CN105678990A - 一种遥控器及其检测、控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种遥控器及其检测、控制方法，通过在遥控器本体上设置用于检测、处理遥控器位置及角度变化的检测机构，对遥控器本体动作进行检测判断，根据用户把握遥控器本体进行的动作轨迹来控制被控制物的相应功能，由于本遥控器的检测机构设置在遥控器本体上，不同的使用环境下，也可以准确地检测用户手势动作信号，通过与被控制物的互动，增加了用户使用遥控器时的互动体验感，另外，遥控器可以远距离地控制被控制物，并且精确度高、误差小。
Description
技术领域
本发明涉及一种遥控器及其检测、控制方法，特别是一种基于移动轨迹检测的遥控器及其检测、控制方法。
背景技术
随着现代社会的发展，遥控器被应用在各个领域，以往的遥控器的控制方式一般为按键或者摇杆，这种控制方式比较单一、枯燥，用户在使用按键或者摇杆的遥控器时还会有不灵活的感觉，并且一般的按键或者摇杆遥控器需要双手操控，操控复杂，没有体验感。
另外，目前还有一种使用手势轨迹检测的感应器设置在被控制物的控制器，由于感应器设置在被控制物上，因此这会严重影响控制时的精度，并且被控制物所处的位置对手势轨迹的检测有很大关系，若被控制物所处环境中障碍物较多或者离操作者距离远，将会导致玩具中的手势轨迹感应器检测能力严重下降，造成误差大并且无法准确控制的后果。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于遥控器本体移动轨迹检测与角度偏转检测结合的遥控器。
本发明采用的技术方案是：
一种遥控器，包括遥控器主体，所述遥控器主体上设置有中央控制器、与中央控制器电性连接的用于发射信号到被控制物的无线发射/接收器，所述遥控器主体上设置有用于检测、处理遥控器位置及角度变化的检测机构，该检测机构包括与中央控制器电性连接的处理电路、移动轨迹感应器及角度传感器，该处理电路分别与移动轨迹感应器、角度传感器电性连接以获取遥控器位置及角度的变化，并反馈给中央控制器。
所述遥控器主体装设于外壳内，该外壳上设置有将遥控器本体固定在手指上的手指夹。
所述移动轨迹感应器为超声波感应器，该超声波感应器包括超声波发射器和超声波接收器，该超声波发射器和超声波接收器设置在外壳下部。
所述移动轨迹感应器为红外线感应器，该红外线感应器设置在外壳下部，该红外线感应器包括红外线发射器和红外线接收器。
所述外壳上设置有按键模组，该按键模组包括与中央控制器电性连接的电源键和用于调整被控制物状态的组合键。
所述遥控器本体上设置有提示模块，该提示模块包括与中央控制器电性连接的蜂鸣器、指示灯、震动电机中的一种或多种。
一种遥控器的检测、控制方法，遥控器主体上设置有中央控制器、与中央控制器电性连接的用于发射信号到被控制物的无线发射/接收器、以及用于检测、处理遥控器位置及角度变化的检测机构，该检测机构包括与中央控制器电性连接的处理电路、移动轨迹感应器及角度传感器，将遥控器本体移动和/或偏转角度，移动轨迹感应器和/或角度传感器接收反馈而来的检测信号，通过处理电路解析并获取遥控器本体的移动和/或偏转信息后输入到中央控制器，再由与中央控制器连接的无线发射/接收器发射控制信号。
所述移动轨迹感应器为超声波感应器，该超声波感应器包括超声波发射器和超声波接收器，所述中央控制器发出信号到超声波发射器，该超声波发射器发射超声波，超声波经障碍物的反射返回超声波接收器，并通过处理电路解析后将遥控器本体移动轨迹信号输入到中央控制器。
所述超声波发射器发出超声波信号，移动遥控器本体，超声波信号经障碍物反射后返回，超声波接收器接收超声波信号，所述中央控制器中断扫描超声波信号并计算返回时间后转化为速度或高度控制指令。
所述中央控制器电性连接有组合键，所述组合键包括速度调整按键、灯光控制按键、锁定/解锁按键、平移复合控制键、零点/启动按键，将遥控器偏转90度，该组合键朝上，遥控器进入微调模式，向下按动组合键，对被控制物进行微调，组合键的灯光控制按键、锁定/解锁按键、平移复合控制键、零点/启动按键分别对应四个方向的微调，按一下微调一级，被控制物相应地响应微调，再按动组合键，退出微调模式。
本发明的有益效果：
本发明一种遥控器，内部设置有超声波感应装置和角度传感器，用户通过上下移动遥控器或者偏转遥控器的角度来实现加减速升高/下降、前行、后退、左转、右转、翻转、平移等动作的控制功能，并且上述操作可单手完成；
由于本遥控器的检测机构设置在遥控器本体上，不同的使用环境下，也可以准确地检测用户手势动作信号；
例如本遥控器的一种应用实例，一种四旋翼的飞行器，通过超声波感应器及角度传感器的作用，用户将遥控器进行上下平移或者转动等动作可控制飞行器实现相应的动作，通过与飞行器的互动，增加了使用遥控器的体验感；
另外，遥控器可以远距离地控制被控制物，并且精确度高、误差小。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
图1是本发明遥控器的立体图。
图2是本发明遥控器的方框原理图。
图3是本发明遥控器的中央控制器的电路示意图。
图4是本发明遥控器超声波发射器的电路示意图。
图5是本发明遥控器超声波接收器的电路示意图。
图6是本发明遥控器角度传感器的电路示意图。
图7是本发明遥控器无线发射/接收器的电路示意图。
图8是本发明遥控器按键模组的电路示意图。
图9是本发明遥控器的程序流程图。
图10是本发明遥控器应用飞行器的立体图。
图11是本发明遥控器应用飞行器的方框原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明遥控器包括了遥控器本体1，在遥控器的外形设计上，为了与功能相结合，遥控器本体1包括外壳11，该外壳11上设置有将遥控器本体1固定在手指上的手指夹14，该外壳11的一侧设置有按键模组12，按键模组12包括电源键121和用于调整应用器件状态的组合键122，该组合键122包括零点/启动按键1225、速度调整按键1221、平移复合控制键1224、锁定/解锁按键1223、灯光控制按键1222。该外壳11内设置有无线发射器2，遥控器本体1上还设置有提示模块13、电源模块15，提示模块13包括蜂鸣器131、指示灯132、震动电机133中的一种或多种。
本设计是一种基于遥控器本体1移动轨迹检测与角度偏转检测结合的控制器，本遥控器的原理如下，如图2-图9所示，遥控器本体1上设置有中央控制器3，中央控制器3主要由单片机、时钟电路组成，该中央控制器3分别与无线发射器2、按键模组12、提示模块13、电源模块15电性连接。遥控器主体1上设置有用于检测、处理遥控器位置及角度变化的检测机构，该检测机构包括与中央控制器3电性连接的处理电路4、感应遥控器主体1移动轨迹感应器及角度传感器6，该处理电路4与移动轨迹感应器、角度传感器6电性连接获取遥控器位置及角度的变化，并反馈给中央控制器3。
其中，所述移动轨迹感应器可选用超声波感应器5或者红外线感应器或者气压感应器，本设计的优选实施例选用超声波感应器5，超声波感应器5包括超声波发射器51和超声波接收器52，该超声波发射器51和超声波接收器52均设置在外壳11底部。图3、图4为超声波感应器电路图，超声波发射器51的输入端连接中央控制器3单片机的25号接口，超声波接收器52输出端连接超声波处理电路41，超声波处理电路41的输出端连接中央控制器3单片机的10号接口，中央控制器3发出发射信号到超声波发射器51，超声波发射器51发射声波，声波传递过程中遇到障碍物进行反射并返回到超声波接收器52，超声波接收器52接收信号经过超声波处理电路41进行解码，然后输入到中央控制器3中。
所述角度传感器6设置在外壳11内部，图6为角度传感器6的电路图，角度传感器6的输出端与传感器处理电路42连接，传感器处理电路42的输出端与中央控制器3连接，角度传感器6在遥控器本体1转动的过程中检测角度的变化，将信号输入到中央控制器3中。
另外，本设计的无线发射器2采用2.4GHZ无线发射/接收器，该输入端与中央控制器3连接。而按键模组13中的组合键122为摇杆式按键。
本遥控器的工作流程为先对按键模组13进行扫描,进行角度检测,对按键模组13和角度检测状态进行判断后执行控制命令，并且利用超声波检测来确定零点高度，然后中央控制器3传输信号到超声波发射器51发射超声波信号,并且对超声波的返回时间进行计时,定时器中断扫描同时超声波接收器52接收信号,判断超声波到达地面并返回的时间,并据此转换成速度或相应的控制指令，接着中央控制器3读取角度传感器6中的信号,判断遥控器主体1相对水平面的倾斜情况,并据此产生控制指令，并且中央控制器3驱动提示模块13，最后经中央控制器3处理后将信号通过无线发射器2发射。
本发明遥控器应用广泛，其中就可利用在遥控飞行器中，如图10、图11所示，该飞行器7内包括单片机71、分别与单片机71电性连接的无线接收/发射器72、MEMS模块73、驱动电路74、空气压力传感器76、电源77、状态指示模块78，空气压力传感器76用于检测飞行器当前的高度，状态指示模块78包括指示灯，用于提示飞行器7状态信息，该飞行器7有四个带有旋翼的电机75驱动，四个电机75分别设置在飞行器7上对称的四周，无线接收/发射器72接收来自无线发射/接收器2发送的信号，将信号输入到单片机71，单片机71与MEMS模块73对信号进行处理，该单片机71将处理后的信号输出到驱动电路74以驱动电机75。
本遥控器集合飞行器7的具体功能如下：
本遥控器上电默认为关闭状态，按动电源键121，指示灯132亮，工作状态下长按电源键121三秒进入睡眠状态，指示灯132灭，再次按电源键121唤醒遥控器并进入启动状态。启动状态下短按电源键121，飞行器7关闭马达75，停止飞行，另外，10分钟内无按键和手势操作，遥控器进入睡眠状态。
遥控器本体1在自身倾斜角度小于水平15度时才可启动，大于水平15度时不能启动，在遥控器启动时，遥控器自动保存当前高度为零点高度，进行抬高遥控器动作，超声波感应器5探测到高度增加，将从零点高度行程值转换为油门信号，油门信号不低于15级；油门从0增加到最大，可以根据实际需要增减总高度范围，飞行器7通过调整电机75转速上升，如探测高度等于或小于零点高度，则油门信号不指示飞行器7上升。
锁定按键1223用于锁定飞行器7高度，按一下锁定按键1223，进入锁定模式，指示灯以间歇性快闪2次循环，并发锁定模式信号，油门保持当前状态不变；飞行器7收到锁定模式信号则进入定高模式，根据空气压力传感器信号保持飞行高度，不理会油门信号，但不影响其他动作。锁定模式下再次按下锁定按键1223，则退出锁定模式，退出时因遥控器高度可能已经改变，为防止飞行器7速度突变造成摔机，需保证退出锁定模式时的油门与锁定模式下相同，此时遥控器需调整零点高度，如遥控器当前高度大于锁定模式油门所需之高度，则调整零点使当前油门等于锁定模式之油门。如当前高度小于锁定模式油门所需之高度，零点需调整到地平面以下，则发降落指令让飞行器7降落。飞行器7降落后需再按零点/启动按键1225才能起飞。
正常情况下使用油门控制飞行器7降落，紧急情况下按下电源键121紧急停机，紧急停机后需再按零点/启动按键1225才能起飞。
遥控器动作调整飞行器7的飞行姿态如下所示：
（1）遥控器向前倾斜大于15度，飞行器7前进。前倾角度15度至45度提高前进速度；
（2）遥控器向后倾斜大于15度，飞行器7后退。后倾角度15度至45度提高后退速度；
（3）遥控器缓慢向左倾斜大于15度，飞行器7向左调整机头方向。左倾角度15度至45度提高左转幅度；
（4）遥控器缓慢向右倾斜大于15度，飞行器7向右调整机头方向。右倾角度15度至45度提高右转幅度；
（5）遥控器快速向左倾斜大于55度，飞行器7向左360度翻滚一次；
（6）遥控器快速向右倾斜大于55度，飞行器7向右360度翻滚一次；
（7）按住平移控制键1224同时遥控器向左倾斜大于15度，飞行器7向左平移。左倾角度15度至45度提高左平移速度；
（8）按住平移控制键1224同时遥控器向右倾斜大于15度，飞行器向右平移。右倾角度15度至45度提高右平移速度；
除此之外，在飞行器7电源开启并且处于未对码的状态下，将遥控器偏转90度，即右手手心向左，遥控器进入微调模式，向下按动组合键122，飞行器7立即慢慢起飞悬停于设定的一米左右高度，组合键122的灯光控制按键1222、锁定/解锁按键1223、平移复合控制键1224、零点/启动按键1225分别对应向前、右、后、左4个方向的微调，按一下微调一级。飞行器7相应响应微调，再向下按动组合键122，退出微调模式，飞行器7慢慢降落，退出微调后飞行器7仍需等待收到启动信号才能起飞。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，本发明并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种遥控器，包括遥控器主体（1），所述遥控器主体（1）上设置有中央控制器（3）、与中央控制器电性连接的用于发射信号到被控制物的无线发射/接收器（2），其特征在于：所述遥控器主体（1）上设置有用于检测、处理遥控器位置及角度变化的检测机构，该检测机构包括与中央控制器（3）电性连接的处理电路（4）、移动轨迹感应器及角度传感器（6），该处理电路（4）分别与移动轨迹感应器、角度传感器（6）电性连接以获取遥控器位置及角度的变化，并反馈给中央控制器（3）。
2.根据权利要求1所述的一种遥控器，其特征在于：所述遥控器主体（1）装设于外壳（11）内，该外壳（11）上设置有将遥控器本体（1）固定在手指上的手指夹（14）。
3.根据权利要求2所述的一种遥控器，其特征在于：所述移动轨迹感应器为超声波感应器（5），该超声波感应器（5）包括超声波发射器（51）和超声波接收器（52），该超声波发射器（51）和超声波接收器（52）设置在外壳（11）下部。
4.根据权利要求2所述的一种遥控器，其特征在于：所述移动轨迹感应器为红外线感应器，该红外线感应器设置在外壳（11）下部，该红外线感应器包括红外线发射器和红外线接收器。
5.根据权利要求2所述的一种遥控器，其特征在于：所述外壳上设置有按键模组（12），该按键模组（12）包括与中央控制器（3）电性连接的电源键（121）和用于调整被控制物状态的组合键（122）。
6.根据权利要求2所述的一种遥控器，其特征在于：所述遥控器本体上设置有提示模块（13），该提示模块（13）包括与中央控制器（3）电性连接的蜂鸣器（131）、指示灯（132）、震动电机（133）中的一种或多种。
7.一种遥控器的检测、控制方法，其特征在于：遥控器主体（1）上设置有中央控制器（3）、与中央控制器电性连接的用于发射信号到被控制物的无线发射/接收器（2）、以及用于检测、处理遥控器位置及角度变化的检测机构，该检测机构包括与中央控制器（3）电性连接的处理电路（4）、移动轨迹感应器及角度传感器（6），将遥控器本体（1）移动和/或偏转角度，移动轨迹感应器和/或角度传感器（6）接收反馈而来的检测信号，通过处理电路（4）解析并获取遥控器本体（1）的移动和/或偏转信息后输入到中央控制器（3），再由与中央控制器（3）连接的无线发射/接收器（2）发射控制信号。
8.根据权利要求7所述的一种遥控器的检测、控制方法，其特征在于：所述移动轨迹感应器为超声波感应器（5），该超声波感应器（5）包括超声波发射器（51）和超声波接收器（52），所述中央控制器（3）发出信号到超声波发射器（51），该超声波发射器（51）发射超声波，超声波经障碍物的反射返回超声波接收器（52），并通过处理电路（4）解析后将遥控器本体（1）移动轨迹信号输入到中央控制器（3）。
9.根据权利要求8所述的一种遥控器的检测、控制方法，其特征在于：所述超声波发射器（51）发出超声波信号，移动遥控器本体（1），超声波信号经障碍物反射后返回，超声波接收器（52）接收超声波信号，所述中央控制器（3）中断扫描超声波信号并计算返回时间后转化为速度或高度控制指令。
10.根据权利要求7所述的一种遥控器的检测、控制方法，其特征在于：所述中央控制器（3）电性连接有组合键（122），所述组合键（122）包括速度调整按键（1221）、灯光控制按键（1222）、锁定/解锁按键（1223）、平移复合控制键（1224）、零点/启动按键（1225），将遥控器偏转90度，该组合键（122）朝上，遥控器进入微调模式，向下按动组合键（122），对被控制物进行微调，组合键（122）的灯光控制按键（1222）、锁定/解锁按键（1223）、平移复合控制键（1224）、零点/启动按键（1225）分别对应四个方向的微调，按一下微调一级，被控制物相应地响应微调，再按动组合键（122），退出微调模式。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160615 |