CN108563238B - 一种遥控无人机的方法、装置、设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种遥控无人机的方法、装置、设备及系统，应用于无人机飞行控制技术领域。根据图像采集装置采集的用户的运动部位图像得到该运动部位的当前运动参数，当前运动参数包括运动部位的移动方向和移动距离值；根据运动部位的当前运动参数在预先存储的遥控指令库中匹配对应的操控指令，无人机根据该操控指令执行对应的飞行任务。本申请实现了通过用户自身器官控制无人机执行飞行任务，操控简单高效，极大的提升了用户操作的灵活性。利用移动方向和移动距离值这些量化的参数信息评判无人机的飞行行为或功能运用，有效的提升了无人机的操控精度。

Description

一种遥控无人机的方法、装置、设备及系统

技术领域

本发明实施例涉及无人机飞行控制技术领域，特别是涉及一种遥控无人机的方法、装置、设备及系统。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，利用无线遥控器和智能移动终端上设置相应的应用程序来操纵无人机(无人驾驶飞行器)，逐渐普及应用在各行各业中，例如交通指挥、影视拍摄、货物运输、灾难救援等等。而准确、快速的控制无人机执行飞行任务，是将无人机普及应用的关键之处。

目前，用户可通过遥控器或在移动终端的应用程序上进行操作，然后通过无线通信模块传输操纵指令，以控制无人机的飞行行为或控制无人机的功能运用，例如控制无人机往左、往外、往上、往下飞行，或控制无人机上的摄像头进行拍照或录像。

现有基于遥控器或者智能终端的应用程序操控的无人机，只能执行简单的操控行为，操控行为单一且操控精度不高，操作繁琐，例如只能控制飞行方向而无法精确控制飞行距离；用户需要实时按键或操作应用程序，用户操作灵活性差。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种遥控无人机的方法、装置、设备及系统，操控简单高效准确，极大的提升了用户操作的灵活性。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例一方面提供了一种遥控无人机的方法，包括：

获取用户的运动部位图像；

根据所述运动部位图像计算用户运动部位的当前运动参数；所述当前运动参数包括所述运动部位的移动方向和移动距离值；

根据所述当前运动参数在预先存储的遥控指令库中匹配对应的操控指令；

其中，所述遥控指令库包括多条用于遥控无人机的操控指令，各操控指令与用户运动部位的运动参数一一对应。

可选的，所述根据所述运动部位图像计算用户运动部位的当前运动参数包括：

对所述运动部位图像进行图像处理，得到所述运动部位的轮廓信息；

根据所述轮廓信息计算用户运动部位的当前运动参数。

可选的，所述对所述运动部位图像进行图像处理包括：

对所述运动部位图像进行图像边缘增强处理；

对经过图像边缘增强处理后的图像进行二值化处理；

对经过二值化处理的图像进行边缘样本点撷取，以获取所述运动部位的样本点；

对所述运动部位的样本点进行轮廓提取处理，得到所述运动部位的轮廓信息。

可选的，所述运动部位图像为用户眼睛在执行当前操作行为时的眼部图像，所述根据所述运动部位图像计算用户运动部位的当前运动参数包括：

根据所述眼部图像计算眼睛的当前外部轮廓尺寸值和眼球的当前中心位置值；

根据所述当前外部轮廓尺寸值、所述当前中心位置值和眼部基准参数值计算眼睛的当前运动参数；

其中，所述眼部基准参数值为用户首次遥控无人机时，用户的眼睛正视基准物时，眼睛的基准轮廓值和眼球的基准位置值。

可选的，所述根据所述当前外部轮廓尺寸值、所述当前中心位置值和眼部基准参数值计算眼睛的当前运动参数包括：

根据所述当前外部轮廓尺寸值与所述基准轮廓值计算眼睛外部轮廓的变化幅度值，以作为判断所述无人机摄像装置的放大倍率的参数；

根据所述当前中心位置值、所述基准位置值、眼球的中心位置与图像采集装置之间的距离计算所述无人机的飞行距离；将所述当前中心位置值、所述基准位置值和所述飞行距离作为判断所述无人机的飞行行为的参数。

可选的，所述根据所述当前外部轮廓尺寸值与所述基准轮廓值计算眼睛外部轮廓的变化幅度值包括：

根据下述公式计算眼睛外部轮廓的变化幅度值：

式中，L为所述当前外部轮廓尺寸值中的眼睛长度值，W为所述当前外部轮廓尺寸值中的眼睛宽度值，L₀为所述基准轮廓值中的眼睛长度值，W₀为所述基准轮廓值中的眼睛宽度值；

所述根据所述当前中心位置值、所述基准位置值、眼球的中心位置与图像采集装置之间的距离计算所述无人机的飞行距离包括：

根据下述公式计算所述无人机的飞行距离：

式中，F为眼球从基准位置运动至当前位置时，所述无人机相应的飞行距离，(x，y)为所述当前中心位置值，(x₀，y₀)为所述基准位置值；d为眼球在基准位置时，眼球中心点与所述图像采集装置之间的距离；D为所述图像采集装置与所述无人机之间的距离。

可选的，所述遥控指令库中的操控指令为：

所述运动部位为眼睛，(x，y)为眼球的当前中心位置值，(x₀，y₀)为眼球的基准位置值，L为眼睛的当前长度值，W为眼睛当前的宽度值，L₀为眼睛的基准长度值，W₀为眼睛的基准宽度值；

若x＜x₀，则对应的操控指令为所述无人机向当前位置的左方向飞行；

若x＞x₀，则对应的操控指令为所述无人机向当前位置的右方向飞行；

若y＜y₀，则对应的操控指令为所述无人机向当前位置的上方飞行；

若y＞y₀，则对应的操控指令为所述无人机向当前位置的下方飞行；

若

则对应的操控指令为所述无人机的摄像头执行放大功能；

若

则对应的操控指令为所述无人机的摄像头执行缩小功能；

若在第一预设时间内W＝0，则对应的操控指令为开启所述无人机的摄像头拍照功能；

若在第二预设时间内W＝0，则对应的操控指令为开启所述无人机的摄像头摄影功能。

本发明实施例另一方面提供了一种遥控无人机的装置，包括：

行为图像获取模块，用于获取用户的运动部位图像；

行为分析模块，用于根据所述运动部位图像计算用户运动部位的当前运动参数；所述当前运动参数包括所述运动部位的移动方向和移动距离值；

操控指令生成模块，用于根据所述当前运动参数在预先存储的遥控指令库中匹配对应的操控指令；所述遥控指令库包括多条用于遥控无人机的操控指令，各操控指令与用户运动部位的运动参数一一对应。

本发明实施例还提供了一种遥控无人机的设备，包括图像采集装置和处理器；

所述图像采集装置用于采集用户的运动部位图像，并将所述运动部位图像发送至所述处理器中；

所述处理器用于执行存储器中存储的遥控无人机的程序时实现如前任一项所述遥控无人机的方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种遥控无人机的系统，包括无人机和设置在用户眼部的眼睛行为控制装置，所述眼睛行为控制装置包括处理器、图像传感器和无线通信装置；所述眼睛行为控制装置通过所述无线通信装置向所述无人机发送操纵指令；所述处理器通过调取存储器的指令执行下述步骤：

获取用户遥控无人机时的眼部图像；

对当前眼部图像进行图像处理，得到眼睛的外部轮廓信息和眼球轮廓信息；

根据所述外部轮廓信息计算眼睛的当前外部轮廓尺寸值，根据所述眼球轮廓信息计算眼球的当前中心位置值；

根据所述当前外部轮廓尺寸值、所述当前中心位置值与眼部基准参数值在预先存储的遥控指令库中匹配对应的操控指令；

其中，所述眼部基准参数值为用户在基准操作行为下的参数值，包括基准轮廓值和基准位置值；所述遥控指令库包括多条操控指令，各操控指令与眼睛的轮廓尺寸变化信息和/或眼球的中心位置变化信息一一对应。

本发明实施例提供了一种遥控无人机的方法，根据图像采集装置采集的用户的运动部位图像得到该运动部位的当前运动参数，当前运动参数包括运动部位的移动方向和移动距离值；根据运动部位的当前运动参数在预先存储的遥控指令库中匹配对应的操控指令，无人机根据该操控指令执行对应的飞行任务。

本申请提供的技术方案的优点在于，用户通过自身的某个身体器官或某几个身体器官的运动行为作为执行遥控无人机的操作行为，操控简单高效，极大的提升了无人机操作的灵活性；根据用户的运动部位图像，计算得到用户运动部位在某时刻的移动方向和移动距离值，将移动方向和移动距离值表征用户遥控无人机时操作行为的量化参数，不同的移动幅度对应不同的操控指令，利用这些量化参数值与预设的操控指令进行匹配，生成遥控无人机的操控指令。根据这些量化参数值评判无人机的飞行行为或功能运用，可有效提升无人机的操控精度。

此外，本发明实施例还针对遥控无人机的方法提供了相应的实现装置、设备及系统，进一步使得所述方法更具有实用性，所述装置、设备及系统具有相应的优点。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种遥控无人机的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的对原始彩色图像经过索贝尔边缘增强处理后的图像；

图3为本发明实施例提供的为对图2图像进行二值化处理后的图像；

图4为本发明实施例提供的为对图3图像进行边缘样本点撷取后得到的图像；

图5为本发明实施例提供的为对图4图像进行主动轮廓线模糊处理后的图像；

图6为本发明实施例提供的另一种遥控无人机的方法的流程示意图；

图7为本发明实施例提供的计算眼睛的尺寸信息和位置信息的示意图；

图8为本发明实施例提供的无人机飞行距离计算原理示意图；

图9为本发明实施例提供的遥控无人机的装置的一种具体实施方式结构框图；

图10为本发明实施例提供的遥控无人机的系统的一种具体实施方式结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。

在介绍了本发明实施例的技术方案后，下面详细的说明本申请的各种非限制性实施方式。

首先参见图1，图1为本发明实施例提供的一种遥控无人机的方法的流程示意图，本发明实施例可包括以下内容：

S101：获取用户的运动部位图像。

运动部位图像为用户在遥控控制无人机时执行的操作行为的图像。用户的运动部位可为用户自身的身体器官，例如眼睛、手、嘴巴、耳朵等任何一种人体器官，本申请对此不做任何限定。

运动部位可为用户自身的一个运动部位或同时为几个运动部位或一个器官的几个部位同时运动(眼睛的眼球和眼外部轮廓形状)。例如，运动部位可为嘴巴，即通过嘴巴张嘴或闭嘴或半闭或嘴外形的形状(如圆形、椭圆形等)作为遥控无人机的操作行为；运动部位还可为嘴巴和舌头，通过嘴巴和舌头同时执行遥控无人机的操作行为，例如张嘴为圆形，且伸舌头的舌尖至圆嘴的中心，或者是嘴半张，舌头伸出嘴的长度，或者是舌头卷曲在嘴巴中。

运动部位图像可由图像采集装置采集，图像采集装置可为专门设置的摄像头，也可为用户的智能移动终端上的摄像头，例如利用手机上的摄像头，或是摄像机的摄像头，本申请对此不做任何限定。

S102：根据运动部位图像计算用户运动部位的当前运动参数。

当前运动参数为运动部位在当前时刻较上一时刻发生变化的参数，包括运动部位的移动方向和移动距离值。当前运动参数可为运动部位在当前时刻和前一时刻发生变化的参数的变化值；还可为运动部位在当前时刻和预先设置的基准相比较发生变化的参数的变化值。具体来说，移动方向和移动距离值可根据当前运动部位的运动参数和基准运动参数或者是前一刻的运动参数计算得到，优选的，可通过建立坐标系来计算移动距离值和确定移动方向。

具体的，当前运动参数可包括位置变化值和/或尺寸变化值和/或运动部位的轮廓变化值(例如各手指的长度值可表征从手掌全开到握拳时轮廓的变化)，以及在位置发生变化时，涉及的位置移动方向。

S103：根据当前运动参数在预先存储的遥控指令库中匹配对应的操控指令。

操控指令包括控制无人机飞行行为和无人机自身配置的装置的使用行为的指令，可以为控制无人机飞行行为(飞行方向、飞行距离等)，或者是启动无人机上配备的装置(例如摄像机)以执行该装置功能的指令信息，或者是停止使用无人机上配备的装置以关闭该装置功能的指令信息，或者是配置修改无人机上配备的一些装置的系统参数(例如，设置无人机上摄像设备的摄像时间)的指令信息，操控指令对应着运动部位在执行当前操作行为时发生变化的参数，发生变化的参数可为预先设置的一个基准位置或基准时刻与当前时刻相比发生变化的参数，或者为与当前时刻的上一时刻相比发生变化的参数，本申请对比不作任何限定，这些参数可以为以下任意一种或几种的组合：轮廓信息，位置及尺寸。多条操控指令构成了遥控指令库，各操控指令与用户运动部位的运动参数一一对应，也就是说各操控指令对应运动部位的轮廓变化信息和/或位置变化信息和/或尺寸变化信息。例如舌头的舌尖的基准位置值为在嘴的中心，当运动部位图像中得到的舌尖在嘴中心的右边，则对应的操控指令可为无人机向当前位置的右方飞行；当运动部位图像中得到的舌尖在嘴的中心，但舌头卷曲，则对应的操控指令可为无人机开启摄像功能。本领域技术人员根据所需求信息和实际情况对遥控指令库中的操控指令进行定义，本申请对此不做任何限定。

无人机执行的飞行任务可根据实际情况进行确定，例如按照预设路径巡航并摄像或拍摄某区域的图像，在执行飞行任务过程中，势必涉及无人机的飞行方向的控制、飞行距离的控制、启动某些功能运用，这些飞行行为和功能应用，用户在遥控无人机时，均可按照预设的操作指令对应的操作行为，利用自身运动部位执行这些操作行为，通过对摄像头捕捉的运动部位图像进行解析并量化，然后在遥控指令库匹配得到相应的操控指令，将匹配得到的操控指令发送至无人机的飞控系统单元(该单元为无人机在飞行模式下的主控置系统，依据所接收的指令通过控制马达螺旋桨驱动系统以实现控制马达来驱动螺旋桨运作以及控制自带装置的使用行为(如控制摄像机的进行摄像))上，使其按照该操控指令进行飞行或启动功能应用。

在本发明实施例提供的技术方案中，用户通过自身的某个身体器官或某几个身体器官的运动行为作为执行遥控无人机的操作行为，操控简单高效，极大的提升了无人机操作的灵活性；根据用户的运动部位图像，计算得到用户运动部位在某时刻的移动方向和移动距离值，将移动方向和移动距离值表征用户遥控无人机时操作行为的量化参数，不同的移动幅度对应不同的操控指令，利用这些量化参数值与预设的操控指令进行匹配，生成遥控无人机的操控指令。根据这些量化参数值评判无人机的飞行行为或功能运用，可有效提升无人机的操控精度。

为了进一步的提升无人机的操控精度，在S101之后，即获取运动部位图像后，还可对运动部位图像进行图像处理，得到运动部位的轮廓信息。

运动部位图像中包含运动部位执行操作行为时的图像，但是在一种特殊的情景下，运动部位图像中可能不包含运动部位或者运动部位不完整，此时，可在获取运动部位图像后，可先判断运动部位图像中是否包含完整的运动部位，如果不包含或者是不完整，则需要给图像采集装置发送重新采集图像的指令。可预先存储运动部位的图像，在检测运动部位图像中是否包含运动部位图像时，可利用该图像在运动部位图像中匹配来进行判断。当然，也可通过其他方式进行判断，本申请对此不做任何限定。

此外，当在运动部位图像中，运动部位图像的面积占比太小，例如不足整个运动部位图像的1/2时，运动部位图像中干扰像素点太多，为了提高后续图像处理的精度和准确度，可在运动部位图像中截取运动部位的图像，对截取出来的图像进行后续数据处理，例如进行图像处理，获取运动部位的轮廓信息。

需要说明的是，该步骤中的运动部位图像为包括完整的运动部位的清晰图像。

从运动部位图像中确定运动部位的轮廓信息时，可通过下述方法实现：

首先对运动部位图像进行图像边缘增强处理，得到边缘增强的运动部位图像后，对其进行二值化处理，得到具有明显黑白效果的图像，在对经过二值化处理的图像进行边缘样本点撷取，获取运动部位的样本点，最后可对得到的各样本点进行轮廓提取，得到运动部位的轮廓信息。

其中，在对运动部位图像进行图像边缘增强处理时，可采用索贝尔边缘增强算法，或者是现有技术中任何一种图像边缘增强的算法，只要可实现边缘增强功能即可，本申请对此不作任何限定。

可采用主动轮廓线模糊处理算法对运动部位的样本点进行轮廓处理，或者是现有技术中任何一种轮廓提取处理的算法，只要可提取得到轮廓信息即可，本申请对此不作任何限定。

为了使本领域技术人员更加清楚明白对运动部位图像进行图像处理的过程，本申请以眼部图像为例，说明图像处理的过程，具体请参见图2-图5：

先对运动部位图像进行索贝尔边缘增强处理，即对原始的彩色图像进行索贝尔边缘增强处理(Sobel edge enhancement)，处理后的图像如图2所示。然后对经过索贝尔边缘增强处理后的图像进行二值化处理，如图3所示；在对经过二值化处理的图像进行边缘样本点撷取，以获取运动部位的样本点，如图4所示；对运动部位的样本点进行主动轮廓线模糊(Snake Model)处理，得到运动部位的轮廓信息，如图5所示。

其中，索贝尔边缘增强，理论上包括2个3*3的矩阵(G(x)和G(y))，如下所示，按照下述公式运作后，可得到边缘部分，从而强化图像的边缘部分：

(Im age_data)`＝Im age_data*G(x)+Im age_data*G(y)；

当然，可采用其他方式对运动部位图像进行图像处理，以得到运动部位的轮廓信息时，这均不影响本申请的实现。

在对运动部位图像进行处理时，可由具体的需求和实际情况确定所需轮廓的信息来进行分层处理，例如当运动部位同时为嘴巴和舌头时，在运动部位图像中同时包含嘴巴和舌头的图像，可对嘴巴部分进行图像处理，得到嘴巴的轮廓信息，然后在对舌头部分进行图像处理，得到舌头的轮廓信息，如果需要得到的信息包括嘴巴和舌头的相对位置信息，还需要获取二者整体的轮廓信息。也就是说，此处的轮廓信息并不为一个物体的轮廓信息，可能是多个彼此不同轮廓信息。

在得到轮廓信息后，可根据轮廓信息计算用户的运动部位的当前运动参数。

运动部位的运动参数信息可为位置信息和/或尺寸信息和/或轮廓信息，或者运动部位其他涉及运动的一些参数。相应的，基准运动参数信息可为用户首次遥控无人机时，用户的运动部位在基准操作行为下的运动参数。

在计算当前位置值和/或当前尺寸值时，可根据当前时刻的位置值和尺寸值，结合运动部位的相应的基准运动参数(基准位置值和/或基准轮廓值)计算运动部位的位置变化值和/或尺寸变化值，作为当前运动参数。

由于根据的是用户的运动部位的形状变化、或是尺寸变化或者是位置变化这些量化参数信息来确定用户遥控无人机的操作行为对应的操控指令，用户之间的身体器官彼此不同，为了提高操控的准确度，可因人而异，在每个用户首次遥控无人机时，为该用户的运动部位设置基准信息，基准信息包括基准位置值和基准轮廓值，具体的基准位置值和基准轮廓值为用户首次遥控无人机时，用户的运动部位在基准操作行为下(基准操作行为可为用户正视基准物)的位置信息和尺寸信息，作为后续对比运动部位行为变化的基准。基准操作行为可根据具体的实际场景来进行确定，例如基准操作行为可为在用户自然放松状态时运动部位的位置、尺寸、轮廓。一定程度上，尺寸信息可反映运动部位的轮廓变化信息。

举例来说，当眼睛作为运动部位时，在确定该用户的基准信息时，可使用户保持正常状态，然后利用图像采集装置采集处于正常状态下的眼睛图像，将眼睛图像进行图像处理后，得到眼睛外部轮廓的大小(例如眼睛的长度和宽度)和眼球的中心位置。

在遥控无人机时，不同运动部位的操作行为的变化参数不同，可为位置的变化(例如眼球转动、舌头的移动)，也可为外部轮廓信息的变化(例如舌头卷曲、握拳)，也可为尺寸的变化(例如嘴巴张开的程度、眼睛闭合的程度)等，或者是位置和尺寸的同时变化，或者是位置、尺寸、轮廓信息的同时变化，所以在衡量行为变化信息时，所需的参数数据不同，具体可根据所需需求和运动部位进行参数的选择。本申请对此不做任何的限定。

通过对运动部位图像进行图像处理，得到运动部位的轮廓信息，根据轮廓信息计算用户的运动参数，有利于提升运动参数计算的准确度，从而有利于提升无人机的操控精度。

为了使本领域技术人员更加清楚明白的理解本申请的技术方案，本申请以用户利用眼睛运动控制无人机飞行作为实际例子，阐述本申请的技术方案，请参阅图6，具体可为：

S601：获取用户遥控无人机时的眼部图像。

可选的，在一种具体的实施方式中，可制备透明的类似眼镜的设备，在每个镜片上设置图像传感器，将该设备设置在眼睛前方，可实时采集眼睛的图像。可选的，该设备的镜片可为显示器，用于显示无人机的飞行情况和采集信息。

S602：对当前眼部图像进行图像处理，得到眼睛的外部轮廓信息和眼球轮廓信息。

可选的，可先对用户在执行当前操作行为时的眼部图像进行图像处理，得到眼睛的外部轮廓信息；然后对所述眼部图像中的眼球图像进行图像处理，得到眼球轮廓信息。

在对眼部图像进行图像处理时，可参照上述实施例的描述，此处不再赘述。

S603：根据所述外部轮廓信息计算眼睛的当前外部轮廓尺寸值，根据所述眼球轮廓信息计算眼球的当前中心位置值。

S604：根据当前外部轮廓尺寸值、当前中心位置值与眼部基准参数值在预先存储的遥控指令库中匹配对应的操控指令，以使无人机根据操控指令执行相应的飞行任务。

计算过程可结合图7所示，具体如下所述：

根据外部轮廓信息计算眼睛外部轮廓的尺寸值，如眼睛的长度值和宽度值(如图中的L和W)。根据眼球轮廓信息计算用户眼球的中心位置(如x，y)，作为当前位置中心值。

基准位置值可为用户正视基准物时眼球的中心位置；基准轮廓值为用户正视基准物时，眼睛的外部轮廓尺寸值。例如，用户正视正前方时，眼球中心位置值和眼睛外部轮廓值。基准位置值和基准轮廓值可以预先存储在系统中。

在得到眼睛遥控无人机的当前操作行为对应的中心位置值和外部轮廓尺寸值后，调用相应的基准位置值和基准轮廓值，对比二者发生变化的参数值，具体的可为：

根据当前外部轮廓尺寸值与基准轮廓值计算眼睛外部轮廓的变化幅度值，作为判断所述无人机摄像装置的放大倍率的参数，眼睛外部轮廓的变化幅度值为当前眼睛与基准操作行为下的眼睛相比，闭合或睁大的程度，例如可根据下述公式进行衡量：

式中，L为当前外部轮廓尺寸值中的眼睛长度值，W为当前外部轮廓尺寸值中的眼睛宽度值，L₀为基准轮廓值中的眼睛长度值，W₀为基准轮廓值中的眼睛宽度值。

当然，也可为长宽比的比例关系，这均不影响本申请的实现。

在计算无人机的飞行距离时，由于从采集的运动部位图像获得的是当前时刻下眼球的中心位置值，在计算眼球运动至当前位置时，无人机需要飞行的距离，如果要计算眼球从上一位置运动至到当前位置时无人机相应的飞行距离，需要得到上一时刻的眼球中心位置信息，计算较为繁琐，降低无人机的操控效率。为了方便计算，可将上一位置统一为基准位置，也就是说，在计算飞行距离时，计算的均是眼球从基准位置运动至当前位置时无人机相应的飞行距离，由于采用相同计算方法计算无人机的飞行距离，所以眼球在运动过程中从任何时刻运动至下一时刻，无人机飞行距离均是两时间差之间的实际飞行距离。

为了便于本领域技术人员清楚明白飞行距离的计算方法，本申请提供了一个具体的实施例，可根据当前中心位置值、基准位置值、眼球的中心位置和图像采集装置之间的距离计算无人机的飞行距离，请参阅图8所示，具体的计算过程可参照下述方法：

无人机的飞行距离的计算公式如下：

公式的推导过程可如下：

式中，F为眼球从基准位置运动至当前位置时，无人机相应的飞行距离，(x，y)为当前中心位置值，也即眼球的当前中心位置，(x₀，y₀)为基准位置值；d为眼球在基准位置时，眼球中心点与图像传感器之间的距离；D为图像传感器(眼睛)与无人机之间的距离，该距离可利用GPS计算得到；θ为以图像传感器为基准，眼球从基准操作行为时的中心位置移动至当前中心位置时形成的夹角，即以图像传感器为一点，点(x，y)与点(x₀，y₀)构成的夹角，f为眼球在基准操作行为时的中心位置与当前中心位置的距离。

由于无人机在空中飞行，而图像传感器和用户在地面，当图像传感器设置在用户眼睛部位时，可认为图像传感器和用户眼睛之间的距离，即D为图像传感器(眼睛)与无人机之间的距离。

在一种具体的实施方式中，可利用眼睛外部轮廓的变化幅度值判断无人机的摄像头放大或缩小的参数，也就是根据眼睛外部轮廓的变化幅度的大小衡量摄像头放大或缩小的倍数。当然，也可衡量其他的飞行参数，例如飞行方向等。可根据当前中心位置值与基准位置值计算位置变化值，将位置变化值和飞行距离作为判断无人机的飞行行为的参数。

遥控指令库包括多条操控指令，各操控指令与眼睛的轮廓尺寸变化信息和/或眼球的中心位置变化信息一一对应。轮廓尺寸变化信息为当前轮廓尺寸变化值和基准轮廓值的差值，中心位置变化信息为当前中心位置值和基准位置值的差值以及眼球的移动方向。可选的，遥控指令库中的操控指令可包括下述的指令：

若x＜x₀，则对应的操控指令为所述无人机向当前位置的左方向飞行；

若x＞x₀，则对应的操控指令为所述无人机向当前位置的右方向飞行；

若y＜y₀，则对应的操控指令为所述无人机向当前位置的上方飞行；

若y＞y₀，则对应的操控指令为所述无人机向当前位置的下方飞行。

若

则对应的操控指令为所述无人机的摄像头执行放大功能；

若

则对应的操控指令为所述无人机的摄像头执行缩小功能；

若在第一预设时间内W＝0，则对应的操控指令为开启所述无人机的摄像头拍照功能；举例来说，若眼睛闭起来的时间超过1s，但不足2s时，表征用户通过眼睛行为想要无人机执行拍照功能。

若在第二预设时间内W＝0，则对应的操控指令为开启所述无人机的摄像头摄影功能；举例来说，若眼睛闭起来的时间超过3s，表征用户通过眼睛行为想要无人机执行摄像功能。

其中，(x，y)为眼球的当前中心位置值，(x₀，y₀)为眼球的基准位置值，L为当前外部轮廓尺寸值中眼睛的长度，W为当前外部轮廓尺寸值中眼睛的宽度，L₀为所述基准轮廓值中眼睛的长度，W₀为所述基准轮廓值中眼睛的宽度。

需要说明的是，操控指令也可为根据位置变化值和/或尺寸值和/或当前轮廓信息预先设置的其他指令，本申请对此不做任何限定，上述的指令为一些示意性例子，例如若x＜x₀，则对应的操控指令可为所述无人机向当前位置的下方飞行。

由上可知，本发明实施例实现了通过将眼睛的外部轮廓和眼球的移动来遥控无人机的飞行行为和功能应用，操控简单高效准确，极大的提升了用户操作的灵活性。

本发明实施例还针对遥控无人机的方法提供了相应的实现装置，进一步使得所述方法更具有实用性。下面对本发明实施例提供的遥控无人机的装置进行介绍，下文描述的遥控无人机的装置与上文描述的遥控无人机的方法可相互对应参照。

请参见图9，图9为本发明实施例提供的遥控无人机的装置在一种具体实施方式下的结构图，该装置可包括：

行为图像获取模块901，用于获取用户的运动部位图像。

行为分析模块902，用于根据运动部位图像计算用户运动部位的当前运动参数，当前运动参数包括所述运动部位的移动方向和移动距离值。

操控指令生成模块903，用于根据当前运动参数在预先存储的遥控指令库中匹配对应的操控指令；遥控指令库包括多条用于遥控无人机的操控指令，各操控指令唯一对应用户运动部位的运动参数变化信息。

此外，在一种具体的实施方式中，所述行为分析模块902可以包括：

轮廓信息获取单元，用于对运动部位图像进行图像处理，得到运动部位的轮廓信息；

计算单元，用于根据轮廓信息计算用户运动部位的当前运动参数。可选的，所述轮廓信息获取单元可为对运动部位图像进行图像边缘增强处理；对经过图像边缘增强处理后的图像进行二值化处理；对经过二值化处理的图像进行边缘样本点撷取，以获取运动部位的样本点；对运动部位的样本点进行轮廓提取处理，得到运动部位的轮廓信息的单元。

本发明实施例所述遥控无人机的装置的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。

由上可知，本发明实施例通过用户通过自身的某个身体器官或某几个身体器官来执行遥控无人机的操作行为，操控简单高效，极大的提升了操作的灵活性；进一步的，根据遥控无人机过程中的操作行为的量化参数的信息评判无人机的飞行行为或功能运用，很明显的可有效提升无人机的操控精度。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有遥控无人机程序，遥控无人机程序被处理器执行时实现如前任意一个实施例所述智能交通控制方法的步骤。

本发明实施例所述计算机存储介质的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。

由上可知，本发明实施例实现了通过用户自身器官控制无人机执行飞行任务，操控简单高效准确，极大的提升了用户的操作灵活性。

本发明实施例还提供了另一种遥控无人机的设备，包括图像采集装置和处理器。

图像采集装置用于采集用户的运动部位图像，并将运动部位图像发送至处理器中。

处理器可设置在无人机上，也可设置在其他任何地方，本申请对此不作任何限定，用于执行存储器中存储的遥控无人机的程序时实现如上任一个方法实施例中遥控无人机方法的步骤。

需要说明的是，图像采集装置可为专门设置的摄像头，也可为用户智能移动设备上的摄像头，或者仅仅是设置在所需采集的人体器官的图像传感器。

此外，在一种具体的实施方式中，可将显示器和图像采集装置集成在一起，用户可通过显示器实时监控无人机的飞行行为和功能应用状况，在用户监控过程中，只要对显示器进行操作行为，便可采集用户的运动部位图像，方便快捷，采集图像的准确度高。

无人机只需要嵌入处理器，将处理器和无人机自身的飞控系统单元进行连接即可，便可实现通过用户自身器官遥控无人机的目的。

本发明实施例所述处理器的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。

由上可知，本发明实施例实现了通过用户自身的身体器官控制无人机执行飞行任务，操控简单高效准确，极大的提升了用户的操作灵活性。

最后，本申请还提供了一种无人机遥控系统，请参阅图10，包括无人机1和设置在用户眼部的眼睛行为控制装置2。

无人机1包括第一无线通信装置11、机能控制单元12、摄像系统单元13、飞控系统单元14、马达螺旋桨驱动系统单元15和GPRS系统单元106。

其中，第一无线通信装置11可为WIFI单元，用于接收眼睛行为控制装置2发送的操控指令。机能控制单元12用于依据所接收的操控指令，控制摄像系统单元13或飞控系统单元14。摄像系统单元13用于采集图像信息和摄像头的普遍功能应用，例如图像拍照或录制摄像。飞控系统单元14为无人机在飞行模式下的主控置系统，依据接收的操控指令控制马达螺旋桨驱动系统单元15在马达驱动螺旋桨运作时实现无人机的飞行。马达螺旋桨驱动系统单元15用于依据飞控系统单元14控制马达驱动螺旋桨的转速，从而进行加速，减速或降落等无人机飞行行为；GPRS系统单元106用于标识无人机的位置坐标，并计算无人机1和用户的距离。

眼睛行为控制装置2包括处理器21、图像传感器22和第二无线通信装置23。

眼睛行为控制装置2可通过第二无线通信装置23向无人机1发送操纵指令；处理器21通过调取存储器的指令执行下述步骤：

获取用户遥控无人机时的眼部图像；

对当前眼部图像进行图像处理，得到眼睛的外部轮廓信息和眼球轮廓信息；

根据外部轮廓信息计算眼睛的当前外部轮廓尺寸值，根据眼球轮廓信息计算眼球的当前中心位置值；

根据当前外部轮廓尺寸值、当前中心位置值和眼部基准参数值在预先存储的遥控指令库中匹配对应的操控指令；

其中，眼部基准参数值为用户在基准操作行为下的参数值，包括基准轮廓值和基准位置值。遥控指令库包括多条操控指令，各操控指令与眼睛的轮廓尺寸变化信息和/或眼球的中心位置变化信息一一对应。

此外，处理器21还用于执行计算机程序以实现如上任意一实施例所述遥控无人机的方法的步骤。

眼睛行为控制装置2还可包括显示器，可将显示器和图像传感器22集成在一起，用户可通过显示器实时监控无人机的飞行行为和功能应用状况，例如录制的图像。在用户监控过程中，图像传感器22可实时采集眼睛的操作行为，方便快捷，采集图像的准确度高。

第二无线通信装置23可为WIFI单元。

本发明实施例所述遥控无人机的系统的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。

由上可知，本发明实施例实现了通过将眼睛的外部轮廓和眼球的移动来遥控无人机的飞行行为和功能应用，操控简单高效准确，极大的提升了用户操作的灵活性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的一种遥控无人机的方法、装置、设备及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种遥控无人机的方法，其特征在于，包括：

获取用户的运动部位图像；

根据所述运动部位图像计算用户运动部位的当前运动参数；所述当前运动参数包括所述运动部位的移动方向和移动距离值；

根据所述当前运动参数在预先存储的遥控指令库中匹配对应的操控指令；

所述运动部位图像为用户眼睛在执行当前操作行为时的眼部图像；所述根据所述运动部位图像计算用户运动部位的当前运动参数包括：

根据所述眼部图像计算眼睛的当前外部轮廓尺寸值和眼球的当前中心位置值；

根据所述当前外部轮廓尺寸值与基准轮廓值计算眼睛外部轮廓的变化幅度值，以作为判断所述无人机摄像装置的放大倍率的参数；

根据所述当前中心位置值、基准位置值、眼球的中心位置与图像采集装置之间的距离计算所述无人机的飞行距离；将所述当前中心位置值、所述基准位置值和所述飞行距离作为判断所述无人机的飞行行为的参数；

其中，所述遥控指令库包括多条用于遥控无人机的操控指令，各操控指令与用户运动部位的运动参数一一对应。

2.根据权利要求1所述的遥控无人机的方法，其特征在于，所述根据所述运动部位图像计算用户运动部位的当前运动参数包括：

对所述运动部位图像进行图像处理，得到所述运动部位的轮廓信息；

根据所述轮廓信息计算用户运动部位的当前运动参数。

3.根据权利要求2所述的遥控无人机的方法，其特征在于，所述对所述运动部位图像进行图像处理包括：

对所述运动部位图像进行图像边缘增强处理；

对经过图像边缘增强处理后的图像进行二值化处理；

对经过二值化处理的图像进行边缘样本点撷取，以获取所述运动部位的样本点；

对所述运动部位的样本点进行轮廓提取处理，得到所述运动部位的轮廓信息。

4.根据权利要求1所述的遥控无人机的方法，其特征在于，所述根据所述当前外部轮廓尺寸值与所述基准轮廓值计算眼睛外部轮廓的变化幅度值包括：

根据下述公式计算眼睛外部轮廓的变化幅度值：

式中，L为所述当前外部轮廓尺寸值中的眼睛长度值，W为所述当前外部轮廓尺寸值中的眼睛宽度值，L₀为所述基准轮廓值中的眼睛长度值，W₀为所述基准轮廓值中的眼睛宽度值；

所述根据所述当前中心位置值、所述基准位置值、眼球的中心位置与图像采集装置之间的距离计算所述无人机的飞行距离包括：

根据下述公式计算所述无人机的飞行距离：

式中，F为眼球从基准位置运动至当前位置时，所述无人机相应的飞行距离，(x，y)为所述当前中心位置值，(x₀，y₀)为所述基准位置值；d为眼球在基准位置时，眼球中心点与所述图像采集装置之间的距离；D为所述图像采集装置与所述无人机之间的距离。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的遥控无人机的方法，其特征在于，所述遥控指令库中的操控指令为：

所述运动部位为眼睛，(x，y)为眼球的当前中心位置值，(x₀，y₀)为眼球的基准位置值，L为眼睛的当前长度值，W为眼睛当前的宽度值，L₀为眼睛的基准长度值，W₀为眼睛的基准宽度值；

若x＜x₀，则对应的操控指令为所述无人机向当前位置的左方向飞行；

若x＞x₀，则对应的操控指令为所述无人机向当前位置的右方向飞行；

若y＜y₀，则对应的操控指令为所述无人机向当前位置的上方飞行；

若y＞y₀，则对应的操控指令为所述无人机向当前位置的下方飞行；

若

则对应的操控指令为所述无人机的摄像头执行放大功能；

若

则对应的操控指令为所述无人机的摄像头执行缩小功能；

若在第一预设时间内W＝0，则对应的操控指令为开启所述无人机的摄像头拍照功能；

若在第二预设时间内W＝0，则对应的操控指令为开启所述无人机的摄像头摄影功能。

6.一种遥控无人机的装置，其特征在于，包括：

行为图像获取模块，用于获取用户的运动部位图像；

行为分析模块，用于根据所述运动部位图像计算用户运动部位的当前运动参数，所述当前运动参数包括所述运动部位的移动方向和移动距离值；

操控指令生成模块，用于根据所述当前运动参数在预先存储的遥控指令库中匹配对应的操控指令；所述遥控指令库包括多条用于遥控无人机的操控指令，各操控指令与用户运动部位的运动参数一一对应；

其中，所述行为分析模块具体用于：

根据眼部图像计算眼睛的当前外部轮廓尺寸值和眼球的当前中心位置值；

根据所述当前外部轮廓尺寸值与基准轮廓值计算眼睛外部轮廓的变化幅度值，以作为判断所述无人机摄像装置的放大倍率的参数；

根据所述当前中心位置值、基准位置值、眼球的中心位置与图像采集装置之间的距离计算所述无人机的飞行距离；将所述当前中心位置值、所述基准位置值和所述飞行距离作为判断所述无人机的飞行行为的参数。

7.一种遥控无人机的设备，其特征在于，包括图像采集装置和处理器；

所述图像采集装置用于采集用户的运动部位图像，并将所述运动部位图像发送至所述处理器中；

所述处理器用于执行存储器中存储的遥控无人机的程序时实现如权利要求1至5任一项所述遥控无人机的方法的步骤。

8.一种无人机遥控系统，包括无人机，其特征在于，还包括设置在用户眼部的眼睛行为控制装置，所述眼睛行为控制装置包括处理器、图像传感器和无线通信装置；所述眼睛行为控制装置通过所述无线通信装置向所述无人机发送操纵指令；所述处理器通过调取存储器的指令执行下述步骤：

获取用户遥控无人机时的眼部图像；

对当前眼部图像进行图像处理，得到眼睛的外部轮廓信息和眼球轮廓信息；

根据所述外部轮廓信息计算眼睛的当前外部轮廓尺寸值，根据所述眼球轮廓信息计算眼球的当前中心位置值；

根据所述当前外部轮廓尺寸值、所述当前中心位置值与眼部基准参数值在预先存储的遥控指令库中匹配对应的操控指令；

其中，所述眼部基准参数值为用户在基准操作行为下的参数值，包括基准轮廓值和基准位置值；所述遥控指令库包括多条用于遥控无人机的操控指令，各操控指令与眼睛的轮廓尺寸变化信息和/或眼球的中心位置变化信息一一对应；根据所述当前外部轮廓尺寸值、所述当前中心位置值与眼部基准参数值在预先存储的遥控指令库中匹配对应的操控指令包括：

根据所述当前外部轮廓尺寸值与基准轮廓值计算眼睛外部轮廓的变化幅度值，以作为判断所述无人机摄像装置的放大倍率的参数；

根据所述当前中心位置值、基准位置值、眼球的中心位置与图像采集装置之间的距离计算所述无人机的飞行距离；将所述当前中心位置值、所述基准位置值和所述飞行距离作为判断所述无人机的飞行行为的参数。

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