CN106143927A - 一种基于Kinect的室内四轴飞行器闭环控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于Kinect的四轴飞行器控制系统，尤其是能稳定的控制微型四轴飞行器在室内飞行。该控制系统能够提高在室内环境操纵四轴飞行器的用户体验，而且能够指导飞行器进行预定路径飞行。改变了微型飞行器控制需要较高的手柄操作熟练程度和人工参与的现状。

Description

一种基于Kinect 的室内四轴飞行器闭环控制系统

技术领域

本发明涉及一种基于Kinect 的四轴飞行器控制系统，尤其是能稳定的控制微型四轴飞行器在室内飞行。

背景技术

目前，公知的四轴飞行器采用遥控进行控制，在室外通过GPS 协助，在室内则一般只能 通过人的手、眼、脑协作，完成室内四轴飞行器飞行路径和飞行误差的校正，从而达到稳定飞行的目的。但是，由人来控制并校正这一过程需要人对控制手柄操作非常熟悉。因此微型四轴飞行器在室内飞行具有一定难度，使其在玩具,室内搜救等领域应用困难。

近年来，Kinect设备作为一种可以实时获取面前物体运动信息的一种游戏设备被广泛应用到游戏领域，其具有稳定可靠的性能，以及中等的价位。

发明内容

为了克服现有的微型四轴飞行器控制方面的不足, 本发明提供一种基于Kinect设备为辅助的四轴飞行器控制系统，该控制系统能够极大的提高在室内环境操纵四轴飞行器的用户体验，而且能够指导飞行器进行预定路径飞行。改善了微型飞行器控制需要较高的手柄操作熟练程度和人工参与的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在通过Kinect设备上的API接口，控制微信飞行器的计算机与Kinect设备相连接，该计算机通过射频无线信号控制微型四轴飞行器，控制手柄通过USB接口与四轴飞行器控制计算机相连接。通过Kinect设备获取的飞行器当前所在位置信息来校正飞行器飞行时由于自身或环境引起的漂移和误差，整个过程形成闭环控制。当控制手柄发出前进、后退、左转、右转信号时，计算机记录该信号，并计算飞行器应该变化的距离和角度，这个距离和角度被系统与Kinect设备通过API接口反馈回来的信号进行对比，当飞行器实际已经达到所要到的位置时，设置为悬停状态，停止运动。从而达到精确控制，降低误差的目的。

本发明的有益效果是，可以提高室内微型四轴飞行器控制精度，方便计算机或人对其进行精确遥控，思路清晰，结构简单。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的控制原理图。

图2闭环控制流程图。

图中1.Kinect设备 ，2. 调试API接口，3.计算机控制主机 ，4.计算机控制信号（无线射频信号），5.微型四轴飞行器，6.用户控制手柄 ，7.四轴飞行器在室内飞行时的图像信息。

具体实施方式

在图1中，Kinect设备（1）通过内置的两个摄像头以及其开发组件中的软件，计算出实际看到的四轴飞行器真实位置信息，通过调试API接口（2）发送给计算机，计算机通过获取的信息与目的地进行比对，进一步通过无线射频信号（4）对四轴飞行器（5）进行控制。

在图2所示实施例中，以前进举例，控制手柄发出前进信号（21），到达计算机，并不立即将信号发送到四轴飞行器控制飞行器前进，而是从Kinect设备（1）获取当前飞行器的真实位置信息（23），先判断是否已经到达指定位置，如果到达，则表明飞行器已经完成操作。则不再驱动四轴飞行器继续前进。如果Kinect位置信息（23）反映还未到达指定位置，则驱动四轴飞行器继续前进。整个过程周期循环进行，直到飞行器到达指定位置。整个过程形成一个闭环控制系统，不再需要人眼协同进行调整位置。

Claims (4)

1.一种基于Kinect 的室内四轴飞行器闭环控制系统，连接了用户控制手柄、计算机、Kinect设备，通过Kinect设备使室内四轴飞行器具有闭环控制能力，提高室内四轴飞行器在室内飞行的稳定性和操控性能。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征是：使用Kinect设备反馈飞行器真实位置，由计算机、飞行器、Kinect设备组成一闭环控制系统，控制四轴飞行器动作。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征是：Kinect设备作为室内四轴飞行器真实位置的获取设备，通过其获取的位置信息来与实际预置位置信息进行相减，相减后获得的差值，这一差值作为下一步四轴飞行器控制操作的动作参考。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征是计算机通过射频信号与四轴飞行器连接、Kinect设备以图像方式获得室内四轴飞行器位置、Kinect设备与计算机以USB数据线的方式连接。