体感遥控器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及电子设备技术领域，尤其是涉及一种体感遥控器。该体感遥控器包括：包括：姿势传感器、控制器和第一无线数传模块，以及遥控器本体；姿势传感器、第一无线数传模块和控制器均设置在遥控器本体上，姿势传感器和第一无线数传模块均与控制器电连接；姿势传感器用于获取遥控器本体的当前位置的初始状态信息，以及遥控器本体移动的移动信息，并传递给控制器；控制器用于根据初始状态信息和移动信息，得到飞行指令，并通过第一无线数传模块将飞行指令发出。由于本实用新型中的体感遥控器，任意一个位置都能作为体感遥控器的中心位，降低对操控者的技术水平的要求，便于操控者操控。
【专利说明】
体感遥控器
技术领域
[0001]本实用新型涉及电子设备技术领域，尤其是涉及一种体感遥控器。
【背景技术】
[0002]无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。可在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空，也可由母机带到空中投放飞行。回收时，可用与普通飞机着陆过程一样的方式自动着陆，也可通过遥控用降落伞或拦网回收。可反覆使用多次。广泛用于空中侦察、监视、通信、反潜、电子干扰等。而为了更加便于操作者操作无人机，人们设计了体感遥控器。
[0003]现有技术中的体感遥控器，包括遥控器本体以及设置在遥控器本体的传感器和控制器，传感器与控制器电连接，利用传感器获取遥控器本体的移动方向，并传递给控制器，控制器根据移动方向来控制无人机的飞行。
[0004]但是，现有技术中的体感遥控器在使用时，需要将遥控器本体置于中心位上，这个中心位位于一个固定位置上的，操作者必须使体感遥控器的位置位于中心位上，才能够利用体感遥控器操控无人机，所以，现有技术中的体感遥控器对于操控者的技术水平要求很高，不便于操控者操控。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供按一种体感遥控器，以解决现有技术中不便于操控者操控的技术问题。
[0006]本实用新型提供的一种体感遥控器，包括:姿势传感器、控制器和第一无线数传模块，以及遥控器本体;姿势传感器、第一无线数传模块和控制器均设置在遥控器本体上，姿势传感器和第一无线数传模块均与控制器电连接;姿势传感器用于获取遥控器本体的当前位置的初始状态信息，以及遥控器本体移动的移动信息，并传递给控制器;控制器用于根据初始状态信息和移动信息，得到飞行指令，并通过第一无线数传模块将飞行指令传递给机载飞控系统。
[0007]进一步地，遥控器本体上还设置有体感激活按钮;体感激活按钮与控制器电连接，用于定位遥控器本体的当前位置为初始位置，并利用姿势传感器获取初始状态信息。
[0008]进一步地，控制器上还设置有精度调节模块，精度调节模块用于调节飞行指令沿无人机坐标系Y轴旋转90°，以使遥控器本体在初始位置处时，无人机保持水平状态。
[0009]进一步地，初始状态信息包括初始位置的角速度和加速度;移动信息包括遥控器本体移动至预设位置的角速度和加速度。
[0010]进一步地，姿势传感器包括陀螺仪和加速度计；陀螺仪和加速度计设置在遥控器本体上，且与控制器电连接;陀螺仪和加速度计分别用于获取遥控器本体的初始位置的角速度和加速度，以及遥控器本体移动至预设位置的角速度和加速度;控制器根据初始位置的角速度和加速度，以及遥控器本体移动至预设位置的角速度和加速度，得到飞行指令，并将飞行指令传递给机载控制系统，机载飞行系统控制无人机的飞行方向。
[0011 ] 进一步地，遥控器本体上还设置有GPS定位器和返航按键;GPS定位器和返航按键均与控制器电连接，用于操控无人机返航；
[0012]进一步地，遥控器本体上还设置有起降按键，起降按键与控制器电连接，用于操控无人机起降；
[0013]和/或，遥控器本体上还设置有任务开始或暂停按键和任务停止按键，任务开始或暂停按键和任务停止按键均与控制器电连接。
[0014]进一步地，遥控器本体上还设置有拍照按键，拍照按键与控制器电连接；
[0015]和/或，遥控器本体上还设置有摄像按键，摄像按键与控制器电连接。
[0016]进一步地，遥控器本体内还设置有蓄电池;遥控器本体上还设置有电源开关，蓄电池通过电源开关与控制器电连接;遥控器本体上还双色LED灯和电源充电管理器，双色LED灯通过电源充电管理器与蓄电池电连接，双色LED灯用于显示蓄电池的充电状态;遥控器本体上还设置有USB接口，USB接口与控制器电连接，用于固件升级或者给蓄电池充电。
[0017]进一步地，遥控器本体上还设置有振动马达和有源蜂鸣器，振动马达和有源蜂鸣器均与控制器电连接。
[0018]和/或，遥控器本体上还设置有三色LED灯，三色LED灯与控制器电连接，以显示无人机的飞行状态。
[0019]本实用新型提供的体感遥控器，其利用姿势传感器获取遥控器本体当前位置的初始状态信息，以及遥控器本体移动至预设位置的移动信息，控制器根据初始状态信息和移动信息得到飞行指令。当操作者在使用体感遥控器操控无人机时，姿势传感器会获取遥控器的当前位置的初始状态信息，该当前位置即为中心位。当操作者在移动遥控器本体时，均为以初始状态信息为基准，并结合移动信息得到飞行指令。由于本实用新型中的体感遥控器，任意一个位置都能作为体感遥控器的中心位，故而，操作者不需要在找体感遥控器的中心位了，降低对操控者的技术水平的要求，便于操控者操控。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本实用新型【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型一实施例提供的体感遥控器的结构示意图；
[0022]图2为本实用新型另一实施例提供的体感遥控器的结构示意图。
[0023]附图标记:
[0024]1-控制器；2-第一无线数传模块；3-遥控器本体；
[0025]4-姿势传感器；5-GPS定位器；6_体感激活按键；
[0026]7-摄像按键；8-拍照按键；9-任务开始或暂停按键；
[0027]10-任务停止按键； 11-第二LED灯；12-有源蜂鸣器；
[0028]13-振动马达；14-电源开关；15-USB接口
[0029]16-电池；17-电源充电管理器；18-第一 LED灯；
[0030]19-返航按键；20-起降按键；21-机载飞控系统；
[0031]27-无人机。
【具体实施方式】
[0032]下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0033]图1为本实用新型一实施例提供的体感遥控器的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的一种体感遥控器，包括:姿势传感器4、控制器I和第一无线数传模块2，以及遥控器本体3;姿势传感器4、第一无线数传模块2和控制器I均设置在遥控器本体3上，姿势传感器4和第一无线数传模块2均与控制器I电连接;姿势传感器4用于获取遥控器本体3的当前位置的初始状态信息，以及遥控器本体3移动的移动信息，并传递给控制器I;控制器I用于根据初始状态信息和移动信息，得到飞行指令，并通过第一无线数传模块2将飞行指令传递给机载飞控系统21。
[0034]其中，初始状态信息包括初始位置的角速度和加速度;移动信息包括遥控器本体3移动至预设位置的角速度和加速度。
[0035]姿势传感器4的种类可以为多种，较佳地，姿势传感器4包括陀螺仪和加速度计;陀螺仪和加速度计设置在遥控器本体3上，且与控制器I电连接;陀螺仪和加速度计分别用于获取遥控器本体3的初始位置的角速度和加速度，以及遥控器本体3移动至预设位置的角速度和加速度;控制器I根据初始位置的角速度和加速度，以及遥控器本体3移动至预设位置的角速度和加速度，得到飞行指令，并将飞行指令传递给机载控制系统，机载飞行系统控制无人机27的飞行方向。更加优选地，姿势传感器4为MPU6050。
[0036]第一无线数传模块2的种类可以为多种，例如:蓝牙、WiFi或者红外线等等，较佳地，无线传输模块为915MHz无线传输模块和5.8GHz无线传输模块中的一种。
[0037]本实施例提供的体感遥控器，其利用姿势传感器4获取遥控器本体3当前位置的初始状态信息，以及遥控器本体3移动至预设位置的移动信息，控制器I根据初始状态信息和移动信息得到飞行指令。当操作者在使用体感遥控器操控无人机27时，姿势传感器4会获取遥控器的当前位置的初始状态信息，该当前位置即为中心位。
[0038]当操作者在移动遥控器本体3时，均为以初始状态信息为基准，并结合移动信息得到飞行指令。例如:在初始位置的基础上，当体感遥控器往前倾斜，即可控制无人机27向前或者头部向上俯；当体感遥控器往后倾斜，即可控制无人机27向后或者尾部向后仰；当体感遥控器往左倾斜，即可控制无人机27向左或者向左横滚；当提高遥控器往右倾斜，即可控制无人机27向右或者向右横滚等等。
[0039]由于本实施例中的体感遥控器，任意一个位置都能作为体感遥控器的中心位，故而，操作者不需要在找体感遥控器的中心位了，降低对操控者的技术水平的要求，便于操控者操控。
[0040]图2为本实用新型另一实施例提供的体感遥控器的结构示意图。如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，遥控器本体3上还设置有体感激活按钮6;体感激活按钮6与控制器I电连接，用于定位遥控器本体3的当前位置为初始位置，并利用姿势传感器4获取初始状态信息。
[0041]当操作者在使用体感遥控器操控，按动体感激活按钮6，激活控制器I，姿势传感器4记录此时遥控器本体3所在位置的初始状态信息，并将该位置作为中心位。这样，操作者在按动体感激活按钮6后，再移动体感遥控器本体3，才能够操控无人机27，从而降低误操作的可能性。另外，也便于操作者找到适合自己的操作方位之后，再对无人机27进行操控。
[0042]在上述实施例的基础上，为了避免姿势传感器4无法检测到遥控器本体3转动方向的情况发生，进一步地，控制器I上还设置有精度调节模块，精度调节模块用于调节飞行指令沿无人机27坐标系Y轴旋转90°，以使遥控器本体3在初始位置处时，无人机27保持水平状
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[0043]当操作者按动体感激活按钮6时，此时，控制器I会控制无人机27处于平衡状态，这样就使将体感遥控器的操作盲点位于初始位置上，即位于中心位附近，从而避免操作者在操作盲点处操作无人机27，使得操控更加灵敏。
[0044]如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，遥控器本体3上还设置有GPS定位器5和返航按键19 ;GPS定位器5和返航按键19均与控制器I电连接，用于操控无人机27返航。
[0045]遥控器本体3上还设置有起降按键20，起降按键20与控制器I电连接，用于操控无人机27起降。
[0046]遥控器本体3上还设置有拍照按键8，拍照按键8与控制器I电连接。
[0047]遥控器本体3上还设置有摄像按键7，摄像按键与控制器I电连接。
[0048]遥控器本体3上还设置有任务开始或暂停按键和任务停止按键，任务开始或暂停按键6和任务停止按键10均与控制器I电连接。操作者可以通过任务开始或者暂定按键，以及任务停止按键10来开启或者关闭体感遥控器对无人机27的操控。
[0049]当然，在本实施例中，还可以在遥控器本体3上设置有电源开关14、前进按键和后退按键，以及加速按键等等。
[0050]如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，遥控器本体3内还设置蓄电池16;遥控器本体3上还设置有电源开关14，电池16通过电源开关14与控制器I电连接;遥控器本体3上还第一 LED灯18和电源充电管理器17，第一 LED灯18通过电源充电管理器17与电池16电连接，第一 LED灯18用于显示电池16的充电状态;遥控器本体3上还设置有USB接口 15，USB接口 15与控制器I电连接，用于固件升级或者给电池16充电。
[0051 ] 如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，遥控器本体3上还设置有振动马达13和有源蜂鸣器12，振动马达13和有源蜂鸣器12均与控制器I电连接。振动马达13和有源蜂鸣器12，可以与GPS定位器5结合使用，当无人机27偏离预设飞行轨迹时，或者到达预设目的地等等可以提醒操作者。当然，也可以配合操作者的动作，以增加操控者的操控快感，例如:操控者每做一个动作时，振动马达13振动，或者有源蜂鸣器12会发出声音。
[0052]如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，遥控器本体3上还设置有第二 LED灯11，第二 LED灯11与控制器I电连接，以显示无人机27的飞行状态。
[0053]本实用新型一实施例还提供了一种体感遥控飞行系统，包括机载飞控系统21以及上述的体感遥控器;机载飞控系统21上设置有第二无线数传模块，第二数传模块与第一数传模块无线通讯连接;机载飞控系统用于根据飞行指令控制无人机飞行。
[0054]其中，机载飞控系统21还包括定位模块、航姿参考系统和气压计模块以及微处理器;微处理器用于通过定位模块、航姿参考系统和气压计模块获取无人机的飞行信息，并通过第二无线数传模块将飞行信息传递给体感遥控器。
[0055]在本实施例中，机载飞控系统21将飞行信息传递给体感遥控器，体感遥控器可根据飞行信息来调整无人机的飞行姿势，以使无人机能够超视距飞行。
[0056]本实用新型实施例还提供了一种体感遥控飞行方法，具体包括如下步骤:
[0057]当检测到体感遥控飞行模式被激活时，定位遥控器本体3的当前位置为初始位置，并利用姿势传感器4获取遥控器本体3的初始状态信息，并传递给控制器I;
[0058]当遥控器本体3运动时，姿势传感器4获取遥控器本体3的移动信息，并传递给控制器I;
[0059]控制器I根据初始状态信息和移动信息，得到飞行指令；
[0060]控制器I将飞行指令传递给机载飞控系统21，机载飞控系统21控制无人机27飞行。
[0061]本实施例的体感遥控飞行方法，其利用姿势传感器4获取遥控器本体3当前位置的初始状态信息，以及遥控器本体3移动至预设位置的移动信息，控制器I根据初始状态信息和移动信息得到飞行指令。当操作者在使用体感遥控器操控无人机27时，姿势传感器4会获取遥控器的当前位置的初始状态信息，该当前位置即为中心位。当操作者在移动遥控器本体3时，均为以初始状态信息为基准，并结合移动信息得到飞行指令。这样，遥控器本体3能够以任意一个位置都能作为体感遥控器的中心位，故而，操作者无需在找体感遥控器的中心位了，降低对操控者的技术水平的要求，便于操控者操控。
[0062]在上述实施例的基础上，进一步地，控制器I根据初始状态信息和移动信息，得到飞行指令的步骤中，具体包括如下步骤:
[0063]根据初始状态信息计算出初始位置的空间坐标，并记录所述初始位置的空间坐标；
[0064]根据移动信息计算出预设位置的空间坐标，并记录预设位置的空间坐标；
[0065]根据初始位置的空间坐标和预设位置的空间坐标得到飞行指令。
[0066]在本实施例中，控制器I根据获取的初始状态信息计算出体感遥控器在初始位置，即中心位的空间坐标，然后，在根据移动信息计算出预设位置的空间坐标，通过遥控器本体3在空间坐标上的移动，从而精准获取遥控器本体3在空间坐标系上的移动轨迹，从而实现对无人机27的精准控制。
[0067]在上述实施例的基础上，进一步地，根据初始位置的空间坐标和预设位置的空间坐标，得到飞行指令的步骤中，具体包括如下步骤:
[0068]记录下初始位置的空间坐标对应的四元数，并算出该四元数对应的初始方向余弦矩阵；
[0069 ]记录下预设位置的空间坐标对应的四元数，并算出该四元数对应的当前方向余弦矩阵；
[0070]将初始方向余弦矩阵的转置矩阵与当前方向余弦矩阵相乘，得到当前方向余弦矩阵相对于初始方向余弦矩阵的移动方向余弦矩阵；
[0071]利用移动方向余弦矩阵算出当前遥控器本体3相对于初始位置的欧拉角；
[0072]利用欧拉角得到飞行指令。
[0073]其中，四元数为四元数是由爱尔兰数学家威廉.卢云.哈密顿在1843年发现的数学概念。四元数的乘法不符合交换律。明确地说，四元数是复数的不可交换延伸。如把四元数的集合考虑成多维实数空间的话，四元数就代表着一个四维空间，相对于复数为二维空间。
[0074]在本实施例中，利用四元数能够快速的计算出遥控器本体3以初始位置为基准，在空间坐标系中的变化量，即遥控器本体3转动的欧拉角，减少运算量，提高控制器I的工作效率，同时还能够进一步地提高操控精准度。
[0075]在上述实施例的基础上，进一步地，利用所述欧拉角得到飞行指令的步骤中，具体还包括如下步骤:
[0076]将移动方向余弦矩阵绕初始方向余弦矩阵对应的机体坐标系的y轴旋转90°，得到最终方向余弦矩阵；
[0077]利用最终方向余弦矩阵得到无人机27的俯仰角和横滚角的飞行指令。
[0078]因为俯仰角范围在90°和-90°左右时，欧拉角存在奇点，为了躲避欧拉角奇点位置，使得操控更加灵敏，需要将体感遥控器的中心位的附近变成欧拉角的奇点位置。故而，将移动方向余弦矩阵对应的俯仰角增加90°。
[0079]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种体感遥控器，其特征在于，包括:姿势传感器、控制器和第一无线数传模块，以及遥控器本体； 所述姿势传感器、所述第一无线数传模块和所述控制器均设置在所述遥控器本体上，所述姿势传感器和所述第一无线数传模块均与所述控制器电连接； 所述姿势传感器用于获取所述遥控器本体的当前位置的初始状态信息，以及所述遥控器本体移动的移动信息，并传递给所述控制器； 所述控制器用于根据所述初始状态信息和移动信息，得到飞行指令，并通过所述第一无线数传模块将飞行指令发出。2.根据权利要求1所述的体感遥控器，其特征在于，所述遥控器本体上还设置有体感激活按钮;所述体感激活按钮与所述控制器电连接，用于定位所述遥控器本体的当前位置为初始位置，并利用所述姿势传感器获取所述初始状态信息。3.根据权利要求2所述的体感遥控器，其特征在于，所述控制器上还设置有精度调节模块，所述精度调节模块用于调节所述飞行指令沿无人机坐标系Y轴旋转90°，以使所述遥控器本体在所述初始位置处时，无人机保持水平状态。4.根据权利要求2所述的体感遥控器，其特征在于，所述初始状态信息包括初始位置的角速度和加速度； 所述移动信息包括所述遥控器本体移动至预设位置的角速度和加速度。5.根据权利要求4所述的体感遥控器，其特征在于，所述姿势传感器包括陀螺仪和加速度计； 所述陀螺仪和加速度计设置在所述遥控器本体上，且与所述控制器电连接;所述陀螺仪和所述加速度计分别用于获取所述遥控器本体的初始位置的角速度和加速度，以及遥控器本体移动至预设位置的角速度和加速度； 所述控制器根据所述初始位置的角速度和加速度，以及遥控器本体移动至预设位置的角速度和加速度，得到飞行指令，并将所述飞行指令传递给机载控制系统，机载飞行系统控制无人机的飞行方向。6.根据权利要求1-5任一项所述的体感遥控器，其特征在于，所述遥控器本体上还设置有GPS定位器和返航按键;所述GPS定位器和所述返航按键均与所述控制器电连接，用于操控无人机返航。7.根据权利要求1-5任一项所述的体感遥控器，其特征在于，所述遥控器本体上还设置有起降按键，所述起降按键与所述控制器电连接，用于操控无人机起降； 和/或，所述遥控器本体上还设置有任务开始或暂停按键和任务停止按键，所述任务开始或暂定按钮和所述任务停止按钮均与所述控制器电连接。8.根据权利要求1-5任一项所述的体感遥控器，其特征在于，所述遥控器本体上还设置有拍照按键，所述拍照按键与所述控制器电连接； 和/或，所述遥控器本体上还设置有摄像按键，所述摄像按键与所述控制器电连接。9.根据权利要求1-5任一项所述的体感遥控器，其特征在于，所述遥控器本体内还设置有电池;所述遥控器本体上还设置有电源开关，所述电池通过所述电源开关与所述控制器电连接； 所述遥控器本体上还设置有第一 LED灯和电源充电管理器，所述第一 LED灯通过所述电源充电管理器与所述电池电连接，所述第一 LED灯用于显示所述电池的充电状态； 所述遥控器本体上还设置有USB接口，所述USB接口与所述控制器电连接，用于固件升级或者给所述电池充电。10.根据权利要求1-5任一项所述体感遥控器，其特征在于，所述遥控器本体上还设置有振动马达和有源蜂鸣器，所述振动马达和所述有源蜂鸣器均与所述控制器电连接； 和/或，所述遥控器本体上还设置有第二LED灯，所述第二LED灯与所述控制器电连接，以显示无人机的飞行状态。
【文档编号】G05D1/08GK205563980SQ201521140484
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】郑卫锋, 其他发明人请求不公开姓名
【申请人】北京臻迪机器人有限公司