一种新型四旋翼无人机的遥控装置及其使用方法与流程

本发明涉及四旋翼无人机遥控操作方式领域，特别是涉及一种新型四旋翼无人机的遥控装置及其使用方法。

背景技术：

传统无人机的遥控装置主流分为两种，一种是“美国手”，另一个是“日本手”。无论是“美国手”还是“日本手”，遥控器都分为左右两个操纵杆，每个操作杆的移动都分别有两个自由度。“美国手”左边操纵杆上下方向移动控制油门大小，左右方向移动控制无人机偏航运动，右边操纵杆上下方向移动控制无人机俯仰运动，左右方向移动控制无人机滚转运动。“日本手”与“美国手”的不同之处在于控制油门和俯仰的位置左右互换。

这两种主流无人机遥控器需要无人机飞手有一定的飞行训练才能很好的控制无人机，操纵杆的掌控力度对于一般的新手来说极其困难。此外，传统的四旋翼无人机在控制飞行上还具有“机头”一说，也就是说一旦通过遥控器控制无人机进行偏航运动后，机头朝向也会因此改变，然而遥控器的控制是针对无人机机头正对方向的，所以会造成无人机实际运动方向与操纵人员的直观方向相冲突，从未接触过遥控四旋翼的新手因此十分容易手忙脚乱，操作混乱，造成严重的后果。

无人机电网巡检中，电力巡检工作人员需要操纵无人机近距离对电网输电线路上的杆塔细节部位进行摄像，红外线和紫外线成像分析等检测操作，因此需要一种简单便捷，能够快速上手的四旋翼无人机操作模式，方便电力巡检工作人员进行巡检工作。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的在于解决现有的无人机操控一般都为“日本手”、“美国手”，操控不便利，操控难度系数大的问题。

技术方案：为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

一种新型四旋翼无人机的遥控装置,包括遥控装置本体，遥控装置本体上有悬停切换按钮、朝向转动环和油门滑杆，遥控装置本体内设有陀螺仪和磁力计，磁力计和转动环连接，具体的：

陀螺仪：用于获取当前遥控装置的倾斜方向以及倾斜角度大小等信息；

磁力计：用于获取遥控装置的朝向信息。

油门滑杆的上下移动用于控制无人机的油门大小，类似“美国手”和“日本手”。

进一步地，朝向转动环上有标记点，标记点的朝向与无人机的机头方向相同。

朝向转动环用于显示无人机朝向以及根据遥控装置本体内磁力计换算得到无人机机头朝向，转动朝向转动环的操作与传统遥控装置本体的偏航操作类似。

进一步地，朝向转动环上标记点的朝向即为无人机的机头方向。

进一步地，陀螺仪、磁力计和朝向转动环均连接能够与无人机进行数据交互的无线通讯装置。

一种新型四旋翼无人机的遥控装置的使用方法，包括以下步骤：

1)无人机起飞前，调整朝向转动环上标记点的朝向和无人机机头的朝向同向；

2)按下遥控装置本体上的悬停切换按钮，操控油门滑杆进行无人机的上升/下降操作,通过遥控装置本体的倾斜控制无人机的倾斜并按倾斜方向飞行，遥控装置本体的转动或朝向转动环的转动来控制无人机的转动并按转动方向飞行；

3)松开遥控装置本体上的悬停切换按钮，无人机进行自主悬停。

无人机的机头朝向始终和朝向转动环的朝向相同。因此使用朝向转动环前，需要事先校准朝向转动环和无人机的机头朝向一致。这需要在无人机起飞前完成。

进一步地，无人机的飞行方向通过遥控装置本体的倾斜方向来控制，飞行速度由遥控装置本体的倾斜角度大小和油门滑杆配合控制。

进一步地，无线通讯装置实时获取陀螺仪和磁力计变化的技术参数，并传递给无人机，无人机将此部分数据同步至无人机内的陀螺仪和磁力计使得无人机能够实现和遥控装置本体的同步操作。

进一步地，所述步骤3)中，无人机进入自主悬停模式后遥控装置本体的姿态变化不会再同步至无人机。

此处是为了防止误操作的一个设计，当希望操纵无人机进行动作飞行时需要操纵手一直按住悬停切换按钮通过遥控装置本体控制无人机，松开悬停切换按钮后，无人机将立即自主悬停，遥控装置本体的姿态变化不会再继续影响到无人机，防止了遥控装置本体不慎离手后的误操作风险。

有益效果：本发明与现有技术相比：

本发明为电网巡检工作人员提供一种简单便捷的控制无人机进行无人机巡检电网设施的方式，降低他们的工作难度。

附图说明

图1是本发明一种新型四旋翼无人机遥控装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明进行进一步地说明。

实施例1

一种新型四旋翼无人机的遥控装置,包括遥控装置本体，遥控装置本体上有悬停切换按钮、朝向转动环和油门滑杆，遥控装置本体内设有陀螺仪和磁力计，磁力计和转动环连接，具体的：

陀螺仪：用于获取当前遥控装置的倾斜方向以及倾斜角度大小等信息；

磁力计：用于获取遥控装置的朝向信息。

油门滑杆的上下移动用于控制无人机的油门大小，类似“美国手”和“日本手”。

朝向转动环上有标记点，标记点的朝向与无人机的机头方向相同。

朝向转动环用于显示无人机朝向以及根据遥控装置本体内磁力计换算得到无人机机头朝向，转动朝向转动环的操作与传统遥控装置本体的偏航操作类似。

朝向转动环上标记点的朝向即为无人机的机头方向。

陀螺仪、磁力计和朝向转动环均连接能够与无人机进行数据交互的无线通讯装置。

本申请设计的为遥控装置，所以需要无人机内部结构的改进进行配合，遥控装置本体只充当了数据收集和传输的功能，真正的操作，均在无人机内完成，遥控装置本体内部可以增加单片机芯片89c51进行数据收集后再通过无线通讯装置传输，防止数据串流，然后在无人机的无线通讯装置末端连接89c51单片机芯片进行反向操作，即可得到想到的各项信号，并反馈执行。

由于磁力计和朝向转动环均连接无线通讯装置，所以磁力计和朝向转动环的朝向信息均进行收集，所以无人机的机头朝向不仅可以通过调节遥控装置本体的姿态来实现，也可以通过调节朝向转动环标记点的朝向来实现；并且由于机头的方向是由朝向转动环的标记点来指向，所以朝向转动环和磁力计的朝向变化不会产生冲突。

实施例2

一种新型四旋翼无人机的遥控装置的使用方法，包括以下步骤：

1)无人机起飞前，调整朝向转动环上标记点的朝向和无人机机头的朝向同向；

2)按下遥控装置本体上的悬停切换按钮，操控油门滑杆进行无人机的上升/下降操作,通过遥控装置本体的倾斜控制无人机的倾斜并按倾斜方向飞行，遥控装置本体的转动或朝向转动环的转动来控制无人机的转动并按转动方向飞行；

3)松开遥控装置本体上的悬停切换按钮，无人机进行自主悬停。

无人机的机头朝向始终和朝向转动环的朝向相同。因此使用朝向转动环前，需要事先校准朝向转动环和无人机的机头朝向一致。这需要在无人机起飞前完成。

无人机的飞行方向通过遥控装置本体的倾斜方向来控制，飞行速度由遥控装置本体的倾斜角度大小和油门滑杆配合控制。

无线通讯装置实时获取陀螺仪和磁力计变化的技术参数，并传递给无人机，无人机将此部分数据同步至无人机内的陀螺仪和磁力计使得无人机能够实现和遥控装置本体的同步操作。

所述步骤3)中，无人机进入自主悬停模式后遥控装置本体的姿态变化不会再同步至无人机。

在松开油门滑杆后，油门滑杆会回到实现无人机自主悬停的油门大小位置。

此处是为了防止误操作的一个设计，当希望操纵无人机进行动作飞行时需要操纵手一直按住悬停切换按钮通过遥控装置本体控制无人机，松开悬停切换按钮后，无人机将立即自主悬停，遥控装置本体的姿态变化不会再继续影响到无人机，防止了遥控装置本体不慎离手后的误操作风险。

由正北方向为起点以顺时针方式将朝向分为360°，即正北方向为0°，正东方向为90°，正南方向为180°，以此类推。遥控装置本体的正向方向由内置磁力计传感器的数据得到，不妨假设此时遥控装置本体指向西北方向，也就是315°方向。遥控装置本体相对于自身的倾斜方向由陀螺仪给出，不妨假设遥控装置本体完全左斜，换算成绝对角度也就是倾斜方向为225°方向。

由于朝向转动环指向和无人机机头朝向一致，不妨假设此时朝向转动环指向正东方向(90°)，同时表示无人机机头方向也是正东方向(90°)。遥控装置本体向225°方向倾斜，由此计算出来的无人机的运动则分解成后向和右向以相同的速度运动。速度的大小根据遥控装置的倾斜幅度以及油门大小配合进行控制。

悬停切换按钮是为了防止误操作的一个设计，相当于一个控制开关，只有悬停切换按钮被按下，无人机才接受遥控装置本体的指令完成相应的飞行动作。当希望操纵无人机进行动作飞行时需要操纵手一直按住悬停切换按钮通过遥控装置本体控制无人机，松开悬停切换按钮后，无人机将立即自主悬停，遥控装置本体的姿态变化不会再继续影响到无人机，防止了遥控装置本体不慎离手后的误操作风险。电网巡检工作人员可以利用这一点悬停无人机，对电网线路设施进行稳定的摄像检测。

遥控装置本体与无人机的通信主要通过无线通讯装置。遥控装置本体的命令通过无线通讯装置传输给无人机，完成飞行动作。同时无人机也不断地向遥控装置本体返回自身机头的朝向信息，遥控装置实时校验无人机朝向和朝向转动环朝向是否一直保持一致，从而减少磁力计传感器误差带来的影响。

可选的，如今的智能手机、平板电脑都符合这样的一种遥控装置的要求。智能手机和平板电脑中自带陀螺仪和磁力计，只需要开发相应的app应用，在屏幕上模拟出悬停切换按钮和油门滑杆，以及朝向转动环，通过无线通讯装置连接智能手机向无人机传输指令。