CN106327854A - 无人机系统及无人机用红外遥控设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机用红外遥控设备，包括，用于发射红外光的红外发射装置；用于接收在所述红外光的覆盖区域内输入的运动轨迹的轨迹接收装置；用于从所述运动轨迹中识别出预定义的运动轨迹，将之转换为相应的控制信号的轨迹识别装置；用于将所述控制信号发送至所述无人机以实现对其控制的第一通信装置，本发明所述的红外遥控设备采用了可佩戴式环状结构或平放式规则体结构，可佩戴于身体部位，或者安置于水平面上，进而发射出红外覆盖区域，通过获取人手在红外覆盖区域内的手部运动轨迹生成相应的控制信号，再将所述控制信号发送至无人机以控制无人机的飞行，使得无人机的控制操作变得更为方便。

Description

无人机系统及无人机用红外遥控设备

【技术领域】

本发明涉及遥控技术领域，尤其涉及一种无人机系统，更具体的，涉及无人机用红外遥控设备。

【背景技术】

近年来随着无人机技术渐渐的普及，遥控技术也日趋成熟，目前多数的无人机都是通过专用的遥控器来对无人机进行控制，例如说无人机基本的方向控制，目前大多是通过操作在专用遥控器上设置的多个方向控制实体按键或者摇杆来实现，还有的是在专用的遥控器上设置有触摸屏，通过触控液晶屏上设置的多个方向控制虚拟按键来实现无人机前后左右上下的空间三维运动。

这种遥控无线的遥控无人机的方式具有很大的不足，一是对操作人员具有很高的要求，普通玩者常常由于自己的操作造成无人机的损伤，必定造成一定的经济损失，一般情况下，需要经过专门的培训才能掌握无人机的驾驶技巧，根据我国2014年发布的《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》，无人机驾驶员必须通过考试然后持证上岗，该门槛在很大程度上影响了无人机的普及。

再者，现有无人机的控制方式的不直观与不精确，这种操控方式是通过多个按键组合输出一个飞行指令，无人机在空中可能由于接收到的模糊控制指令而飞往别处，这对于无人机的任务执行产生巨大的影响，即使是有经验的无人机驾驶员，对于一些特定的情况下的无人机复杂控制操作，也会显得力不从心，更别提业余玩者了。例如在飞行通道狭窄、以及飞行路线不规则的情况下，稍有操作失误就会导致任务失败最终只好接受坠机事故的发生。

【发明内容】

本发明的首要目的在于提供一种无人机用红外遥控设备，以解决以上至 少一个问题。

相应的，本发明还涉及一种无人机系统，以利用所述的红外遥控设备。

为实现该目的，本发明提供的一种无人机用红外遥控设备，包括：

红外发射装置，用于发射红外光；

轨迹接收装置，用于接收在所述红外光的覆盖区域内输入的运动轨迹；

轨迹识别装置，用于从所述运动轨迹中识别出预定义的运动轨迹，将之转换为相应的控制信号；

第一通信装置，用于将所述控制信号发送至所述无人机以实现对其控制。

相应的，一种无人机用红外遥控设备，还包括：

显示装置，用于显示从所述第一通信装置中获取无人机反馈的该无人机当前的状态信息。

具体的，所述当前的状态信息包括以下一种或任意多种：飞行高度、飞行距离、飞行方向、飞行速度、环境气压、环境温度、电池容量信息。

相应的，一种无人机用红外遥控设备，还包括：

触控装置，用于将接收到的用户控制指令转换为控制信号，并通过所述第一通信装置发送至所述无人机。

具体的，所述显示装置响应于自所述触控装置接收到的用户控制指令而显示与该用户控制指令相关的信息。

具体的，所述触控装置集成于所述显示装置以构成触控显示屏。

相应的，一种无人机用红外遥控设备，还包括：

存储装置，用于存储所述预定义的运动轨迹的模型数据及该预定义的运动轨迹与所述控制信号之间的映射关系，以供所述轨迹识别装置识别出所述运动轨迹并将之转换为相应的控制信号。

具体的，所述红外发射装置与所述轨迹接收装置集成于同一结构件中。

具体的，所述控制信号导致所述无人机改变如下至少一种状态，飞行高度、飞行方向、飞行速度、转向角度、俯仰角度；或，执行如下至少一种动作，实施拍摄、实施降落、实施结构折叠、实施结构伸展、实施声/光警报、实施本机休眠/唤醒。

具体的，所述第一通信装置适于以数据报文或载波信号的方式与安装于所述无人机上的第二通信装置进行通信以传输控制信号。

具体的，所述控制信号导致所述第一通信装置获得无人机反馈的结果信息，该结果信息被所述显示装置所显示。

具体的，所述控制信号包含动作指令及执行参数，以驱动所述无人机依据所述的执行参数执行所述的动作指令。

具体的，所述各装置封装于可供穿戴的框架中，且该框架还包括有为所述各装置提供电力的电源。

具体的，所述框架设有用于控制所述电源通断的开关。

相应的，一种无人机系统，包括无人机和用于控制所述无人机的遥控设备，所述遥控设备为如上述的无人机用红外遥控设备。

与现有技术相比，本发明具备如下优点：

本发明所述一种无人机用红外遥控设备，使用红外线发射装置发射红外光，在红外光覆盖区域内输入预设的动作轨迹，其中输入所述动作轨迹通过手部的运动实现轨迹输入或者是其他身体部位的运动输入运动轨迹，再由轨迹接收装置接收所输入的动作轨迹，再根据所述预设的动作轨迹由轨迹识别装置将所述动作轨迹转换为相对应的控制信号，发送所述控制信号至无人机以控制所述无人机，利用了红外图像的手势识别技术，属于一种新型的非接触控制方式，并且这种控制方式较之现有技术更为精确可靠，使无人机的飞行控制更为安全可靠，整体上，本发明实现了在红外覆盖区域内手部或者其他部位的运动轨迹控制无人机飞行的目标，使得无人机的操控更为简单便捷，人机交互更为自然。

其中，本发明所述的红外遥控设备采用了可佩戴式环状结构或平放式规则体结构，可佩戴于身体部位，或者安置于水平面上，多种方式满足操作员的各种需求，同时也为人们的生活和工作带来了极大的便利。

另外的，本发明所述的无人机具备侦测功能，可检测出无人机当前位置的侦测结果，包括高度、距离、飞行方向、飞行速度、环境气压、环境温度以及电池容量消耗情况，所述红外遥控设备的显示装置显示侦测结果以便于操作员查看无人机的飞行状态。

综上所述，本发明利用了红外图像的手势识别技术，实现了在红外覆盖区域内手部或者其他部位的运动轨迹控制无人机飞行的目标，使得无人机的操控更为简单便捷，人机交互更为自然，多种佩戴方式，满足操作员的各种 需求，同时也为人们的生活和工作带来了极大的便利，不仅如此，操作员通过所述红外遥控设备的显示装置可查看无人机的侦测结果，具有极大的实用性以及良好的前景。

【附图说明】

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一种无人机用红外遥控设备中红外遥控设备的解剖结构示意图；

图2为本发明一种无人机用红外遥控设备中红外遥控设备的整体结构示意图；

图3为本发明一种无人机用红外遥控设备中红外遥控设备佩戴于人手时启动无人机的动作示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地描述，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。

此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

请参照图1～2所示本发明提供的一种无人机用红外遥控设备，包括：

红外发射装置1，用于发射红外光；

轨迹接收装置2，用于接收在所述红外光的覆盖区域内输入的运动轨迹；

轨迹识别装置3，用于从所述运动轨迹中识别出预定义的运动轨迹，将之转换为相应的控制信号；

第一通信装置4，用于将所述控制信号发送至所述无人机以实现对其控制。

本发明实施例中，所述红外发射装置1与所述轨迹接收装置2集成于同 一结构件中。

本发明实施例中，所述红外线发射装置1内部由单片机控制产生一定规律的波型信号，驱动所述红外发射装置1内部的红外线射管产生红外线信号，在一定范围内形成红外覆盖区域，所述红外发射管是由红外发光二极管矩组成发光体，用红外辐射效率高的材料(常用砷化镓)制成PN结，正向偏压向PN结注入电流激发红外光。

本发明实施例中，所述第一通信装置4包括以下任意一种或者多种：GPS通信模块、WIFI通信模块、蓝牙通信模块、移动网络通信模块，其中所述移动网络通信模块至少包括以下一种：2G网络、3G网络、LTE网络、4G网络。

本发明实施例中，本发明的一种无人机用红外遥控设备，还包括：

显示装置5，用于显示从所述第一通信装置4中获取无人机反馈的该无人机当前的状态信息，所述当前的状态信息包括以下一种或任意多种：飞行高度、飞行距离、飞行方向、飞行速度、环境气压、环境温度、电池容量信息。

例如根据操作员的操作，所述GPS通信模块向所述无人机发送预设的空间坐标位置，所述无人机将飞行至所述预设的空间坐标位置。

本发明实施例中，所述控制信号导致所述第一通信装置4获得无人机反馈的结果信息，该结果信息被所述显示装置5所显示，所述结果信息包括所述状态信息、验证反馈信息、控制反馈信息等。

本发明实施例中，本发明的一种无人机用红外遥控设备，还包括：

触控装置6，用于将接收到的用户控制指令转换为控制信号，并通过所述第一通信装置4发送至所述无人机。

本发明实施例中，所述显示装置5响应于自所述触控装置6接收的用户控制指令而显示与该用户控制指令相关的信息。

本发明实施例中，所述触控装置6集成于所述显示装置5以构成触控显示屏。

本发明实施例中，所述显示装置5和触控装置6设于本发明提供的红外遥控设备的表面上，采用的是可触控显示屏，操作员通过所述显示装置5查看无人机飞行的飞行状态，具体的，所述无人机的飞行状态信息由所述无人机根据当前所处位置侦测到的具体环境数据，根据无人机的飞行状态，操作员对所述无人机实施控制操作。

本发明实施例中，所述触控装置6的具体功能实现还表现在根据红外遥控设备使用者的触控操作，调用相关的函数信息，生成相关的触控指令。所述触控指令包括针对所述显示装置5显示配置的调节指令、针对所述显示装置5显示信息的处理指令以及针对无人机飞行的控制指令。

另外的，在本发明实施例中，所述触控装置6接收设备使用者针对于所述可触控显示屏上显示界面中存在的相关飞行虚拟控件而进行的相关操作，并根据所述相关操作而触发无人机的飞行控制指令，进而将所述控制指令发送至无人机以控制所述无人机的飞行。该方案使得无人机的飞行控制指令不仅仅由所述轨迹识别装置3实现，还可以通过所述触控装置6，使得无人机控制方式更为多样化。

本发明实施例中，本发明的一种无人机用红外遥控设备，还包括：

存储装置，用于存储所述预定义的运动轨迹的模型数据及该预定义的运动轨迹与所述控制信号之间的映射关系，以供所述轨迹识别装置3识别出所述运动轨迹并将之转换为相应的控制信号。

本发明实施例中，所述红外发射装置1发射红外光形成红外覆盖区域，无人机操作员佩戴本发明所述红外遥控设备后，在所述红外覆盖区域内，操作员可以做出预设的手部动作，红外光覆盖操作员的手，根据手部动作的变化指示形成运动轨迹，所述轨迹接收装置2接收运动轨迹，将所述运动轨迹解析为以数据报文或载波信号的形式存在，所述轨迹接收装置2再将所述运动轨迹发送至所述轨迹识别装置3，所述轨迹识别装置3主要是将所接收到的运动轨迹转换为控制信号。

本发明实施例中，所述控制信号导致所述无人机改变如下至少一种状态，飞行高度、飞行方向、飞行速度、转向角度、俯仰角度；或，执行如下至少一种动作，实施拍摄、实施降落、实施结构折叠、实施结构伸展、实施声/光警报、实施本机休眠/唤醒。

本发明实施例中，所述控制信号形成的实现方式包括：获取所述数据库中控制指令对应的数据代码，再由所述轨迹识别装置3将转换好的运动轨迹对应的控制数据代码与数据库中控制指令对应的数据代码进行对比，也就是将转换好的运动轨迹对应的模型数据与所述预定义的运动轨迹模型数据进行比对，并且由所述轨迹识别装置3确认所述运动轨迹为对应的控制指令，进而发出控制信号。

本发明实施例中，所述控制信号包含动作指令及执行参数，以驱动所述无人机依据所述的执行参数执行所述的动作指令。

本发明实施例中，所述预定义的运动轨迹与所述控制信号之间的映射关系，从另外的角度说是在所述存储装置中事先预存有自定义的相关运动轨迹模型数据，所述轨迹接收装置2接收使用者输入规定的手部运动轨迹后发送至所述轨迹识别装置3，该轨迹识别装置3将使用者输入的规定的手部运动轨迹转化为相关的输入数据，并将该输入数据与所述自定义的运动轨迹模型数据进行比对，若两者之间的比对结果基本吻合，则生成与所述自定义的轨迹模型数据对应的飞行控制指令并发送出相关控制信号。

本发明实施例中，所述第一通信装置4适于以数据报文或载波信号的方式与安装于所述无人机上的第二通信装置进行通信以传输控制信号，其中所述第二通信装置与所述第一通信装置4结构基本相似，同样具备无线通信功能，兼容各个无线网络。

本发明实施例中，所述各装置封装于可供穿戴的框架中，且该框架还包括有为所述各装置提供电力的电源。

本发明实施例中，所述框架设有用于控制所述电源通断的开关。

本发明实施例中，本发明还提供一种无人机系统，包括无人机和用于控制所述无人机的遥控设备，所述遥控设备为如上述的无人机用红外遥控设备。

请参照附图3所示的一种无人机用红外遥控设备中红外遥控设备佩戴于人手时启动无人机的动作示意图，其中所述红外遥控设备佩戴于人的手部位置，所述红外遥控设备中红外线发射装置1形成的红外覆盖区域覆盖整只手，当手部姿势由水平张开变换为拳头状时，所述轨迹接收装置2将接收手部姿势由水平张开变为拳头状的运动轨迹，并且将所述运动轨迹确认为启动无人机的操作指示，由所述轨迹识别装置3生成相应的启动无人机的控制信号，所述第一通信装置4将所述启动无人机的控制信号发送至无人机以启动无人机。

本发明实施例中，移动终端包括手机设备与本发明所述无人机建立相关的通信连接之后，同样可以获取所述无人机发送的飞行状态信息以及所述无人机摄取的图像帧数据，其中，所述手机设备中有必要安装上为适应本发明提供的无人机而设计的应用程序，该应用程序通过相应的界面控件实现对无人机的控制。

总的来说，本发明所述一种无人机用红外遥控设备，使用红外线发射装置发射红外光，在红外光覆盖区域内输入预设的动作轨迹，其中输入所述动作轨迹通过手部的运动实现轨迹输入或者是其他身体部位的运动输入运动轨迹，再由轨迹接收装置接收所输入的动作轨迹，再根据所述预设的动作轨迹由轨迹识别装置将所述动作轨迹转换为相对应的控制信号，发送所述控制信号至无人机以控制所述无人机，利用了红外图像的手势识别技术，属于一种新型的非接触控制方式，并且这种控制方式较之现有技术更为精确可靠，使无人机的飞行控制更为安全可靠，整体上，本发明实现了在红外覆盖区域内手部或者其他部位的运动轨迹控制无人机飞行的目标，使得无人机的操控更为简单便捷，人机交互更为自然。

其中，本发明所述的红外遥控设备采用了可佩戴式环状结构或平放式规则体结构，可佩戴于身体部位，或者安置于水平面上，多种方式满足操作员的各种需求，同时也为人们的生活和工作带来了极大的便利。

另外的，本发明所述的无人机具备侦测功能，可检测出无人机当前位置的侦测结果，包括高度、距离、飞行方向、飞行速度、环境气压、环境温度以及电池容量消耗情况，所述红外遥控设备的显示装置显示侦测结果以便于操作员查看无人机的飞行状态。

综上所述，本发明利用了红外图像的手势识别技术，实现了在红外覆盖区域内手部或者其他部位的运动轨迹控制无人机飞行的目标，使得无人机的操控更为简单便捷，人机交互更为自然，多种佩戴方式，满足操作员的各种需求，同时也为人们的生活和工作带来了极大的便利，不仅如此，操作员通过所述红外遥控设备的显示装置可查看无人机的侦测结果，具有极大的实用性以及良好的前景。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但并不仅仅受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人机用红外遥控设备，其特征在于，包括：

红外发射装置，用于发射红外光；

轨迹接收装置，用于接收在所述红外光的覆盖区域内输入的运动轨迹；

轨迹识别装置，用于从所述运动轨迹中识别出预定义的运动轨迹，将之转换为相应的控制信号；

第一通信装置，用于将所述控制信号发送至所述无人机以实现对其控制。

2.根据权利要求1所述的一种无人机用红外遥控设备，其特征在于，还包括：

显示装置，用于显示从所述第一通信装置中获取无人机反馈的该无人机当前的状态信息。

3.根据权利要求2所述的一种无人机用红外遥控设备，其特征在于，所述当前的状态信息包括以下一种或任意多种：飞行高度、飞行距离、飞行方向、飞行速度、环境气压、环境温度、电池容量信息。

4.根据权利要求2所述的一种无人机用红外遥控设备，其特征在于，还包括：

触控装置，用于将接收到的用户控制指令转换为控制信号，并通过所述第一通信装置发送至所述无人机。

5.根据权利要求4所述的一种无人机用红外遥控设备，其特征在于，所述显示装置响应于自所述触控装置接收到的用户控制指令而显示与该用户控制指令相关的信息。

6.根据权利要求5所述的一种无人机用红外遥控设备，其特征在于，所述触控装置集成于所述显示装置以构成触控显示屏。

7.根据权利要求1所述的一种无人机用红外遥控设备，其特征在于，所述第一通信装置适于以数据报文或载波信号的方式与安装于所述无人机上的第二通信装置进行通信以传输控制信号。

8.根据权利要求2所述的一种无人机用红外遥控设备，其特征在于，所述控制信号导致所述第一通信装置获得无人机反馈的结果信息，该结果信息被所述显示装置所显示。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的一种无人机用红外遥控设备，其特征在于，所述控制信号包含动作指令及执行参数，以驱动所述无人机依据所述的执行参数执行所述的动作指令。

10.一种无人机系统，包括无人机和用于控制所述无人机的遥控设备，其特征在于：

所述遥控设备为如权利要求1至9中任意一项所述的无人机用红外遥控设备。