据本发明的一个实施例的用于智能家居控制的无人飞行器的控制方法的流程示意图。
[0048]以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。
【具体实施方式】
[0049]如图1所示的根据本发明的一个实施例的用于智能家居控制的无人飞行器的结构示意图，用于智能家居控制的无人飞行器包括识别模块1、定位模块2、追踪模块3和控制丰旲块4。
[0050]识别模块I识别出现在预定范围之内的人是否为用户。本申请的无人飞行器，在开始工作后，首先是要确认是否存在用户，识别模块I既可以是无人飞行器在休眠状态下定时对环境进行扫描，来判断和鉴别是否存在符合其存储单元5中预先存储的用户，识别模块I也可以是通过用户主动采用通信方式来激活无人飞行器。存储单元5中存储了一个或多个用户的不同角度和光照下的人脸图片数据，识别模块I接收视觉单元15采集的图像数据，提取图像数据帧的特征值，将特征值和存储在存储单元5中的人脸图片数据的特征值进行比较，特征值可以是但不限于是约束局部模型的特征向量值。
[0051]在一个实施例中，识别模块I可以是通过用户发出特定声音进行激活无人飞行器，该识别模块I可以将采集的声波进行特征提取并与存储在存储单元5中的预先存储的用户声音信息进行比对，如确认一致，则激活无人飞行器。
[0052]在一个实施例中，识别模块I可以是信标接收器，当用户发出特定的信标信息到无人飞行器时，识别模块I接收该信标信息并激活无人飞行器。在另一个实施例中，识别模块I可以是无线射频接收器，当用户发出特定的无线信息到无人飞行器时，识别模块I接收该无线信息并激活无人飞行器。
[0053]在一个实施例中，识别模块I可识别多个用户且可以限定不同的用户权限。本领域技术人员可以理解的是，只要适当的设计用户权限的优先级别与控制策略，那么本发明的用于智能家居控制的无人飞行器可以针对多个用户进行服务。举例来说，一台无人飞行器同时服务于家庭中男主人甲与女主人乙，由于家庭空间不是很大，整个家庭空间完全在无人飞行器的监控扫描范围之内，当飞行器判断出甲乙均处于同一空间时，按照预设权限，此时的智能家居控制按照适于甲或者适于乙的权限执行；当甲乙处于不同活动空间时，则根据甲乙各自的控制来调整甲乙所处环境。
[0054]定位模块2定位用户位置和无人飞行器位置。在具有GPS信号的情况下，定位模块2可以是GPS定位单元11实现用户位置和无人飞行器位置的定位。在没有GPS信号的情况下，定位模块2可以是通过信标定位单元12实现定位用户位置和无人飞行器位置。在一个实施例中，定位模块2可以接收无限射频信号发生器发送的位置信息来确定无人飞行器的位置。定位模块2还可以通过视觉单元15采集的图像数据进行视觉SLAM(同步定位与建图、Simultaneous Localizat1n and Mapping)定位。
[0055]追踪模块3根据用户位置和无人飞行器位置确定飞行路径使得无人飞行器和用户保持预定的相对位置。追踪模块3接收定位模块2的用户位置和无人飞行器位置后，根据下一目标点的位置实时调整无人飞行器的姿态坐标，以控制无人机准确的到达所述下一目标点，依此类推，最终通过所有目标点，实现严格按照飞行路径使得无人飞行器和用户保持预定的相对位置。本实施例通过在飞行路径上设置若干目标点，相当于对飞行路线进行微分处理，从而将整个飞行路线拆分成若干个连续的小段航程，并控制无人飞行器完成每一小段航程，最终依次通过所有的小段航程而完成整个飞行路径的移动使得无人飞行器和用户保持预定的相对位置。因而飞行路径上的目标点越多，每一小段航程就越短，追踪模块3对无人飞行器的控制就越精确。
[0056]所述控制模块4包括存储单元5、控制单元6和发送单元7，其中，所述存储单元5存储用户识别信息和智能家居的设备数据，所述控制单元6将所述设备数据根据设备的位置进行分组并根据用户位置和所述设备数据进行编码以生成智能家居的设备控制信号并通过发送单元7发送。
[0057]例如，客厅和卧室都是用户经常需要活动的空间，在客厅里安装了日光灯、空调、电视、空气净化器；在卧室则是安装了日光灯、床头灯、空调、声音播放设备、加湿器。预先根据各种智能设备的设置地点，将客厅中的智能设备划归到第一组，而将卧室中的设备划归到第二组。如此，当无人飞行器判断用户处于客厅时，则向第一组智能设备发出预设的控制信号，将客厅环境调整得符合客厅中用户的需求；当无人飞行器判断用户处于卧室时，则向第二组智能设备发出预设的控制信号，将卧室环境调整得符合卧室中用户的需求。对于同类的智能设备，在不同组时，其控制信号可以不同，比如存储单元5中可以预先将适于用户的室温设置成，在第一组客厅环境中为23度；在第二组卧室环境中为26度。再如，数据库中可以预先将适于用户的光照环境设置成，在第一组客厅环境中为开日光灯，功率60瓦；在第二组卧室环境中为开床头灯，功率35瓦。这样的方式，能够进一步提升系统的智能程度。按照上述方式，对于判断出用户离开某一组环境的情况下，还可以发出让该环境内的智能家居的设备进入关机或待机状态的命令，如此能够进一步降低能源消耗，环保节能。
[0058]如图2所示的根据本发明的另一个实施例的用于智能家居控制的无人飞行器的结构示意图，用于智能家居控制的无人飞行器包括识别模块1、定位模块2、追踪模块3和控制丰旲块4 ο
[0059]识别模块I识别出现在预定范围之内的人是否为用户。识别模块I既可以是无人飞行器在休眠状态下定时对环境进行扫描，来判断和鉴别是否存在符合其存储单元5中预先存储的用户，识别模块I还可以是通过用户主动采用通信方式来激活无人飞行器。
[0060]定位模块2定位用户位置和无人飞行器位置。在具有GPS信号的情况下，定位模块2可以是GPS定位单元11实现用户位置和无人飞行器位置的定位。在没有GPS信号的情况下，定位模块2可以是通过信标定位单元12实现定位用户位置和无人飞行器位置。在一个实施例中，定位模块2可以接收无限射频信号发生器发送的位置信息来确定无人飞行器的位置。定位模块2通过视觉单元15采集的图像数据进行视觉SLAM(同步定位与建图，Simultaneous Localizat1n and Mapping)定位。
[0061]追踪模块3根据用户位置和无人飞行器位置确定飞行路径使得无人飞行器和用户保持预定的相对位置。追踪模块3由微处理器12、FPGA13和飞行控制单元14组成，其中，FPGA13把接收来自定位模块2的位置信息发送到所述微处理器12，所述微处理器12发送追踪命令到所述飞行控制单元14以确定飞行路径使得无人飞行器和用户保持预定的相对位置。微处理器12采用Intel公司的E6X5C处理器，在微处理器12中可以嵌入Linux操作系统。
[0062]FPGA13直接采用嵌入在E6X5C处理器中FPGA资源。FPGA13还可以通过对无人飞行器机载传感器数据进行融合计算，然后将控制量以特定控制协议发送给微处理器12进而控制飞行控制单元14进行飞行姿态调节与控制，从而实现对无人飞行器的多自由度飞行控制。在FPGA13实现HOG特征与SVM相结合的快速目标检测算法来检测采集到图像中的目标，同时在FPGA13上实现改进型的TLD目标追踪算法实现对检测到的目标进行实行图像捕捉与跟踪。在FPGA13上可以构造硬件卡尔曼滤波单元结合定位模块2的数据实现无人飞行器的跟踪。进一步地，在FPGA13中植入N1s II软核，采用UC/0S-1I抢占式操作系统相结合的方式协调FPGA13算法模块间以及FPGA13与微处理器12之间的工作。整个FPGA13实现功能为:FPGA13接收到微处理器12发送过来的视频图像结合指令的内容，将视频图像送入图像处理算法的硬件电路模块实现目标的检测、实行图像捕捉、跟踪。同时读取定位模块2的数据，结合在FPGA13上的硬件卡尔曼滤波模块实现无人飞行器跟踪。通过对机载传感器数据进行融合计算，然后将控制量以特定控制协议发送给微处理器12进而控制飞行控制单元14进行飞行姿态调节与控制，从而实现对无人飞行器的多自由度飞行控制。
[0063]控制模块4包括存储单元5、控制单元6和发送单元7，其中，所述存储单元5存储用户识别信息和智能家居的设备数据，所述控制单元6将所述设备数据根据设备的位置进行分组并根据用户位置和所述设备数据进行编码以生成智能家居的设备控制信号并通过发送单元7发送。常见情况是，客厅和卧室都是用户经常需要活动的空间，在客厅里安装