本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种头戴显示装置、无人机、飞行系统和无人机控制方法。
背景技术：
近年来，随着通信技术的发展以及电子成本的降低，无人机的普及度越来越高，消费级无人机逐渐走进普通消费者的生活。操控者主要通过远程遥控对无人机进行操控(即进行人机交互)。具体的，操控者通过遥控端向飞机端发送控制指令，飞机端接收控制指令并完成相应控制动作。
目前，遥控端主要通过传统的摇杆式遥控器，或者通过触屏手机虚拟按钮的方式与无人机进行信息交互。然而，这两种方式都不够直观，不易学习，操作也很不便，这在一定程度上影响了无人机的普及。目前，人们尝试采用手势识别的智能控制的方式来遥控无人机。例如，通过无人机来捕捉操控者的手势，并识别手势含义，根据识别的手势含义来执行相应的飞行操作。
申请人经研究发现，因为无人机与操控者距离较远，无法全面捕捉清晰的手势图像，且随着距离的增加，手势识别的复杂度会随之增加。由于手势识别的错误，或者由于复杂运算耗时过长导致手势不能及时识别，手势识别无法满足无人机的高精度和及时性的要求。
技术实现要素：
鉴于以上所述一个或多个问题，本发明实施例提供了一种头戴显示装置、无人机、飞行系统和无人机控制方法。
第一方面，提供了一种头戴显示装置，该装置用于无人机，该装置包括：
采集模块，用于采集手势图像信息；
处理模块，用于对所采集的手势图像信息进行分析处理并翻译为用于控制无人机的控制指令，将控制指令发送给无人机；
显示模块，用于接收无人机回传的飞行图像和/或飞行参数，并在显示界面上显示飞行图像和/或飞行参数；
光学辅助模块，用于对飞行图像进行左右分屏显示，以使得手势操控者的左、右眼分别同时在看左屏显示的图像和右屏显示的图像时，感觉所看到的图像是一幅融合的立体感图像。
第二方面，提供了一种无人机，包括：
接收模块，用于接收第一方面描述的头戴显示装置所发送的用于控制无人机的控制指令；
转换模块，用于将所接收的控制指令转换为飞行动作指令；
执行模块，用于基于所述飞行动作指令执行相应的飞行动作；
采集模块，用于在飞行时采集数据信息；
发送模块，用于将采集的数据信息发送给头戴显示装置。
第三方面，提供了一种飞行系统，包括：
第一方面描述的头戴显示装置；和
第二方面描述的无人机。
第四方面，提供了一种无人机控制方法，应用于头戴显示装置侧，其特征在于，该方法包括以下步骤：
采集操控者手势图像信息；
对所采集的手势图像分析处理，并翻译为用于控制无人机的控制指令；
将控制指令发送给所述无人机。
第五方面，提供了一种无人机控制方法，应用于无人机侧，该方法包括以下步骤：
接收来自头戴显示装置的控制指令，将接收的控制指令转换为飞行动作指令；
根据所转换的飞行动作指令，执行相应的飞行动作；
在飞行过程中采集飞行图像和/或飞行参数；
将所采集的飞行图像和/或飞行参数发送给所述头戴显示装置。
由此，本实施例通过在头戴显示装置里设置采集模块，可以使得操控者在FPV(First Person View，第一人称主视角)模式下，能够近距离、清晰、全面捕捉操控者头部以下视场范围中的手势细节的图像，处理模块根据采集的精准的手势图像可以及时、准确地将手势图像翻译为精准的控制命令，从而满足了无人机的高精度和及时性的要求。
另外，操控者可以通过光学辅助模块在显示模块上看到飞行的立体感图像，通过立体感的图像可以直观感受到无人机的实际飞行情况，使得操作更加真实，增加了无人机操作的简便性。操控者直接通过手势精准遥控无人机，可以进一步提高控制精度和减少控制时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例的头戴显示装置的功能模块框架示意图。
图2是本发明一实施例的头戴显示装置的结构示意图。
图3是本发明一实施例的无人机的功能模块框架示意图。
图4是本发明一实施例的无人机的结构示意图。
图5是本发明一实施例的飞行系统的结构示意图。
图6是本发明一实施例的无人机控制方法的流程示意图。
图7是本发明另一实施例的无人机控制方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
图1是本发明一实施例的头戴显示装置的功能模块框架示意图。图2是本发明一实施例的头戴显示装置的结构示意图。
参考图1和图2，头戴显示装置10可以包括：采集模块101、处理模块102、显示模块103和光学辅助模块104。其中：采集模块101可以用于采集手势图像信息；处理模块102可以用于对所采集的手势图像信息进行分析处理并翻译为用于控制无人机的控制指令，将控制指令发送给无人机；显示模块103可以用于接收无人机回传的飞行图像和/或飞行参数，并在显示界面上显示飞行图像和/或飞行参数；光学辅助模块104可以用于对飞行图像进行左右分屏显示，以使得手势操控者的左、右眼分别同时在看左屏显示的图像和右屏显示的图像时，感觉所看到的图像是一幅融合的立体感图像。
在本实施例中，该装置10可以用于无人机，通过与无人机信息交互来控制无人机的飞行。
在本实施例中，采集模块101设置在装置10上，可以使得操控者在戴上装置10时，在FPV模式下，能够近距离、清晰、全面捕捉操控者头部以下视场范围中的手势细节的图像。其中，手势图像信息例如可以是：手指指向左方的图像、手指指向右方的图像、手指指向上方的图像、手指指向下方的图像等。具体手势设置方式可以根据实际情况自定义。通常，手势复杂度越高，识别的难度越大，识别时间越长。
其中，FPV是一种基于遥控航空模型或者车辆模型上加装无线摄像头回传设备，在地面看屏幕操控模型的新玩法。
在本实施例中，飞行参数可以是电量参数、飞行高度参数、飞行速度参数、飞行方向参数、GPS(Global Positioning System，全球定位系统)位置参数等。
在本实施例中，飞行图像可以是无人机在飞行过程中所拍摄的图像，例如，无人机上双目摄像头所拍摄的图像。
在本实施例中，光学辅助模块104可以是偏振光片。融合的立体感图像可以是3D图像。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
需要说明的是，各实施例中所示的功能单元或者功能模块的实现方式可以为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
由此，本实施例通过在头戴显示装置里设置采集模块，可以使得操控者在FPV模式下，能够近距离、清晰、全面捕捉操控者头部以下视场范围中的手势细节的图像，处理模块根据采集的精准的手势图像可以及时、准确地将手势图像翻译为精准的控制命令，从而满足了无人机的高精度和及时性的要求。
另外，操控者可以通过光学辅助模块在显示模块上看到飞行的立体感图像，通过立体感的图像可以直观感受到无人机的实际飞行情况，使得操作更加真实，增加了无人机操作的简便性。操控者直接通过手势精准遥控无人机，可以进一步提高控制精度和减少控制时间。
在一些实施例中，采集模块包括：双目成像单元和图像传输单元。其中，双目成像单元可以用于从两个不同角度同时捕捉手势图像信息，并将捕捉的手势图像信息转换为数字图像信息；图像传输单元可以用于将数字图像信息传输至处理模块。由此，通过从两个不同角度同时捕捉手势图像信息可以使得操控者在FPV模式下，能够近距离、清晰、全面捕捉操控者头部以下视场范围中的手势细节的图像。
在一些实施例中，双目成像单元可以包括：双目摄像头、光学滤镜、和红外光源，其中，光学滤镜安装在双目摄像头的镜片上，红外光源位于双目摄像头的中间部位。如此设计，可以从两个角度或者手势图像，并进行滤波可以提升拍摄的手势图像的清晰度和立体感。
在一些实施例中，处理模块102可以包括：传输单元、分析单元、转换单元、发送单元和显示单元。其中，接收单元可以用于接收手势图像信息；分析单元可以用于将手势图像信息进行分析处理，并识别出手势信息含义；转换单元可以用于将识别出的手势信息含义转换为用于控制无人机的控制指令；发送单元可以还用于将控制指令发送给无人机，并接收无人机回传的飞行图像和/或飞行参数；显示单元可以用于在显示界面上显示飞行图像和/和/或飞行参数。
在一些实施例中，光学辅助模块104可以包括：两片光学透镜。两片光学透镜可以用于将飞行图像进行左右分屏显示。其中，两片光学透镜可以是偏振光片。
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，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述实施例实现了在FPV模式下，操作者直接通过手势精准遥控无人机，操作更加真实，增加了无人机操作的简便性。
图3是本发明一实施例的无人机的功能模块框架示意图。图4是本发明一实施例的无人机的结构示意图。
如图3和图4所示，无人机20可以包括：接收模块201、转换模块202、执行模块203、采集模块204和发送模块205。其中，接收模块201可以用于接收图1所示实施例中的头戴显示装置10所发送的用于控制无人机20的控制指令；转换模块202可以用于将所接收的控制指令转换为飞行动作指令；执行模块203可以用于基于飞行动作指令执行相应的飞行动作；采集模块204可以用于在飞行时采集数据信息；发送模块205可以用于将采集的数据信息发送给头戴显示装置10。
在一些实施例中，信息采集模块204可以包括：图像采集单元和传感单元。其中，图像采集单元可以用于采集飞行图像；传感单元可以用于采集飞行参数。在一些实施例中，飞行参数包括以下项中的至少一种：电量参数、飞行高度参数、飞行速度参数、飞行方向参数、GPS位置参数。与飞行参数相对应的传感单元例如可以是GPS定位单元和测速单元等。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、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。另外，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(如USB接口)、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
图5是本发明一实施例的飞行系统的结构示意图。
如图5所示，飞行系统30可以包括：头戴显示装置10和无人机20。其中，头戴显示装置10可以是图1中各实施例中的装置10。无人机20可以是图2中各实施例中的无人机20。
图6是本发明一实施例的无人机控制方法的流程示意图。
本实施例可以用于头戴显示装置侧。如图6所示，该方法包括以下步骤：S610，采集操控者手势图像信息；S620，对所采集的手势图像分析处理，并翻译为用于控制无人机的控制指令；S630，将控制指令发送给无人机。
作为图6所示实施例的一个变形实施例，可以在图6所示实施例的基础上增加以下步骤：接收来自无人机的飞行图像和/或飞行参数，并在显示界面上显示。
在一些实施例中，飞行参数包括以下项中的至少一种：电量参数、飞行高度参数、飞行速度参数、飞行方向参数、GPS位置参数。
图7是本发明另一实施例的无人机控制方法的流程示意图。本实施例可以用于无人机侧。如图7所示，该方法包括以下步骤：
S710，接收来自头戴显示装置的控制指令，将接收的控制指令转换为飞行动作指令；S720，根据所转换的飞行动作指令，执行相应的飞行动作；S730，在飞行过程中采集飞行图像和/或飞行参数；S740，将所采集的飞行图像和/或飞行参数发送给头戴显示装置。
需要说明的是，图7所描述的操作内容可以进行不同程度的组合应用，为了简明，不再赘述各种组合的实现方式，本领域的技术人员可以按实际需要将上述的操作步骤的顺序进行灵活调整，或者将上述步骤进行灵活组合等操作。
另外，上述各实施例的装置或者系统可作为上述各实施例的方法中的执行主体，可以实现各个方法中的相应流程。上述各个实施例中的内容可以互相参考使用，为了简洁，此方面内容不再赘述。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。