CN110568859A - 无人机控制方法、移动终端及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种无人机控制方法、移动终端及计算机可读存储介质，该控制方法包括以预定频率获取移动终端的加速度计数据和陀螺仪数据，根据加速度计数据和陀螺仪数据判定移动终端当前的动作轨迹；根据动作轨迹确定相应的控制指令，并将控制指令发送至无人机；该方法可以避免在控制过程中发生误触发的情况，避免导致飞机失控的场面，且能提高用户参与度。
Description
技术领域
本发明涉及智能控制技术领域，尤其涉及一种无人机控制方法、移动终端及计算机可读存储介质。
背景技术
随着传感器技术和智能控制技术的发展，使得飞行器的飞行控制技术越来越先进，控制精度越来越高，且飞行控制速度越来越快，给飞行器的用户带来极大的便利，使得飞行器的操控更简单。例如，当前无人机市场中的无人机起飞和降落的控制，一般都是通过遥控器，或者手机APP触发按键来执行相应的动作。这种控制方式，容易发生误触发的情况，误触发按键会导致无人机失控的场面，并且用户参与度较低。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的上述问题，提供一种无人机控制方法、移动终端及计算机可读存储介质用于解决现有技术的不足。
具体地，本发明提供了一种无人机控制方法，包括：
以预定频率获取移动终端的加速度计数据和陀螺仪数据，根据所述加速度计数据和所述陀螺仪数据判定所述移动终端当前的动作轨迹；
根据所述动作轨迹确定相应的控制指令，并将所述控制指令发送至无人机。
作为上述技术方案的进一步改进，所述“以预定频率获取移动终端的加速度计数据和陀螺仪数据”包括：
将以所述预定频率读取的所述加速度计数据和所述陀螺仪数据存入数据缓冲区，并且以先进先出的方式更新所述加速度计数据和所述陀螺仪数据；
所述“根据所述加速度计数据和所述陀螺仪数据判定所述移动终端当前的动作轨迹”包括：
将所述数据缓冲区中的所述加速度计数据和所述陀螺仪数据分别根据大小进行排列；
分别计算所述加速度计数据和所述陀螺仪数据的方差以及预定数量的最大数据与预定数量的最小数据的差值，根据计算结果判定移动终端的动作轨迹。
作为上述技术方案的进一步改进，所述先进先出的方式如下：
data_buff[i][j]＝data_buff[i][j+1]；
data_buff[i][N]＝signal[i]；
式中，data_buff[i][j]表示缓冲区中按照获取顺序存储的加速度计数据或陀螺仪数据的第i维第j个数据，i取值为0，1，2；j取值为0，1，…N，data_buff[i][j+1]表示缓冲区中按照获取顺序存储的加速度计数据或陀螺仪数据的第i维第j+1个数据，signal[i]表示最新获取到的第i维加速度计数据或陀螺仪数据，N的大小等于所述预定频率的数值。
作为上述技术方案的进一步改进，将所述数据缓冲区中的所述加速度计数据或所述陀螺仪数据分别根据大小进行排列得到排序后的数据：
data[i][0]，data[i][1]，data[i][2]，…，data[i][N]；
式中，data[i][N]表示根据大小排列后的第i维第N位的加速度计数据或陀螺仪数据。
作为上述技术方案的进一步改进，所述方差的计算公式为：
式中，S[i]2表示第i维的加速度计数据或陀螺仪数据的方差，m[i]表示缓冲区中第i维的加速度计数据或陀螺仪数据的均值；
所述差值的计算公式为：
式中，diff[i]表示所述差值，data[i][j]表示根据大小排列后的第i维第j位的加速度计数据或陀螺仪数据，M表示所述预定数量。
作为上述技术方案的进一步改进，所述预定频率为30Hz；所述预定数量为5个。
作为上述技术方案的进一步改进，所述“判定所述移动终端当前的动作轨迹”包括：
当所述加速度计数据和所述陀螺仪数据满足第一设定条件时，判定为上下摇动轨迹；
当所述加速度计数据和所述陀螺仪数据满足第二设定条件时，判定为左右摇动轨迹；
所述“根据所述动作轨迹确定相应的控制指令”包括：
在判定为所述上下摇动轨迹时，确定所述控制指令为正常升降状态切换指令；
在判定为所述左右摇动轨迹时，确定所述控制指令为急停指令。
作为上述技术方案的进一步改进，将水平左右方向设为X轴，水平面垂直于所述X轴的方向设为Y轴，空间上下方向设为Z轴；
所述第一设定条件包括：所述加速度计数据在Z轴上的所述方差和所述差值分别大于在X轴和Y轴上的相应方差和差值、所述陀螺仪数据在X轴上的所述方差和所述差值分别大于在Y轴和Z轴上的相应方差和差值、且所述加速度计数据在Z轴上的所述方差和所述差值和所述陀螺仪数据在X轴上的所述方差和所述差值分别大于设定的第一阈值、第二阈值、第三阈值和第四阈值；
所述第二设定条件包括：所述加速度计数据在X轴上的方差和差值分别大于在Y轴和Z轴上的相应方差和差值、陀螺仪数据在Z轴上的方差和差值分别大于在X轴和Y轴上的相应方差和差值、且加速度计数据在X轴上的方差和差值和陀螺仪数据在Z轴上的方差和差值分别大于设定的所述第一阈值、所述第二阈值、所述第三阈值和所述第四阈值。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种移动终端，包括：
处理器和存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述移动终端执行所述的无人机控制方法。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实施所述的无人机控制方法。
与现有技术相比，本发明实施例提出了一种无人机控制方法，包括：以预定频率获取移动终端的加速度计数据和陀螺仪数据，根据加速度计数据和所述陀螺仪数据判定移动终端当前的动作轨迹；根据动作轨迹确定相应的控制指令，并将控制指令发送至无人机。以此避免在控制过程中发生误触发的情况，避免导致无人机失控的场面，且能提高用户参与度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。
图1示出了本发明中无人机控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
如图1所示，本发明提供一种无人机控制方法，包括：
S101：以预定频率获取移动终端的加速度计数据和陀螺仪数据，根据加速度计数据和陀螺仪数据判定移动终端当前的动作轨迹；
S102：根据动作轨迹确定相应的控制指令，并将控制指令发送至无人机。
上述的无人机控制方法通过移动终端当前的动作轨迹控制无人机飞行状态，可以避免在控制过程中发生误触发的情况，避免导致飞机失控的场面，且能提高用户参与度。
实施例1
具体地，本实施例提供的无人机控制方法，首先以设定频率获取移动终端的加速度计数据和陀螺仪数据，将以预定频率读取的加速度计数据和陀螺仪数据存入数据缓冲区，并且以先进先出的方式更新加速度计数据和陀螺仪数据。优选的，通过设置缓冲区，可以使数据获取过程更加稳定。本实施例中，预定频率为30Hz。但本发明并不对此做限定，在能达到相同目的的情况下，还可以在一定范围内调整预定频率。
然后，根据加速度计数据和陀螺仪数据判定移动终端当前的动作轨迹，包括：
将数据缓冲区中的加速度计数据和陀螺仪数据分别根据大小进行排列；
分别计算加速度计数据和陀螺仪数据的方差以及预定数量的最大数据与预定数量的最小数据的差值，根据计算结果判定移动终端的动作轨迹。
优选地，将数据缓冲区中的加速度计数据和陀螺仪数据分别进行升序排列，通过该升序排列，可以更快速地进行计算差值。本实施例中，预定数量为5个。但本发明并不对此做限定，在能达到相同目的的情况下，还可以在一定范围内调整预定数量。
作为本实施例优选的实施方式，先进先出的方式如下：
data_buff[i][j]＝data_buff[i][j+1]；
data_buff[i][N]＝signal[i]；
式中，data_buff[i][j]表示缓冲区中按照获取顺序存储的加速度计数据或陀螺仪数据的第i维第j个数据，i取值为0，1，2；j取值为0，1，…N，data_buff[i][j+1]表示缓冲区中按照获取顺序存储的加速度计数据或陀螺仪数据的第i维第j+1个数据，signal[i]表示最新获取到的第i维加速度计数据或陀螺仪数据，N的大小等于所述预定频率的数值。
本实施例中，将数据缓冲区中的加速度计数据或陀螺仪数据分别根据大小进行排列得到排序后的数据：
data[i][0]，data[i][1]，data[i][2]，…，data[i][N]；
式中，data[i][N]表示根据大小排列后的第i维第N位的加速度计数据或陀螺仪数据。
本实施例中，方差的计算公式为：
式中，S[i]2表示加速度计数据或陀螺仪数据的方差，m[i]表示缓冲区中加速度计数据或陀螺仪数据的均值；
差值的计算公式为：
式中，diff[i]表示差值，M表示预定数量。
在判定移动终端当前的动作轨迹时，包括：
当加速度计数据和陀螺仪数据满足第一设定条件时，判定为上下摇动轨迹；
当加速度计数据和陀螺仪数据满足第二设定条件时，判定为左右摇动轨迹。
作为可变换的实施方式，移动终端的动作轨迹还包括但不限于例如其它方式的摇动、手机翻转、手机画圈，画8字等动作，在具体使用时，可以根据具体的摇动动作进行无人机的起飞/降落/急停状态的控制。
其次，根据动作轨迹确定相应的控制指令，并将该控制指令发送至无人机，包括：
在判定为上下摇动轨迹时，确定控制指令为正常升降状切换指令；
在判定为左右摇动轨迹时，确定控制指令为急停指令。
具体地，在移动终端和飞控端之间预设通信协议，例如，可将数据[0xAA，0xXX，0xXX，...，0xXX，0xBB]中的第二位0xXX设为0x00设为无人机起飞/降落/急停状态控制位，第二位0xXX被设为0x00时表示急停指令，第二位0xXX被设为0xFF时表示正常升降状态切换指令)，将数据包通过无线通信(例如wifi)方式发送给无人机上的飞控端，飞控端读取到数据包后，按照事先约定的通信协议，查询飞机当前的起飞/降落/急停位的数据，如果发送的数据的第二位是0xFF,则将该0xFF与飞机当前的状态取异或运算，飞机当前如果是降落状态，就控制飞机起飞，飞机当前状态如果是飞行状态，则控制飞机缓慢降落。需要说明的是，本实施例中所指的起飞/降落是缓慢起飞或者降落，急停是做自由落体运动。
如果飞机在起飞的过程中，检测到移动终端是左右摇动轨迹，则将通信协议数据包第二位的数据更改为0x00,然后将该数据发送给无人机上的飞控端，飞空端将该0x00与飞机当前的状态取异或运算，根据该异或运算结果紧急关停电机，控制飞机紧急降落。
本实施例中，如果移动终端的动作轨迹是除了左右摇动轨迹或者上下摇动轨迹态以外的其它动作轨迹，则保持飞机当前的起飞/降落/急停状态位不变，将数据包通过无线通信方式以约定好的频率发送给无人机上的飞控端。
优选地，将水平左右方向设为X轴，水平面垂直于X轴的方向设为Y轴，空间上下方向设为Z轴。本实施例中，将data[i][N]中i为0时的数据表示X轴上的数据；i为1时的数据表示Y轴上的数据；i为2时的数据表示Z轴上的数据。令s_acc[i]表示加速度计的方差，diff_acc[i]表示加速度计的差值，s_gyr[i]表示陀螺仪的方差，diff_gyr[i]表示陀螺仪的差值。
则第一设定条件包括：s_acc[2]大于s_acc[0]和s_acc[1]，diff_acc[2]分别大于diff_acc[0]和diff_acc[1]，s_gyr[0]大于s_gyr[1]和s_gyr[2]，diff_gyr[0]分别大于diff_gyr[1]和diff_gyr[2]，且s_acc[2]、diff_acc[2]、s_gyr[0]、以及diff_gyr[0]分别大于设定的第一阈值、第二阈值、第三阈值和第四阈值。
第二设定条件包括：s_acc[0]大于s_acc[1]和s_acc[2]，diff_acc[0]分别大于diff_acc[1]和diff_acc[2]，s_gyr[2]大于s_gyr[0]和s_gyr[1]，diff_gyr[2]分别大于diff_gyr[0]和diff_gyr[1]，且s_acc[0]、diff_acc[0]、s_gyr[2]、以及diff_gyr[2]分别大于设定的第一阈值、第二阈值、第三阈值和第四阈值。
本实施例中，移动终端包括但不限于智能手机、IPAD等便捷设备。
实施例2
与上述实施例1相对应地，本实施例提供一种移动终端，包括：
处理器和存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述移动终端执行实施例1所述的无人机控制方法。
实施例3
与上述实施例1相对应地，本实施例提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序。所述程序被执行时实施所述的无人机控制方法。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种无人机控制方法，其特征在于，包括：
以预定频率获取移动终端的加速度计数据和陀螺仪数据，根据所述加速度计数据和所述陀螺仪数据判定所述移动终端当前的动作轨迹；
根据所述动作轨迹确定相应的控制指令，并将所述控制指令发送至无人机。
2.根据权利要求1所述的无人机控制方法，其特征在于，所述“以预定频率获取移动终端的加速度计数据和陀螺仪数据”包括：
将以所述预定频率读取的所述加速度计数据和所述陀螺仪数据存入数据缓冲区，并且以先进先出的方式更新所述加速度计数据和所述陀螺仪数据；
所述“根据所述加速度计数据和所述陀螺仪数据判定所述移动终端当前的动作轨迹”包括：
将所述数据缓冲区中的所述加速度计数据和所述陀螺仪数据分别根据大小进行排列；
分别计算所述加速度计数据和所述陀螺仪数据的方差以及预定数量的最大数据与预定数量的最小数据的差值，根据计算结果判定移动终端的动作轨迹。
3.根据权利要求2所述的无人机控制方法，其特征在于，所述先进先出的方式如下：
data_buff[i][j]＝data_buff[i][j+1]；
data_buff[i][N]＝signal[i]；
式中，data_buff[i][j]表示缓冲区中按照获取顺序存储的加速度计数据或陀螺仪数据的第i维第j个数据，i取值为0，1，2；j取值为0，1，…N，data_buff[i][j+1]表示缓冲区中按照获取顺序存储的加速度计数据或陀螺仪数据的第i维第j+1个数据，signal[i]表示最新获取到的第i维加速度计数据或陀螺仪数据，N的大小等于所述预定频率的数值。
4.根据权利要求3所述的无人机控制方法，其特征在于，将所述数据缓冲区中的所述加速度计数据或所述陀螺仪数据分别根据大小进行排列得到排序后的数据：
data[i][0]，data[i][1]，data[i][2]，…，data[i][N]；
式中，data[i][N]表示根据大小排列后的第i维第N位的加速度计数据或陀螺仪数据。
5.根据权利要求4所述的无人机控制方法，其特征在于，所述方差的计算公式为：
式中，S[i]2表示第i维的加速度计数据或陀螺仪数据的方差，m[i]表示缓冲区中第i维的加速度计数据或陀螺仪数据的均值；
所述差值的计算公式为：
式中，diff[i]表示所述差值，data[i][j]表示根据大小排列后的第i维第j位的加速度计数据或陀螺仪数据，M表示所述预定数量。
6.根据权利要求2所述的无人机控制方法，其特征在于，所述预定频率为30Hz；所述预定数量为5个。
7.根据权利要求2所述的无人机控制方法，其特征在于，所述“判定所述移动终端当前的动作轨迹”包括：
当所述加速度计数据和所述陀螺仪数据满足第一设定条件时，判定为上下摇动轨迹；
当所述加速度计数据和所述陀螺仪数据满足第二设定条件时，判定为左右摇动轨迹；
所述“根据所述动作轨迹确定相应的控制指令”包括：
在判定为所述上下摇动轨迹时，确定所述控制指令为正常升降状态切换指令；
在判定为所述左右摇动轨迹时，确定所述控制指令为急停指令。
8.根据权利要求7所述的无人机控制方法，其特征在于，将水平左右方向设为X轴，水平面垂直于所述X轴的方向设为Y轴，空间上下方向设为Z轴；
所述第一设定条件包括：所述加速度计数据在Z轴上的所述方差和所述差值分别大于在X轴和Y轴上的相应方差和差值、所述陀螺仪数据在X轴上的所述方差和所述差值分别大于在Y轴和Z轴上的相应方差和差值、且所述加速度计数据在Z轴上的所述方差和所述差值和所述陀螺仪数据在X轴上的所述方差和所述差值分别大于设定的第一阈值、第二阈值、第三阈值和第四阈值；
所述第二设定条件包括：所述加速度计数据在X轴上的方差和差值分别大于在Y轴和Z轴上的相应方差和差值、陀螺仪数据在Z轴上的方差和差值分别大于在X轴和Y轴上的相应方差和差值、且加速度计数据在X轴上的方差和差值和陀螺仪数据在Z轴上的方差和差值分别大于设定的所述第一阈值、所述第二阈值、所述第三阈值和所述第四阈值。
9.一种移动终端，其特征在于，包括：
处理器和存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述移动终端执行根据权利要求1至8中任一项所述的无人机控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实施所述权利要求1至8中任一项所述的无人机控制方法。
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