CN104598108A - 智能终端触控方式比例遥控车辆及无人机的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了智能终端触控方式比例遥控车辆及无人机的设备和方法，该方法在智能终端的触摸屏设立方向速度控制区、速度档位调节区、航行高度控制区，以及模式选择按键区，该按键区包含不同设备的遥控选择键，同时在显示单元设立状态显示区。本公开所述方法检测相对于触摸屏的触摸手势，确定检测到的手势为方向控制触控区的滑动，根据滑动轨迹，计算出手势的滑动方向和距离，向被遥控设备发出包含行驶方向和速度的控制信息。与现有技术比，本发明简化了智能终端上遥控车辆、无人机等设备的操控动作，能够极大提高用户通过智能终端控制上述设备的使用体验。

Description

智能终端触控方式比例遥控车辆及无人机的设备和方法

技术领域

本发明涉及交通工具及电子设备的遥控领域，具体地，设计一种智能终端触控方式比例遥控车辆及无人机的设备和方法。

背景技术

近年来随着工程机械、无人驾驶车辆和无人机技术的发展普及，已经出现越来越多的上述的遥控设备，但多数是通过专用的遥控器对其进行操作。而当前伴随智能终端技术的迅猛发展，其已经能够适应上述设备的遥控需求，而且基于智能终端遥控，被遥控设备的状态信息展现，其直观性和定制的灵活性，及操作舒适性和携带的方便性上均具有极强的比较优势。

当前也出现了一些手机遥控智能玩具的技术，但其实现方法具有很大的不足，比如基本的方向控制，均是通过在触摸屏上设立了4~5个方向控制虚拟按键实现左右前后及停车的控制，而对于速度和方向的比例控制，以及被遥控设备当前的状态信息显示方法均没有很好地实现，这对于需要比例调速、调向的设备的控制需求，以及被遥控设备在远程视线不可及范围处的控制及行驶速度、行驶方向等状态信息的直观显示均无法满足。

同时目前的技术，对于特定工况下的设备遥控需求也没有很好地解决，比如当被遥控设备作业在需要往复行走在狭窄的作业道上时，通常的反向行驶通常是通过倒车解决，而如果能够通过遥控控制被遥控设备的控制系统切换前后行进方向，用户只需要依旧按照前向行驶的操纵习惯控制前进速度及左右方向即可完成倒车作业，这无疑将能够极大提高用户的使用体验和作业安全性。

又如，在特定工况下，作业需要保持较为恒定行驶速度，而用户需要更多注意力关注在行驶方向及作业部件的操纵控制上，用户将会希望能够灵活地设定行进速度档位。

上述这些迫切的需求，目前的技术均无法提供体验良好的解决方案。

发明内容

鉴于上述问题，本公开提供了一种智能终端触控方式比例遥控车辆及无人机的设备和方法，基于本公开将可以在智能终端上比例控制遥控车、无人机等设备的速度和行驶方向及航行高度，并能够实时、人机友好地显示所遥控设备的状态信息。

所述方法包括：

在智能终端的触摸屏设立方向速度控制区、刹车程度调节区、航行高度控制区，以及模式选择按键区，同时在显示单元设立状态显示区。

模式选择按键区，包含遥控车、船、无人机、潜水艇等不同设备的遥控选择键。

检测相对于触摸屏的触摸手势。

确定检测到方向速度控制区的滑动手势，以滑动轨迹的起始点O为原点建立平面直角坐标系xOy，x轴方向为水平向右，y轴方向为垂直向上，根据滑动轨迹在任一时刻对应的轨迹点A坐标(x,y)及与方向触控区区域大小之间的关系，计算被遥控设备转向角度β和速度值V。

将β和V值作为控制信息发给被遥控设备。

确定检测到离开手势，将β和V均置为零，并发送给被遥控设备。

确定检测到模式选择按键区的遥控无人机、潜水艇遥控选择键的单击手势，则激活航行高度控制区，开始接收来自该区域的触摸手势。

确定检测到航行高度控制区的滑动或单击手势，向被遥控设备发出航行高度控制信息。

所述智能终端触控方式比例遥控车辆及无人机的设备，所述设备包括：

触摸屏，用于响应于用户的触摸手势而产生触摸事件并将所述触摸事件传送到控制器；

控制器，用于从自触摸屏输入的触摸事件检测触摸手势，确定检测到的触摸手势，并根据确定结果管理显示单元、触摸屏不同控制区的激活状态管理，以及计算控制信息；

显示单元，用于显示被遥控设备的状态信息；

智能终端和被遥控设备各自的射频（RF）通信单元，负责控制信息和状态信息的收发；

被遥控设备的控制器，适于将射频（RF）通信单元发来的控制信息转为控制被遥控设备各个动作电机的电信号。

优选地，触摸屏上设立滑杆形式的速度档位调节区，根据用户在此区域的滑动或单击手势，设定被遥控设备的最大行驶速度，以满足不同工况需求下，用户需专注于控制方向和作业部件的需求。

优选地，触摸屏上设立滑杆形式的刹车程度调节区，用户在此区域输入的滑动或单击手势，可以设定被遥控设备的刹车程度，以满足如遥控车、船及无人机等被遥控设备的制动减速作业需求。

优选地，在显示单元内设立状态显示区，确定检测到方向速度控制区的单击手势，则激活显示单元内的状态显示区，并开始显示被遥控设备的状态信息，再次检测到所述区域的单击手势时，则关闭状态显示区，停止显示状态信息；所述的状态显示信息至少包含：速度信息，航行高度信息，以及以带有方向指针的方向转盘形式显示的行驶方向信息；所述方向转盘的周边带有刻度信息，所述方向指针的旋转点为方向转盘的中心，指向角度为被遥控设备转向机构相对初始位置的转向角度。

优选地，所述航行高度控制区的形式为智能终端操作界面中的滑杆形式。

优选地，所述设备和方法还包括在触摸屏设立前后方向切换按键，在被遥控设备上设立至少1对进退方向指示灯。

当检测到前后方向切换按键的单击手势，向被遥控设备发出前后方向切换控制信息。

被遥控设备接收到前后方向切换的控制信息后，对调前后行驶方向，对于此后来自智能终端方向速度控制区的方向控制信息，将基于新的行驶方向予以解释执行。

同时，对调进退方向指示灯的显示状态。

优选地，所述速度档位调节区可以是多个按键的形式，相应的实现方法是：触摸屏确认检测到速度档位调节区的相应按键的单击手势，根据该按键对应的键值设定被遥控设备的最大遥控允许速度值V1。

附图说明

图1是根据本发明的示例性实施例的智能终端和被遥控设备的配置的框图；

图2是根据本发明的示例性实施例的用于模式选择按键的方法的流程图；

图3是根据本发明的示例性实施例的用于激活/关闭状态信息显示区的方法的流程图；

图4是根据本发明的示例性实施例的用于进退方向指示灯的控制流程图；

图5根据本发明的示例性实施例的用于基于方向速度控制区、速度档位调节区遥控无人驾驶运输车行驶的方法的流程图。

具体实施方式

    下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

    图1是示出根据本发明的示例性实施例的智能终端和被遥控设备遥控车的配置的框图。参照图1，智能终端100可包括触摸屏101，控制器102，显示单元103，存储器104，射频（RF）通信单元105。被遥控设备200可包括射频（RF）通信单元201，控制器202，驱动电机203，转向电机204，进退方向指示灯205，摄像头206。

    触摸屏101被安装在显示单元103的前表面，或可选择地被包括在显示单元103中，响应于用户的触摸手势而产生触摸事件并将所述触摸事件传送到控制器102。因此，控制器102可从输入到触摸屏101的触摸事件感测用户的触摸手势，并响应于检测到的触摸手势，控制上述的结构元件。这里，触摸手势可分类为滑动和单击。

    控制器102控制智能终端100的整体操作，并根据检测到的来自触摸屏的触摸事件，结合存储器104中存储的被遥控设备200的参数信息，计算并形成控制信息，通过射频（RF）通信单元105发送给被遥控设备200。

    显示单元103将从控制器102输入的数字数据转换为模拟数据，并显示模拟数据。即，显示单元103可显示被遥控设备状态信息，例如，包含转向角度信息的方向转盘和包含行驶速度信息的速度表盘，以及所有触摸屏控制区的按键等信息，以及通过射频（RF）通信单元105接收到的被遥控设备200上挂载的摄像头206拍摄的影像。

    存储器104可存储智能终端100的各种数据以及操作系统和各种应用。存储器104可包括数据区域和程序区域。根据便携式终端100的使用，存储器104的数据区域中的数据通过智能终端100产生，通过射频（RF）通信单元105接收的数据同样被存储在存储器104的数据区域中。另外，数据区域可存储用于控制界面操作的各种预设值。

    射频（RF）通信单元105和201负责接收和发送智能终端100与被遥控设备200之间的控制信息和设备状态信息。

    被遥控设备200的控制器202用于接收来自射频（RF）通信单元201传来的智能终端100发出的控制信息，并负责将其解释成控制被遥控设备各作业部件的电信号，例如控制驱动电机203转向电机204旋转的脉冲信号；同时控制器202负责采集被遥控设备各作业部件动作执行的完成情况信息，并通过射频（RF）通信单元201发给智能终端100。

    驱动电机203和转向电机204负责根据控制器202发来的控制信号执行具体作业，包括正转、反转及制动。

    进退方向指示灯205，根据控制器202的控制信号点亮或熄灭，以给用户明确的关于此时默认前行方向的提示。

    摄像头206，拍摄被遥控设备200周围的作业环境，并将所拍摄的影像通过射频（RF）通信单元201传回给智能终端100供用户查看。

    图2是根据本发明的示例性实施例的用于模式选择按键的方法的流程图。参照图2，在步骤301，显示单元103显示模式选择按键区。当模式选择按键区被显示时，在步骤302，控制器102检测触摸手势。在步骤303，控制器102确定检测到的触摸手势是无人机或潜水艇遥控选择键的单击手势，则在步骤304激活并显示航行高度控制区，并在步骤305，开始检测来自航行高度控制区的触摸手势。

    图3是根据本发明的示例性实施例的用于激活/关闭状态信息显示区的方法的流程图。参照图3，在步骤401，显示单元103显示方向速度控制区。当方向速度控制区被显示时，在步骤402，控制器102检测触摸手势。在步骤403，控制器102确定检测到的触摸手势是单击手势，则在步骤404检查当前状态显示区是否处于激活状态，如果当前状态显示区未激活，则在步骤406中激活状态显示区，并将自射频（RF）通信单元201接收到的来自被遥控设备200的状态信息显示于状态显示区；如果当前状态显示区已激活并在显示被遥控设备200的状态信息，则在步骤405中清除状态显示区内容，并关闭状态显示区。

    图4是根据本发明的示例性实施例的用于进退方向指示灯的控制流程图。如图4，在步骤501，显示单元103显示前后方向切换按键，并在步骤502由控制器102检测触摸手势。在步骤503，控制器102确认检测到的触摸手势是单击时，在步骤504检查当前前后方向切换按键是否已设置为被按下状态，如果否，则在步骤505中设置前后方向切换按键为按下状态，并通过射频（RF）通信单元105和201，向被遥控设备200的控制器202发送切换进退方向指示灯205的显示状态的控制信息，即点亮被遥控设备默认行进方向的后方的进退方向指示灯，熄灭前方的进退方向指示灯。如果检查到前后方向切换按键为按下状态，则在步骤506中设置前后方向切换按键为弹起状态，并通过射频（RF）通信单元105和201，向被遥控设备200的控制器202发送切换进退方向指示灯205的显示状态的控制信息，即熄灭被遥控设备默认行进方向的后方的进退方向指示灯，点亮前方的进退方向指示灯。

    图5根据本发明的示例性实施例的用于基于方向速度控制区、速度档位调节区遥控无人驾驶运输车行驶的方法的流程图。

    这里为了本公开阐述更易于理解，对被遥控的无人驾驶运输车做出一些基础设定，设定无人驾驶运输车为后轮驱动，驱动电机通过链条连接驱动轮轴，并进而驱动驱动轮，驱动电机顺时针转动时车子前行，逆时针转动，车子后退，驱动电机最大转速为M（单位rpm），对应车子行驶速度Vmax（单位Km/h)；前轮转向，并由转向电机驱动，转向电机顺势针转动时，车子右转，设定前轮的转向角度与转向电机的转向角度比例为1：n，前轮的最大转角为βmax；速度档位调节区形式为智能操作系统安卓UI界面中的滑杆形式，设定初始值η1，最大值为100，被遥控设备最大遥控允许速度值V1=η1/100，V1值存于存储器104中。

    如图5，在步骤601，显示单元103显示方向速度控制区、速度档位调节区，并在步骤602由控制器102检测触摸手势。在步骤603，控制器102确认检测到速度档位调节区的滑动或单击手势，在步骤604中，控制器102计算出速度档位调节区当前的数值为η2，并设置被遥控设备最大遥控允许速度值V1=η2/100，更新存储器104中的V1值。

    在步骤605中，控制器102确认检测到方向速度控制区的滑动手势，则在步骤606中，根据滑动轨迹计算方向速度控制区的输入信息：

    以方向速度控制区滑动手势所滑动轨迹的起始点O为原点建立平面直角坐标系xOy，x轴方向为水平向右，y轴方向为垂直向上，这里假设方向速度控制区为宽度为W，高度为H的矩形区域，在时刻t滑动轨迹对应的轨迹点A坐标为(x,y)，计算被遥控设备转向角度β、速度控制比例b，同时从存储器取得速度档位调节区的最大遥控允许速度值V1用于与速度控制比例b相乘计算前进速度值V：

A点位于xOy坐标系第一、二象限时，y为正值，被遥控设备前进,驱动电机顺时针转动，

速度控制比例b=y/(H/2)，

速度V=(y/(H/2))* V1，

驱动电机转速为：M'=(y/(H/2))*M,

转向轮转向角度β=(x/(W/2))* βmax,x为正时，右转，反之为左转，

转向电机转向角度为β'=(x/W/2))* βmax*n,x为正时，顺时针转动，反之逆时针转动。

在步骤607，控制器102通过射频（RF）通信单元将控制信息发送给无人驾驶运输车的控制器202。

在步骤608中，控制器102确认检测到方向速度控制区的离开手势。在步骤609中，控制器102将M'和β'设置为零，并准备发送给被遥控设备。

    本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

Claims (10)

1.智能终端触控方式比例遥控车辆及无人机的设备和方法，所述方法包括：

在智能终端的触摸屏设立方向速度控制区、速度档位调节区、刹车程度调节区、航行高度控制区，以及模式选择按键区，同时在显示单元设立摄像头影像显示区和状态显示区；

模式选择按键区，包含遥控车、船、无人机、潜水艇等不同设备的遥控选择键；

检测相对于触摸屏的触摸手势；

确定检测到速度档位调节区的滑动或单击手势，根据滑动手势的滑动轨迹停止点Z与速度档位调节区设定的调节初始点X的距离值l1与速度档位调节区设定的调节区初始点X与终止点Y的距离值l0之间的比值关系，设定被遥控设备的最大遥控允许速度值V1；

确定检测到方向速度控制区的滑动手势，以滑动轨迹的起始点O为原点建立平面直角坐标系xOy，x轴方向为水平向右，y轴方向为垂直向上，根据滑动轨迹在任一时刻对应的轨迹点A坐标(x,y)及与方向触控区区域大小之间的关系，计算被遥控设备转向角度β、速度控制比例b，速度控制比例b和V1的乘积作为速度值V；

将β和V值作为控制信息发给被遥控设备；

确定检测到离开手势，将β和V均置为零，并发送给被遥控设备；

确定检测到刹车程度调节区的滑动或单击手势，计算出期望刹车程度的百分比数值，作为控制信息发给被遥控设备；

确定检测到模式选择按键区的遥控无人机、潜水艇遥控选择键的单击手势，则激活航行高度控制区，开始接收来自该区域的触摸手势；

确定检测到航行高度控制区的滑动或单击手势，计算出控制被遥控设备的升力推进装置的发挥效能的百分比数值，作为控制信息发给被遥控设备；

确定检测到方向速度控制区的单击手势，则激活显示单元内的状态显示区，并开始显示被遥控设备的状态信息，再次检测到所述区域的单击手势时，则关闭状态显示区，停止显示状态信息；

状态显示区覆盖于摄像头影像显示区之上；

摄像头影像显示区显示通过网络传回来的被遥控设备上挂载的摄像头所拍摄的影像。

2.如权利要求1所述的方法，所述的状态显示信息至少包含：速度信息，航行高度信息，以及以带有方向指针的方向转盘形式显示的行驶方向信息；

所述方向转盘的周边带有刻度信息，所述方向指针的旋转点为方向转盘的中心，指向角度为被遥控设备转向机构相对初始位置的转向角度。

3.如权利要求1所述的方法，所述速度档位调节区、刹车力调节区和航行高度控制区的形式为智能终端操作界面中的滑杆形式。

4.如权利要求1所述的方法，还包括在方向速度控制区的中心设立一个控制起始区，触摸屏对于方向速度控制区的滑动手势，只接收开始于这个区域的。

5.如权利要求1，4所述的方法，所述根据方向速度控制区滑动手势计算被遥控设备转向角度β、速度控制比例b的方法如下：

设定被遥控设备最大行驶速度Vmax，最大转向角βmax，速度档位调节区所设定的V1=（l1/l0）*Vmax；设定方向速度控制区为宽W，高H的矩形区域；

A点位于xOy坐标系第一、二象限时，y为正值，被遥控设备前进：

速度控制比例b=y/(H/2)，

速度V=(y/(H/2))* V1，

转向角度β=(x/(W/2))* βmax,x为正时，右转，反之为左转；

A点位于xOy坐标系第三、四象限时，y为负值，被遥控设备后退行驶。

6.智能终端触控方式比例遥控车辆及无人机的设备，所述设备包括：

触摸屏，用于响应于用户的触摸手势而产生触摸事件并将所述触摸事件传送到控制器；

控制器，用于从自触摸屏输入的触摸事件检测触摸手势，确定检测到的触摸手势，并根据确定结果管理显示单元、触摸屏不同控制区的激活状态管理，以及计算控制信息；

显示单元，用于显示被遥控设备的状态信息；

智能终端和被遥控设备各自的射频（RF）通信单元，负责控制信息和状态信息的收发；

被遥控设备的控制器，适于将射频（RF）通信单元发来的控制信息转为控制被遥控设备各个动作电机的电信号；

被遥控设备的各个作业部件，包括行驶驱动电机，转向电机和刹车机构；

被遥控设备上挂载的摄像头。

7.如权利要求1，3，6所述的设备和方法，控制被遥控设备的升力推进装置的发挥效能的百分比数值计算方法如下：

设定被遥控设备，包括无人机和潜水艇，在触摸屏上航行高度控制区的最大行程距离为lx，任一时刻滑杆所处位置值为l2，则此时智能终端控制器计算得到的被遥控设备升力推进装置的发挥处全部效能的百分比：l2/lx；

被遥控设备的刹车程度百分比数值的计算方法如下：

设定被遥控装备，对应于触摸屏上刹车程度调节区的最大行程距离为ld，任一时刻滑杆所处位置值为ld1，则此时的智能终端控制器计算得到的刹车程度百分比数值为：ld1/ld，即被遥控设备刹车机构发挥出全部效能的ld1/ld。

8.如权利要求1，6所述的设备和方法，还包括在触摸屏设立前后方向切换按键，在被遥控设备上设立至少1对进退方向指示灯：

当检测到前后方向切换按键的单击手势，向被遥控设备发出前后方向切换控制信息；

被遥控设备接收到前后方向切换的控制信息后，对调被遥控设备上的进退方向指示灯的显示状态，并对此后来自智能终端方向速度控制区的方向控制信息，予以前后方向和左右方向对调，形成新的控制信息发送给驱动进退和转向的作业部件。

9.如权利要求1所述的方法，所述速度档位调节区可以是多个按键的形式，相应的实现方法是：

触摸屏确认检测到速度档位调节区的相应按键的单击手势，根据该按键对应的键值设定被遥控设备的最大遥控允许速度值V1。

10.如权利要求8所述的设备和方法，所述对调被遥控设备上的进退方向指示灯的显示状态，具体方法是：被遥控设备前方后方分别设置有至少1只指示灯，在前后方向切换按键未按下时，被遥控设备的默认前行方向的前部指示灯点亮，后部指示灯处于熄灭状态；在前后方向切换按键按下后，被遥控设备的默认前行方向的前部指示灯熄灭，后部指示灯点亮。