CN213482829U - 一种手势识别遥控无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种手势识别遥控无人机，其包括无人机本体、手势识别控制机构、主机电池、摄像头、三轴自稳云台，摄像头通过三轴自稳云台安装在无人机本体的底部，无人机本体包括机身，手势识别控制机构、主机电池分别安装在机身内，手势识别控制机构包括主机PCB板、第一雷达芯片、主机主控芯片、陀螺仪传感器、气压传感器、加速度传感器、第一无线通信单元、GPS模块、主机存储芯片。该手势识别遥控无人机可通过雷片芯片识别手势动作，与现有的手势视觉识别相比，提高了手势识别距离、速度和精度，该手势识别遥控无人机的控制范围较远，避障功能相对较强，适合远距离飞行控制和拍摄。

Description

一种手势识别遥控无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种基于手势识别的手势识别遥控无人机。

背景技术

目前，无人机已经趋向平民化，大多数的家庭都有购置无人机用于日常使用，随着无人机技术的发展，已有部分企业开发出通过手势识别来控制无人机的技术，但是都是基于视觉识别、图像采集、3D传感、超声波等，但效果并不是很理想，有灰尘雨雾等都有可能导致摄像头失效，无法获取有效图片，而且相对细微的手势动作识别效果并不好；同时手势操作的范围并不大，3D传感系统由于感知距离的短板，感知范围并不大，避障功能相对较弱，只能应用于自拍，并不适用于远距离飞行；因此，对于一种可以实现远距离航拍、识别精度高的手势识别无人机，是手势识别无人机发展的一大方向。

现有技术，申请号为CN201510531707.X的一种无人机的拍摄控制方法及装置、电子设备，其主要通过视觉识别手势动作用于控制无人机的飞行和拍摄控制，而采用了视觉手势识别技术的无人机，依赖于对图像的处理，要求无人机设备有很强的图像处理能力，同时对设备的使用环境有严格要求，比如光线的影响；倘若操作过程中无人机受到外界强光的照射，将导致无人机视觉识别手势失败，使得无人机处于失控状态，这就限制了视觉手势识别方法在无人机领域的应用；因此，该无人机控制方法的控制范围有限，避障功能相对较弱，并不适用于远距离飞行控制和拍摄。

因此，亟需开发一种控制范围较远，避障功能相对较强，适合远距离飞行控制和拍摄的手势识别遥控无人机。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述的不足，提供一种手势识别遥控无人机，该手势识别遥控无人机通过雷片芯片识别手势动作，与现有的手势视觉识别相比，提高了手势识别距离、速度和精度，该手势识别遥控无人机的控制范围较远，避障功能相对较强，适合远距离飞行控制和拍摄。

其技术方案如下：

一种手势识别遥控无人机，包括无人机本体、手势识别控制机构、主机电池、摄像头、三轴自稳云台，所述摄像头通过所述三轴自稳云台安装在所述无人机本体的底部，所述无人机本体包括机身，所述机身的内部中空形成设备安装空腔，所述手势识别控制机构、主机电池分别安装在所述设备安装空腔内，所述手势识别控制机构与所述无人机本体、摄像头、主机电池电性连接，所述手势识别控制机构包括主机PCB板、第一雷达芯片、主机主控芯片、陀螺仪传感器、气压传感器、加速度传感器、第一无线通信单元、GPS模块、主机存储芯片，所述第一雷达芯片、主机主控芯片、陀螺仪传感器、气压传感器、加速度传感器、第一无线通信单元、GPS模块、主机存储芯片分别安装在所述主机PCB板上，并与所述主机PCB板电性连接。

所述无人机本体包括飞行控制器，所述飞行控制器安装在所述设备安装空腔内，所述无人机本体、摄像头通过所述飞行控制器与所述手势识别控制机构电连接，所述飞行控制器根据所述手势识别控制机构发送的控制指令选择无人机本体的飞行动作控制和摄像头的拍摄动作控制。

所述无人机本体还包括四个脚架、四个连接臂、四个浆翼、四个驱动电机、四个LED灯，四个所述连接臂周向均布在所述机身的四周，各所述驱动电机分别设在各所述连接臂远端的上侧，各所述浆翼分别安装在各所述驱动电机的转轴上，各所述脚架分别活动安装在各所述连接臂近端的下侧上，各所述LED灯分别安装在各所述连接臂远端的下侧，所述驱动电机、LED灯分别通过所述飞行控制器与所述手势识别控制机构电连接。

所述手势识别控制机构还包括录音器，所述录音器与所述PCB板电性连接，所述录音器用于获取用户输入的语音，所述主控芯片根据所述语音产生对无人机本体或摄像头的控制指令。

所述手势识别控制机构还包括内存卡槽/sim卡槽、type-c接口，所述内存卡槽/sim卡槽、type-c接口分别安装在所述设备安装空腔的侧面上，并分别与所述PCB板电连接。

还包括手势识别控制终端，所述手势识别控制终端包括壳体、显示屏、终端电池、终端控制主板、二个扬声器，所述显示屏安装在所述壳体的前侧面上，所述终端电池、终端控制主板分别安装在所述壳体内，二个所述扬声器分别安装在所述壳体的上侧面上，所述终端控制主板包括终端PCB板、第二雷达芯片、终端主控芯片、第二无线通信单元、终端存储芯片，所述第二雷达芯片、终端主控芯片、第二无线通信单元、终端存储芯片分别安装在所述终端PCB板上，所述第二雷达芯片、终端主控芯片、第二无线通信单元、终端存储芯片、扬声器、显示屏、终端电池分别与所述终端PCB板电性连接。

需要说明的是：

前述“第一、第二…”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于对名称的区分。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于本实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

下面对本实用新型的优点或原理进行说明：

1、本实用新型提供的手势识别遥控无人机，其包括无人机本体、手势识别控制机构、主机电池、摄像头、三轴自稳云台，主机电池用于为无人机本体和摄像头提供电力，三轴自稳云台方便无人机在飞行过程中的对场景的拍摄，手势识别控制机构包括主机PCB板、第一雷达芯片、主机主控芯片、陀螺仪传感器、气压传感器、加速度传感器、第一无线通信单元、GPS模块、主机存储芯片，GPS模块用于定位无人机本体的位置信息，陀螺仪是角运动检测装置，气压传感器是用于测量气体的绝对压强的仪器，加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器，第一无线通信单元用于进行无线通讯传输，雷达芯片是基于雷达频率应用的微型传感器，采用宽波束雷达来识别运动、速度和距离，工作在60Ghz(吉赫，即10的9次方赫兹)的雷达频率上，能以每秒10000帧的速度对动作进行扫描；从而高速捕捉手部动作，并将手势的开始坐标至结束坐标生成手势的3D点云数据，实现手势的动作识别，雷达芯片通过主动发射微波雷达信号并接收经人手反射后的雷达回波信号，从而采集手势的3D点云数据，本实用新型通过雷片芯片识别手势动作，与现有的手势视觉识别相比，提高了手势识别距离、速度和精度，从而使无人机的控制范围较远，避障功能相对较强，适合远距离飞行控制和拍摄。

2、本实用新型的无人机本体包括飞行控制器，飞行控制器根据手势识别控制机构发送的控制指令选择无人机本体的飞行动作控制和摄像头的拍摄动作控制，通过飞行控制器根据实时的控制指令驱动无人机本体和摄像头动作，飞行动作包括自检、起飞、降落、返航、悬停、前进、左转、右转，拍摄动作包括拍照以及拍摄视频，还用于处理、存储拍摄获取的图像或视频。

3、本实用新型的无人机本体还包括四个脚架、四个浆翼、四个驱动电机、四个LED灯，四个连接臂周向均布在机身的四周，形成前后左右对称设置，起到平衡的作用，当接通电源后，通过驱动电机能够带动四个浆翼的转动，通过对四个浆翼的控制，可实现无人机的各种飞行动作，包括起飞、降落、返航、悬停、前进、左转、右转等。

4、本实用新型的手势识别控制机构还包括录音器，录音器用于获取用户输入的语音，实现语主控制指令对无人机的控制，特别是在无人机刚起飞时，与操作者近距离时，用语言指令控制无人机的飞行动作更为方便。

5、本实用新型的手势识别控制终端包括壳体、显示屏、终端电池、终端控制主板、二个扬声器，显示屏用于显示，无人机本体通过无线通讯将无人机本体的位置信息及摄像头拍摄采集的图片信息和视频信息发送至手势识别控制终端的显示屏上显示；终端电池为控制终端提供电源，终端控制主板包括终端PCB板、第二雷达芯片、终端主控芯片、第二无线通信单元、终端存储芯片，若目标手势超过第一雷达芯片的监控范围或第一雷达芯片发射的微波雷达信号受障碍物阻挡时，手势识别控制终端利用第二雷达芯片识别目标手势的动作，然后通过无线通讯向飞行中的无人机发送控制指令，手势识别遥控无人机将利用第二雷达芯片进行无人机的飞行动作控制和拍摄动作控制，使本实用新型的控制范围更远；从而使本实用新型既支持无人机本体直接识别手势和控制终端识别手势，通过雷达芯片发射和接收雷达信号来识别手势，无人机内部雷达芯片适用于短距离使用，直接识别手势；控制终端内部雷达芯片识别手势后通过无线通讯发送指令到无人机本体中，实现远程手势驾驶控制无人机，摆脱遥控器摇杆操控，挥手即可驾驶无人机。

附图说明

图1是本实用新型实施例手势识别遥控无人机的前视结构示意图。

图2是本实用新型实施例手势识别遥控无人机脚架收起状态的前视图。

图3是本实用新型实施例手势识别遥控无人机脚架收起状态的侧视图。

图4是图3的A-A剖视图。

图5是本实用新型实施例手势识别遥控无人机脚架收起状态的仰视图。

图6是本实用新型实施例手势识别控制终端的前视图。

图7是本实用新型实施例手势识别控制终端终端控制主板的电路布局结构示意图。

附图标记说明：

10、无人机本体，11、机身，111、设备安装空腔，12、飞行控制器，13、脚架，14、浆翼，15、驱动电机，16、LED灯，17、连接臂，20、手势识别控制机构，21、主机PCB板，22、第一雷达芯片，23、主机主控芯片，24、陀螺仪传感器，25、气压传感器，26、加速度传感器，27、第一无线通信单元，28、GPS模块，29、主机存储芯片，30、录音器，31、内存卡槽/sim卡槽，32、type-c接口，40、主机电池，50、摄像头，60、三轴自稳云台，70、手势识别控制终端，71、壳体，72、显示屏，73、终端电池，74、终端控制主板，741、终端PCB板，742、第二雷达芯片，743、终端主控芯片，744、第二无线通信单元，745、终端存储芯片，75、扬声器。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例进行详细说明。

参见图1至图7，本实用新型提供的手势识别遥控无人机，包括无人机本体10、手势识别控制机构20、主机电池40、摄像头50、三轴自稳云台60，摄像头50通过三轴自稳云台60安装在无人机本体10的底部，无人机本体10包括机身11，机身11的内部中空形成设备安装空腔111，手势识别控制机构20、主机电池40分别安装在设备安装空腔111内，手势识别控制机构20与无人机本体10、摄像头50、主机电池40电性连接，手势识别控制机构20包括主机PCB板21、第一雷达芯片22、主机主控芯片23、陀螺仪传感器24、气压传感器25、加速度传感器26、第一无线通信单元27、GPS模块28、主机存储芯片29，第一雷达芯片22、主机主控芯片23、陀螺仪传感器24、气压传感器25、加速度传感器26、第一无线通信单元27、GPS模块28、主机存储芯片29分别安装在主机PCB板21上，并与主机PCB板21电性连接。

主机电池40用于为无人机本体10和摄像头50提供电力，三轴自稳云台60方便无人机在飞行过程中的对场景的拍摄，手势识别控制机构20包括主机PCB板21、第一雷达芯片22、主机主控芯片23、陀螺仪传感器24、气压传感器25、加速度传感器26、第一无线通信单元27、GPS模块28、主机存储芯片29，GPS模块28用于定位无人机本体10的位置信息，陀螺仪是角运动检测装置，气压传感器25是用于测量气体的绝对压强的仪器，加速度传感器26是一种能够测量加速度的传感器，第一无线通信单元27用于进行无线通讯传输，雷达芯片是基于雷达频率应用的微型传感器，采用宽波束雷达来识别运动、速度和距离，工作在60Ghz(吉赫，即10的9次方赫兹)的雷达频率上，能以每秒10000帧的速度对动作进行扫描；从而高速捕捉手部动作，并将手势的开始坐标至结束坐标生成手势的3D点云数据，实现手势的动作识别，雷达芯片通过主动发射微波雷达信号并接收经人手反射后的雷达回波信号，从而采集手势的3D点云数据，本实用新型通过雷片芯片识别手势动作，与现有的手势视觉识别相比，提高了手势识别距离、速度和精度，从而使无人机的控制范围较远，避障功能相对较强，适合远距离飞行控制和拍摄。

其中，无人机本体10包括飞行控制器12、四个脚架13、四个连接臂17、四个浆翼14、四个驱动电机15、四个LED灯16，飞行控制器12安装在设备安装空腔111内，无人机本体10、摄像头50通过飞行控制器12与手势识别控制机构20电连接，飞行控制器12根据手势识别控制机构20发送的控制指令选择无人机本体10的飞行动作控制和摄像头50的拍摄动作控制。飞行控制器12根据手势识别控制机构20发送的控制指令选择无人机本体10的飞行动作控制和摄像头50的拍摄动作控制，通过飞行控制器12根据实时的控制指令驱动无人机本体10和摄像头50动作，飞行动作包括自检、起飞、降落、返航、悬停、前进、左转、右转，拍摄动作包括拍照以及拍摄视频，还用于处理、存储拍摄获取的图像或视频。

四个连接臂17周向均布在机身11的四周，各驱动电机15分别设在各连接臂17远端的上侧，各浆翼14分别安装在各驱动电机15的转轴上，各脚架13分别活动安装在各连接臂17近端的下侧上，各LED灯16分别安装在各连接臂17远端的下侧，驱动电机15、LED灯16分别通过飞行控制器12与手势识别控制机构20电连接。四个连接臂17周向均布在机身11的四周，形成前后左右对称设置，起到平衡的作用，当接通电源后，通过驱动电机15能够带动四个浆翼14的转动，通过对四个浆翼14的控制，可实现无人机的各种飞行动作，包括起飞、降落、返航、悬停、前进、左转、右转等。

手势识别控制机构20还包括录音器30、内存卡槽/sim卡槽31、type-c接口32，录音器30与PCB板电性连接，录音器30用于获取用户输入的语音，主控芯片根据语音产生对无人机本体10或摄像头50的控制指令。四个连接臂17周向均布在机身11的四周，形成前后左右对称设置，起到平衡的作用，当接通电源后，通过驱动电机15能够带动四个浆翼14的转动，通过对四个浆翼14的控制，可实现无人机的各种飞行动作，包括起飞、降落、返航、悬停、前进、左转、右转等。内存卡槽/sim卡槽31、type-c接口32分别安装在设备安装空腔111的侧面上，并分别与PCB板电连接。

本实用新型的手势识别遥控无人机还包括手势识别控制终端70，手势识别控制终端70包括壳体71、显示屏72、终端电池73、终端控制主板74、二个扬声器75，显示屏72安装在壳体71的前侧面上，终端电池73、终端控制主板74分别安装在壳体71内，二个扬声器75分别安装在壳体71的上侧面上，终端控制主板74包括终端PCB板741、第二雷达芯片742、终端主控芯片743、第二无线通信单元744、终端存储芯片745，第二雷达芯片742、终端主控芯片743、第二无线通信单元744、终端存储芯片745分别安装在终端PCB板741上，第二雷达芯片742、终端主控芯片743、第二无线通信单元744、终端存储芯片745、扬声器75、显示屏72、终端电池73分别与终端PCB板741电性连接。显示屏72用于显示，无人机本体10通过无线通讯将无人机本体10的位置信息及摄像头50拍摄采集的图片信息和视频信息发送至手势识别控制终端70的显示屏72上显示；终端电池73为控制终端提供电源，终端控制主板74包括终端PCB板741、第二雷达芯片742、终端主控芯片743、第二无线通信单元744、终端存储芯片745，若目标手势超过第一雷达芯片22的监控范围或第一雷达芯片22发射的微波雷达信号受障碍物阻挡时，手势识别控制终端70利用第二雷达芯片742识别目标手势的动作，然后通过无线通讯向飞行中的无人机发送控制指令，手势识别遥控无人机将利用第二雷达芯片742进行无人机的飞行动作控制和拍摄动作控制，使本实用新型的控制范围更远；从而使本实用新型既支持无人机本体10直接识别手势和控制终端识别手势，通过雷达芯片发射和接收雷达信号来识别手势，无人机内部雷达芯片适用于短距离使用，直接识别手势；控制终端内部雷达芯片识别手势后通过无线通讯发送指令到无人机本体10中，实现远程手势驾驶控制无人机，摆脱遥控器摇杆操控，挥手即可驾驶无人机。

以上仅为本实用新型的具体实施例，并不以此限定本实用新型的保护范围；在不违反本实用新型构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种手势识别遥控无人机，其特征在于，包括无人机本体、手势识别控制机构、主机电池、摄像头、三轴自稳云台，所述摄像头通过所述三轴自稳云台安装在所述无人机本体的底部，所述无人机本体包括机身，所述机身的内部中空形成设备安装空腔，所述手势识别控制机构、主机电池分别安装在所述设备安装空腔内，所述手势识别控制机构与所述无人机本体、摄像头、主机电池电性连接，所述手势识别控制机构包括主机PCB板、第一雷达芯片、主机主控芯片、陀螺仪传感器、气压传感器、加速度传感器、第一无线通信单元、GPS模块、主机存储芯片，所述第一雷达芯片、主机主控芯片、陀螺仪传感器、气压传感器、加速度传感器、第一无线通信单元、GPS模块、主机存储芯片分别安装在所述主机PCB板上，并与所述主机PCB板电性连接。

2.如权利要求1所述手势识别遥控无人机，其特征在于，所述无人机本体包括飞行控制器，所述飞行控制器安装在所述设备安装空腔内，所述无人机本体、摄像头通过所述飞行控制器与所述手势识别控制机构电连接，所述飞行控制器根据所述手势识别控制机构发送的控制指令选择无人机本体的飞行动作控制和摄像头的拍摄动作控制。

3.如权利要求2所述手势识别遥控无人机，其特征在于，所述无人机本体还包括四个脚架、四个连接臂、四个浆翼、四个驱动电机、四个LED灯，四个所述连接臂周向均布在所述机身的四周，各所述驱动电机分别设在各所述连接臂远端的上侧，各所述浆翼分别安装在各所述驱动电机的转轴上，各所述脚架分别活动安装在各所述连接臂近端的下侧上，各所述LED灯分别安装在各所述连接臂远端的下侧，所述驱动电机、LED灯分别通过所述飞行控制器与所述手势识别控制机构电连接。

4.如权利要求1至3任一项所述手势识别遥控无人机，其特征在于，所述手势识别控制机构还包括录音器，所述录音器与所述PCB板电性连接，所述录音器用于获取用户输入的语音，所述主控芯片根据所述语音产生对无人机本体或摄像头的控制指令。

5.如权利要求4所述手势识别遥控无人机，其特征在于，所述手势识别控制机构还包括内存卡槽/sim卡槽、type-c接口，所述内存卡槽/sim卡槽、type-c接口分别安装在所述设备安装空腔的侧面上，并分别与所述PCB板电连接。

6.如权利要求1至3任一项所述手势识别遥控无人机，其特征在于，还包括手势识别控制终端，所述手势识别控制终端包括壳体、显示屏、终端电池、终端控制主板、二个扬声器，所述显示屏安装在所述壳体的前侧面上，所述终端电池、终端控制主板分别安装在所述壳体内，二个所述扬声器分别安装在所述壳体的上侧面上，所述终端控制主板包括终端PCB板、第二雷达芯片、终端主控芯片、第二无线通信单元、终端存储芯片，所述第二雷达芯片、终端主控芯片、第二无线通信单元、终端存储芯片分别安装在所述终端PCB板上，所述第二雷达芯片、终端主控芯片、第二无线通信单元、终端存储芯片、扬声器、显示屏、终端电池分别与所述终端PCB板电性连接。

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