无人机飞行控制系统及其方法与流程

本发明涉及可穿戴设备的应用技术领域，特别是涉及一种无人机飞行控制方法及其系统。

背景技术：

随着可穿戴设备的快速普及和虚拟现实技术的逐渐成熟，愈来愈多的可穿戴设备应用到我们的日常生活中，例如，智能手表、智能手环、智能运动鞋和智能显示设备等等。其中，能够给用户带来沉浸式体验的智能显示设备尤其受到用户的青睐。

现有的无人机操控方式大多以遥控器为操作终端，即，通过用户手持遥控器调整方位来控制无人机的飞行姿态，但是，遥控器的结构复杂、成本较高，使用起来不仅学习成本过高，而且操作繁琐，不利于新手快速上手。尤其是，当用户将无人机和智能显示设备结合在一起，当用户佩戴上智能显示设备时，能够实时看到搭载在无人机上的摄像设备拍摄的图像，但此时佩戴智能显示设备的用户无法同时操控遥控器，也就是说，以现有的无人机操控方式，用户无法准确地操控无人机。

综上所述，现有的无人机飞行控制方法成本较高、程序繁琐且使用不方便。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有的无人机飞行控制方法成本较高、程序繁琐且使用不方便的技术问题，提供一种无人机飞行控制系统及其方法。

为实现上述目的，本发明实施例第一方面提供一种无人机飞行控制系统，其包括：第一接收模块，用于接收移动智能终端发送的飞行指令，其中，所述飞行指令是所述移动智能终端利用内置的第一姿态传感器获取所述第一姿态传感器的四个方向上的加速度值；第二接收模块，用于接收虚拟现实设备的角度变化数据，其中，所述角度变化数据是所述虚拟现实设备利用内置的第二姿态传感器获取自身移动时产生的姿态变化所生成的角度变化数据；第一角度调整模块，用于根据所述角度变化数据对无人机的飞行线路进行调整；路线调整模块，用于将所述飞行指令发送至无人机的飞行控制系统，对无人机的飞行路线进行调整；第一无线通信模块，用于与所述第一角度调整模块通信；第二无线通信模块，用于与所述路线调整模块通信；检测模块，用于检测所述移动智能终端是否发送飞行指令；切换模式模块，用于根据所述检测模块是否检测到所述飞行指令来选择开启或者关闭所述第一无线通信模块以及开启或者关闭所述第二无线通信模块通信。

进一步地，还包括第二角度调整模块，用于根据所述角度变化数据对无人机云台上的摄像设备的拍摄角度进行调整。

进一步地，还包括图像模块，用于将无人机云台上的摄像设备拍摄的图像通过所述第二角度调整模块传给所述虚拟现实设备。

进一步地，所述第二接收模块还用于获取用户在所述移动智能终端的触摸屏上执行向左滑动屏幕、向右滑动屏幕对应的触摸信号，以及对所述触摸信号进行转换，生成无人机飞行的VR控制指令；所述第二角度调整模块用于根据所述VR控制指令，控制开启或关闭通过调整虚拟现实设备的角度变化数据来控制无人机云台摄像设备的拍摄角度的功能。

进一步地，所述第一接收模块还用于接收用户施加在所述移动智能终端屏幕上的触摸信号，以及对所述触摸信号进行转换生成相应的操作指令，其中，所述触摸信号是用户在所述移动智能终端的触摸屏上执行向上滑动屏幕、向下滑动屏幕、双击屏幕和连续点击屏幕形成的；所述路线调整模块通过所述第二无线通信模块将所述操作指令发送至无人机的飞行控制系统，对无人机的飞行路线进行调整。

此外，为实现上述目的，本发明实施例第二方面提供一种无人机飞行控制方法，其包括如下步骤：S1、感应移动智能终端发送的飞行指令，将第一无线通信模块关闭，开启第二无线通信模块；S2、接收移动智能终端发送的飞行指令；S3、将所述飞行指令发送至无人机的飞行控制系统，对无人机的飞行路线进行调整；S4、接收虚拟现实设备发送的角度变化数据；其中，所述角度变化数据是虚拟现实设备利用内置的第二姿态传感器获取自身移动时产生的姿态变化所生成的角度变化数据；S5、根据所述角度变化数据对无人机云台上的摄像设备的拍摄角度进行调整。

进一步地，在感应移动智能终端发送的飞行指令前还包括：开启第一无线通信模块，关闭第二无线通信模块，接收虚拟现实设备发送的角度变化数据，根据所述角度变化数据对无人机线路进行调整。

进一步地，还包括：接收用户的移动智能终端发送的语音控制指令；其中，所述语音操作指令是移动智能终端利用自身的语音识别系统对用户发送的语音信息进行转换所生成语音控制指令；根据所述语音控制指令，对无人机的飞行模式进行切换。

进一步地，所述语音信息包括：悬停、飞机悬停、取消体感、体感、进入体感模式、取消悬停；所述根据所述语音控制指令，对无人机的飞行模式进行切换的步骤包括：当移动智能终端接收“悬停”、“飞机悬停”或“取消体感”的语音信息时，控制无人机进入悬停模式；当移动智能终端接收“体感”、“进入体感模式”或“取消悬停”的语音信息时，控制无人机进入体感模式，由所述移动智能终端控制无人机的飞行姿态。

进一步地，还包括：获取用户在所述虚拟现实设备的物理音量键上点击“+”或“-”按键时对应的操作信号；对所述操作信号进行转换，生成无人机的摄像控制指令；根据所述摄像控制指令，控制开启或者关闭搭载在无人机云台上的摄像设备的拍照或录像功能。

本发明提供的无人机飞行控制系统及其方法，通过所述第一无线通信模块用于与所述第一角度调整模块通信，所述第二无线通信模块用于与所述路线调整模块通信，检测模块用于检测所述移动智能终端是否发送飞行指令，所述切换模式模块用于根据所述检测模块是否检测到所述飞行指令来选择开启或者关闭所述第一无线通信模块以及开启或者关闭所述第二无线通信模块通信，使得当正在发送飞行指令去调整无人机的线路的所述移动智能终端接收到一个其它高级任务信号，所述移动智能终端去执行其它高级任务，所述第二无线通信模块通信自动关闭，同时所述检测模块检测到所述移动智能终端没有发送飞行指令，所述切换模式模块开启所述第一无线通信模块，此时用户可通过操作虚拟现实设备的内置第二姿态传感器的角速度去对无人机线路进行调整，使得用户在玩无人机的同时，避免了单单只有一个智能终端对无人机的线路进行调整，如果出现高级紧急情况时，而不得不停止对无人机的线路进行调整的问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的无人机飞行控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的虚拟现实设备的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的无人机飞行控制方法的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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。

现在将参考附图描述实现本发明各个实施例的。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。

在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

如图1及图3所示，为本发明的一个实施例的无人机飞行控制系统，其包括：第一接收模块1、第二接收模块2、第一角度调整模块3、路线调整模块4、第一无线通信模块5、第二无线通信模块6、检测模块7以及切换模式模块8。

所述第一接收模块1用于接收移动智能终端发送的飞行指令，其中，所述飞行指令是所述移动智能终端利用内置的第一姿态传感器获取所述第一姿态传感器的四个方向上的加速度值。所述四个方向上的加速度值分别用于控制无人机向左、向右、向前或向后飞行。

在实际应用中，可以通过调整用户的移动智能终端向左倾斜、向右倾斜、向前倾斜或向后倾斜，来控制无人机向左、向右、向前或向后飞行且无人机的头部与移动智能终端的头部保持朝向保持一致。

在实际应用中，本发明的无人机飞行控制系统，可以利用通过调整用户的移动智能终端，以智能手机为例，当用户调整手中的智能手机的姿态时，比如，以智能手机持平状态为参照状态，用户向左倾斜手中的智能手机时，无人机就向无人机朝向的左方飞行；以智能手机持平状态为参照状态，用户向前倾斜手中的智能手机时，无人机就朝前方飞行(以无人机朝向为参照)。还可以通过调整移动智能终端的头部朝向控制无人机头部朝向，还以智能手机为例，当用户在水平方向上旋转智能手机时，无人机的头部朝向也随之改变，即无人机头部朝向与移动智能终端的头部朝向保持一致，无人机的头部与所述移动智能终端的头部实时对准。

在实际应用中，除了可以利用移动智能设备控制无人机飞行路线和头部朝向之外，还可以在移动智能终端上安装应用软件，用户可以直接在移动智能终端的屏幕上进行触摸操作，来控制无人机的飞行状态，例如，飞行高度、飞行速度等等。在实际应用中，在应用软件APP中，当用户向上滑动应用软件APP中的虚拟拉杆时，控制无人机的飞行高度升高，而且，用户滑动屏幕的幅度越大，无人机的上升速度越大。当用户向下滑动虚拟拉杆时，控制无人机的飞行高度降低，而且，用户滑动屏幕的幅度越大，无人机的下降速度也就越大。若无人机处于非悬停状态下，当用户双击或者连续点击应用软件APP显示界面时，就可以控制无人机悬停。若无人机处于悬停状态下，当用户双击应用软件APP显示界面时，控制无人机取消悬停状态，进入体感模式，即，通过用户操作手中的移动智能终端来控制无人机的飞行路线。

如图1及图3所示，所述第二接收模块2用于接收虚拟现实设备10的角度变化数据，其中，所述角度变化数据是所述虚拟现实设备10利用内置的第二姿态传感器获取自身移动时产生的姿态变化所生成的角度变化数据。其中角度变化数据包括俯仰角度变化数据、偏航角度变化数据和横滚角度变化数据。

如图2所示，所述虚拟现实设备10为VR眼镜的盛行，将VR眼镜与无人机航拍结合起来成为新的流行趋势。VR眼镜，是一种虚拟现实头戴显示器设备，也被称为做VR头显、VR头盔等，VR眼镜是利用仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术集合的产品，是借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段，用户可以戴着VR眼镜实时看到无人机航拍设备拍摄到空中图像，同时，还可以感受无人机的飞行姿态变化所带来的沉浸式的用户体验。

如图2所示，虚拟现实设备10包括视频获取模块101、头部追踪装置102、视频播放选择模块103以及视频播放模块104。所述视频获取模块101用于获取视频信息。视频信息包括第三方视频源的视频和/或无人机飞行器实时航拍的视频。

如图2所示，无人机飞行器与虚拟现实设备10建立无线或者有线连接之后，可将无人机飞行器摄像头实时航拍的视频传输给虚拟现实设备10。第三方视频源的视频可通过SD卡、蓝牙、Wi-Fi等方式获取。

所述头部追踪装置102用于获取头部在三维坐标系的X方向、Y方向和Z方向上的位移信息。具体地，头部追踪装置102包括陀螺仪，加速计和磁力计。通过陀螺仪，加速计和磁力计，可获取头部在三维坐标系的X方向、Y方向和Z方向上的位移信息，精确测量头部的前后左右移动等等动作。

所述视频播放选择模块103用于根据头部追踪装置102获取的位移信息，移动选择位置选择视频信息和视频播放模式。视频播放模式包括影院模式或沉浸模式。所述视频播放模块104用于根据视频播放选择模块103选择的视频播放模式，播放视频播放选择模块103选择的视频信息。

作为示例地，以虚拟现实眼镜为例。虚拟现实眼镜获取第三方视频源的视频和/或无人机飞行器实时航拍的视频之后，可在虚拟现实眼镜的显示界面显示出相应的视频信息。虚拟现实眼镜的显示界面可包括多个选项，用于显示不同的信息，例如视频信息或者视频播放模式。显示界面具有一个光标，头部追踪装置102获取头部在三维坐标系的X方向、Y方向和Z方向上的位移信息，并根据该位移信息可控制光标移动。当光标移动到虚拟现实眼镜界面的一个选项时，如果光标的停留时间停留超过三秒，则默认选中这个选项。如果不想选中该选项，可移动头部使得光标离开这个选项。

进一步地，请参考图2所示，虚拟现实设备10还可包括视频分享共享模块105用于分享共享视频信息。当虚拟现实设备10与其他设备建立连接之后，可通过视频分享共享模块105将虚拟现实设备10的视频信息分享共享给其他设备。其他设备可包括另外一个虚拟现实设备10或者移动终端等等。

具体地，以无人机、VR眼镜、无人机为例，当第一个用户的VR眼镜、手机、无人机建立连接之后，VR眼镜将视频传给第一个用户的手机，则第一个用户可以查看无人机拍摄的视频；第二个用户的手机与第一个用户的VR眼镜建立连接，则第二个用户可以访问第一个用户无人机拍摄的视频，在第二个用户的手机上直接播放，以观看第一个用户VR眼镜上的播放视频。通过视频分享共享模块105可进一步地增强用户趣味性，提升用户体验感。

本发明实施例提供的虚拟现实设备10，虚拟现实设备10可获取无人机飞行器实时航拍或第三方视频源的视频，并播放获取的视频；同时可选择不同的播放模式来播放视频；实现了既可以用虚拟现实设备10控制无人机飞行器，又可以进行视频播放；增强了趣味性，提升用户体验感。

如图1及图3所示，所述第一角度调整模块3用于根据所述角度变化数据对无人机的飞行线路进行调整。所述路线调整模块4用于将所述飞行指令发送至无人机的飞行控制系统，对无人机的飞行路线进行调整。所述第一无线通信模块5，用于与所述第一角度调整模块3通信。所述第二无线通信模块6用于与所述路线调整模块4通信。检测模块7用于检测所述移动智能终端是否发送飞行指令。所述切换模式模块8，用于根据所述检测模块7是否检测到所述飞行指令来选择开启或者关闭所述第一无线通信模块5以及开启或者关闭所述第二无线通信模块6通信。所述第一角度调整模块3与所述路线调整模块4择其一，将控制指令发送给所述无人机，对无人机的线路调整。所述第一无线通信模块5采用5.4GHZ的通信波段，所述第二无线通信模块6采用2.8GHZ通信波段，避免所述第一无线通信模块5与所述第二无线通信模块6之间的通信相互干扰。

如图1所示，进一步包括第二角度调整模块9，用于根据所述角度变化数据对无人机云台上的摄像设备的拍摄角度进行调整。还包括图像模块用于将无人机云台上的摄像设备拍摄的图像通过所述第二角度调整模块9传给所述虚拟现实设备10。

具体地，一般情况，用户操作手机，通过调整手中的手机内置的第一姿态传感器的加速度去控制无人机飞行，同时所述检测模块7检测到所述移动智能终端发送飞行指令，所述切换模式模块8关闭所述第一无线通信模块5后开启所述第二无线通信模块6通信。而此时用户可通过操作VR眼镜，通过获取VR眼镜的内置第二姿态传感器的角速度去对无人机云台上的摄像设备的拍摄角度进行调整。当用户的手机接收到一个通话信号，用户要用手机接电话时，所述第二无线通信模块6通信自动关闭，同时所述检测模块7检测到所述移动智能终端没有发送飞行指令，所述切换模式模块8开启所述第一无线通信模块5，此时用户可通过操作VR眼镜，通过获取VR眼镜的内置第二姿态传感器的角速度去对无人机线路进行调整，使得用户在玩无人机的同时，又可以打电话，避免了单单只有手机一个智能终端对无人机的线路进行调整，如果出现电话通话，而不得不停止对无人机的线路进行调整或者挂掉电话可能没有接收到及时消息的问题。

如图1及图3所示，为本发明的一个实施例的无人机飞行控制方法，包括如下步骤：

S11、感应移动智能终端发送的飞行指令，将第一无线通信模块5关闭，开启第二无线通信模块6；

S12、接收移动智能终端发送的飞行指令；

S13、将所述飞行指令发送至无人机的飞行控制系统，对无人机的飞行路线进行调整；

S14、接收虚拟现实设备10发送的角度变化数据；其中，所述角度变化数据是虚拟现实设备10利用内置的第二姿态传感器获取自身移动时产生的姿态变化所生成的角度变化数据；

S15、根据所述角度变化数据对无人机云台上的摄像设备的拍摄角度进行调整。

在其中一个实施例中，在感应移动智能终端发送的飞行指令前还包括：开启第一无线通信模块5，关闭第二无线通信模块6，接收虚拟现实设备10发送的角度变化数据，根据所述角度变化数据对无人机线路进行调整。

即是在本发明的无人机飞行控制方法中，所述检测模块7要判断移动智能终端是否发送的飞行指令，如果移动智能终端发送的飞行指令，所述切换模式模块8将第一无线通信模块5关闭，开启第二无线通信模块6；如果移动智能终端没有发送的飞行指令，所述切换模式模块8将第一无线通信模块5开启，关闭第二无线通信模块6。

在其中一个实施例中，本发明的无人机飞行控制方法，还可以包括：

接收用户的移动智能终端发送的语音控制指令；其中，所述语音操作指令是移动智能终端利用自身的语音识别系统对用户发送的语音信息进行转换生成语音控制指令；

根据所述语音控制指令，对无人机的飞行模式进行切换。

在实际应用中，本发明还可以通过接收用户的移动智能终端发送的语音控制指令来控制无人机的飞行模式，例如，当用户说出“悬停”、“飞机悬停”或“取消体感”等语音信息时，就可以控制无人机进入悬停状态；当用户说出“体感”、“进入体感模式”或“取消悬停”等语音信息时，就可以控制无人机进入体感模式。

本发明的无人机飞行控制方法，还可以包括：获取用户在所述虚拟现实设备10的物理音量键上点击“+”或“-”按键时对应的操作信号。对所述操作信号进行转换，生成无人机的摄像控制指令。根据所述摄像控制指令，控制开启或者关闭搭载在无人机云台上的摄像设备的拍照或录像功能。

在本实施例中，选取了虚拟现实设备10上的常规物理音量键作为控制开启或者关闭摄像设备的拍照或者录像功能的接口，在实际应用中，也可以根据实际情况选择其他的接口，本实施例只是拿物理音量键作为例子进行说明。在实际应用中，当用户点击物理音量键的“+”键时，控制无人机的摄像设备的相机开始进行拍照；当用户点击物理音量键的“-”键时，控制无人机的摄像设备开始录像或停止录像。这样用户即使戴着VR眼镜，也无需寻找图标，只要记住这两个物理音量键的位置，即可轻松控制无人机上的摄像设备进行拍照或者录像，操作十分方便。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。