基于智能终端的飞行器操控方法_2

文档序号:9809865阅读:来源:国知局
自然数。横滚角和俯仰角与偏航角类似,这里不再赘述。
[0038]智能终端13与通信中继设备12之间可通过如通过USB(Universal Serial Bus,即通用串行总线)、NFC(Near Field Communicat1n,即近距离无线通讯)或蓝牙等近距离传输技术传输信息。
[0039]机载飞控系统11与通信中继设备12之间可通过远距离无线点对点传输技术传输
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[0040]本发明实施例提供的基于智能终端的体感飞行操控系统中,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。
[0041]示例性的,上述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;
[0042]所述微处理器用于通过所述第一无线数传模块从所述通信中继设备接收所述飞行指令,并根据所述飞行指令控制所述飞行器的飞行。
[0043]示例性的,上述机载飞控系统还包括:定位模块、航姿参考系统和气压计模块;
[0044]所述定位模块、航姿参考系统和气压计模块分别与所述微处理器连接;
[0045]所述微处理器还用于通过所述定位模块、航姿参考系统和气压计模块获取所述飞行器的飞行信息,并通过所述第一无线数传模块及所述通信中继设备将所述飞行信息发送给所述智能终端。这样,当智能终端接收到飞行信息后,智能终端的操作人员或用户可以根据飞行器的飞行信息来决定把持智能终端的姿态,或者在智能终端上进行什么样的操作,之后由智能终端生成相应的飞行指令,进一步控制飞行器当前的飞行。
[0046]示例性的,上述微处理器获取的所述飞行信息包括所述飞行器的坐标位置、飞行高度、飞行器的横滚角、俯仰角、偏航角、前后方向飞行速度和左右方向飞行速度中的至少一项。
[0047]示例性的,上述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;
[0048]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;
[0049]所述第一中继模块用于与所述智能终端进行通信。
[0050]示例性的,上述智能终端包括: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;
[0051 ]所述姿态传感器用于获取所述智能终端自身的姿态信息;
[0052]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;
[0053]所述第二中继模块用于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。
[0054]示例性的,上述智能终端还包括:操控接口模块;
[0055]所述操控接口模块与所述控制模块连接,用于接收用户的操控指令;
[0056]所述控制模块还用于根据所述操控指令生成用于控制所述飞行器飞行高度的指令。
[0057]其中,所述操控接口模块可为智能手机或平板电脑的触摸屏。
[0058]示例性的,所述姿态信息包括智能终端的俯仰角和横滚角中的至少一项,所述智能终端生成的飞行指令还携带有所述俯仰角和横滚角中的至少一项,用于相应控制所述飞行器的俯仰角和横滚角中的至少一项,或者,所述智能终端生成的飞行指令还携带有巡航速度,用于控制所述飞行器以所述巡航速度飞行,其中,所述巡航速度根据所述俯仰角和横滚角中的至少一项得到。
[0059]实施例二
[0060]本实施例中,智能终端为手机,即手机作为飞行器的体感操控设备控制飞行器的飞行。
[0061]参见图2,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包括:机载飞控系统21、通信中继设备22和手机23。
[0062]其中,机载飞控系统21可以提供定高飞行、定点飞行和指点飞行三种控制方式,控制飞行器的飞行。
[0063]在定高飞行模式下,机载飞控系统21接收的控制输入为飞机的目标横滚角、目标俯仰角、目标偏航角、目标高度变化率。在定点飞行模式下,机载飞控系统21接收的控制输入为飞机的目标前向飞行速度、目标横向飞行速度、目标偏航角、目标高度变化率。在指点模式下,机载飞控系统21接收的控制输入为目标航点,无人机可以自动规划航线并飞往目标航点。
[0064]机载飞控系统21和体感操控设备(手机23)之间的通信使用一个通信中继设备22。机载飞控系统21与通信中继设备22通过无线数传模块进行通信。手机23与通信中继设备22通过蓝牙进行通信。通信中继设备22在两者之间实现数据的转发,从而使用户可以通过手机23等体感设备在I公里(km)半径范围内操控无人机。本实施例中使用的通信中继设备22可为集成的蓝牙通讯盒。
[0065]手机23(或其它体感操控设备)可以实时检测自身在空间中的俯仰角、横滚角和偏航角。具体地,可以在手机23中安装应用软件(简称APP),以采集和使用体感信息。
[0066]在定高飞行模式下,手机23中的APP将自身俯仰角、横滚角、偏航角作为飞机的目标俯仰角、目标横滚角和目标偏航角发送给机载飞控系统。
[0067]在定点飞行模式下,APP将手机23的俯仰角、横滚角、偏航角折算为飞机的前向飞行速度、左右方向飞行速度和偏航角。
[0068]在以上两种模式下,还可以通过滑动手机23的APP界面上的滑条,设置飞机的目标高度变化率,从而调节飞机的飞行高度。
[0069]在手机23的APP上,可以无缝地在上述定高飞行模式、定点飞行模式以及指点飞行模式下切换。
[0070]当机载飞控系统21所在的飞机或飞行器在室外飞行时,如果环境开阔则可以使用定点飞行模式,如果周围楼房树木较多或有需要精确控制飞机飞行或控制飞机机动飞行的需求时,即可使用体感操控的定点飞行模式和定高飞行模式。当机载飞控系统21所在的飞机或飞行器在室内飞行时,可以使用定高模式,从而不借助遥控器即可在无GPS的环境下对飞机进行精确的操控。
[0071]相对于现有技术通过传统的遥控器操控多旋翼无人机时,需要操作手同时操控飞机的油门、俯仰、横滚、偏航或类似的四个通道的控制,且需要操作手实时观察飞机的航向角,才可以对飞机进行准确的控制,本实施例提供的基于智能终端的体感飞行操控系统,可以通过体感方式操控飞机,无人机的姿态或飞行方向与飞机在空间中的姿态直接相关。具体地,本实施例提供的基于智能终端的体感飞行操控系统,通过检测体感设备的空间姿态角,控制无人机在空间的姿态角或飞行速度,以及高度变化率。用户通过调节手机(或其他体感设备)的空间姿态和操作控制高度的滑条即可完成对飞机的全部控制,飞机的航向与手机的指向一致,操作简便可靠。具体应用中,在飞行操控系统中使用智能手机充当体感操控设备,方便用户使用该方法,并且可以与其它操控方式无缝切换。并且该方法同样可以用于其他定制的体感设备。
[0072]实施例三
[0073]本实施例提供了一种用于控制飞行器飞行的智能终端。该智能终端可应用于上述实施例提供的任一种基于智能终端的体感飞行操控系统中。
[0074]参见图3,本实施例提供的一种用于控制飞行器飞行的智能终端包括:姿态传感器31、控制模块32和第二中继模块33。
[0075]所述姿态传感器31和所述第二中继模块33分别与所述控制模块32连接。
[0076]所述姿态传感器31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。如智能终端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,则姿态传感器31能够感知智能终端的姿态,获知智能终端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度这个姿态信息。又如,智能终端在上述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,则姿态传感器31能够感知智能终端的姿态,获知
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