一种手势控制的四轴飞行器的制作方法

本实用新型涉及飞行器及其控制技术领域，更具体地，涉及一种手势控制的四轴飞行器。

背景技术：

四轴飞行器除了能够作为航模或是用于航拍之外，能够作为玩具供人们娱乐。传统的四轴飞行器需要通过遥控器上的手柄进行双手操作，操作难度大，对操作人员的操作技术要求较高，这便降低了四轴飞行器的普遍性和娱乐性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有的四轴飞行器控制难度大的不足，提供一种手势控制的四轴飞行器，操作者能够根据手势完成对四轴飞行器的飞行控制，降低操作难度，提高娱乐性和普遍性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种手势控制的四轴飞行器，包括操纵系统、四轴飞行器主体、装于所述四轴飞行器主体上的控制系统，所述操纵系统与控制系统通信连接，所述操纵系统与控制系统上均通信连接有电源模块，所述四轴飞行器主体上设有第一电机、第二电机、第三电机、第四电机，所述操纵系统包括依次通信连接的手势识别模块、开发板、第一控制器、第二无线通信模块，所述手势识别模块上装设有摄像装置；

所述控制系统包括第二控制器和与之通信连接的第一无线通信模块、姿态传感模块、气压定高模块、电机驱动模块；

所述第一电机、第二电机、第三电机、第四电机均与电机驱动模块电连接。

本实用新型为一种手势控制的四轴飞行器，操纵系统中设置的手势识别模块，能够用于通过其上设置的摄像装置来识别操作者的手势，再通过无线通信模块进行传输，使四轴飞行器主体能够根据操作者的不同手势来改变飞行方向或飞行高低，在降低操作难度，提高娱乐性和普遍性。

为了使四轴飞行器失控后能够紧急停止运作，所述操纵系统还包括用于在紧急情况时切断供电的中断按钮，所述中断按钮与第一控制器通信连接。

为了能够提示操作人员四轴飞行器的状态，所述操纵系统还包括若干指示灯，若干指示灯均与第一控制器通信连接。

为了使姿态传感模块能够识别较多的手势动作，所述姿态传感模块包括三轴加速度计和三轴陀螺仪。

为了使电机驱动模块能够有效驱动各个电机，所述电机驱动模块包括第一电机驱动模块、第二电机驱动模块、第三电机驱动模块、第四电机驱动模块，四者分别与第一电机、第二电机、第三电机、第四电机电连接。

为了使电源模块能够有效地向操纵系统、控制系统供电，所述操纵系统的电源模块包括第一电源稳压模块和与之电连接的电源，所述手势识别模块、开发板、第一控制器、第二无线通信模块均与第一电源稳压模块电连接；所述控制系统的电源模块包括第二电源稳压模块和与之电连接的电源，所述第一无线通信模块、姿态传感模块、气压定高模块、第二控制器、电机驱动模块均与第二电源稳压模块电连接。

为了使操纵系统能够有效运作，所述手势识别模块为带摄像头的paj7620u2手势识别模块；所述开发板为arduinouno开发板；所述第一控制器为stm32f103c8t6；所述第二无线通信模块为nrf24l01模块。

为了使控制系统能够有效运作，所述第一无线通信模块为nrf24l01模块；所述气压定高模块为气压计，所述第二控制器为stm32f103c8t6；所述第一电机、第二电机、第三电机、第四电机均为8520空心杯电机。

为了使四轴飞行器能够飞行，所述四轴飞行器主体包括十字形机架和装于十字形机架的四个末端的旋翼。

为了便于将控制系统装于四轴飞行器主体上，所述控制系统集成于一块pcb电路板上，所述pcb电路板设于所述十字形机架的中心位置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)装设有摄像装置的手势识别模块的设置，使操作人员的手势能够通过摄像装置的拍摄来进行识别，能够提高手势识别的精度，且手势识别精度不受四轴飞行器主体飞行高度的影响。

(2)该手势控制的四轴飞行器便于操控，能够减少操控人员学习操控的时间。

附图说明

图1为本实用新型一种手势控制的四轴飞行器的系统示意图。

图2为本实用新型一种手势控制的四轴飞行器的结构示意图。

图示标记说明如下：

1-操纵系统，11-手势识别模块，12-开发板，13-第一控制器，14-第一无线通信模块，15-中断按钮，16-第一电源稳压模块，2-四轴飞行器主体，21-十字形机架，22-旋翼，23-pcb电路板，3-控制系统，31-第一无线通信模块，32-姿态传感模块，33-气压定高模块，34-第二控制器，35-电机驱动模块，36-第二电源稳压模块。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例1

如图1至图2所示为本实用新型一种手势控制的四轴飞行器的第一实施例，包括操纵系统1、四轴飞行器主体2、装于四轴飞行器主体上的控制系统3，操纵系统1与控制系统3通信连接，操纵系统1与控制系统3上均电连接有电源模块，四轴飞行器主体2上设有第一电机、第二电机、第三电机、第四电机，操纵系统1包括依次通信连接的手势识别模块11、开发板12、第一控制器13、第二无线通信模块14，手势识别模块11上装设有摄像装置；

控制系统3包括第二控制器34和与之通信连接的第一无线通信模块31、姿态传感模块32、气压定高模块33、电机驱动模块35；

第一电机、第二电机、第三电机、第四电机均与电机驱动模块35电连接。

操纵系统1中设置的手势识别模块11，能够用于通过其上设置的摄像装置来识别操作者的手势，再通过无线通信模块进行传输，使四轴飞行器主体2能够根据操作者的不同手势来改变飞行方向或飞行高低，在降低操作难度，提高娱乐性和普遍性。且操纵系统1的适用性高，只需修改第二无线通信模块14的通信协议便可用于控制不同的四轴飞行器。

另外，操纵系统1还包括用于在紧急情况时切断供电的中断按钮15，中断按钮15与第一控制器13通信连接。中断按钮15的设置使四轴飞行器失控后能够通过按下终端按钮15来紧急停止运作，防止四轴飞行器的进一步失控。

另外，操纵系统1还包括若干指示灯，若干指示灯均与第一控制器13通信连接。若干指示灯的设置能够提示操作人员四轴飞行器的状态。如图1所示，本实施例中设置有第一指示灯和第二指示灯，第一指示灯和第二指示灯均与第一控制器13电连接。操作人员能够根据第一、第二指示灯的亮暗来得知操纵系统1当前正在执行的手势命令。

另外，姿态传感模块32包括三轴加速度计和三轴陀螺仪。三轴加速度计和三轴陀螺仪的设置使姿态传感模块32能够识别至少十二个手势动作。本实施例中姿态传感模块32为mpu6050。

另外，电机驱动模块35包括第一电机驱动模块、第二电机驱动模块、第三电机驱动模块、第四电机驱动模块，四者分别与第一电机、第二电机、第三电机、第四电机电连接。第一、第二、第三、第四电机驱动模块使电机驱动模块能够有效驱动各个电机。本实施例中第一、第二、第三、第四电机驱动模块均为由10k电阻、b519二极管、型号为a09t的n沟道的mos管组成的驱动电路。

另外，操纵系统1的电源模块包括第一电源稳压模块16和与之电连接的电源，手势识别模块11、开发板12、第一控制器13、第二无线通信模块14均与第一电源稳压模块16电连接；控制系统的电源模块包括第二电源稳压模块36和与之电连接的电源，第一无线通信模块31、姿态传感模块32、气压定高模块33、第二控制器34、电机驱动模块35均与第二电源稳压模块36电连接。电源和电源稳压模块的设置使电源模块能够有效地向操纵系统1、控制系统3供电,。本实施例中第一电源稳压模块16和第二电源稳压模块36均为dc-dc电源模块，电源均为3.7v锂电池。

另外，手势识别模块11为带摄像头的paj7620u2手势识别模块；开发板12为arduinouno开发板；第一控制器13为stm32f103c8t6；第二无线通信模块14为2.4gh无线通信模块nrf24l01。各个部件的型号选择使操纵系统1能够有效运作。开发板12还能够储存paj7620u2手势识别模块识别手势的信息，并通过urat串口与stm32f103c8t6进行数据通信；开发板12还能够与上位机通信连接，使数据能够通过上位机进行读取和显示，并实现实时监测。

另外，第一无线通信模块31为2.4gh无线通信模块nrf24l01；气压定高模块33为气压计，第二控制器34为stm32f103c8t6；第一电机、第二电机、第三电机、第四电机均为8520空心杯电机。各个部件的型号选择使控制系统3能够有效运作。本实施例中气压计为spl06-001，该气压计既是压力传感器又是温度传感器，工作测量的温度范围为-40～85℃，压力范围为300～1200百帕，该气压计能够保证高精度数据的测量不会受到周围的大气温度的剧烈变化而影响测量效果。

另外，四轴飞行器主体2包括十字形机架21和装于十字形机架21的四个末端的旋翼22。十字形机架21和旋翼22的设置使四轴飞行器能够飞行。

其中，控制系统3集成于一块pcb电路板23上，pcb电路板23设于十字形机架21的中心位置。集成于一块pcb电路板23上的设置能够便于将控制系统3装于四轴飞行器主体2上，且防止控制系统3的重量影响四轴飞行器主体2在飞行时的平衡。

实施例2

本实施例与实施例1类似，所不同之处在于，本实施例中第一电源稳压模块16和第二电源稳压模块36均为662k(lp3500系列)3.3v三极管稳压集成芯片和rt9193芯片作为稳压器；第一、第二、第三、第四电机均为720空心杯电机。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。