體的，后續實施例中將提供攝像頭拍攝測距的實施例。
[0029]所述反饋控制單元102用于接收用戶發送的控制指令，并根據不同時間點的所述離地高度及所述控制指令檢測所述遙控飛機的飛行狀態，根據所述飛行狀態控制所述動力單元103。
[0030]可選的，在實際應用中，反饋控制單元102可以由中央處理單元(CentralProcessing Unit,CPU)來實現,負責離地高度等各種參數的運算；具體的，用戶可以通過遙控器向反饋控制單元102發送控制指令，反饋控制單元102根據該控制指令觸發預置的各種操作事件，通過負責離地高度等各種參數的運算結果觸發對所述動力單元103的控制。
[0031]在現有的技術的遙控飛機中，飛行高度的控制必須由用戶通過操作經驗直接操作遙控飛機在垂直方向的旋翼組的動力來實現，實際使用中容易出現摔機問題，導致用戶體驗不佳。
[0032]本發明的遙控飛機可以實時地測量該遙控飛機當前的離地高度，并實時地將所述離地高度反饋給所述反饋控制單元，由此遙控飛機的反饋控制單元就可以通過不同時間點的所述離地高度獲知該遙控飛機的飛行狀態，在收到用戶發送的控制指令之后，可以根據當前的飛行狀態及該控制指令的類型，智能地增加或減少遙控飛機的飛行動力，以直接實現用戶的控制目的。
[0033]在實際應用中，由于遙控器的遙感距離和遙控飛機的飛行能力沒有必然的聯系，即遙控飛機可以飛離遙控器的遙控范圍，若出現這種情況遙控飛機間脫離用戶的控制，很容易造成遙控飛機的損壞以及給途人帶來安全隱患；本發明提供了解決上述問題的方案，具體請參閱圖2，本發明實施例中遙控飛機的另一個實施例包括:[0034]高度檢測單元101，反饋控制單元102和動力單元103 ；
[0035]所述動力單元103用于提供遙控飛機的飛行動力；
[0036]可選的，在實際應用中，所述動力單元103可以為遙控飛機在垂直方向上的旋翼組，控制遙控飛機的飛行動力具體可以通過控制所述旋翼組的馬達轉速實現；可以理解的是，在實際應用中，遙控飛機的動力單元不限于在垂直方向上的旋翼組，還可以為其它的提供飛行動力的裝置，因此，上述僅為示例說明，不對本發明實施例構成具體限定。
[0037]所述高度檢測單元101用于實時地檢測所述遙控飛機的離地高度，并實時地將所述離地高度反饋給所述反饋控制單元102 ；
[0038]具體的，所述高度檢測單元101可以包括:
[0039]兩個光源發射模塊1011，攝像模塊1012及高度計算模塊1013 ；
[0040]所述兩個光源發射模塊1011用于平行的向地面發射測距光源；所述攝像模塊1012用于獲取所述測距光源的成像；
[0041]所述高度計算模塊1013用于根據所述測距光源的成像的距離，預置的兩個光源發射模塊的距離，以及預置的攝像鏡頭組到成像平面的距離，計算所述離地高度。
[0042]遙控飛機上可安裝兩個激光光源，在飛行的過程中一直發射激光，由于激光光源的位置是固定的，因此，投射到地面的光激光點的實際間距也是固定的，光激光點的實際間距為已知參數D ；
[0043]請參閱圖3，圖3中示意了地面上兩個激光落點a和b在攝像模塊的成像平面c上成像的過程。遙控飛機上的攝像模塊的攝像頭具有固定的視角，攝像模塊的攝像頭透鏡組和攝像模塊的成像平面距離固定，利用三角形的高與底邊的原理可知，攝像模塊的攝像頭透鏡組到地面的距離(即離地高度)H和攝像鏡頭組到成像平面的距離h存在比例關系:d/
h = D/Ho
[0044]上式中的d為激光點成像(即測距光源的成像)的距離，可以通過攝像單元進行拍攝獲得；h為已知量，取決于攝像模塊的固件配置；根據所述公式即可計算出遙控飛機當前的離地高度。
[0045]所述反饋控制單元102用于接收用戶發送的控制指令，并根據不同時間點的所述離地高度及所述控制指令檢測所述遙控飛機的飛行狀態，根據所述飛行狀態控制所述動力單元103。具體的，飛行狀態可以包括上升狀態、下降狀態和飛行速度等。
[0046]具體的，反饋控制單元102可以包括懸停控制模塊1021，勻速控制模塊1022和高度控制模塊1023 ；
[0047]懸停控制模塊1021，用于當接收到的所述控制指令為懸停指令時，根據當前時間點與前一個時間點的所述離地高度的差值，確定所述遙控飛機的飛行狀態為上升狀態或下降狀態，并結合所述上升狀態或所下降狀態的飛行速率控制所述動力單元103(可以為調節旋翼組馬達的轉速)。
[0048]勻速控制模塊1022，用于當接收到的所述控制指令為勻速指令時，根據當前時間點與前一個時間點的所述離地高度的差值，確定所述遙控飛機在垂直方向上的運行速度，并根據所述運行速度控制所述動力單元103 (可以為調節旋翼組馬達的轉速)。
[0049]高度控制模塊1023，用于當所述高度檢測單元反饋的所述離地高度大于或等于預置的高度閾值時，向所述動力單元發送調控指令，使得所述遙控飛機停止上升103。[0050]具體的，所述預置的高度閾值小于遙控器的最大遙感范圍，因為自動調節需要調控時間(即減小馬達的轉速也有個減速的過程)，因此，到離遙控器的最大遙感范圍達到一定距離時，就需要觸發上升調控的指令。
[0051]在實際應用中，通過離地高度還可以實現更多的智能控制，此處不一一列舉，且上述所示例的功能不應該理解為對本發明通過離地高度實現智能控制功能的限定。
[0052]在本發明的實施例中，用戶僅需要按一個操作鍵，即可實現目標操作，方便快捷；并且，本發明實施例的遙控飛機可自動實現在遙控器的遙感距離內飛行，無需用戶警戒，提高了遙控飛機的安全性。
[0053]下面對實現本發明遙控飛機的方法的實施例進行說明，其流程圖請參考圖4，本發明實施例中遙控飛機的測控方法的一個實施例包括:
[0054]401、實時地檢測遙控飛機的離地高度；
[0055]高度檢測單元實時地檢測遙控飛機的離地高度，并實時地將所述離地高度反饋給所述反饋控制單元。
[0056]可選的，在實際應用中，遙控飛機可以通過激光反饋時差的技術來測量遙控飛機的離地高度，也可以通過攝像頭拍攝測距，具體使用哪種測量技術影響離地高度的測量精度，以及遙控飛機的造價成本，并不影響本發明測控原理的實現；具體的，后續實施例中將提供攝像頭拍攝測距的實施例。
[0057]402、接收用戶發送的控制指令；
[0058]反饋控制單元接收用戶發送的控制指令；在實際應用中，用戶可以通過遙控器的一個按鍵(和一套組合鍵)向遙控飛機的反饋控制單元發送控制指令，以控制遙控飛機實現目標操作。
[0059]403、根據不同時間點的所述離地高度及所述控制指令檢測所述遙控飛機的飛行狀態；
[0060]反饋控制單元根據不同時間點的所述離地高度及所述控制指令檢測所述遙控飛機的飛行狀態。
[0061 ] 具體的，飛行狀態可以包括上升狀態、下降狀態和飛行速度等。
[0062]示例性的，反饋控制單元可以根據兩個時間點所檢查到的離地高度的差，獲知遙控飛機的飛行狀態為上升狀態或下降狀態；還可以根據所述兩個時間點的時間差和所述離地高度的差計算遙控飛機在垂直方向上的飛行速度。
[0063]404、根據所述飛行狀態控制所述遙控飛機的飛行動力。
[0064]反饋控制單元根據所述飛行狀態以及當前控制指令的需求(如，若遙控飛機處于上升狀態，且控制指令為懸停指令，則反饋控制單元則需要指示所述動力單元減速)，向遙控飛機的動力單元發送加速或減速指令。
[0065]可選的，在實際應用中，所述動力單元可以為遙控飛機在垂直方向上的旋翼組，控制遙控飛機的飛行動力具體可以通過控制所述旋翼組的馬達轉速實現；可以理解的是，在實際應用中，遙控飛機的動力單元不限于在垂直方向上的旋翼組，還可以為其它的提供飛行動力的裝置，因此，上述僅為示例說明，不對本發明實施例構成具體限定。
[0066]下面對本發明遙控飛機的測控方法進行詳細地描述，其流程圖請參考圖5，本發明實施例中遙控飛機的測控方法的另一個實施例包括:[0067]501、垂直的向地面發射測距光源；
[0068]光源發射模塊垂直的向地面發射測距光源。
[0069]502、獲取所述兩個測距光源的成像的距離；
[0070]攝像模塊拍攝兩個所述測距光源的成像，并將所述成像發送給高度計算模塊，使得高度計算模塊根據所述成像計算所述測距光源的成像的距離。
[0071]503、根據獲得的參數計算離地高度；
[0072]高度計算模塊根據所述測距光源的成像的距離，預置的兩個光源的實際距離，以及預置的攝像鏡頭組到成像平面的距離，計算所述離地高度。
[0073]504、接收用戶發送的控制指令；
[0074]反饋控制單元接收用戶發送的控制指令，所述控制指令可以為懸停指令或勻速指令。
[0075]505、根據不同時間點的所述離地高度及所述控制指令檢測所述遙控飛機的飛行狀態；
[0076]可選的，當所述控制指令為懸停指令時，所述根據不同時間點的所述離地高度及所述控制指令檢測所述遙控飛機的飛行狀態，具體為:根據當前時間點與前一個時間點的所述離地高度的差值，確定所述遙控飛機的飛行狀態為上升狀態或下降狀態。
[0077]可選的，當所述控制指令為勻速指令時，所述根據不同時間點的所述離地高度及所述控制指令檢測所述遙控飛機的飛行狀態，具體為:根據當前時間點與前一個時間點的所述離地高度的差值，確定所述遙控飛機在垂直方向上的運行速度。
[0078]506、根據所述飛行狀態控制所述遙控飛機的飛行動力；
[0079]可選的，當所述控制指令為懸停指令時，所述根據所述飛行狀態控制所述遙控飛機的飛行動力，具體為:根據所述上升狀態或所下降狀態的飛行速率增加或減少所述遙控飛機的飛行動力，以達到懸停的目的。
[0080]可選的，當所述控制指令為勻速指令時，所述根據所述飛行狀態控制所述遙控飛機的飛行動力，具體為:根據所述運行速度增加或減少所述遙控飛機的飛行動力，以達到勻速飛行的目的。
[0081]在實際應用中，通過離地高度還可以實現更多的智能控制，此處不一一列舉，且上述所示例的功能不應該理解為對本發明通過離地高度實現智能控制功能的限定。
[0082]507、若超過預置的高度閾值時，則減小所述遙控飛機上升的飛行動力。
[0083]在實際應用中，當檢測到的所述離地高度大于或等于預置的高度閾值時，反饋控制單元則減小所述遙控飛機上升的飛行動力，以阻止所述遙控飛機繼續上升。
[0084]具體的，所述預置的高度閾值小于遙控器的最大遙感范圍，因為自動調節需要調控時間(即減小馬達的轉速也有個減速的過程)，因此，到離遙控器的最大遙感范圍達到一定距離時，就需要觸發上升調控的指令。
[0085]在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的裝置和方法可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特征可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。
[0086]所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。
[0087]另外，在本發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既包含采用硬件的形式實現的模塊，也包含采用軟件功能單元的形式實現的模塊。
[0088]所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基于這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的全部或部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括:U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-OnlyMemory)、隨機存取存儲器(RAM, Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。
[0089]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種遙控飛機，其特征在于，包括: 高度檢測單元，反饋控制單元和動力單元； 所述動力單元用于提供遙控飛機的飛行動力； 所述高度檢測單元用于實時地檢測所述遙控飛機的離地高度，并實時地將所述離地高度反饋給所述反饋控制單元； 所述反饋控制單元用于接收用戶發送的控制指令，并根據不同時間點的所述離地高度及所述控制指令檢測所述遙控飛機的飛行狀態，根據所述飛行狀態控制所述動力單元。
2.根據權利要求1所述的遙控飛機，其特征在于，所述反饋控制單元，包括: 懸停控制模塊，用于當接收到的所述控制指令為懸停指令時，根據當前時間點與前一個時間點的所述離地高度的差值，確定所述遙控飛機的飛行狀態為上升狀態或下降狀態，并結合所述上升狀態或所下降狀態的飛行速率控制所述動力單元。
3.根據權利要求1所述的遙控飛機，其特征在于，所述反饋控制單元，還包括: 勻速控制模塊，用于當接收到的所述控制指令為勻速指令時，根據當前時間點與前一個時間點的所述離地高度的差值，確定所述遙控飛機在垂直方向上的運行速度，并根據所述運行速度控制所述動力單元。
4.根據權利要求1所述的遙控飛機，其特征在于，所述反饋控制單元，還包括: 高度控制模塊，用于當所述高度檢測單元反饋的所述離地高度大于或等于預置的高度閾值時，向所述動力單元發送調控指令，使得所述遙控飛機停止上升。
5.根據權利要求1至4任意一項所述的遙控飛機，其特征在于，所述高度檢測單元，包括: 兩個光源發射模塊，攝像模塊及高度計算模塊； 所述兩個光源發射模塊用于平行的向地面發射測距光源； 所述攝像模塊用于獲取兩個所述測距光源的成像； 所述高度計算模塊用于根據所述測距光源的成像的距離，預置的兩個光源發射模塊的距離，以及預置的攝像鏡頭組到成像平面的距離，計算所述離地高度。
6.一種遙控飛機的測控方法，其特征在于，包括: 實時地檢測遙控飛機的離地高度； 接收用戶發送的控制指令； 根據不同時間點的所述離地高度及所述控制指令檢測所述遙控飛機的飛行狀態； 根據所述飛行狀態控制所述遙控飛機的飛行動力。
7.根據權利要求6所述的遙控飛機，其特征在于，當所述控制指令為懸停指令時，所述根據不同時間點的所述離地高度及所述控制指令檢測所述遙控飛機的飛行狀態，包括: 根據當前時間點與前一個時間點的所述離地高度的差值，確定所述遙控飛機的飛行狀態為上升狀態或下降狀態； 所述根據所述飛行狀態控 制所述遙控飛機的飛行動力，包括: 根據所述上升狀態或所下降狀態的飛行速率增加或減少所述遙控飛機的飛行動力，以達到懸停的目的。
8.根據權利要求6所述的遙控飛機，其特征在于，當所述控制指令為勻速指令時，所述根據不同時間點的所述離地高度及所述控制指令檢測所述遙控飛機的飛行狀態，包括:根據當前時間點與前一個時間點的所述離地高度的差值，確定所述遙控飛機在垂直方向上的運行速度； 所述根據所述飛行狀態控制所述遙控飛機的飛行動力，包括: 根據所述運行速度增加或減少所述遙控飛機的飛行動力，以達到勻速飛行的目的。
9.根據權利要求6所述的遙控飛機，其特征在于，所述實時地檢測遙控飛機的離地高度之后，包括: 當檢測到的所述離地高度大于或等于預置的高度閾值時，減小所述遙控飛機上升的飛行動力，以阻止所述遙控飛機繼續上升。
10.根據權利要求6至9任意一項所述的遙控飛機，其特征在于，所述檢測遙控飛機的尚地聞度，包括: 垂直的向地面發射測距光源； 獲取兩個所述測距光源的成像的距離； 根據所述測距光源的成像的距離，預置的兩個光源的實際距離，以及預置的攝像鏡頭組到成像平面的距離，計算所述離地高度。
【文檔編號】A63H27/133GK103585769SQ201210290503
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年8月15日 優先權日:2012年8月15日
【發明者】謝樹, 楊剛能, 葛保建, 胡勝發 申請人:安凱(廣州)微電子技術有限公司