一种遥控飞机及相应的测控方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种遥控飞机及相应的测控方法，用于根据遥控飞机的飞行高度实现各种飞行功能的智能控制。本发明实施例方法包括：高度检测单元，反馈控制单元和动力单元；所述动力单元用于提供遥控飞机的飞行动力；所述高度检测单元用于实时地检测所述遥控飞机的离地高度，并实时地将所述离地高度反馈给所述反馈控制单元；所述反馈控制单元用于接收用户发送的控制指令，并根据不同时间点的所述离地高度及所述控制指令检测所述遥控飞机的飞行状态，根据所述飞行状态控制所述动力单元。
【专利说明】一种遥控飞机及相应的测控方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能测控领域，尤其涉及一种遥控飞机及相应的测控方法。
【背景技术】
[0002]市场上常见的遥控飞机可以实现遥控飞行，利用角速度传感器可以实现防止自旋和控制转向等功能。但遥控飞机除了控制转向之外，还需要对飞行的高度进行控制。
[0003]在现有的技术中，用户是通过遥控器直接操控遥控飞机在垂直方向的旋翼组的动力来实现飞行高度的控制，但是，这种控制方法控制的成功与否取决于用户的操作感官以及可调控的旋翼组的动力的灵敏度，用户经常因操作不善而导致遥控飞机的损坏。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供了一种遥控飞机及相应的测控方法，用于根据遥控飞机的飞行高度实现各种飞行功能的智能控制。
[0005]本发明提供的遥控飞机，包括:
[0006]高度检测单元，反馈控制单元和动力单元；
[0007]所述动力单元用于提供遥控飞机的飞行动力；
[0008]所述高度检测单元用于实时地检测所述遥控飞机的离地高度，并实时地将所述离地高度反馈给所述反馈控制单元；
[0009]所述反馈控制单元用于接收用户发送的控制指令，并根据不同时间点的所述离地高度及所述控制指令检测所述遥控飞机的飞行状态，根据所述飞行状态控制所述动力单
J Li ο
[0010]本发明提供的遥控飞机的测控方法，包括:
[0011]实时地检测遥控飞机的离地高度；
[0012]接收用户发送的控制指令；
[0013]根据不同时间点的所述离地高度及所述控制指令检测所述遥控飞机的飞行状态；
[0014]根据所述飞行状态控制所述遥控飞机的飞行动力。
[0015]从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点:
[0016]本发明的遥控飞机可以实时地测量该遥控飞机当前的离地高度，并实时地将所述离地高度反馈给所述反馈控制单元，由此遥控飞机的反馈控制单元就可以通过不同时间点的所述离地高度获知该遥控飞机的飞行状态，在收到用户发送的控制指令之后，可以根据当前的飞行状态及该控制指令的类型，智能地增加或减少遥控飞机的飞行动力，以直接实现用户的控制目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明实施例遥控飞机的一个逻辑结构示意图；[0018]图2是本发明实施例遥控飞机的另一个逻辑结构示意图；
[0019]图3是本发明实施例测距方法的示意图；
[0020]图4是本发明实施例一种遥控飞机的测控方法的一个流程示意图；
[0021]图5是本发明实施例一种遥控飞机的测控方法的另一个流程示意图。
【具体实施方式】
[0022]本发明实施例提供了一种遥控飞机及相应的测控方法，用于根据遥控飞机的飞行高度实现各种飞行功能的智能控制。
[0023]请参阅图1，本发明实施例中遥控飞机的一个实施例包括:
[0024]高度检测单元101，反馈控制单元102和动力单元103 ；
[0025]所述动力单元103用于提供遥控飞机的飞行动力；
[0026]可选的，在实际应用中，所述动力单元103可以为遥控飞机在垂直方向上的旋翼组，控制遥控飞机的飞行动力具体可以通过控制所述旋翼组的马达转速实现；可以理解的是，在实际应用中，遥控飞机的动力单元不限于在垂直方向上的旋翼组，还可以为其它的提供飞行动力的装置，因此，上述仅为示例说明，不对本发明实施例构成具体限定。
[0027]所述高度检测单元101用于实时地检测所述遥控飞机的离地高度，并实时地将所述离地高度反馈给所述反馈控制单元102 ；
[0028]可选的，在实际应用中，遥控飞机可以通过摄像头拍摄测距以遥控飞机的离地高度，具体使用哪种测量技术影响离地高度的测量精度，以及遥控飞机的造价成本，并不影响本发明测控原理的实现；具体的，后续实施例中将提供摄像头拍摄测距的实施例。
[0029]所述反馈控制单元102用于接收用户发送的控制指令，并根据不同时间点的所述离地高度及所述控制指令检测所述遥控飞机的飞行状态，根据所述飞行状态控制所述动力单元103。
[0030]可选的，在实际应用中，反馈控制单元102可以由中央处理单元(CentralProcessing Unit,CPU)来实现,负责离地高度等各种参数的运算；具体的，用户可以通过遥控器向反馈控制单元102发送控制指令，反馈控制单元102根据该控制指令触发预置的各种操作事件，通过负责离地高度等各种参数的运算结果触发对所述动力单元103的控制。
[0031]在现有的技术的遥控飞机中，飞行高度的控制必须由用户通过操作经验直接操作遥控飞机在垂直方向的旋翼组的动力来实现，实际使用中容易出现摔机问题，导致用户体验不佳。
[0032]本发明的遥控飞机可以实时地测量该遥控飞机当前的离地高度，并实时地将所述离地高度反馈给所述反馈控制单元，由此遥控飞机的反馈控制单元就可以通过不同时间点的所述离地高度获知该遥控飞机的飞行状态，在收到用户发送的控制指令之后，可以根据当前的飞行状态及该控制指令的类型，智能地增加或减少遥控飞机的飞行动力，以直接实现用户的控制目的。
[0033]在实际应用中，由于遥控器的遥感距离和遥控飞机的飞行能力没有必然的联系，即遥控飞机可以飞离遥控器的遥控范围，若出现这种情况遥控飞机间脱离用户的控制，很容易造成遥控飞机的损坏以及给途人带来安全隐患；本发明提供了解决上述问题的方案，具体请参阅图2，本发明实施例中遥控飞机的另一个实施例包括:[0034]高度检测单元101，反馈控制单元102和动力单元103 ；
[0035]所述动力单元103用于提供遥控飞机的飞行动力；
[0036]可选的，在实际应用中，所述动力单元103可以为遥控飞机在垂直方向上的旋翼组，控制遥控飞机的飞行动力具体可以通过控制所述旋翼组的马达转速实现；可以理解的是，在实际应用中，遥控飞机的动力单元不限于在垂直方向上的旋翼组，还可以为其它的提供飞行动力的装置，因此，上述仅为示例说明，不对本发明实施例构成具体限定。
[0037]所述高度检测单元101用于实时地检测所述遥控飞机的离地高度，并实时地将所述离地高度反馈给所述反馈控制单元102 ；
[0038]具体的，所述高度检测单元101可以包括:
[0039]两个光源发射模块1011，摄像模块1012及高度计算模块1013 ；
[0040]所述两个光源发射模块1011用于平行的向地面发射测距光源；所述摄像模块1012用于获取所述测距光源的成像；
[0041]所述高度计算模块1013用于根据所述测距光源的成像的距离，预置的两个光源发射模块的距离，以及预置的摄像镜头组到成像平面的距离，计算所述离地高度。
[0042]遥控飞机上可安装两个激光光源，在飞行的过程中一直发射激光，由于激光光源的位置是固定的，因此，投射到地面的光激光点的实际间距也是固定的，光激光点的实际间距为已知参数D ；
[0043]请参阅图3，图3中示意了地面上两个激光落点a和b在摄像模块的成像平面c上成像的过程。遥控飞机上的摄像模块的摄像头具有固定的视角，摄像模块的摄像头透镜组和摄像模块的成像平面距离固定，利用三角形的高与底边的原理可知，摄像模块的摄像头透镜组到地面的距离(即离地高度)H和摄像镜头组到成像平面的距离h存在比例关系:d/
h = D/Ho
[0044]上式中的d为激光点成像(即测距光源的成像)的距离，可以通过摄像单元进行拍摄获得；h为已知量，取决于摄像模块的固件配置；根据所述公式即可计算出遥控飞机当前的离地高度。
[0045]所述反馈控制单元102用于接收用户发送的控制指令，并根据不同时间点的所述离地高度及所述控制指令检测所述遥控飞机的飞行状态，根据所述飞行状态控制所述动力单元103。具体的，飞行状态可以包括上升状态、下降状态和飞行速度等。
[0046]具体的，反馈控制单元102可以包括悬停控制模块1021，匀速控制模块1022和高度控制模块1023 ；
[0047]悬停控制模块1021，用于当接收到的所述控制指令为悬停指令时，根据当前时间点与前一个时间点的所述离地高度的差值，确定所述遥控飞机的飞行状态为上升状态或下降状态，并结合所述上升状态或所下降状态的飞行速率控制所述动力单元103(可以为调节旋翼组马达的转速)。
[0048]匀速控制模块1022，用于当接收到的所述控制指令为匀速指令时，根据当前时间点与前一个时间点的所述离地高度的差值，确定所述遥控飞机在垂直方向上的运行速度，并根据所述运行速度控制所述动力单元103 (可以为调节旋翼组马达的转速)。
[0049]高度控制模块1023，用于当所述高度检测单元反馈的所述离地高度大于或等于预置的高度阈值时，向所述动力单元发送调控指令，使得所述遥控飞机停止上升103。[0050]具体的，所述预置的高度阈值小于遥控器的最大遥感范围，因为自动调节需要调控时间(即减小马达的转速也有个减速的过程)，因此，到离遥控器的最大遥感范围达到一定距离时，就需要触发上升调控的指令。
[0051]在实际应用中，通过离地高度还可以实现更多的智能控制，此处不一一列举，且上述所示例的功能不应该理解为对本发明通过离地高度实现智能控制功能的限定。
[0052]在本发明的实施例中，用户仅需要按一个操作键，即可实现目标操作，方便快捷；并且，本发明实施例的遥控飞机可自动实现在遥控器的遥感距离内飞行，无需用户警戒，提高了遥控飞机的安全性。
[0053]下面对实现本发明遥控飞机的方法的实施例进行说明，其流程图请参考图4，本发明实施例中遥控飞机的测控方法的一个实施例包括:
[0054]401、实时地检测遥控飞机的离地高度；
[0055]高度检测单元实时地检测遥控飞机的离地高度，并实时地将所述离地高度反馈给所述反馈控制单元。
[0056]可选的，在实际应用中，遥控飞机可以通过激光反馈时差的技术来测量遥控飞机的离地高度，也可以通过摄像头拍摄测距，具体使用哪种测量技术影响离地高度的测量精度，以及遥控飞机的造价成本，并不影响本发明测控原理的实现；具体的，后续实施例中将提供摄像头拍摄测距的实施例。
[0057]402、接收用户发送的控制指令；
[0058]反馈控制单元接收用户发送的控制指令；在实际应用中，用户可以通过遥控器的一个按键(和一套组合键)向遥控飞机的反馈控制单元发送控制指令，以控制遥控飞机实现目标操作。
[0059]403、根据不同时间点的所述离地高度及所述控制指令检测所述遥控飞机的飞行状态；
[0060]反馈控制单元根据不同时间点的所述离地高度及所述控制指令检测所述遥控飞机的飞行状态。
[0061 ] 具体的，飞行状态可以包括上升状态、下降状态和飞行速度等。
[0062]示例性的，反馈控制单元可以根据两个时间点所检查到的离地高度的差，获知遥控飞机的飞行状态为上升状态或下降状态；还可以根据所述两个时间点的时间差和所述离地高度的差计算遥控飞机在垂直方向上的飞行速度。
[0063]404、根据所述飞行状态控制所述遥控飞机的飞行动力。
[0064]反馈控制单元根据所述飞行状态以及当前控制指令的需求(如，若遥控飞机处于上升状态，且控制指令为悬停指令，则反馈控制单元则需要指示所述动力单元减速)，向遥控飞机的动力单元发送加速或减速指令。
[0065]可选的，在实际应用中，所述动力单元可以为遥控飞机在垂直方向上的旋翼组，控制遥控飞机的飞行动力具体可以通过控制所述旋翼组的马达转速实现；可以理解的是，在实际应用中，遥控飞机的动力单元不限于在垂直方向上的旋翼组，还可以为其它的提供飞行动力的装置，因此，上述仅为示例说明，不对本发明实施例构成具体限定。
[0066]下面对本发明遥控飞机的测控方法进行详细地描述，其流程图请参考图5，本发明实施例中遥控飞机的测控方法的另一个实施例包括:[0067]501、垂直的向地面发射测距光源；
[0068]光源发射模块垂直的向地面发射测距光源。
[0069]502、获取所述两个测距光源的成像的距离；
[0070]摄像模块拍摄两个所述测距光源的成像，并将所述成像发送给高度计算模块，使得高度计算模块根据所述成像计算所述测距光源的成像的距离。
[0071]503、根据获得的参数计算离地高度；
[0072]高度计算模块根据所述测距光源的成像的距离，预置的两个光源的实际距离，以及预置的摄像镜头组到成像平面的距离，计算所述离地高度。
[0073]504、接收用户发送的控制指令；
[0074]反馈控制单元接收用户发送的控制指令，所述控制指令可以为悬停指令或匀速指令。
[0075]505、根据不同时间点的所述离地高度及所述控制指令检测所述遥控飞机的飞行状态；
[0076]可选的，当所述控制指令为悬停指令时，所述根据不同时间点的所述离地高度及所述控制指令检测所述遥控飞机的飞行状态，具体为:根据当前时间点与前一个时间点的所述离地高度的差值，确定所述遥控飞机的飞行状态为上升状态或下降状态。
[0077]可选的，当所述控制指令为匀速指令时，所述根据不同时间点的所述离地高度及所述控制指令检测所述遥控飞机的飞行状态，具体为:根据当前时间点与前一个时间点的所述离地高度的差值，确定所述遥控飞机在垂直方向上的运行速度。
[0078]506、根据所述飞行状态控制所述遥控飞机的飞行动力；
[0079]可选的，当所述控制指令为悬停指令时，所述根据所述飞行状态控制所述遥控飞机的飞行动力，具体为:根据所述上升状态或所下降状态的飞行速率增加或减少所述遥控飞机的飞行动力，以达到悬停的目的。
[0080]可选的，当所述控制指令为匀速指令时，所述根据所述飞行状态控制所述遥控飞机的飞行动力，具体为:根据所述运行速度增加或减少所述遥控飞机的飞行动力，以达到匀速飞行的目的。
[0081]在实际应用中，通过离地高度还可以实现更多的智能控制，此处不一一列举，且上述所示例的功能不应该理解为对本发明通过离地高度实现智能控制功能的限定。
[0082]507、若超过预置的高度阈值时，则减小所述遥控飞机上升的飞行动力。
[0083]在实际应用中，当检测到的所述离地高度大于或等于预置的高度阈值时，反馈控制单元则减小所述遥控飞机上升的飞行动力，以阻止所述遥控飞机继续上升。
[0084]具体的，所述预置的高度阈值小于遥控器的最大遥感范围，因为自动调节需要调控时间(即减小马达的转速也有个减速的过程)，因此，到离遥控器的最大遥感范围达到一定距离时，就需要触发上升调控的指令。
[0085]在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0086]所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0087]另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既包含采用硬件的形式实现的模块，也包含采用软件功能单元的形式实现的模块。
[0088]所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM, Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0089]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种遥控飞机，其特征在于，包括: 高度检测单元，反馈控制单元和动力单元； 所述动力单元用于提供遥控飞机的飞行动力； 所述高度检测单元用于实时地检测所述遥控飞机的离地高度，并实时地将所述离地高度反馈给所述反馈控制单元； 所述反馈控制单元用于接收用户发送的控制指令，并根据不同时间点的所述离地高度及所述控制指令检测所述遥控飞机的飞行状态，根据所述飞行状态控制所述动力单元。
2.根据权利要求1所述的遥控飞机，其特征在于，所述反馈控制单元，包括: 悬停控制模块，用于当接收到的所述控制指令为悬停指令时，根据当前时间点与前一个时间点的所述离地高度的差值，确定所述遥控飞机的飞行状态为上升状态或下降状态，并结合所述上升状态或所下降状态的飞行速率控制所述动力单元。
3.根据权利要求1所述的遥控飞机，其特征在于，所述反馈控制单元，还包括: 匀速控制模块，用于当接收到的所述控制指令为匀速指令时，根据当前时间点与前一个时间点的所述离地高度的差值，确定所述遥控飞机在垂直方向上的运行速度，并根据所述运行速度控制所述动力单元。
4.根据权利要求1所述的遥控飞机，其特征在于，所述反馈控制单元，还包括: 高度控制模块，用于当所述高度检测单元反馈的所述离地高度大于或等于预置的高度阈值时，向所述动力单元发送调控指令，使得所述遥控飞机停止上升。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的遥控飞机，其特征在于，所述高度检测单元，包括: 两个光源发射模块，摄像模块及高度计算模块； 所述两个光源发射模块用于平行的向地面发射测距光源； 所述摄像模块用于获取两个所述测距光源的成像； 所述高度计算模块用于根据所述测距光源的成像的距离，预置的两个光源发射模块的距离，以及预置的摄像镜头组到成像平面的距离，计算所述离地高度。
6.一种遥控飞机的测控方法，其特征在于，包括: 实时地检测遥控飞机的离地高度； 接收用户发送的控制指令； 根据不同时间点的所述离地高度及所述控制指令检测所述遥控飞机的飞行状态； 根据所述飞行状态控制所述遥控飞机的飞行动力。
7.根据权利要求6所述的遥控飞机，其特征在于，当所述控制指令为悬停指令时，所述根据不同时间点的所述离地高度及所述控制指令检测所述遥控飞机的飞行状态，包括: 根据当前时间点与前一个时间点的所述离地高度的差值，确定所述遥控飞机的飞行状态为上升状态或下降状态； 所述根据所述飞行状态控 制所述遥控飞机的飞行动力，包括: 根据所述上升状态或所下降状态的飞行速率增加或减少所述遥控飞机的飞行动力，以达到悬停的目的。
8.根据权利要求6所述的遥控飞机，其特征在于，当所述控制指令为匀速指令时，所述根据不同时间点的所述离地高度及所述控制指令检测所述遥控飞机的飞行状态，包括:根据当前时间点与前一个时间点的所述离地高度的差值，确定所述遥控飞机在垂直方向上的运行速度； 所述根据所述飞行状态控制所述遥控飞机的飞行动力，包括: 根据所述运行速度增加或减少所述遥控飞机的飞行动力，以达到匀速飞行的目的。
9.根据权利要求6所述的遥控飞机，其特征在于，所述实时地检测遥控飞机的离地高度之后，包括: 当检测到的所述离地高度大于或等于预置的高度阈值时，减小所述遥控飞机上升的飞行动力，以阻止所述遥控飞机继续上升。
10.根据权利要求6至9任意一项所述的遥控飞机，其特征在于，所述检测遥控飞机的尚地闻度，包括: 垂直的向地面发射测距光源； 获取两个所述测距光源的成像的距离； 根据所述测距光源的成像的距离，预置的两个光源的实际距离，以及预置的摄像镜头组到成像平面的距离，计算所述离地高度。
【文档编号】A63H27/133GK103585769SQ201210290503
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年8月15日 优先权日:2012年8月15日
【发明者】谢树, 杨刚能, 葛保建, 胡胜发 申请人:安凯(广州)微电子技术有限公司