本实用新型设计一种遥控装置，尤其涉及一种手势识别遥控无人机。
背景技术：
随着中国改革开放的逐步深入，经济建设迅猛发展，各地区的地貌发生巨大变迁。现有的航空遥感技术手段已无法适应经济发展的需要。新的遥感技术为日益发展的经济建设和文化事业服务。以无人驾驶飞机为空中遥感平台的技术，正是适应这一需要而发展起来的一项新型应用性技术，能够较好地满足现阶段我国对航空遥感业务的需求，对陈旧的地理资料进行更新以及完成一些航拍任务。无人机是通过无线电遥控设备或机载计算机程控系统进行操控的不载人飞行器。无人机结构简单、使用成本低，不但能完成有人驾驶飞机执行的任务，更适用于有人飞机不宜执行的任务。在突发事情应急、预警有很大的作用。
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，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行器。无人机航拍摄影技术以低速无人驾驶飞机为空中遥感平台，用彩色、黑白、红外、摄像技术拍摄空中影像数据；并用计算机对图像信息加工处理。全系统在设计和最优化组合方面具有突出的特点，是集成了遥感、遥控、遥测技术与计算机技术的新型应用技术。无人驾驶飞机是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞机，与载人飞机相比，无人机起飞降落受场地限制较小，在操场、公路或其它较开阔的地面均可起降，其稳定性、安全性好，转场等非常容易，具有体积小、造价低、使用方便、使用较灵活等优点。
市面上现有的无人机基本上都是利用摇杆遥控器或APP虚拟遥控器对其进行实时控制，这要求无人机操作手具有较为丰富的无人机操作经验，如果操作手缺乏足够的操作经验，易导致无人机炸机。但大部分购买无人机的用户都是初次操作无人机的新手，并不熟悉无人机的飞行操作，且无人机的操作复杂，使用不便；用户常常在不熟悉无人机飞行操作的情况下操作无人机，使得无人机撞上障碍物的情况频发，而维修无人机的费用昂贵，这也给用户的经济状况带来负担。而采用了视觉手势识别技术的无人机，依赖于对图像的处理，要求无人机设备有很强的图像处理能力，同时对设备的使用环境有严格要求，比如光线的影响；倘若操作过程中无人机受到外界强光的照射，将导致无人机视觉识别手势失败，使得无人机处于失控状态，这就限制了视觉手势识别方法在无人机领域的应用。
技术实现要素：
(1)要解决的技术问题
针对现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种手势识别遥控无人机，旨在减少以往遥控器操作无人机的复杂程度以及解决遥控器操作不便的问题，同时避免外界光照强度等因素对无人机带来的干扰，达到简化无人机操作，便于用户操作的效果，提高了无人机在手势识别飞行中的稳定性。
(2)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了这样一种手势识别遥控无人机，包括无人机、信号接收机和手势识别控制器，无人机上安装有信号接收机，信号接收机与无人机的飞控系统通过电信号连接，手势识别控制器包括手势信号采集模块、手势信号处理模块和无线通信模块，手势信号采集模块包括惯性传感器，惯性传感器与手势信号处理模块通过电信号连接，手势信号处理模块与无线通信模块通过电信号连接，无线通信模块与信号接收机通过无线信号连接。
优选地，惯性传感器为MPU6050惯性传感器。
优选地，手势信号处理模块为STM32单片机。
优选地，无线通信模块为NRF24L01无线通信模块。
工作原理：本装置在采集用户手势信号时，先通过手势信号采集模块中的惯性传感器来采集用户手持或穿戴装置后，操作无人机的手势动作，截取手势信号数据并传输给手势信号处理模块；手势信号处理模块用于处理手势信号数据，首先对手势信号特征量进行提取，用于对手势信号进行分类，然后将提取的手势信号与手势类别进行对比并确定该手势信号属于哪类手势动作，若手势信号经过对比后判定为翻转类，则该手势信号为翻转类，同时判定该翻转类手势为绕X、Y、Z轴中的哪一类翻转动作并判定翻转方向为顺时针或逆时针；反之，手势信号为晃动类，同时判定手势动作为竖直勾状或竖直圆状，随后将判定完手势类别的手势信号传输给无线通信模块；无线通信模块用于将分类后的手势信号传输给信号接收机，而信号接收机用于将手势信号传输给无人机，这样无人机可以通过信号接收机与无线通信模块进行信息交互，并根据无线通信模块传输的手势信号执行相应的飞行动作。
用户在使用本装置前，需手持或穿戴好装置，随后开启本装置，待无人机与本装置匹配成功后，再开始无人机的飞行操作。首先，用户可通过竖直勾状的手势动作，控制无人机完成起飞动作，然后待无人机飞行到适合高度时，可通过翻转类手势控制无人机进行翻转类运动。当用户想让无人机进行左右转弯(左右偏航)动作时，只要将手持或穿戴好装置的手做出左右转弯(左右偏航)的动作，便可完成无人机的左右转弯动作；当用户想让无人机进行上下俯仰动作时，只要将手持或穿戴好装置的手做出上下俯仰的动作，便可完成无人机的上下俯仰动作；当用户想让无人机进行左右横滚动作时，只要将手持或穿戴好装置的手做出左右横滚的动作，便可完成无人机的左右左右横滚动作。当需要无人机上升飞行高度时，只需要将手持或穿戴好装置的手做出向上甩动或向下甩动的动作，便可调整无人机的飞行高度，进而控制无人机的升降。最后当用户想让无人机降落时，只需要用户将手持或穿戴好装置的手做出竖直画圆的动作，便可使无人机完成平稳降落。
(3)有益效果
与现有技术相比，本实用新型通过对无人机遥控装置进行改进，达到了简化无人机操作的目的，同时便于用户操作，提高了无人机在手势识别飞行中的稳定性。本装置不仅保留了摇杆远距离控制的优点，同时改善了用户在学习摇杆操作时难度较大的缺点，利用手势控制增强用户体验，且手势控制易于用户学习、简化了操作的复杂性，使用户更能感受到手势控制的代入感，提高了人机交互性。本装置利用MPU6050惯性传感器去解析用户手势动作的数据，不仅可以保证手势识别状态下，无人机飞行的稳定性与可靠性，而且避免了一系列环境因素(如：光照强度)对无人机手势识别操作的影响，防止在操作时因外界因素的影响而导致无人机发生失控的现象；利用STM32单片机进行手势信号的处理，即减小了设备整体的体积，又提高了采集信号的精度，同时使得信号在处理过程中的误差更小、稳定性更高；采用NRF24L01无线通信可有效避开外界信号的干扰，完成信号数据的传输，保障了信号无线传输的稳定性。
总而言之，本装置不但简化了无人机的操作过程，使得手势识别方式易于用户学习，还弥补了现有手势识别易受环境因素影响的缺陷，有效地保证了手势识别操作下无人机飞行的稳定性；同时间接地减小了因传统操作方式不当而造成的炸机现象。
附图说明
为了更清楚的说明本实用新型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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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。
图1为本实用新型的工作流程图。
图2为手势识别控制器的工作原理图。
图3为手势识别控制器的工作流程图。
附图中的标记为：1-信号接收机、2-手势识别控制器、201-手势信号采集模块、202-手势信号处理模块、203-无线通信模块。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，以进一步阐述本实用新型，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。
一种手势识别遥控无人机，如图1所示为本实用新型的工作流程图，如图2为手势识别控制器的工作原理图，如图3为手势识别控制器的工作流程图，包括无人机、信号接收机1和手势识别控制器2，无人机上安装有信号接收机1，信号接收机1与无人机的飞控系统通过电信号连接，手势识别控制器2包括手势信号采集模块201、手势信号处理模块202和无线通信模块203，手势信号采集模块201包括惯性传感器，惯性传感器与手势信号处理模块202通过电信号连接，手势信号处理模块202与无线通信模块203通过电信号连接，无线通信模块203与信号接收机1通过无线信号连接。
其中，信号接收机1可为无人机本身的信号接收器，所属领域的技术人员只要根据各元器件进行程序编译并导入信号接收机1，就能实现信号的接收，编程的相关指令都为现有技术，在此不再赘述。
本装置在采集用户手势信号时，先通过手势信号采集模块中的惯性传感器来采集用户手持或穿戴装置后，操作无人机的手势动作，截取手势信号数据并传输给手势信号处理模块；手势信号处理模块用于处理手势信号数据，首先对手势信号特征量进行提取，用于对手势信号进行分类，然后将提取的手势信号与手势类别进行对比并确定该手势信号属于哪类手势动作，若手势信号经过对比后判定为翻转类，则该手势信号为翻转类，同时判定该翻转类手势为绕X、Y、Z轴中的哪一类翻转动作并判定翻转方向为顺时针或逆时针；反之，手势信号为晃动类，同时判定手势动作为竖直勾状或竖直圆状，随后将判定完手势类别的手势信号传输给无线通信模块；无线通信模块用于将分类后的手势信号传输给信号接收机，而信号接收机用于将手势信号传输给无人机，这样无人机可以通过信号接收机与无线通信模块进行信息交互，并根据无线通信模块传输的手势信号执行相应的飞行动作。
用户在使用本装置前，需手持或穿戴好装置，随后开启本装置，待无人机与本装置匹配成功后，再开始无人机的飞行操作。首先，用户可通过竖直勾状的手势动作，控制无人机完成起飞动作，然后待无人机飞行到适合高度时，可通过翻转类手势控制无人机进行翻转类运动。当用户想让无人机进行左右转弯(左右偏航)动作时，只要将手持或穿戴好装置的手做出左右转弯(左右偏航)的动作，便可完成无人机的左右转弯动作；当用户想让无人机进行上下俯仰动作时，只要将手持或穿戴好装置的手做出上下俯仰的动作，便可完成无人机的上下俯仰动作；当用户想让无人机进行左右横滚动作时，只要将手持或穿戴好装置的手做出左右横滚的动作，便可完成无人机的左右左右横滚动作。当需要无人机上升飞行高度时，只需要将手持或穿戴好装置的手做出竖直上升或竖直下降的动作，便可调整无人机的飞行高度。最后当用户想让无人机降落时，只需要用户将手持或穿戴好装置的手做出竖直画圆的动作，便可使无人机完成平稳降落。
手势信号采集模块201采用MPU6050惯性传感器去解析用户手势动作的数据，不仅可以保证手势识别状态下，无人机飞行的稳定性与可靠性，而且避免了一系列环境因素(如：光照强度)对无人机手势识别操作的影响，防止在操作时因外界因素的影响而导致无人机发生失控的现象。在实际生产应用中，可用MPU9250惯性传感器代替MPU6050惯性传感器安装在手势信号采集模块201上；MPU9250惯性传感器相对MPU6050惯性传感器而言，其能耗更低、运行速度更快，同时支持SPI/I2C两种方式数据读取、传输数据，提高了工作效率。
手势信号处理模块202采用STM32单片机进行手势信号的处理，即减小了设备整体的体积，又提高了采集信号的精度，同时使得信号在处理过程中的误差更小、稳定性更高。在实际应用中，手势信号处理模块202通常采用STM32F103RCT6型号的单片机即可满足工作要求，也可根据用户对装置的高性能要求，采用STM32F767单片机作为手势信号处理模块202，这样不仅提高了手势信号处理模块202的运行速度，降低了装置的功耗，可接入的外设更多，使用更加灵活，能够满足无人机“发烧友”对产品高性能的需求。
无线通信模块203采用NRF24L01无线通信可有效避开外界信号的干扰，有效地完成信号数据的传输，保障了信号无线传输的稳定性。
本装置不但简化了无人机的操作过程，使得手势识别方式易于用户学习，还弥补了现有手势识别易受环境因素影响的缺陷，有效地保证了手势识别操作下无人机飞行的稳定性；同时间接地减小了因传统操作方式不当而造成的炸机现象。本装置达到了简化无人机操作的目的，同时便于用户操作，提高了无人机在手势识别飞行中的稳定性。本装置不仅保留了摇杆远距离控制的优点，同时改善了用户在学习摇杆操作时难度较大的缺点，利用手势控制增强用户体验，且手势控制易于用户学习、简化了操作的复杂性，使用户更能感受到手势控制的代入感，提高了人机交互性。
无人机、信号接收机1、手势信号采集模块201、手势信号处理模块202和无线通信模块203为所属领域现有技术的通用部件，其连接结构和工作原理均为本领域现有成熟技术，在此就不再赘述。
以上描述了本实用新型的主要技术特征和基本原理及相关优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的构思或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。