CN110658853A - 运载工具遥控方法、运载工具、遥控器及遥控系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及运载工具遥控方法、运载工具、遥控器及遥控系统。所述方法包括以下步骤：运载工具接收来自遥控器的角度和信号，其中所述角度和信号为所述遥控器正前方相对于正北方向的第一实际角度与所述遥控器的摇杆输出的所述摇杆相对于所述遥控器的正前方的调整角度之和；所述运载工具根据所述角度和信号调整所述运载工具的方向。

Description

运载工具遥控方法、运载工具、遥控器及遥控系统

技术领域

本申请涉及自动控制领域，具体涉及运载工具遥控方法、运载工具、遥控器及遥控系统。

背景技术

在运载工具遥控控制方面，以救生器的遥控控制为例，本申请的发明人注意到现有的技术方案，救生器的控制方法，是通过遥控器发送转向指令到救生器，转向指令可以是转向百分比或者转向角度，救生器根据接收到的转向指令来控制救生器方向。

发明内容

本申请的一个实施例提供了一种运载工具遥控方法，包括以下步骤：运载工具接收来自遥控器的角度和信号，其中所述角度和信号为所述遥控器正前方相对于正北方向的第一实际角度与所述遥控器的摇杆输出的所述摇杆相对于所述遥控器的正前方的调整角度之和；所述运载工具根据所述角度和信号调整所述运载工具的方向。

本申请的一个实施例提供了一种运载工具，包括接收器、第二控制器。所述接收器用于接收来自遥控器的角度和信号。其中所述角度和信号为所述遥控器正前方相对于正北方向的第一实际角度与所述遥控器的摇杆输出的所述摇杆相对于所述遥控器的正前方的调整角度之和。所述第二控制器用于根据所述角度和信号调整所述运载工具的方向。

本申请的一个实施例提供了一种遥控器，包括第一姿态检测器、遥杆、第一控制器、发送器。所述第一姿态检测器用于检测所述遥控器的第一实际角度。所述摇杆用于输出所述摇杆相对于所述遥控器正前方的调整角度。所述第一控制器用于计算所述第一实际角度与所述调整角度的角度和。所述发送器用于发送所述角度和信号到运载工具。

本申请的一个实施例提供了一种运载工具遥控系统，包括遥控器、运载工具。所述遥控器包括第一姿态检测器、遥杆、第一控制器、发送器。所述运载工具包括接收器、第二控制器。所述第一姿态检测器用于检测所述遥控器的第一实际角度。所述摇杆用于输出所述摇杆相对于所述遥控器正前方的调整角度。所述第一控制器用于计算所述第一实际角度与所述调整角度的角度和。所述发送器，用于发送所述角度和信号到运载工具。所述接收器用于接收来自遥控器的角度和信号。其中所述角度和信号为所述遥控器正前方相对于正北方向的第一实际角度与所述遥控器的摇杆输出的所述摇杆相对于所述遥控器的正前方的调整角度之和。所述第二控制器用于根据所述角度和信号调整所述运载工具的方向。

通过本申请的实施例提供的技术方案，运载工具接收到的不是简单的左右转指令，而是一个明确的相对于正北方向的相对角度，使得运载工具可以调整自身驶向正确的方向。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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是本申请一实施例提供的一种运载工具遥控方法流程示意图；

图2是本申请一实施例提供的一种运载工具遥控方法流程示意图；

图3是本申请一实施例提供的一种运载工具遥控方法流程示意图；

图4是本申请一实施例提供的一种运载工具遥控方法流程示意图；

图5是本申请一实施例提供的一种运载工具遥控方法流程示意图；

图6是本申请实施例的二维摇杆在遥控器上标定示意图；

图7是本申请一实施例运载工具组成示意图；

图8是本申请另一实施例运载工具组成示意图；

图9是本申请实施例遥控器组成示意图；

图10是本申请一实施例运载工具遥控系统组成示意图；

图11是本申请另一实施例运载工具遥控系统组成示意图；

图12是运载工具方向PID控制示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图和实施例，对本申请技术方案的具体实施方式进行更加详细、清楚的说明。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本申请的限制。其只是包含了本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域技术人员对于本申请的各种变化获得的其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1是本申请第一实施例提供的一种运载工具遥控方法流程示意图，包括以下步骤。

在步骤S110中，运载工具接收来自遥控器的角度和信号。其中角度和信号为遥控器正前方相对于正北方向的第一实际角度与遥控器的摇杆输出的摇杆相对于遥控器的正前方的调整角度之和。

在本实施例中，运载工具与遥控器进行射频通信或其他通信方式，接收来自遥控器发送的角度和信号。角度和是第一实际角度与调整角度的和。第一实际角度是遥控器正前方的方位角，也就是遥控器正前方相对于正北方向的角度。调整角度是遥控器的摇杆相对于遥控器正前方的角度。二者相加的角度和实际上是遥控器摇杆的方位角。

在步骤S120中，运载工具根据角度和信号调整运载工具的方向。

运载工具根据角度和作为运载工具的目标角度，调整运载工具的方向，使得运载工具的方向与正北方向的夹角与目标角度一致。

运载工具根据接收到的角度和作为目标角度，由于其是相对于正北方向的角度，所以也可称为目标方位角，调整运载工具的方向，使得运载工具实际航行的方向的方位角与目标方位角一致。

在步骤S110中，运载工具(例如水上救生器)接收到遥控器发送的角度和信息，其中角度和为80度。在步骤S120中，运载工具(例如水上救生器)根据80度的角度和来调整运载工具的方向。

本申请的发明人发现，在现有技术中，如果在远距离无法看清运载工具的朝向情况下，尤其是当运载工具与遥控器相对较远或气候恶劣能见度较低的情况下，操作运载工具的人员无法观察到运载工具，从而无法精准的控制运载工具向左还是向右转，无法保证运载工具在正确的方向航行，同样，回收运载工具也很困难。

本申请的发明人还发现，由于操作人员在野外或海上，有时很难确定自己的方向，不知道自己的方位，也就无法确定运载工具正确的行使方向，使得操作人员在操作遥控运载工具过程中不能确定目标方向，也就不能确定向左还是向右转，同样无法保证运载工具在正确的方向航行。

通过本实施例的技术方案，使得无论操作人员是否能看清运载工具的位置及方向，运载工具接收的角度和都是一个明确的相对于正北方向的角度，使得运载工具接收该角度和信号后，进行运载工具方向的调整，调整结果也是一个明确的相对于正北方向的角度。不依靠于操作人员自身判断方向，即可实现运载工具方向的精确调整。

图2是本申请一实施例提供的一种运载工具遥控方法流程示意图，本实施例提供的遥控方法包括以下步骤。

在步骤S210中，运载工具接收来自遥控器的角度和信号。其中角度和信号为遥控器正前方相对于正北方向的第一实际角度与遥控器的摇杆输出的摇杆相对于遥控器的正前方的调整角度之和。在本实施例中，步骤S210与上述实施例的步骤S110相同，不再赘述。

在步骤S221中，检测运载工具相对于正北方向的第二实际角度。

在步骤S222中，运载工具以角度和作为目标角度，调整第二实际角度与目标角度相一致。

如图12所示，图12是运载工具方向PID控制示意图。运载工具检测运载工具相对于正北方向的第二实际角度。以接收到的角度和为目标角度，以第二实际角度为当前角度，构成PID(比例(proportion)、积分(integration)、微分(differentiation))闭环控制，调整运载工具方向，直到第二实际角度与目标角度一致。

在本实施例中，当运载工具接收的角度和为80度时，那么这个角度和的实际意思，是北偏东80度。运载工具检测的第二实际角度为北偏东20度。那么就要调整运载工具的方向，根据PID闭环控制调整，使得测量得到的第二实际角度也为北偏东80度即可。

本方案的运载工具，接收的不是来自遥控器转向信号，而是直接是运载工具相对于正北方向的目标角度信号，该信号更直接的确定了运载工具的方向，使运载工具控制方向更加精准、可靠。

图3是本申请一实施例提供的一种运载工具遥控方法流程示意图，本实施例提供的遥控方法包括以下步骤。

在步骤S300中，通过遥控器获得并发送角度和信号到运载工具。首先遥控器检测遥控器正前方相对于正北方向的第一实际角度。其次检测遥控器的摇杆输出的相对于遥控器的正前方的调整角度。然后计算第一实际角度与调整角度之和得到角度和。遥控器与运载工具通信，发送角度和信号到运载工具。

在步骤S310中，运载工具接收来自遥控器的角度和信号。其中角度和信号为遥控器正前方相对于正北方向的第一实际角度与遥控器的摇杆输出的摇杆相对于遥控器的正前方的调整角度之和。

在步骤S320中，运载工具根据角度和信号调整运载工具的方向。

在本实施例中，步骤S310、S320与上述实施例步骤S110、S120相同，不再赘述。

图4是本申请一实施例提供的一种运载工具遥控方法流程示意图，本实施例提供的遥控方法包括以下步骤。

在步骤S401中，通过遥控器测量第一实际角度。

在步骤S402中，通过遥控器确定遥控器的摇杆输出的调整角度。

在步骤S403中，通过遥控器计算第一实际角度与调整角度的角度和。

在步骤S404中，通过遥控器发送角度和信号到运载工具。

在步骤S410中，运载工具接收来自遥控器的角度和信号，其中角度和信号为遥控器正前方相对于正北方向的第一实际角度与遥控器的摇杆输出的摇杆相对于遥控器的正前方的调整角度之和。

在步骤S420中，运载工具根据角度和信号调整运载工具的方向。

本实施例提供的技术方案中，描述了遥控器获得并发送角度和信号的过程。首先遥控器通过第一姿态检测器检测遥控器正前方相对于正北方的第一实际角度。然后获得了遥控器的摇杆相对于遥控器正前方的调整角度。计算第一实际角度和调整角度的角度和。把角度和信号通过通信发送到运载工具。

在本实施例中，遥控器测量的第一实际角度为北偏东30度，摇杆相对于遥控器正前方的调整角度为偏东20度，那么二者之和就是北偏东50度，得到的角度和50度通过遥控器发送给运载工具进行角度调整。

在本实施例中，步骤S410、S420与上述实施例步骤S110、S120相同，不再赘述。

在本实施例的技术方案中，由于遥控器进行了自身正前方的定位，然后又进行了摇杆相对于遥控器正前方的定位，那么无论操作人员是否能看清运载工具的位置及方向，也无论其是否能确定自己的方位，遥控器发送的角度和都是一个明确的相对于正北方向的角度，使得运载工具接收该角度和信号后，进行运载工具方向的调整，是一个明确的相对于正北方向的角度调整，提高了调整精确度和效率。

图5是本申请一实施例提供的一种运载工具遥控方法流程示意图，本实施例提供的遥控方法包括以下步骤。

在步骤S501中，通过遥控器确定第一实际角度。

在步骤S5021中，建立以摇杆中心为原点，以遥控器的正前方为直角坐标轴的直角坐标系。建立直角坐标系，以摇杆中心点为直角坐标系的原点，以遥控器的正前方为直角坐标系的直角坐标轴，可以是纵轴，也可以是横轴。

在步骤S5022中，基于摇杆的指向在直角坐标系上与遥控器正前方之间的夹角计算得到调整角度。

在步骤S503中，通过遥控器计算第一实际角度与调整角度的角度和。

在步骤S504中，通过遥控器发送角度和信号到运载工具。

在步骤S510中，运载工具接收来自遥控器的角度和信号，其中角度和信号为遥控器正前方相对于正北方向的第一实际角度与遥控器的摇杆输出的摇杆相对于遥控器的正前方的调整角度之和。

在步骤S520中，运载工具根据角度和信号调整运载工具的方向。

图6是本申请实施例的摇杆在遥控器上标定示意图。

在步骤S5021中，以摇杆中心2021为原点，以遥控器20的正前方为直角坐标轴的直角坐标系中，摇杆202的指向在直角坐标系上与遥控器20正前方之间的夹角就是调整角度，通过计算得到调整角度。

本实施例中，遥控器20的正前方为直角坐标系的纵轴。作为一种选择，遥控器20的正前方也可以作为直角坐标系的横轴。

摇杆为二维摇杆，摇杆输出的调整角度是0～360度。作为一种选择，调整角度的范围和公式能够满足调整角度的正确计算即可，并不以此为限。

如图6所示，当调整角度为0度到360度，二维摇杆实现角度计算公式为：θ＝atan2((20-0),(10-0))*180/π。θ的取值范围为-π～+π，即-180度到+180度。

也就是说，当-180≤θ﹤0时，θ＝θ+360°，θ的取值范围为180度到360度；当θ≥0时，θ＝θ，此时θ取值范围转换为0～180度。最终θ作为摇杆输出的调整角度取值范围由-180度到+180度转换为0度到360度。

在一个实施例中，如图6所示，M点坐标为(10，20)，代入上式计算得到调整角度如下。

θ＝atan2((20-0),(10-0))*180/π

＝atan2(20,10)*180/π

＝1.1071*180/π

＝63.4349°。

调整角度计算公式也可以为其他的适应的变化公式，并不以此为限。

在上述实施例中，运载工具包括水上救生器、遥控船、遥控车、空中无人机、水下机器人等。

图7是本申请一实施例提供的一种运载工具10，包括接收器101、第二控制器102。

接收器101与遥控器进行通信，接收来自遥控器的角度和信号。其中角度和信号为遥控器正前方相对于正北方向的第一实际角度与遥控器的摇杆输出的摇杆相对于遥控器的正前方的调整角度之和。第二控制器102根据角度和信号调整运载工具的方向。第二控制器102以角度和目标角度，调整运载工具的方向。

本实施例中，当接收的角度和为60度，那么这个角度和就是运载工具2的目标角度。运载工具2接收到目标角度后，调整自身角度目标角度。

图8是本申请另一实施例提供的一种运载工具11，包括接收器111、第二控制器112、第二姿态检测器113。

接收器111接收来自遥控器的角度和信号。其中角度和信号为遥控器正前方相对于正北方向的第一实际角度与遥控器的摇杆输出的摇杆相对于遥控器的正前方的调整角度之和。第二控制器112根据角度和信号调整运载工具的方向。第二姿态检测器113检测运载工具相对于正北方向的第二实际角度。

第二姿态检测器113检测第二实际角度。通过第二姿态检测器113内置的角度检测仪进行检测第二实际角度。角度检测仪可以是三轴陀螺仪、三轴加速计、三轴磁力计等。根据需要的检测精度和检测条件进行选择，并不以此为限。

第二姿态检测器113用于在运载工具调整方向过程中，检测第二实际角度，如果第二实际角度还没有和目标角度一致，则继续调整。目标角度即是运载工具接收的来自遥控器的角度和。第二姿态检测器13的设置，使得运载工具11调整方向的过程，形成了一种闭环控制，提高了控制精度。

在本实施例中，当角度和为60度，那么这个角度和就是运载工具11的目标角度。运载工具11接收到60度的目标角度后，检测到第二实际角度为相对于正北方向偏东30度。那么就要在此基础上再调整30度，使运载工具11的运行方向达到相对于正北方向偏东60度的目标角度方向。

在本实施例中，当第二实际角度为-30度时，那么运载工具11就要在此基础上再调整90度，达到相对于正北方向偏东60度的目标方向。

图9是本申请一实施例提供的一种遥控器20，包括第一姿态检测器201、摇杆202、第一控制器203、发送器204。

第一姿态检测器201检测遥控器的第一实际角度。摇杆202输出摇杆202相对于遥控器20正前方的调整角度。第一控制器203计算第一实际角度与调整角度的角度和。发送器204发送角度和信号到运载工具。

本申请的发明人发现，遥控器20作为遥控行为的控制者，由于操作人员在操作遥控器20过程中，往往出现看不见运载工具的状况，或者对自己或遥控器所处的方向不能清晰的确定，以致于对运载工具行使的目标方向不能清晰的确定。

本方案用遥控器2实现了自身定向，不需要操作人员去辨别遥控器2正前方的方向，使得无论在什么天气情况下，无论能不能看见运载工具1，遥控器2都能实现对运载工具1的方向控制。

图10是本申请一实施例提供的一种运载工具遥控系统，包括遥控器20、运载工具10。

遥控器20包括第一姿态检测器201、摇杆202、第一控制器203、发送器204。第一姿态检测器201检测遥控器的第一实际角度。摇杆202输出摇杆202相对于遥控器20正前方的调整角度。第一控制器203计算第一实际角度与调整角度的角度和。发送器204发送角度和信号到运载工具。

运载工具10包括接收器101、第二控制器102。接收器101接收来自遥控器的角度和信号。其中角度和信号为遥控器正前方相对于正北方向的第一实际角度与遥控器的摇杆输出的摇杆相对于遥控器的正前方的调整角度之和。第二控制器102根据所述角度和信号调整所述运载工具的方向。遥控器20和运载工具10进行无线射频通信。

本方案提供的运载工具遥控系统，遥控器20和运载工具10相配合实现了本申请的遥控方法，具体实施如上所述，不再赘述。

图11是本申请另一实施例提供的一种运载工具遥控系统，包括遥控器20、运载工具11。

遥控器20包括第一姿态检测器201、摇杆202、第一控制器203、发送器204。第一姿态检测器201检测遥控器的第一实际角度。摇杆202输出摇杆202相对于遥控器20正前方的调整角度。第一控制器203计算第一实际角度与调整角度的角度和。发送器204发送角度和信号到运载工具。

运载工具11包括接收器111、第二控制器112、第二姿态检测器113。接收器111接收来自遥控器的角度和信号。其中角度和信号为遥控器正前方相对于正北方向的第一实际角度与遥控器的摇杆输出的摇杆相对于遥控器的正前方的调整角度之和。第二姿态检测器113，用于检测运载工具相对于正北方向的第二实际角度。第二控制器112，用于以角度和作为目标角度，调整运载工具的第二实际角度与目标角度相一致。遥控器和运载工具进行无线射频通信。

本方案提供的运载工具遥控系统，遥控系统的运载工具11还包括第二姿态检测器113，用于检测运载工具相对于正北方向的第二实际角度，来对运载工具的方向调整结果进行检测及闭环控制。

遥控器20和运载工具11相配合实现了本申请的遥控方法，具体实施如上所述，不再赘述。

需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本申请而非限制本申请的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本申请的精神和范围的前提下对本申请进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本申请的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。

Claims (14)

1.一种运载工具的遥控方法，包括以下步骤：

运载工具接收来自遥控器的角度和信号，其中所述角度和信号为所述遥控器正前方相对于正北方向的第一实际角度与所述遥控器的摇杆输出的所述摇杆相对于所述遥控器的正前方的调整角度之和；

所述运载工具根据所述角度和信号调整所述运载工具的方向。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述运载工具根据所述角度和信号调整所述运载工具的方向，包括以下步骤：

检测所述运载工具相对于正北方向的第二实际角度；

所述运载工具以所述角度和作为目标角度，调整所述第二实际角度与所述目标角度相一致。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述运载工具接收来自遥控器的角度和信号步骤之前，所述方法还包括：

通过所述遥控器获得并发送所述角度和信号到所述运载工具。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，通过所述遥控器获得并发送所述角度和信号到所述运载工具包括：

通过所述遥控器测量所述第一实际角度；

通过所述遥控器确定所述遥控器的摇杆输出的所述调整角度；

通过所述遥控器计算所述第一实际角度与所述调整角度的角度和；

通过所述遥控器发送所述角度和信号到所述运载工具。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述通过所述遥控器确定所述遥控器的摇杆输出的所述调整角度，包括以下步骤：

建立以所述摇杆中心为原点，以所述遥控器的正前方为直角坐标轴的直角坐标系；

基于所述摇杆的指向在所述直角坐标系上与遥控器正前方之间的夹角计算得到所述调整角度。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述运载工具包括水上救生器、遥控船、遥控车、空中无人机、水下机器人。

7.一种运载工具，包括：

接收器，用于接收来自遥控器的角度和信号，其中所述角度和信号为所述遥控器正前方相对于正北方向的第一实际角度与所述遥控器的摇杆输出的调整角度之和；所述调整角度是所述摇杆相对于所述遥控器的正前方的角度；

第二控制器，用于根据所述角度和信号调整所述运载工具的方向。

8.根据权利要求7所述的运载工具，其中，所述运载工具还包括：

第二姿态检测器，用于检测所述运载工具相对于正北方向的第二实际角度。

9.根据权利要求7所述的运载工具，其中，所述运载工具包括水上救生器、遥控船、遥控车、空中无人机、水下机器人。

10.一种遥控器，包括：

第一姿态检测器，用于检测所述遥控器的第一实际角度；

摇杆，用于输出所述摇杆相对于所述遥控器正前方的调整角度；

第一控制器，用于计算所述第一实际角度与所述调整角度的角度和；

发送器，用于发送所述角度和信号到运载工具。

11.一种运载工具遥控系统，包括：

遥控器，所述遥控器包括：

第一姿态检测器，用于检测所述遥控器的第一实际角度；

摇杆，用于输出所述摇杆相对于所述遥控器正前方的调整角度；

第一控制器，用于计算所述第一实际角度与所述调整角度的角度和；

发送器，用于发送所述角度和信号到运载工具；

运载工具，所述运载工具包括：

接收器，用于接收来自遥控器的角度和信号，其中所述角度和信号为所述遥控器正前方相对于正北方向的第一实际角度与所述遥控器的摇杆输出的调整角度之和；所述调整角度是所述摇杆相对于所述遥控器的正前方的角度；

第二控制器，用于根据所述角度和信号调整所述运载工具的方向。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，还包括第二姿态检测器，所述第二姿态检测器用于检测所述运载工具相对于正北方向的第二实际角度，所述第二控制器以所述角度和作为目标角度，调整所述第二实际角度与所述目标角度相一致。

13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述遥控器和所述运载工具进行无线射频通信。

14.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述运载工具包括水上救生器、遥控船、遥控车、空中无人机、水下机器人。

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