CN108992934B - 一种全空域姿态反馈系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种全空域姿态反馈系统。所述全空域姿态反馈系统包括：显示器，所述显示器固定设置在所述遥控器本体上，用于显示飞行仪表盘模拟界面；遥控器本体，所述遥控器本体上设置有用于接收用户遥控指令的遥控外设；震动马达，所述震动马达收容在所述遥控器本体内，用于形成所述遥控器主体的震动；声音播放设备，所述声音播放设备设置在所述遥控器本体上，用于输出音频信号；控制电路，所述控制电路收容在所述遥控器本体内，分别与所述显示器、震动马达、灯组以及声音播放设备连接；所述控制电路用于根据航模飞行器的运行状态，相应的控制所述显示器、震动马达以及声音播放设备，向用户反馈对应的姿态信息。

Description

一种全空域姿态反馈系统

技术领域

本申请涉及遥控模型技术领域，特别是涉及一种全空域姿态反馈系统。

背景技术

随着VR等图像技术的不断发展，人们对于航模飞行器的模拟要求越来越高。如何提供具有良好仿真度，使用户具有身临其境感觉的航模是现今遥控模型领域的热点问题。

现有的遥控模型的仿真度通常都聚焦在遥控对象（如航模直升机）上。这些遥控对象的制作越来越精良，有一些还会安装设置有扬声器的，可以输出相应的发动机声浪从而使得航模的仿真效果更好，具备与真正飞行器相近的操作或者乘坐体验。

另外，还有一些遥控系统中配备有第一人称视角（FPV）的实现模组，通过航模飞行器（如现有经常使用的一些四轴无人飞行器）摄像头采集的图像信息回传至玩家的移动终端中，从而有效的提高模型的仿真度。

但是，现有技术中并未能有针对遥控器一端的仿真度提升措施。其主要都针对和设置在航模本身上。用户实际操作的遥控器一端没有相应的仿真模拟措施时，很难真正的提高用户在操控或者遥控时的使用体验，仿真模拟反馈效果不佳。

发明内容

本申请提供一种全空域姿态反馈系统，能够解决现有技术中玩家在操控或者遥控时的使用体验较差，航模仿真模拟效果不佳的问题。

本申请实施例的一个方面，提供一种全空域姿态反馈系统。所述全空域姿态反馈系统包括：

显示器，所述显示器固定设置在所述遥控器本体上，用于显示飞行仪表盘模拟界面；

遥控器本体，所述遥控器本体上设置有用于接收用户遥控指令的遥控旋钮；

震动马达，所述震动马达收容在所述遥控器本体内，用于形成所述遥控器主体的震动；

声音播放设备，所述声音播放设备设置在所述遥控器本体上，用于输出音频信号；

控制电路，所述控制电路收容在所述遥控器本体内，分别与所述显示器、震动马达以及声音播放设备连接；

所述控制电路内设置有反馈单元；所述反馈单元用于采集当前航模飞行器的飞行状态数据以及用户遥控指令，通过预设的反馈模型，确定对应的反馈模式；

所述控制电路用于根据所述反馈模式，相应的控制所述显示器、震动马达以及声音播放设备，向用户反馈一个或者多个信息，以在遥控器上模拟航模飞行器当前的飞行状态。

可选地，所述飞行仪表盘模拟界面包括：用于显示电机转速的转速表、用于显示航模飞行器当前高度的海拔高度计、用于显示航模飞行器电量的电量计或者油量的油量计、用于显示航模飞行器航向姿态的陀螺仪。

可选地，所述遥控器本体上还设置有若干用于模拟飞机夜航灯的运行状态的LED灯组；所述控制电路与所述LED灯组连接，用于在所述飞行夜航灯开启时，点亮对应的LED灯组。

可选地，所述LED灯组由LED灯以及LED导光柱组成；所述LED灯设置在所述遥控器主体的内部，通过所述LED导光柱，在所述遥控器主体上形成对应的指示信息。

可选地，所述控制电路具体用于：控制所述震动马达运行，通过所述震动马达的震动改变所述遥控器本体的重心，模拟航模飞行器执行动作时的加速度变化。

可选地，所述航模飞行器的动作包括：加速、减速、迫降以及转弯。

可选地，所述声音播放设备包括耳机孔以及扬声器；所述控制电路具体用于，通过所述耳机孔或者扬声器输出模拟的环境音以及发动机声音。

可选地，所述遥控器主体内还设置有通信收发模组；所述通信收发模组与所述控制电路连接，用于接收所述航模飞行器回传的图像或者视频信息；所述控制电路具体用于，控制所述显示器显示所述通信收发模组接收获得的图像或者视频信息。

可选地，所述遥控器主体由底壳体和面壳体组成；所述底壳体与所述面壳体相互扣合，形成用于容纳所述控制电路的容纳空间；所述面壳体的正面上设置有若干个控制旋钮或者摇杆，用于接收用户操作指令。

可选地，所述显示器设置在所述遥控器主体的上部；所述遥控器主体上设置有用于调节所述显示器与所述遥控器主体之间的相对角度的调节旋钮。

有益效果：本申请实施例提供的全空域姿态反馈系统，在航模遥控器上设置了多个仿真度增强功能，用以提升用户在操作航模时的仿真度。这些仿真度增强功能通过声光以及显示界面之间相互配合，形成良好的仿真模拟效果。而且该系统直接作用于与玩家直接接触的遥控器一侧，可以有效的提升和增强玩家的体验，具有良好的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的全空域姿态反馈系统的结构框图；

图2是本申请另一实施例提供的全空域姿态反馈系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语 “上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本申请实施例提供的全空域姿态反馈系统可以广泛的应用于多种不同的航模飞行器或者其它具备飞行能力的遥控模型中，用以反馈和模拟当前航模飞行器在航行过程中的运行状态或者情况。在本实施例中，以航模为例进行说明。

图1为本申请实施例提供的全空域姿态反馈系统的结构框图。如图1所示，该全空域姿态反馈系统可以包括如下几个硬件模块：显示器110，遥控器本体120，震动马达130，声音播放设备140以及控制电路150。

所述显示器110固定设置在所述遥控器本体上，用于显示飞行仪表盘模拟界面。该显示器110是显示输出设备，可以向用户或者玩家显示特定的图像画面。其具体可以是任何类型的显示屏。

所述遥控器本体120上设置有用于接收用户遥控指令的遥控旋钮。用户可以通过遥控旋钮发送遥控指令，如上升、下降、加减速或者转弯等。另外，该遥控器本体120提供了整个全空域姿态反馈系统的保护外壳。

所述震动马达130收容在所述遥控器本体内，用于形成所述遥控器主体的震动。该震动马达130可以根据需要设置。用户或者玩家在控制航模时，会握持所述遥控器本体来对航模进行遥控。因此，通过设置的震动马达可以将相应的震动感或者移动变化传递给用户或者玩家，模拟加速度变化造成的效应。

所述控制电路150收容在所述遥控器本体内，分别与所述显示器、震动马达以及声音播放设备连接。所述控制电路用于根据航模飞行器的飞行状态，相应的控制所述显示器、震动马达以及声音播放设备，向用户反馈对应的姿态信息。

该控制电路150是整体全空域姿态反馈系统的控制核心，可以设置有一系列的软件应用程序或者算法，根据采集获得的飞行器运行状态、用户指令等，控制相应的硬件设备以实现多种不同的仿真模拟功能。

具体的，所述控制电路内可以设置有一个反馈单元。所述反馈单元用于采集当前航模飞行器的飞行状态数据以及用户遥控指令，通过预设的反馈模型，确定对应的反馈模式。

该反馈模型是整合了多种不同的数据信息和算法的预测模型。基于训练数据可以预测或者确定在当前的航模飞行器的飞行状态下，乘坐在航模飞行器内的用户应当感受到的反馈模式。

该反馈模式可以通过多个方面不同的参数进行表示，例如应当看到的画面，可以感受到的加速度的变化等。所述控制电路还用于根据所述反馈模式，相应的控制所述显示器、震动马达以及声音播放设备，向用户反馈一个或者多个信息，从而使得用户可以在遥控器上模拟航模飞行器当前的飞行状态。

在一些实施例中，所述飞行仪表盘模拟界面可以包括：用于显示电机转速的转速表、用于显示航模飞行器当前高度的海拔高度计、用于显示航模飞行器电量的电量计或者油量的油量计、用于显示航模飞行器航向姿态的陀螺仪。

应当说明的是，上述仪表盘模拟界面还可以根据航模的实际情况进行调整，添加或者减省一些指示标识或者采用不同的显示形式。

通过集成到遥控器主体上的显示器，可以模拟真正飞行器的仪表盘，向用户或者玩家显示相关的运行信息，提供视觉上的仿真体验。

在一些实施例中，航模还可以在用户操作下，完成多种不同的机动动作（例如加速、减速、迫降以及转弯等）。所述控制电路具体可以用于控制所述震动马达运行，使得所述遥控器本体的重心发生变化，以模拟航模飞行过程中的这些机动动作产生的加速度变化。

通过这样的方式，用户便可以通过该全空域姿态反馈系统，直接的感受到与真正飞行器一样的操作感受，具有更好的使用体验。

在另一些实施例中，为了满足不同场景的要求，所述声音播放设备包括耳机孔以及扬声器。扬声器可以直接播放声音，而耳机孔可以通过插入耳机的方式播放声音，向用户提供了两种不同的声音播放形式。

基于该声音播放的硬件设备，所述控制电路具体可以用于通过所述耳机孔或者扬声器输出模拟的环境音以及发动机声浪。

该方式可以向用户提供或者播放模型周围的环境音以及模拟发动机发出的声音，提供了用户听觉上的模拟体验，极大的增强了仿真度。

在较佳的实施例中，所述遥控器主体内还可以设置有通信收发模组。所述通信收发模组与所述控制电路160连接，用于接收所述航模飞行器回传的图像或者视频信息。

此时，所述控制电路具体可以用于控制所述显示器显示所述通信收发模组接收获得的图像或者视频信息。

由于在遥控器主体上集成了显示器。除了在显示器上显示飞行仪表盘以外，还可以相应的显示由航模飞行器采集的图像，令用户得到视觉上的仿真，实现类似于第一人视角观察的仿真模拟效果。

当然，所述图像可以以多种不同的模式在显示器上进行展示，例如以第一人视角或者航拍视角等等。

在较佳的实施例中，所述遥控器本体上还可以设置有若干用于模拟飞机夜航灯的运行状态的LED灯组160。所述控制电路与所述LED灯组160连接，用于在所述飞行夜航灯开启时，点亮对应的LED灯组160。

所述LED灯组160设置所述遥控器本体上，可以点亮从而起到模拟真正飞行器的夜航灯开启/关闭的信息指示作用。

本领域技术人员可以理解的是，本申请实施例公开或者揭露的以上的一个或者多个仿真模拟措施可以配合或者单独使用。根据实际情况的需要，本领域技术人员可以选择其中的一种或者多种，设置组合成为所述全空域姿态反馈系统。

图2为本申请实施例提供的全空域姿态反馈系统的结构示意图。如图2所示所示，所述遥控器主体由底壳体21和面壳体22组成。

所述底壳体21与所述面壳体22相互扣合，形成用于容纳所述控制电路25的容纳空间。所述面壳体22的正面上设置有若干个控制旋钮30，用于接收用户操作指令。在一些实施例中，接收用户操作指令的还可以是其它合适的外设，例如摇杆等。

当然，所述容纳空间内还可以设置有以上实施例所揭露的一个或者多个硬件功能模块，例如震动马达28或者扬声器29。

请继续参阅图2，在本实施例中，所述显示器23设置在所述遥控器主体的上部。所述遥控器主体的下部则设置有用于调节所述显示器与所述遥控器主体之间的相对角度的调节旋钮24。

在一些实施例中，所述LED灯组可以由LED灯26以及LED导光柱27组成。其中，所述LED灯设置在所述遥控器主体的内部，通过所述LED导光柱，在所述遥控器主体上形成对应的指示信息。

所述全空域姿态反馈系统中还可以根据实际需要，设置其它合适的配件结构，用以配合提供一种或者多种功能。例如，还可以设置有5针接头31、3.5寸耳机接头32、USB小板模块33、蓝牙接口板模块34以及可插拔的蓝牙模块35等。

专业人员应该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申请的范围。所述的计算机软件可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为SD卡、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种全空域姿态反馈系统，其特征在于，包括：

显示器，所述显示器固定设置在所述遥控器本体上，用于显示飞行仪表盘模拟界面；

遥控器本体，所述遥控器本体上设置有用于接收用户遥控指令的遥控外设；

震动马达，所述震动马达收容在所述遥控器本体内，用于形成所述遥控器本体的震动；

声音播放设备，所述声音播放设备设置在所述遥控器本体上，用于输出音频信号；

控制电路，所述控制电路收容在所述遥控器本体内，分别与所述显示器、震动马达以及声音播放设备连接；

所述控制电路具体用于：控制所述震动马达运行，通过所述震动马达的震动改变所述遥控器本体的重心，模拟航模飞行器执行动作时的加速度变化；

所述控制电路内设置有反馈单元；所述反馈单元用于采集当前航模飞行器的飞行状态数据以及用户遥控指令，通过预设的反馈模型，确定对应的反馈模式；

所述控制电路用于根据所述反馈模式，相应的控制所述显示器、震动马达以及声音播放设备，向用户反馈一个或者多个信息，以在遥控器上模拟航模飞行器当前的飞行状态。

2.根据权利要求1所述的全空域姿态反馈系统，其特征在于，所述飞行仪表盘模拟界面包括：

用于显示电机转速的转速表、用于显示航模飞行器当前高度的海拔高度计、用于显示航模飞行器电量的电量计或者航模飞行器油量的油量计、用于显示航模飞行器姿态的陀螺仪。

3.根据权利要求1所述的全空域姿态反馈系统，其特征在于，所述遥控器本体上还设置有若干用于模拟飞机夜航灯的运行状态的LED灯组；

所述控制电路与所述LED灯组连接，用于在所述飞行夜航灯开启时，点亮对应的LED灯组。

4.根据权利要求3所述的全空域姿态反馈系统，其特征在于，所述LED灯组由LED灯以及LED导光柱组成；

所述LED灯设置在所述遥控器本体的内部，通过所述LED导光柱，在所述遥控器本体上形成对应的指示信息。

5.根据权利要求4所述的全空域姿态反馈系统，其特征在于，所述航模飞行器的动作包括：加速、减速、迫降以及转弯。

6.根据权利要求1所述的全空域姿态反馈系统，其特征在于，所述声音播放设备包括耳机孔以及扬声器；

所述控制电路具体用于，通过所述耳机孔或者扬声器输出模拟的环境音以及发动机声音。

7.根据权利要求1所述的全空域姿态反馈系统，其特征在于，所述遥控器本体内还设置有通信收发模组；

所述通信收发模组与所述控制电路连接，用于接收所述航模飞行器回传的图像或者视频信息；

所述控制电路具体用于，控制所述显示器显示所述通信收发模组接收获得的图像或者视频信息。

8.根据权利要求1所述的全空域姿态反馈系统，其特征在于，所述遥控器本体由底壳体和面壳体组成；

所述底壳体与所述面壳体相互扣合，形成用于容纳所述控制电路的容纳空间；所述面壳体的正面上设置有若干个控制旋钮或摇杆，用于接收用户操作指令。

9.根据权利要求1所述的全空域姿态反馈系统，其特征在于，所述显示器设置在所述遥控器本体的上部；

所述遥控器本体上设置有用于调节所述显示器与所述遥控器本体之间的相对角度的调节旋钮。

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