CN106708092A - 一种无人机控制方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机控制方法、装置和系统。该方法包括：将无人机设置为光笔控制模式，通过无人机的摄像系统感应光笔发射出的光点并采集图像，锁定图像中光点的大小，以及光点的位置，并将光点的位置作为初始位置；追踪光点的位置变化或光点大小的变化，采集光点的位置变化或光点大小变化的图像；获取光点的位置变化状态或者光点大小的变化状态，将变化状态转化为无人机的飞行控制命令；根据飞行控制命令控制无人机的飞行行为。可见，本发明在控制无人机飞行时，不需要通过无线信号发送飞行控制命令，在无线信号受到干扰或没有无线信号无法连接无人机的情况下，也可以实现无人机的飞行控制，增强用户体验。

Description

一种无人机控制方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，特别涉及一种无人机控制方法、装置和系统。

背景技术

现在无人机的运用及使用渐趋普及。现有技术中，对无人机的飞行控制，是通过使用者使用遥控器按键或手机上的APP，透过WIFI信号来传递控制命令，以便可以控制无人机的飞行或一些无人机的功能运用，如控制无人机往左、往外、往上、往下飞行等，甚至也已经出现通过透过体感装置，如手环等，侦测人手部之动作进而转化成对无人机之控制命令来达到操作无人机之目的。但是，现有技术中的无人机的控制命令都需要通过无线信号进行传输，当无线信号受到干扰或没有无线信号无法连接无人机的情况下，无法实现无人机的飞行控制，降低用户体验。

发明内容

鉴于现有技术无人机的控制命令都需要通过无线信号进行传输，当无线信号受到干扰或没有无线信号无法连接无人机的情况下，无法实现无人机的飞行控制，降低用户体验的问题，提出了本发明的一种无人机控制方法、装置和系统，以便解决或至少部分地解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种无人机控制方法，所述方法包括：

将所述无人机设置为光笔控制模式，通过所述无人机的摄像系统感应光笔发射出的光点并采集图像，锁定所述图像中所述光点的大小，以及所述光点的位置，并将所述光点的位置作为初始位置；

追踪所述光点的位置变化或光点大小的变化，采集所述光点的位置变化或光点大小变化的图像；

获取所述光点的位置变化状态或者所述光点大小的变化状态，将所述变化状态转化为所述无人机的飞行控制命令；

根据所述飞行控制命令控制所述无人机的飞行行为。

根据本发明的另一个方面，提供了一种无人机控制装置，所述装置包括：摄像系统单元、光点侦测单元、光点追踪单元、飞行控制单元；

所述摄像系统单元，用于当所述无人机为光笔控制模式时，感应光笔发射出的光点并采集图像；

所述光点侦测单元，用于锁定所述图像中所述光点的大小，以及所述光点的位置，并将所述光点的位置作为初始位置；

所述光点追踪单元，用于追踪所述光点的位置变化或光点大小的变化，采集所述光点的位置变化或光点大小变化的图像，获取所述光点的位置变化状态或者所述光点大小的变化状态，将所述变化状态转化为所述无人机的飞行控制命令；

所述飞行控制单元，用于根据所述飞行控制命令控制所述无人机的飞行行为。

根据本发明的另一个方面，提供了一种无人机控制系统，所述系统包括：光笔、无人机；

所述光笔，用于对着所述无人机发射激光，改变激光光点的位置或者通过光点闸门的大小改变光点的大小；

所述无人机，用于当所述无人机为光笔控制模式时，通过所述无人机的摄像系统感应光笔发射出的光点并采集图像，锁定所述图像中所述光点的大小，以及所述光点的位置，并将所述光点的位置作为初始位置；追踪所述光点的位置变化或光点大小的变化，采集所述光点的位置变化或光点大小变化的图像，获取所述光点的位置变化状态或者所述光点大小的变化状态，将所述变化状态转化为所述无人机的飞行控制命令；根据所述飞行控制命令控制所述无人机的飞行行为。

综上所述，本发明将无人机设置为光笔控制模式，采集接收光笔发送的光点图像，锁定图像中光点的大小以及光点的位置后，根据光点的位置变化和光点的大小的变化，转化成无人机的控制命令，进而根据控制命令控制无人机的飞行行为。可见，本发明在控制无人机飞行时，不需要通过无线信号发送飞行控制命令，在无线信号受到干扰或没有无线信号无法连接无人机的情况下，也可以实现无人机的飞行控制，增强用户体验。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的一种无人机控制方法的流程图；

图2为本发明一个实施例提供的一种无人机控制命令的光点的状态效果图；其中，图2(a)为光点的状态效果图；图2(b)为光点直径变大的效果图；图2(c)为光点直径变小的效果图。

图3为本发明一个实施例提供的一种无人机控制装置的示意图；

图4为本发明一个实施例提供的一种无人机控制系统示意图。

具体实施方式

本发明的设计思路是：鉴于现有技术无人机的控制命令都需要通过无线信号进行传输，当无线信号受到干扰或没有无线信号无法连接无人机的情况下，无法实现无人机的飞行控制，降低用户体验的问题。本发明通过光笔发送飞行控制命令，将光笔发出的光点的大小变化或位置的变化转换成无人机的不同飞行控制命令，进而控制无人机飞行。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1为本发明一个实施例提供的一种无人机控制方法的流程图。如图1所示，该方法包括：

步骤S110，将所述无人机设置为光笔控制模式，通过无人机的摄像系统感应光笔发射出的光点并采集图像，根据图像分析，锁定图像中光点的大小，以及光点的位置，并将光点的位置作为初始位置。

步骤S120，实时追踪光点的位置变化或光点大小的变化，采集光点的位置变化或光点大小变化的图像。

这里的光点的位置变化可以是光点向上移动、向下移动、向左移动、向右移动等各个方位的移动；光点大小的变化可以是直径变大或者直径变小。

步骤S130，获取光点的位置变化状态或者光点大小的变化状态，将变化状态转化为无人机的飞行控制命令。

当追踪到光点的位置变化状态或者光点大小的变化状态后，就可以根据光点的变化状态，转化为相应的飞行控制命令。例如，追踪到光点向下移动，那么就可以转化成控制无人机向下飞行的控制命令。

这里光点的变化状态转化的相应的飞行控制命令可以在无人机中进行预先设定，当追踪到光点的变化状态后，根据预先设定的该光点的变化状态所对应的控制命令进行相应的转化。

步骤S140，根据飞行控制命令控制无人机的飞行行为。

这里控制无人机的飞行行为就是控制无人机的飞控系统，进而驱动无人机的马达螺旋桨驱动系统控制螺旋桨的转速，以实现无人机的飞行行为。

可见，本发明在控制无人机飞行时，不需要通过无线信号发送飞行控制命令，在无线信号受到干扰或没有无线信号无法连接无人机的情况下，也可以实现无人机的飞行控制，增强用户体验。

在本发明的一个实施例中，光点的位置变化状态包括：光点向左移动、向右移动、向上移动或者向下移动。那么对应的光点大小的变化状态包括：光点的直径变大或者直径变小。

图2为本发明一个实施例提供的一种无人机控制命令的光点的状态效果图；其中，图2(a)为光点的状态效果图；图2(b)为光点直径变大的效果图；图2(c)为光点直径变小的效果图。如图2(a)所示，光点的大小状态总共有三种，状态1为直径较大的状态，状态2为直径大小处于中间的状态和状态3为直径最小的状态。如图2(b)所示，当光点的直径变大时，是状态2变成直径较大的状态1；如图图2(c)所示，当光点的直径变大时，是从状态2变成状态3。可见，状态2是光笔光点的默认的出初始状态。图2中的黑色部分是光笔的光点闸门，通过控制光笔的光点闸门的大小来控制光笔发射的光点的大小。

需要说明的是，本发明中光点的状态不限于上述三种状态，例如，光点连续两次发射的状态，也就是说用户可以连续两次按下光笔的发射光点的控制按钮，那么就可以在无人机中设定一个接收到连续两次按下光笔的发射的光点的状态时所对应的控制命令(例如拍照)，然后接收到该信号时进行相应的命令转换即可。

在本发明的一个实施例中，步骤S130中的将变化状态转化为无人机的飞行控制命令包括：

(1)当光点的位置是向左移动或者向右移动，则转化为无人机向左飞行或者向右飞行的控制命令。

(2)当光点的位置是向上移动或者向下移动，则转化为无人机向上飞行或者向下飞行的控制命令。

(3)当光点的直径变大，则转化为无人机向近处飞行的控制命令；

(4)当光点的直径变小，则转化为无人机向远处飞行的控制命令。

需要说明的是，本实施例的根据何种光点变化状态转化为无人机的何种飞行控制命令的只是本发明的一个实施例，在本发明中是不做具体限制的。例如，也可以将光点的直径变大，转化为无人机的摄像头进行放大的控制命令；将光点的直径变小，转化为无人机的摄像头进行缩小的控制命令。

在控制无人机飞行的时候，一旦控制命令发出，无人机不可能无限制的将这个命令执行下去，需要有一个移动距离的限制，停止执行相应的控制命令。所以，在本发明的一个实施例中，所述光点的位置变化状态还包括：所述光点位置的变化量；所述光点大小的变化状态还包括：所述光点大小的变化量。

步骤S130中的获取光点的位置变化状态或者光点大小的变化状态包括：利用图像处理，计算光点位置的变化量或光点大小的变化量。

那么步骤S130中的将变化状态转化为无人机的飞行控制命令还包括：将光点位置的变化量或光点大小的变化量转化为飞行控制命令中的无人机的移动距离。

在本发明的一个实施例中，步骤S140中的根据飞行控制命令控制无人机的飞行行为包括：当根据所述飞行控制命令控制所述无人机向左、向右、向上、向下、向近处或者向远处的飞行距离等于所述飞行控制命令中的所述无人机的移动距离时，控制所述无人机停止该飞行行为。

例如，当光笔发射的光点向左移动10m，那么利用图像分析发现光点的移动距离是10m，那么最终就会控制无人机向左飞行10m后就停止向左飞行的动作。

在控制无人机停止执行相应的控制命令时，还可以根据光点的当前位置或状态进行判断。在本发明的一个实施例中，步骤S140中的根据飞行控制命令控制无人机的飞行行为包括：

如果光点的变化状态是位置的变化，那么当当通过所述无人机的摄像系统感应到光点重新落到摄像系统的镜头上的初始位置时，控制无人机停止该飞行行为。例如，光点的初始位置是摄像系统镜头的中心位置，那么光点发出向下移动的命令后，光点向下移动后保持在移动后的当前位置，而且是摄像系统镜头中心的下方，随着无人机向下飞行，光点在摄像系统的镜头中的位置也会不断的靠近镜头中心的位置，当光点又再次回到镜头中心的位置时，无人机就停止向下飞行。

如果光点的变化状态是大小的变化，那么当当通过所述无人机的摄像系统感应到光点的大小恢复到初始位置时光点的大小时，控制无人机停止该飞行行为。

例如，光点的初始状态的直径是如图2(a)所示的状态2的直径最大的状态，那么光点发出向近处的命令后，光点的大小变成状态3的直径最小的状态，光点在无人机的摄像系统的镜头中的光点的大小也会变成状态3的直径最小的状态。随着无人机向近处飞行，在摄像系统的镜头中的光点的大小会不断的变大，当光点又再次变回到初始位置时光点的直径最大的状态1时，无人机就停止向进出飞行。

图3为本发明一个实施例提供的一种无人机控制装置的示意图。如图3所示，无人机控制装置300包括：摄像系统单元310、光点侦测单元320、光点追踪单元330、飞行控制单元340。

摄像系统单元310，用于当无人机为光笔控制模式时，感应光笔发射出的光点并采集图像。

光点侦测单元320，用于锁定图像中光点的大小，以及光点的位置，并将光点的位置作为初始位置。

光点追踪单元330，用于追踪光点的位置变化或光点大小的变化，采集光点的位置变化或光点大小变化的图像，获取光点的位置变化状态或者光点大小的变化状态，将变化状态转化为无人机的飞行控制命令。

飞行控制单元340，用于根据飞行控制命令控制无人机的飞行行为。

在本发明的一个实施例中，光点的位置变化状态包括：光点向左移动、向右移动、向上移动或者向下移动。

光点大小的变化状态包括：光点的直径变大或者直径变小；

光点追踪单元330，用于当光点的位置是向左移动或者向右移动，则转化为无人机向左飞行或者向右飞行的控制命令；当光点的位置是向上移动或者向下移动，则转化为无人机向上飞行或者向下飞行的控制命令；当光点的直径变大，则转化为无人机向近处飞行的控制命令；当光点的直径变小，则转化为无人机向远处飞行的控制命令。

在本发明的一个实施例中，所述光点的位置变化状态还包括：所述光点位置的变化量；所述光点大小的变化状态还包括：所述光点大小的变化量；光点追踪单元330，用于利用图像处理，计算光点位置的变化量或光点大小的变化量，将光点位置的变化量或光点大小的变化量转化为飞行控制命令中的无人机的移动距离；

飞行控制单元340，用于当根据所述飞行控制命令控制所述无人机向左、向右、向上、向下、向近处或者向远处的飞行距离等于所述飞行控制命令中的所述无人机的移动距离时，控制所述无人机停止该飞行行为。

在本发明的一个实施例中，飞行控制单元340用于，

当光点追踪单元追踪到光点重新落到摄像系统的镜头上的初始位置时，控制无人机停止该飞行行为；或者，

光点追踪单元追踪到光点的大小恢复到初始位置时光点的大小时，控制无人机停止该飞行行为。

图4为本发明一个实施例提供的一种无人机控制系统示意图。如图4所示，无人机控制系统400包括：光笔410、无人机420。

光笔410，用于对着无人机发射激光，改变激光光点的位置或者通过光点闸门的大小改变光点的大小。

光笔410中具体的包括光点控制单元，用于控制闸门的大小，今儿控制光点的大小；还包括激光发射器单元，用于发射激光。

无人机420，用于当无人机为光笔控制模式时，通过无人机的摄像系统感应光笔发射出的光点并采集图像，锁定图像中光点的大小，以及光点的位置，并将光点的位置作为初始位置；追踪光点的位置变化或光点大小的变化，采集光点的位置变化或光点大小变化的图像，获取光点的位置变化状态或者光点大小的变化状态，将变化状态转化为无人机的飞行控制命令；根据飞行控制命令控制无人机的飞行行为。

在本发明的一个实施例中，光笔410就是指激光笔。

需要说明的是，图3所示的装置和图4所示的系统的各实施例与图1所示方法的各实施例对应相同，上文已有详细说明，在此不再赘述。

综上所述，本发明将所述无人机设置为光笔控制模式，采集接收光笔发送的光点图像，锁定图像中光点的大小以及光点的位置后，根据光点的位置变化和光点的大小的变化，转化成无人机的控制命令，进而根据控制命令控制无人机的飞行行为。可见，本发明在控制无人机飞行时，不需要通过无线信号发送飞行控制命令，在无线信号受到干扰或没有无线信号无法连接无人机的情况下，也可以实现无人机的飞行控制，增强用户体验。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种无人机控制方法，其特征在于，所述方法包括：

将所述无人机设置为光笔控制模式，通过所述无人机的摄像系统感应光笔发射出的光点并采集图像，锁定所述图像中所述光点的大小，以及所述光点的位置，并将所述光点的位置作为初始位置；

追踪所述光点的位置变化或光点大小的变化，采集所述光点的位置变化或光点大小变化的图像；

获取所述光点的位置变化状态或者所述光点大小的变化状态，将所述变化状态转化为所述无人机的飞行控制命令；

根据所述飞行控制命令控制所述无人机的飞行行为。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述光点的位置变化状态包括：所述光点向左移动、向右移动、向上移动或者向下移动；

所述光点大小的变化状态包括：所述光点的直径变大或者直径变小；

所述将所述变化状态转化为所述无人机的飞行控制命令包括：

当所述光点的位置是向左移动或者向右移动，则转化为所述无人机向左飞行或者向右飞行的控制命令；

当所述光点的位置是向上移动或者向下移动，则转化为所述无人机向上飞行或者向下飞行的控制命令；

当所述光点的直径变大，则转化为所述无人机向近处飞行的控制命令；

当所述光点的直径变小，则转化为所述无人机向远处飞行的控制命令。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述光点的位置变化状态还包括：所述光点位置的变化量；

所述光点大小的变化状态还包括：所述光点大小的变化量；

所述将变化状态转化为所述无人机的飞行控制命令还包括：将所述光点位置的变化量或所述光点大小的变化量转化为所述飞行控制命令中的所述无人机的移动距离。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述飞行控制命令控制所述无人机的飞行行为包括：当根据所述飞行控制命令控制所述无人机向左、向右、向上、向下、向近处或者向远处的飞行距离等于所述飞行控制命令中的所述无人机的移动距离时，控制所述无人机停止该飞行行为。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述飞行控制命令控制所述无人机的飞行行为包括：

当通过所述无人机的摄像系统感应到所述光点重新落到其初始位置时，控制所述无人机停止该飞行行为；或者，

当通过所述无人机的摄像系统感应到所述光点的大小恢复到其初始位置时所述光点的大小时，控制所述无人机停止该飞行行为。

6.一种无人机控制装置，其特征在于，所述装置包括：摄像系统单元、光点侦测单元、光点追踪单元、飞行控制单元；

所述摄像系统单元，用于当所述无人机为光笔控制模式时，感应光笔发射出的光点并采集图像；

所述光点侦测单元，用于锁定所述图像中所述光点的大小，以及所述光点的位置，并将所述光点的位置作为初始位置；

所述光点追踪单元，用于追踪所述光点的位置变化或光点大小的变化，采集所述光点的位置变化或光点大小变化的图像，获取所述光点的位置变化状态或者所述光点大小的变化状态，将所述变化状态转化为所述无人机的飞行控制命令；

所述飞行控制单元，用于根据所述飞行控制命令控制所述无人机的飞行行为。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述光点的位置变化状态包括：所述光点向左移动、向右移动、向上移动或者向下移动；

所述光点大小的变化状态包括：所述光点的直径变大或者直径变小；

所述光点追踪单元，用于当所述光点的位置是向左移动或者向右移动，则转化为所述无人机向左飞行或者向右飞行的控制命令；当所述光点的位置是向上移动或者向下移动，则转化为所述无人机向上飞行或者向下飞行的控制命令；当所述光点的直径变大，则转化为所述无人机向近处飞行的控制命令；当所述光点的直径变小，则转化为所述无人机向远处飞行的控制命令。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述光点的位置变化状态还包括：所述光点位置的变化量；

所述光点大小的变化状态还包括：所述光点大小的变化量；

所述光点追踪单元，用于计算所述光点位置的变化量或所述光点大小的变化量，将所述光点位置的变化量或所述光点大小的变化量转化为所述飞行控制命令中的所述无人机的移动距离；

所述飞行控制单元，用于当根据所述飞行控制命令控制所述无人机向左、向右、向上、向下、向近处或者向远处的飞行距离等于所述飞行控制命令中的所述无人机的移动距离时，控制所述无人机停止该飞行行为。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述飞行控制单元用于，

当所述光点追踪单元追踪到所述光点重新落到所述摄像系统的镜头上的初始位置时，控制所述无人机停止该飞行行为；或者，

所述光点追踪单元追踪到所述光点的大小恢复到初始位置时所述光点的大小时，控制所述无人机停止该飞行行为。

10.一种无人机控制系统，其特征在于，所述系统包括：光笔、无人机；

所述光笔，用于对着所述无人机发射激光，改变激光光点的位置或者通过光点闸门的大小改变光点的大小；

所述无人机，用于当所述无人机为光笔控制模式时，通过所述无人机的摄像系统感应光笔发射出的光点并采集图像，锁定所述图像中所述光点的大小，以及所述光点的位置，并将所述光点的位置作为初始位置；追踪所述光点的位置变化或光点大小的变化，采集所述光点的位置变化或光点大小变化的图像，获取所述光点的位置变化状态或者所述光点大小的变化状态，将所述变化状态转化为所述无人机的飞行控制命令；根据所述飞行控制命令控制所述无人机的飞行行为。