基于智能终端的飞行器操控方法
【专利说明】基于智能终端的飞行器操控方法
[0001]本申请为“基于智能终端的体感飞行操控系统及终端设备”发明专利申请的分案申请，原申请的申请日为2015-03-03，申请号CN201510094904.X。
技术领域
[0002]本发明涉及飞行器控制技术领域，特别是涉及基于智能终端的飞行器操控方法。
【背景技术】
[0003]多旋翼飞行器是一种通过多个(一般至少4个)旋翼提供动力的小型飞行器。由于多旋翼飞行器具有垂直起降和悬停的能力，并且飞行平稳，成本相对较低，因此广泛应用于个人娱乐、影视航拍、国土测绘、农林业巡检、电力线路巡检和警用监控等许多行业。
[0004]目前，对于小型飞行器的控制方式主要有两种:一种方式是使用遥控器，操控手可以通过遥控器直接控制飞行器的油门、姿态角和飞行速度等。这种方式可以对飞行器进行非常精确的操控，但对操控手的技术水平要求很高，并且不适合超视距飞行，当飞机与操控手距离较远时由于观察不清容易造成误判。另一种方式是为飞行器配备功能完善的自驾仪，该方式依赖GPS(Global Posit1ning System，全球定位系统)定位，通过地面站向飞行器发送起飞、降落、按指定航线飞行等指令，虽然易于操控，但无法在室内或不开阔的环境飞行，且无法进行实时操控。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提出基于智能终端的体感飞行操控系统及终端设备，以使多旋翼飞行器便于操控且适于超视距飞行。
[0006]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]—种基于智能终端的体感飞行操控系统，包括机载飞控系统、通信中继设备和智能终端；
[0008]所述智能终端用于获取所述智能终端的姿态信息，根据所述姿态信息生成飞行指令，并将所述飞行指令通过所述通信中继设备发送给所述机载飞控系统，其中，所述姿态信息至少包括所述智能终端的偏航角，所述飞行指令至少携带有所述偏航角，用于指示所述机载飞控系统控制所述机载飞控系统所在飞行器以所述偏航角飞行；
[0009]所述机载飞控系统用于根据所述飞行指令控制所述飞行器的飞行。
[0010]—种用于控制飞行器飞行的智能终端，包括:姿态传感器、控制模块和第二中继模块，所述姿态传感器和所述第二中继模块分别与所述控制模块连接；
[0011]所述姿态传感器用于获取所述智能终端的姿态信息，其中，所述姿态信息至少包括所述智能终端的偏航角；
[0012]所述控制模块用于根据所述姿态信息，生成所述飞行指令，并将所述飞行指令发送给所述第二中继模块，其中，所述飞行指令至少携带有所述偏航角，用于指示所述飞行器以所述偏航角飞行；
[0013]所述第二中继模块用于将所述飞行指令通过通信中继设备发送给所述飞行器的机载飞控系统。
[0014]一种机载飞控系统，包括:微处理器及与所述微处理器相连的第一无线数传模块；
[0015]所述微处理器用于通过所述第一无线数传模块从通信中继设备接收来自智能终端的飞行指令，并根据所述飞行指令控制所述飞行器的飞行，其中，所述飞行指令至少携带有偏航角，用于指示所述机载飞控系统控制所述机载飞控系统所在飞行器以所述偏航角飞行，所述偏航角为所述智能终端的偏航角。
[0016]—种通信中继设备，包括:第一中继模块及与所述第一中继模块相连的第二无线数传模块；
[0017]所述第一中继模块用于与所述智能终端进行通信，接收所述智能终端发送的飞行指令，其中，所述飞行指令至少携带有偏航角，用于指示机载飞控系统控制所述机载飞控系统所在飞行器以所述偏航角飞行，所述偏航角为所述智能终端的偏航角；
[0018]所述第二无线数传模块用于与所述机载飞控系统进行无线通信，用于将所述飞行指令发送给所述机载飞控系统。
[0019]本发明提供的基于智能终端的体感飞行操控系统及终端设备，通过智能终端根据感知自身的姿态，生成用于指示所述机载飞控系统控制所述机载飞控系统所在飞行器以所述偏航角飞行的飞行指令，并发送给机载飞控系统控制飞行器的飞行，使得飞行器在飞行时能够根据智能终端的姿态自动调制偏航角度，实现了飞行器基于智能终端的体感飞行。由于智能终端可以通过自身的姿态和在所述智能终端上的点击和滑动操控来对飞行器进行控制，有效地降低了操控手的技术水平要求，使得飞行器的飞行操控变得简单易行，用户无需培训而通过体感操控即可实现与遥控器类似的对无人机的精确操控。利用智能手机实现该方法时，无需配备特别的体感设备。并且，智能终端通过通信中继设备与飞行器上的机载飞控系统通信，使得飞行器能够在室内和无GPS信号或者GPS信号较弱的地方飞行，同时能控制飞行器进行超视距飞行。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
[0021]图1是本发明实施例一提供的一种基于智能终端的体感飞行操控系统的结构示意图；
[0022]图2是本发明实施例二提供的一种基于智能终端的体感飞行操控系统的结构示意图；
[0023]图3是本发明实施例三提供的一种用于控制飞行器飞行的智能终端的结构示意图；
[0024]图4是本发明实施例四提供的一种机载飞控系统的结构示意图；
[0025]图5是本发明实施例五提供的一种通信中继设备的结构示意图；
[0026]图6a是本发明实施例六提供的一种基于智能终端的体感飞行操控系统的结构示意图；
[0027]图6b是本发明实施例六提供的基于智能终端的体感飞行操控系统的体感操控方法示意图。
【具体实施方式】
[0028]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0029]本发明实施例提供的基于智能终端的体感飞行操控系统可应用于多旋翼无人机等多种飞行器的操控。该系统中，智能终端可为体感操控设备如体感操控器，或者可为智能手机和便携式电脑等具有通信、数据处理功能以及感知自身操作能力的便携式电子设备。
[0030]实施例一
[0031]参考图1，本发明实施例一提供的一种基于智能终端的体感飞行操控系统包括:机载飞控系统11、通信中继设备12和智能终端13。
[0032]所述智能终端13用于获取所述智能终端13的姿态信息，根据所述姿态信息生成飞行指令，并将所述飞行指令通过所述通信中继设备12发送给所述机载飞控系统11，其中，所述姿态信息至少包括所述智能终端13的偏航角，所述飞行指令至少携带有所述偏航角，用于指示所述机载飞控系统11控制所述机载飞控系统11所在飞行器以所述偏航角飞行。
[0033]所述机载飞控系统11用于根据所述飞行指令控制所述飞行器的飞行。
[0034]例如，某一飞行器飞行时，智能终端13在操作人员或者用户的把持下，绕右手系的向上的轴(Z轴)向X轴(右手系向前的轴)的负方向旋转30度，则智能终端13感知这一操作，并生成目标偏航角为负向旋转30度的飞行指令，通过通信中继设备12发送给该飞行器的机载飞控系统11。机载飞控系统11接收到这一指令后，控制该飞行器向X轴的负方向偏航30度飞行。
[0035]或者，例如，智能终端13在上述Z轴向X轴的负方向旋转30度的同时，还绕X轴向Z轴的正方向旋转1度，绕右手系向右的轴(Y轴)向X轴的负方向旋转20度，则智能终端13在感知自身向X轴的负方向偏航30度的同时，感知自身向Z轴的正方向旋转产生1度的横滚角，感知自身向X轴的负方向旋转产生20度的俯仰角。之后根据感知到上述角度，生成相应操作的飞行指令通过通信中继设备12发送给机载飞控系统11。机载飞控系统11接收到飞行指令后控制该飞行器与智能终端13做同样的偏航、横滚及俯仰。
[0036]或者，智能终端13还可以在操作人员或用户的把持下偏航和横滚，或者偏航和俯仰，此时，类似地，智能终端13把相应操作的指令通过通信中继设备12发送给机载飞控系统11，以使机载飞控系统11控制该飞行器做同样的动作。
[0037]或者，还可以是智能终端13生成的飞行指令控制飞行器的操作与智能终端13的操作类似，而不是完全相同。如智能终端13偏航30度，则生成的飞行指令控制飞行器偏航30度的η分之一或者η倍。其中，η为