一種無人機交互控制裝置及系統的制作方法
【專利摘要】本發明實施例公開了一種無人機交互控制裝置及系統，包括：通訊模塊，用于和無人機通訊連接；檢測模塊，用于檢測無人機交互控制裝置運動軌跡的角速度信息，以及作用在觸控區上的觸控操作的操作信息，所述操作信息包括觸點數量以及每個觸點的壓力值；控制模塊，用于根據角速度信息和操作信息確定控制無人機飛行狀態的控制指令，并發送至無人機。本發明實施例解決了滑動操作不易操作的問題，簡化了對無人機的控制操作，提升了用戶的操作手感。
【專利說明】
-種無人機交互控制裝置及系統
技術領域
[0001] 本發明實施例設及無人機技術，尤其設及一種無人機交互控制裝置及系統。
【背景技術】
[0002] 隨著技術的提高，無人機技術也得到快速發展，無人機的交互控制方式也呈現多 樣化。
[0003] 目前對無人機的交互控制主要有兩種方式:第一種方式是，設置專口與無人機配 對的遙控器，遙控器上設置有搖桿和功能按鈕，通過搖桿來控制無人機飛行的方向，通過功 能按鈕來控制無人機飛行的速度;第二種方式是，將無人機與移動終端相連，通過在移動終 端顯示屏上的滑動操作來控制無人機的飛行方向W及飛行速度。
[0004] 第一種方式的缺陷是:設置專口的遙控器會增加制造成本;第二種方式的缺陷是： 滑動操作不易控制，且操作起來比較復雜，用戶操作手感差。
【發明內容】
[0005] 本發明實施例提供一種無人機交互控制裝置及系統，W簡化對無人機的控制操 作，提升用戶操作手感。
[0006] 第一方面，本發明實施例提供了一種無人機交互控制裝置，包括：
[0007] 通訊模塊，用于和無人機通訊連接；
[000引檢測模塊，用于檢測無人機交互控制裝置運動軌跡的角速度信息，W及作用在觸 控區上的觸控操作的操作信息，所述操作信息包括觸點數量W及每個觸點的壓力值；
[0009] 控制模塊，用于根據角速度信息和操作信息確定控制無人機飛行狀態的控制指 令，并發送至無人機。
[0010] 第二方面，本發明實施例還提供了一種無人機交互控制系統，包括:無人機W及上 述無人機交互控制裝置，所述無人機交互控制裝置與無人機通訊連接。
[0011] 本實施例的技術方案，根據角速度信息和觸控操作的操作信息來確定無人機飛行 狀態的控制指令，并向無人機發送控制指令，即用戶只需要通過搖擺操作W及按壓操作就 能實現對無人機的自由控制，解決了滑動操作不易操作的問題，簡化了對無人機的控制操 作，提升了用戶的操作手感。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發明實施例一提供的一種無人機交互控制裝置的結構示意圖；
[0013] 圖2為本發明實施例二提供的一種無人機交互控制裝置的結構示意圖；
[0014] 圖3為本發明實施例=提供的一種無人機交互控制裝置的結構示意圖；
[0015] 圖4為本發明實施例四提供的一種無人機交互控制系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。可W理解的是，此處所描 述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便 于描述，附圖中僅示出了與本發明相關的部分而非全部結構。
[0017]實施例一
[0018] 圖1為本發明實施例一提供的一種無人機交互控制裝置的結構示意圖，本實施例 可適用于利用電子終端設備對無人機進行交互控制的情況，無人機交互控制裝置可W是電 子終端設備，如手機、平板電腦等，如圖1所示，該無人機交互控制裝置的具體結構可W包 括:通訊模塊10,用于和無人機通訊連接;檢測模塊20,用于檢測無人機交互控制裝置運動 軌跡的角速度信息，W及作用在觸控區上的觸控操作的操作信息，所述操作信息包括觸點 數量W及每個觸點的壓力值;控制模塊30,用于根據角速度信息和操作信息確定控制無人 機飛行狀態的控制指令，并發送至無人機。
[0019] 其中，通訊模塊10可采用無線通信技術，優選可W是藍牙技術、WiFi技術或者2.4G 技術。無人機交互控制裝置可W通過通訊模塊10向無人機發送各種控制指令，也可W通過 通訊模塊10接收無人機反饋的實時飛行狀態的數據信息。
[0020] 其中，無人機交互控制裝置的運動軌跡優選是向各個方向發生傾斜。無人機交互 控制裝置中設置有巧螺儀傳感器，巧螺儀傳感器可W根據無人機交互控制裝置的運動軌跡 獲得對應的角速度，將角速度進行積分后可W得到無人機交互控制裝置發生運動軌跡后在 x、y、z=個方向上的角速度信息，體現在用戶的操作上可W是在x、y、z =個方向上的傾斜角 度。
[0021] 其中，觸控區可W是帶有顯示功能的觸控屏，也可W是用于感應觸控操作的觸控 板。觸控操作可W是按壓操作，根據按壓力度的不同可W包括輕按、重按、用力按等。觸控區 內設置有壓力感應裝置，可W感應作用在觸控區上的觸控操作的壓力，并將觸控操作的壓 力轉換為對應的電參數，當不同壓力的觸控操作作用在觸控區上時，壓力感應裝置對應產 生不同的電參數，因此可W用電參數表示觸點的壓力值，當有n個觸點時，獲取模塊相應可 W獲取n個觸點的壓力值，并確定觸點數量為n。優選的，壓力感應裝置為一高度電容，當不 同壓力的觸控操作作用在觸控區上時，該高度電容對應產生不同的電容值，W電容值表示 觸點的壓力值。進一步，根據高度電容中忍片的位數確定高度電容可感應的壓力等級，對于 忍片位數為m的高度電容可分為2的m次方個等級，通常m為2或8,每一等級可對應一壓力值。
[0022] 其中，根據檢測的角速度信息和操作信息可W確定無人機飛行狀態的控制指令， 將該控制指令通過通訊模塊10發送給無人機W實現對無人機各個飛行狀態的自由控制。
[0023] 本實施例的技術方案，根據角速度信息和觸控操作的操作信息來確定無人機飛行 狀態的控制指令，并向無人機發送控制指令，即用戶只需要通過搖擺操作W及按壓操作就 能實現對無人機的自由控制，解決了滑動操作不易操作的問題，簡化了對無人機的控制操 作，提升了用戶的操作手感。
[0024] 實施例二
[0025] 圖2為本發明實施例二提供的一種無人機交互控制裝置的結構示意圖。如圖2所 示，在前述實施例方案的基礎上，所述控制模塊30包括:飛行角度控制單元310，用于根據角 速度信息確定控制無人機飛行角度的控制指令，并發送至無人機;旋翼轉速控制單元320， 用于根據觸點數量和觸點壓力值確定控制無人機旋翼轉速的控制指令，并發送至無人機。
[0026] 其中，飛行角度控制單元310可W將無人機交互控制裝置在x、y、z =個方向的角速 度信息存入控制無人機飛行角度的控制指令中，并發送至無人機，無人機接收到該控制指 令時，利用無人機上的巧螺儀傳感器調整無人機的飛行角度，W和無人機交互控制裝置在 x、y、z =個方向的角速度信息保持一致，因此當用戶向某一方向傾斜無人機交互控制裝置 時，無人機相應向相同的方向傾斜相同的角度，如此簡化了用戶的控制操作，提升了用戶的 操作手感。
[0027] 其中，對于旋翼無人機來說，通過改變旋翼轉速不僅可W實現對無人機飛行方向 的控制，還可W實現對無人機飛行速度的控制，根據旋翼轉速變化快慢還可改變無人機在 飛行方向上的加速度。因此，通過改變觸控操作中的操作信息可W對應改變無人機旋翼轉 速，如此來改變無人機的飛行方向、飛行速度W及在飛行方向上的加速度。
[0028] 本實施例的技術方案，一方面，根據角速度信息確定控制無人機飛行角度的控制 指令，用戶僅通過搖擺無人機交互控制裝置就可實現對無人機的飛行角度的控制；另一方 面，根據觸點數量和觸點壓力值確定控制無人機旋翼轉速的控制指令，通過改變無人機旋 翼轉速來改變無人機飛行方向W及在飛行方向上的速度和加速度，即用戶僅通過按壓操作 即可實現對無人機飛行方向和飛行速度的綜合控制，結合運兩個方面，對用戶來說，僅通過 搖擺手中的控制裝置并配合按壓操作即可實現對無人機各種飛行姿態的全面控制，簡化了 用戶的控制操作，提升了用戶的操作體驗。
[0029] 在上述技術方案的基礎上，優選的，所述無人機交互控制裝置運動軌跡包括向前 傾斜、向后傾斜、向左傾斜W及向右傾斜，則根據對應角速度信息確定的控制指令控制無人 機的飛行角度為向前傾斜、向后傾斜、向左傾斜W及向右傾斜，如此使得無人機的飛行角度 與用戶手中的操控裝置保持一致，增加用戶的操作體驗。
[0030] 在上述技術方案的基礎上，優選的，所述旋翼轉速控制單元320具體用于:根據觸 點數量選擇預設的對應關系表，根據對應關系表確定與壓力值對應的控制指令，并發送至 無人機，所述對應關系表中預設有至少兩組壓力值與控制指令的對應關系。
[0031] 其中，根據觸點數量的不同，可W選擇不同的對應關系表，不同的對應關系表中與 壓力值對應的控制指令不同，對應控制的無人機旋翼轉速也不同，因此無人機的飛行狀態 也不同。優選的，一個對應關系表可W對應唯一的觸點數量值，也可W對應多個觸點數量 值，示例性的，在觸點數量為2或3時，選擇的均是**對應關系表，此種設置是為了在用戶誤 按(如本應雙指控制的操作誤按成了 =指操作）時，仍保持原功能，保證對無人機控制的穩 定性。
[0032] 在上述技術方案的基礎上，所述根據觸點數量選擇對應關系表可W進一步優化 為：當觸點數量為第一預設值時，選擇第一對應關系表，所述第一對應關系表中與壓力值對 應的控制指令所控制的無人機旋翼轉速均大于等于懸停時的轉速；當觸點數量為第二預設 值時，選擇第二對應關系表，所述第二對應關系表中與壓力值對應的控制指令所控制的無 人機旋翼轉速均小于等于懸停時的轉速。
[0033] 其中，無人機主要通過改變旋翼轉速來改變無人機的空氣浮力，當空氣浮力大于 無人機自身的重力的時候無人機就會上升，當空氣浮力小于無人機自身的重力的時候無人 機就下降，當空氣浮力與無人機自身重力相平衡時，無人機就可W保持高度不變而處于懸 停狀態，因此懸停時的轉速即無人機保持高度不變時的旋翼轉速，如果無人機旋翼轉速大 于懸停時的轉速，則表示無人機此時處于上升飛行狀態，如果無人機旋翼轉速小于懸停時 的轉速，則表示無人機此時處于下降飛行狀態。因此，當觸點數量為第一預設值時，選擇第 一對應關系表可W控制無人機上升飛行或者懸停；當觸點數量為第二預設值時，選擇第二 對應關系表可W控制無人機下降飛行或者懸停，如此通過改變觸點數量就可實現對無人機 在垂直飛行方向上的控制。
[0034] 其中，第一預設值和第二預設值可W為自然數，且第一預設值與第二預設值不相 同，優選第一預設值設置為1，第二預設值設置為2,即當單點觸控時，選擇第一對應關系表， 根據第一對應關系表中與壓力值對應的控制指令來控制無人機上升飛行，當雙點觸控時， 選擇第二對應關系表，根據第二對應關系表中與壓力值對應的控制指令來控制無人機的下 降飛行。對于用戶來說，僅通過改變觸點的數量就可實現對無人機飛行方向的控制，不僅操 作方便簡單，還提升了用戶的操作體驗。
[0035] 可替代的，根據觸點數量選擇對應關系表還可W優化為：當觸點數量落入第一預 設范圍時，選擇第一對應關系表，所述第一對應關系表中與壓力值對應的控制指令所控制 的無人機旋翼轉速均大于等于懸停時的轉速；當觸點數量落入第二預設范圍時，選擇第二 對應關系表，所述第二對應關系表中與壓力值對應的控制指令所控制的無人機旋翼轉速均 小于等于懸停時的轉速，其中，第一預設范圍和第二預設范圍不相交。
[0036] 示例性的，第一預設范圍設置為0<x《l，第二預設范圍設置為x>l，x為自然數， 即當單點觸控時，選擇第一對應關系表，當雙點觸控或者多點觸控時，選擇第二對應關系 表。第一預設范圍和第二預設范圍的設置還可W是其他的數值范圍，在此不一一寶述，具體 根據實際需要而設定。
[0037] 在上述技術方案的基礎上，優選的，在第一對應關系表中，壓力值越大，則對應的 控制指令控制的無人機旋翼轉速越大;在第二對應關系表中，壓力值越大，則對應的控制指 令控制的無人機旋翼轉速越小。
[0038] 當觸點數量為第一預設值時，用戶可W通過改變觸控時的壓力大小來改變無人機 的旋翼轉速，從而改變無人機的上升飛行速度，按壓的力度越大，無人機旋翼轉速越大，無 人機上升速度越快，且按壓力度增大得越快，無人機旋翼轉速變化的越快，無人機上升飛行 的加速度越大;相應地，在觸點數量為第二預設值時，用戶可W通過改變觸控時的壓力大小 來改變無人機的旋翼轉速，從而改變無人機的下降飛行速度，按壓的力度越大，無人機旋翼 轉速越小，無人機下降速度越快，且按壓力度增大得越快，無人機旋翼轉速變化的越快，無 人機下降飛行的加速度越大。對于用戶來說，僅通過改變觸點的按壓力度就可W實現對無 人機在飛行方向上的速度的控制，對用戶來說操作方便簡單，更進一步提升了用戶的操作 體驗。
[0039] 示例性的，在第一對應關系表中，壓力值為dl時，對應控制無人機旋翼轉速的控制 指令為Al，可控制的無人機旋翼轉速為Vl;壓力值為d2時，對應控制無人機旋翼轉速的控制 指令為A2，可控制的無人機旋翼轉速為v2;壓力值為d3時，對應控制無人機旋翼轉速的控制 指令為A3，可控制的無人機旋翼轉速為v3;……壓力值為dn時，對應控制無人機旋翼轉速的 控制指令為An,可控制的無人機旋翼轉速為vn，則第一對應關系表可W如表1所示，其中dl <d2<d3<……<dn,vKv2<v3<……<vn。
[0040]
[
[0042] 表1
[0043] 其中，dn優選是無人機交互控制裝置可W檢測到的最大壓力值，vn優選是無人機 旋翼轉速能達到的最大值。
[0044] 示例性的，在第二對應關系表中，壓力值為dl時，對應控制無人機旋翼轉速的控制 指令為Bl，可控制的無人機旋翼轉速為ml;壓力值為d2時，對應控制無人機旋翼轉速的控制 指令為B2,可控制的無人機旋翼轉速為m2;壓力值為d3時，對應控制無人機旋翼轉速的控制 指令為B3，可控制的無人機旋翼轉速為m3;……壓力值為dn時，對應控制無人機旋翼轉速的 控制指令為化，可控制的無人機旋翼轉速為mn，則第二對應關系表可W如表2所示，其中dl <d2<d3<......<dn，ml>m2>m3>......>皿。
[00451
[Gu4U」 泉乙
[0047]其中，dn優選是無人機交互控制裝置可W檢測到的最大壓力值，mn優選是無人機 旋翼轉速的最小值，優選可W是0。
[004引進一步優選的，在第一對應關系表和第二對應關系表中，最小壓力值對應的控制 指令所控制的無人機旋翼轉速均為懸停時的轉速。
[0049] 示例性的，對于如表1所示的第一對應關系表W及如表2所示的第二對應關系表， 其最小壓力值dl對應的控制指令Al和Bl可W相同，即控制的旋翼轉速Vl和ml可W相同，即 均為無人機懸停時的轉速。
[0050] 在上述技術方案的基礎上，優選的，所述根據觸點數量和觸點壓力值確定控制無 人機旋翼轉速的控制指令可W包括：當為單觸點觸控時，根據觸點數量和所述單觸點的壓 力值確定控制無人機旋翼轉速的控制指令；當觸點數量在兩個W上時，對各觸點的壓力值 進行比較/計算后得到最終壓力值，根據觸點數量和最終壓力值確定控制無人機旋翼轉速 的控制指令。如此可W確定唯一的壓力值，根據該唯一的壓力值來確定對應的控制指令。
[0051] 進一步優選的，所述對各觸點的壓力值進行比較/計算后得到最終壓力值包括：
[0052] 對各觸點的壓力值進行比較后得到最大壓力值，將最大壓力值確定為最終壓力 值;或者
[0053] 對各觸點的壓力值進行比較后得到最小壓力值，將最小壓力值確定為最終壓力 值;或者
[0054] 對各觸點的壓力值進行計算后得到平均壓力值，將平均壓力值確定為最終壓力 值。
[0055] 其中，當各觸點的壓力值發生變化時，對應的最終壓力值根據其比較/計算規則相 應發生變化。
[0056] 實施例S
[0057] 圖3為本發明實施例=提供的一種無人機交互控制裝置的結構示意圖。如圖3所 示，在前述各實施例方案的基礎上，優選還可W包括顯示模塊40,與通訊模塊10相連，用于 顯示無人機的實時飛行狀態。
[0058] 其中，顯示模塊40可W是觸控屏，無人機交互控制裝置可W通過通訊模塊10接收 無人機反饋的實時飛行狀態的數據信息，并將數據信息顯示在顯示模塊40中，W方便操作 者閱讀。無人機反饋的實時飛行狀態的數據信息可W包括當前飛行方向、飛行速度W及飛 行高度等。
[0059] 實施例四
[0060] 圖4為本發明實施例四提供的一種無人機交互控制系統的結構示意圖，本實施例 可適用于利用電子終端設備對無人機進行交互控制的情況，如圖4所示，該無人機交互控制 系統具體包括:無人機2W及如上述各實施例描述的無人機交互控制裝置1，所述無人機交 互控制裝置1與無人機2通訊連接。
[0061] 其中，無人機交互控制裝置1和無人機2無線連接后，無人機交互控制裝置1可W向 無人機2發送各種控制指令，無人機2接收到控制指令后執行對應的動作，無人機2還可向無 人機交互控制裝置1反饋執行的結果，并將無人機2當前的實時飛行狀態的數據信息發送給 無人機交互控制裝置1。
[0062] 雖然本發明的各個方面在獨立權利要求中給出，但是本發明的其它方面包括來自 所描述實施方式的特征和/或具有獨立權利要求的特征的從屬權利要求的組合，而并非僅 是權利要求中所明確給出的組合。
[0063] 運里所要注意的是，雖然W上描述了本發明的示例實施方式，但是運些描述并不 應當W限制的含義進行理解。相反，可W進行若干種變化和修改而并不背離如所附權利要 求中所限定的本發明的范圍。
[0064] 注意，上述僅為本發明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解， 本發明不限于運里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、 重新調整和替代而不會脫離本發明的保護范圍。因此，雖然通過W上實施例對本發明進行 了較為詳細的說明，但是本發明不僅僅限于W上實施例，在不脫離本發明構思的情況下，還 可W包括更多其他等效實施例，而本發明的范圍由所附的權利要求范圍決定。
【主權項】
1. 一種無人機交互控制裝置，其特征在于，包括： 通訊模塊，用于和無人機通訊連接； 檢測模塊，用于檢測無人機交互控制裝置運動軌跡的角速度信息，以及作用在觸控區 上的觸控操作的操作信息，所述操作信息包括觸點數量以及每個觸點的壓力值； 控制模塊，用于根據角速度信息和操作信息確定控制無人機飛行狀態的控制指令，并 發送至無人機。2. 根據權利要求1所述的無人機交互控制裝置，其特征在于，所述控制模塊包括： 飛行角度控制單元，用于根據角速度信息確定控制無人機飛行角度的控制指令，并發 送至無人機； 旋翼轉速控制單元，用于根據觸點數量和觸點壓力值確定控制無人機旋翼轉速的控制 指令，并發送至無人機。3. 根據權利要求2所述的無人機交互控制裝置，其特征在于，所述無人機交互控制裝置 運動軌跡包括向前傾斜、向后傾斜、向左傾斜以及向右傾斜，則根據對應角速度信息確定的 控制指令控制無人機的飛行角度為向前傾斜、向后傾斜、向左傾斜以及向右傾斜。4. 根據權利要求2所述的無人機交互控制裝置，其特征在于，所述旋翼轉速控制單元具 體用于： 根據觸點數量選擇預設的對應關系表，根據對應關系表確定與壓力值對應的控制指 令，并發送至無人機，所述對應關系表中預設有至少兩組壓力值與控制指令的對應關系。5. 根據權利要求4所述的無人機交互控制裝置，其特征在于，所述根據觸點數量選擇對 應關系表包括： 當觸點數量為第一預設值時，選擇第一對應關系表，所述第一對應關系表中與壓力值 對應的控制指令所控制的無人機旋翼轉速均大于等于懸停時的轉速； 當觸點數量為第二預設值時，選擇第二對應關系表，所述第二對應關系表中與壓力值 對應的控制指令所控制的無人機旋翼轉速均小于等于懸停時的轉速。6. 根據權利要求5所述的無人機交互控制裝置，其特征在于，在第一對應關系表中，壓 力值越大，則對應的控制指令控制的無人機旋翼轉速越大； 在第二對應關系表中，壓力值越大，則對應的控制指令控制的無人機旋翼轉速越小。7. 根據權利要求5或6所述的無人機交互控制裝置，其特征在于，在第一對應關系表和 第二對應關系表中，最小壓力值對應的控制指令所控制的無人機旋翼轉速均為懸停時的轉 速。8. 根據權利要求2所述的無人機交互控制裝置，其特征在于，所述根據觸點數量和觸點 壓力值確定控制無人機旋翼轉速的控制指令包括： 當為單觸點觸控時，根據觸點數量和所述單觸點的壓力值確定控制無人機旋翼轉速的 控制指令； 當觸點數量在兩個以上時，對各觸點的壓力值進行比較/計算后得到最終壓力值，根據 觸點數量和最終壓力值確定控制無人機旋翼轉速的控制指令。9. 根據權利要求8所述的無人機交互控制裝置，其特征在于，所述對各觸點的壓力值進 行比較/計算后得到最終壓力值包括： 對各觸點的壓力值進行比較后得到最大壓力值，將最大壓力值確定為最終壓力值;或 者 對各觸點的壓力值進行比較后得到最小壓力值，將最小壓力值確定為最終壓力值;或 者 對各觸點的壓力值進行計算后得到平均壓力值，將平均壓力值確定為最終壓力值。10.-種無人機交互控制系統，其特征在于，包括:無人機以及如權利要求1-9任一項所 述的無人機交互控制裝置，所述無人機交互控制裝置與無人機通訊連接。
【文檔編號】G05D1/10GK106020214SQ201610656749
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年8月11日
【發明人】李承敏
【申請人】上海與德通訊技術有限公司