JP6293304B2

JP6293304B2 - 遠隔制御装置、制御システム及び制御方法

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Publication number: JP6293304B2
Application number: JP2016563157A
Authority: JP
Inventors: リウ、ユアンカイ
Original assignee: SZ DJI Technology Co Ltd
Current assignee: SZ DJI Technology Co Ltd
Priority date: 2014-05-21
Filing date: 2014-05-21
Publication date: 2018-03-14
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Description

本発明は、無人化設備分野に関し、特に遠隔制御装置、制御システム及び制御方法に関する。

ここ数年、無人化設備は、即ち無人運転の移動体であり、航空機（例えば固定翼飛行機、及びヘリコプターを含む回転翼航空機）、自動車、潜水艇又は船、及び衛星、宇宙ステーション、宇宙船等を含み、例えば偵察探測、捜索救助などに幅広く応用されていて、且つこれらの移動体には、通常カメラレンズなどの類似の搭載物が搭載される。

これらの移動体及びそのうえに搭載された搭載物に対する制御は、通常使用者が遠隔制御装置を操作することによって実現される。遠隔制御装置は、通常２組の制御レバーによって航空機の前後、左右、上下及び向きという四つの運動軸を制御し、且つ移動体に搭載された搭載物の三つの運動軸（ヨー方向、ピッチ方向、ロール方向）に対する制御は、通常もう一つの遠隔制御装置によって実現される。これによって移動体の四つの軸における移動とそのうえに搭載された搭載物の三つの軸における移動を制御するために、２つの遠隔制御装置、即ち４組の制御レバーが必要となる。しかし、人間は、両手だけで、一人で全部の制御を行えないため、二人で協力して制御しなければならない。特に空撮の分野では、二人の心が通じ合って、うまく協力してこそ立派な作品が生まれる。これによって、現在の制御方法は、複雑さを増した上に効率を下げる。

本発明が主に解決する技術的課題は、遠隔制御装置、制御システム及び制御方法を提供することであり、それによって、無人設備上の搭載物を制御レバーで制御しなければならないため、無人設備と搭載物を同時に制御する場合、一人では全部を制御できないという従来の遠隔制御装置の技術的課題を解決する。

上記技術的課題を解決するために、本発明が採用する技術的解決手段は、無人設備及び無人設備に搭載された搭載物を遠隔制御するための遠隔制御装置を提供することである。前記遠隔制御装置は遠隔制御装置の空間姿勢を検知し、空間姿勢信号を出力するために使用される姿勢センサと、姿勢センサから出力された空間姿勢信号を受信し、前記遠隔制御装置の少なくとも一つの軸における角度変化を算出し、角度変化に基づいて、搭載物の対応軸における移動状態を制御するための搭載物制御信号を生成するマイクロプロセッサとを含む。

ここで、前記搭載物制御信号は、搭載物が前記対応軸において予め定められた角度で移動し、又は予め定められた速度で移動するように制御するために使用される。

ここで、前記遠隔制御装置の空間姿勢は前記遠隔制御装置の回転方向、ピッチ方向及びロール方向という三つの軸における角度を含む。

ここで、前記搭載物制御信号は前記搭載物を制御することにより、前記遠隔制御装置の前記少なくとも一つの軸における角度変化と前記搭載物の前記対応軸における角度変化とが予め定められた比例関係を形成するようにさせる。

ここで、前記遠隔制御装置はさらに制御レバーを含み、前記マイクロプロセッサは、制御レバーの少なくとも一つの移動方向における移動に基づいて、前記無人設備の対応する移動方向における移動状態を制御するための無人設備制御信号を生成する。

ここで、制御レバーが外力の除去によって前記移動方向上の予め定められた位置に維持される場合、前記マイクロプロセッサにより生成された無人設備制御信号により、無人設備が対応する移動方向において状態を維持するように制御される。

ここで、前記状態を維持することは、前記対応する移動方向において本来の移動速度を維持すること、又はゼロまで減速してホバリング状態に入ることを含む。

ここで、前記遠隔制御装置はさらに制御スイッチを含み、前記制御スイッチは前記姿勢センサ及び／又は前記マイクロプロセッサを制御するために使用され、前記遠隔制御装置が前記搭載物に対する制御機能を起動又は停止させる。

ここで、前記マイクロプロセッサは、前記遠隔制御装置が前記搭載物に対する制御機能を起動させる時に前記姿勢センサが出力した前記空間姿勢信号を初期空間姿勢信号として記録し、前記姿勢センサから出力された後続の前記空間姿勢信号と前記初期空間姿勢信号とを比較することによって、前記遠隔制御装置の少なくとも一つの軸上における角度変化を算出する。

上記の技術的課題を解決するために、本発明が採用するもう一つの技術的解決手段は、無人設備及び無人設備に搭載された搭載物の移動を制御するための制御システムを提供することである。前記制御システムは上記の遠隔制御装置、及び無人設備に設置された無人設備用姿勢センサ、搭載物用姿勢センサ、無人設備用コントローラ、および搭載物用コントローラを含む。ここで、前記無人設備用姿勢センサは、前記無人設備の空間姿勢を取得し、無人設備を制御する空間姿勢信号を生成するために使用され；前記搭載物用姿勢センサは、前記無人設備上に搭載された搭載物の空間姿勢信号を取得するために使用され；前記無人設備用コントローラは、前記遠隔制御装置によって生成された、無人設備の対応する移動方向における移動状態を制御するための無人設備制御信号及び無人設備用姿勢センサによって生成された、前記無人設備を制御するための空間姿勢信号に基づいて、前記無人設備の移動状態を制御し；前記搭載物用コントローラは、前記遠隔制御装置によって生成された搭載物制御信号及び前記搭載物用姿勢センサによって生成された、前記搭載物を制御するための空間姿勢信号に基づいて、前記搭載物の移動状態を制御する。

ここで、前記制御システムはさらに無人設備操作パネルを含み、前記無人設備操作パネルは前記無人設備を駆動して移動状態を調整するために使用される。前記無人設備用コントローラと、前記少なくとも一つの姿勢センサ及び前記無人設備操作パネルとは、フィードバック閉ループを形成し、移動状態を維持するように無人設備を制御する。

上記の技術的課題を解決するために、本発明が採用する更なる技術的解決手段は、無人設備及び無人設備に搭載された搭載物を制御する方法を提供することである。前記制御方法は、遠隔制御装置のマイクロプロセッサを利用して、制御レバーの少なくとも一つの移動方向における移動に応じた無人設備制御信号を生成し、前記無人設備制御信号に基づいて対応する移動方向上における前記無人設備の移動状態を制御することと、前記遠隔制御装置の姿勢センサを利用して前記遠隔制御装置の空間姿勢を検知し、空間姿勢信号を出力し、マイクロプロセッサは前記空間姿勢信号に基づいて前記遠隔制御装置の少なくとも一つの軸における角度変化を算出し、前記角度変化に基づいて搭載物制御信号を生成し、前記搭載物制御信号に基づいて前記搭載物の対応軸における移動状態を制御することを含む。

ここで、前記搭載物の対応軸における移動状態を制御することは前記搭載物が前記対応軸において予め定められた角度へ移動し、又は前記搭載物が対応軸において予め定められた速度で移動するように制御することである。

ここで、前記遠隔制御装置の空間姿勢は、前記遠隔制御装置の回転方向、ピッチ方向及びロール方向という三つの軸における角度を含む。

ここで、前記搭載物が前記対応軸において移動する予め定められた角度を制御することによって前記搭載物を制御し、前記遠隔制御装置の前記少なくとも一つの軸における角度変化は前記搭載物の前記対応軸における角度変化と予め定められた比例関係を形成する。

ここで、制御レバーは外力の除去によって前記移動方向上の予め定められた位置に維持される場合、前記マイクロプロセッサが生成した無人設備制御信号に基づいて無人設備が前記対応する移動方向において状態を維持するように無人設備を制御する。

ここで、前記状態を維持することは前記対応する移動方向において本来の移動速度を維持し、又はゼロまで減速してホバリング状態に入ることを含む。

ここで、前記制御方法は、前記遠隔制御装置の制御スイッチを利用して前記遠隔制御装置の姿勢センサ及び／又は前記マイクロプロセッサを制御し、前記遠隔制御装置の前記搭載物に対する制御機能を起動又は停止させることをさらに含む。

本発明の有益効果は以下のとおりである。従来技術の状況と違って、本発明の遠隔制御装置は遠隔制御装置の空間姿勢を検知し、遠隔制御装置の少なくとも一つの軸における角度変化を算出し、遠隔制御装置の角度変化に基づいて無人設備上に搭載された搭載物の対応軸における移動状態を制御するための搭載物制御信号を生成する。このような方法によって、制御レバーで無人設備上の搭載物を制御する場合に一人で無人設備と搭載物とを同時に制御できない問題を解決し、無人設備の四つの軸の移動及び無人設備上の搭載物の三つの軸の移動を一人で同時に制御することを実現し、それにより無人設備及び無人設備上の搭載物を制御する複雑性を低減させ、制御効率及び制御効果を向上させる。

図１は、本発明の実施例に係る遠隔制御装置の構成概略図である。図２は、本発明の実施例に係る制御システムの構成概略図である。図３は、本発明の実施例に係る無人設備及び無人設備上に搭載された搭載物の制御方法のフローチャートである。

説明が必要なのは、本実施例に係る無人設備は、航空機（例えば固定翼飛行機、ヘリコプターを含む回転翼航空機）に限らず、自動車、潜水艇又は船、及び衛星、宇宙ステーション、宇宙船等も含み；無人設備に搭載された搭載物は雲台に限らず、雲台上に設置されたカメラ、望遠鏡カメラ、遠距離カメラ及び測定器も含むことである。具体的には、無人設備上に設置された無人設備用コントローラ及び搭載物用コントローラは前記雲台によって前記画像形成装置を固定し、自由に前記画像形成装置の姿勢（例えば：画像形成装置の傾斜角度および撮影方向）を調節することによって、高品質な撮影画像又は写真等が得られる。雲台によらず、無人設備用コントローラと搭載物用コントローラは、直接無人設備および搭載物の移動を制御できることが理解され得る。

図１を参照すると、図１は、本実施例に係る遠隔制御装置の構成概略図である。本実施例に係る遠隔制御装置１００は、無人設備及び無人設備上に搭載された搭載物を遠隔制御するために使用される。本実施例の遠隔制御装置１００は、姿勢センサ１１およびマイクロプロセッサ１３を含む。

ここで、姿勢センサ１１は、遠隔制御装置１００の空間姿勢を検知し、空間姿勢信号を出力するために使用される。

ここで、本実施例の姿勢センサ１１は、具体的にジャイロスコープおよび加速度計の少なくとも一つのセンサであってもよい。前記姿勢センサ１１は、慣性測定ユニットであってもよい。

ここで、前記遠隔制御装置１００の空間姿勢は、遠隔制御装置１００が回転方向、ピッチ方向及びロール方向という三つの軸における角度を含む。

前記マイクロプロセッサ１３は、姿勢センサ１１から出力された空間姿勢信号を受信し、遠隔制御装置１００の少なくとも一つの軸における角度変化を算出し、角度変化に基づいて搭載物の対応軸における移動状態を制御する搭載物制御信号を生成するために使用される。

ここで、前記搭載物制御信号は、搭載物が対応軸において予め定められた角度で移動し、又は、搭載物が対応軸において予め定められた速度で移動するように制御するために使用される。

前記遠隔制御装置１００の回転方向、ピッチ方向及びロール方向という三軸の少なくとも一つの軸における角度変化は、搭載物の対応軸における角度変化を制御する根拠とされる。例えば、遠隔制御装置１００の少なくとも一つの軸における角度変化と搭載物の対応軸における角度変化とが、予め定められた比例関係を形成する。例を挙げて説明する。前記搭載物は、三軸雲台及び雲台上に設置された画像形成装置を含む場合、遠隔制御装置１００のピッチ方向上における角度変化をΔｘと仮定し、前記マイクロプロセッサ１３は、角度変化に基づいて前記雲台上の画像形成装置のピッチ方向上における移動角度ｋΔｘを制御する搭載物制御信号を生成する。ｋは、予め定められた定数である。それに応じて、上記と同様に、遠隔制御装置１００の回転方向およびロール方向上における角度変化に相関して、それぞれ搭載物のヨー方向およびロール方向における移動角度を制御する。本実施例の前記三軸雲台は、雲台上の画像形成装置を進行方向、ピッチ方向及びロール方向において移動させることができる。

もう一つの実現可能な方法では、前記遠隔制御装置１００の少なくとも一つの軸における角度変化は、搭載物の対応軸における移動速度を制御する根拠とされてもよい。例えば、搭載物の対応軸における移動速度と遠隔制御装置１００の角度変化とが、予め定められた比例関係を形成する。

図１を参照すると、遠隔制御装置１００は、さらに制御レバー１２を含む。マイクロプロセッサ１３は、制御レバー１２の少なくとも一つの移動方向上における移動に基づいて、無人設備の対応する移動方向上における移動状態を制御するための無人設備制御信号を生成する。

具体的には、前記制御レバー１２は、さらに第一制御レバー１２１と第二制御レバー１２２を含んでもよい。前記第一制御レバー１２１の第一移動方向上における移動は、無人設備の第一移動方向上における移動状態を制御するための第一無人設備制御信号を生成する。前記第一制御レバー１２１の第二移動方向上における移動は、無人設備の第二移動方向上における移動状態を制御するための第二無人設備制御信号を生成する。前記第二制御レバー１２２の第三移動方向上における移動は、無人設備の第三移動方向上における移動状態を制御するための第三無人設備制御信号を生成する。前記第二制御レバー１２２の第四移動方向上における移動は、無人設備の第四移動方向上における移動状態を制御するための第四無人設備制御信号を生成する。

例えば、前記第一制御レバー１２１の上下方向における移動により、無人設備の上下方向における移動状態を制御するための無人設備制御信号が生成される。前記第一制御レバー１２１の左右方向における移動により、無人設備の向きを制御するための無人設備制御信号が生成される。前記第二制御レバー１２２の前後方向、左右方向における移動により、それぞれ無人設備の前後方向、左右方向上における並進運動を制御するための無人設備制御信号が生成される。当然ながら、このような制御レバーの移動に対応する無人設備の制御信号は、あくまで例示であり、本発明の目的を実現できる限り、ほかの対応関係であってもよい。

前記制御レバー１２は、外力の除去によってその移動方向上の予め定められた位置に維持される場合、前記マイクロプロセッサ１３の生成した無人設備制御信号より、無人設備が対応する移動方向において状態を維持するように制御される。

ここでの状態維持は、対応する移動方向において本来の移動速度を維持し、又はゼロまで減速してホバリング状態に入ることを含む。

例えば、前記遠隔制御レバー１２の一つの移動方向上における外力が除去される場合、対応して生成された無人設備制御信号により、無人設備が当該移動方向に対応する移動方向において減速状態に入るように制御される。前記制御レバー１２が当該移動方向上の予め定められた位置に維持される場合、対応して生成された無人設備制御信号により、無人設備が当該移動方向上における速度をゼロまで減速してからその状態を維持するように制御される。すべての制御レバー１２のすべての方向における外力が除去されて自動的に予め定められた位置に戻る場合、生成された無人設備制御信号により、無人設備がホバリング状態に入るように制御される。

遠隔制御装置１００は、さらに制御スイッチ１４を含んでもよい。前記制御スイッチ１４は、姿勢センサ１１及び／又はマイクロプロセッサ１３を制御し、遠隔制御装置１００の搭載物に対する制御機能を起動又は停止させる。前記制御スイッチ１４は、前記遠隔制御装置１００の搭載物に対する制御を停止させる場合、前記搭載物は、前記遠隔制御装置１００の搭載物に対する制御を停止させる前の時点の状態を維持する。理解されるように、前記制御スイッチ１４が前記遠隔制御装置１００の搭載物に対する制御を停止させる場合、前記搭載物は、初期状態に戻ってもよい。

なお、前記マイクロプロセッサ１３は、遠隔制御装置１００の搭載物に対する制御機能が起動する時に姿勢センサ１１から出力した空間姿勢信号を初期空間姿勢信号として記録し、姿勢センサから出力した後続の空間姿勢信号と初期空間姿勢信号とを比較することによって遠隔制御装置１００の少なくとも一つの軸における角度変化を算出する。

すなわち、制御スイッチ１４によって遠隔制御装置の搭載物に対する制御機能を起動させる度に、この起動時の遠隔制御装置１００の初期状態をデフォルト状態とし、検知された遠隔制御装置１００の後続状態と当該初期状態とを比較して遠隔制御装置１００の角度変化を算出する。このように、現在の使用者の操作習慣に応じて遠隔制御装置１００の搭載物に対する制御を適応的に調整することができ、異なる使用者の操作習慣によって引き起こされる搭載物制御の誤差を避ける。

本実施例に係る遠隔制御装置は、遠隔制御装置の空間姿勢を検知することによって、遠隔制御装置の少なくとも一つの軸における角度変化を算出し、遠隔制御装置の角度変化に基づいて無人設備上の搭載物の対応軸における移動状態を制御するための搭載物制御信号を生成する。このような方法によって、制御レバーで無人設備上の搭載物を制御する場合に、一人で同時に無人設備および搭載物を制御できない問題が避けられる。無人設備の四つの軸と無人設備上の搭載物の三つの軸における移動を一人で同時に制御することを実現できる。それによって、無人設備及び無人設備上の搭載物を制御する複雑性を低減させ、制御効率及び制御効果を向上させる。

上記本実施例に係る遠隔制御装置に加えて、本実施例はさらに制御システムを提供する。この制御システムは、無人設備及び無人設備上に搭載された搭載物の移動を制御するために使用される。図２を参照して、本実施例の制御システムは遠隔制御装置１００を含む。遠隔制御装置１００の構成及び機能は、上記実施例の詳細記述を参照する。制御システムは、さらに無人設備上に設置された無人設備用姿勢センサ２００と搭載物用姿勢センサ２０１と、無人設備用コントローラ３００及び搭載物用コントローラ４００を含む。

ここで、無人設備用姿勢センサ２００は、無人設備の空間姿勢を取得し、無人設備を制御するための空間姿勢信号を生成するために使用される。

搭載物用姿勢センサ２０１は、無人設備に搭載された搭載物の空間姿勢を取得し、搭載物を制御するための空間姿勢信号を生成するために使用される。

無人設備用コントローラ３００は、遠隔制御装置１００により生成された無人設備の対応する移動方向上における移動状態を制御するための無人設備制御信号、及び無人設備用姿勢センサ２００により生成された無人設備を制御するための空間姿勢信号によって、無人設備の移動状態を制御するために使用される。

搭載物用コントローラ４００は、遠隔制御装置１００により生成された搭載物制御信号、及び搭載物用姿勢センサ２０１により生成された搭載物を制御するための空間姿勢信号によって、搭載物の移動状態を制御するために使用される。

制御システムは、さらに無人設備操作パネル５００を含んでもよい。無人設備操作パネル５００は、無人設備を駆動して移動状態を調整させるために使用される。ここで、無人設備用コントローラ３００、無人設備用姿勢センサ２００及び無人設備操作パネル５００は、フィードバック閉ループを形成して、移動状態を維持するように無人設備を制御する。

無人設備が一つの移動方向上において状態維持になる場合、無人設備用姿勢センサ２００によって無人設備の状態をリアルタイムに検知して無人設備用コントローラ３００にフィードバックし、無人設備用コントローラ３００が無人設備操作パネル５００を制御し、それによって無人設備は、ずっと維持すべき状態に安定する。

ここでの状態維持は、対応する移動方向上において本来の移動速度を維持し、又はゼロまで減速してホバリング状態に入ることを含む。

無人設備が航空機であり、無人設備に搭載された搭載物がカメラである場合、状態維持は、航空機の飛行高度を制御し、航空機に付けるカメラの焦点距離のカップリング定数の安定を維持することを含む。

図３を参照すると、本実施例は、更に無人設備及び無人設備に搭載された搭載物を制御する方法を提供し、本実施例の制御方法は以下のステップを含む。

Ｓ１０１：遠隔制御装置のマイクロプロセッサを利用し、制御レバーの少なくとも一つの移動方向における移動に基づいて無人設備制御信号を生成し、無人設備制御信号によって無人設備の対応する移動方向上における移動状態を制御する。

具体的には、制御レバーは、第一制御レバー及び第二制御レバーを含む。第一制御レバーの第一移動方向における移動に基づいて生成された第一無人設備制御信号を利用して、無人設備の第一移動方向上における移動状態を制御する。第一制御レバーの第二移動方向における移動に基づいて生成された第二無人設備制御信号を利用して、無人設備の第二移動方向上における移動状態を制御する。第二制御レバーの第三移動方向における移動に基づいて生成された第三無人設備制御信号を利用して、無人設備の第三移動方向上における移動状態を制御する。第二制御レバーの第四移動方向における移動に基づいて生成された第四無人設備制御信号を利用して、無人設備の第四移動方向上における移動状態を制御する。

例えば、第一制御レバーの上下方向における移動に基づいて生成された第一無人設備制御信号を利用して、無人設備の上下方向における移動状態を制御する。第一制御レバーの左右方向における移動に基づいて生成された第二無人設備制御信号を利用して、無人設備の向きを制御する。第二制御レバーの前後方向、左右方向における移動に基づいて生成された第三無人設備制御信号を利用して、無人設備の前後方向、左右方向における水平移動を制御する。当然ながら、このような制御レバーの移動に対応する無人設備の制御は、あくまで例示であり、本発明の目的を実現できる限り、ほかの対応関係であってもよい。

制御レバーは外力の除去によって移動方向上の予め定められた位置に維持される場合、マイクロプロセッサが生成した無人設備制御信号によって無人設備が対応する移動方向において状態維持になるように制御する。

状態維持は、対応する移動方向において本来の移動速度を維持し、又はゼロまで減速してホバリング状態に入ることを含む。

例えば、制御レバーの一つの移動方向における外力が除去される場合、対応して生成された無人設備制御信号によって、無人設備が当該移動方向の対応方向において減速状態に入るように制御される。制御レバーが当該移動方向における予め定められた位置に維持される場合、対応して生成された無人設備制御信号によって、無人設備が当該移動方向における速度をゼロまで減速してその状態を維持するように制御される。すべての制御レバーのすべての方向における外力が除去されて自動的に予め定められた位置に戻る場合、生成された無人設備制御信号によって、無人設備がホバリング状態に入るように制御される。

例えば、無人設備が航空機であり、無人設備に搭載された搭載物がカメラである場合、航空機が状態維持になるように制御し、航空機の飛行高度を制御し、航空機に付けるカメラの焦点距離のカップリング定数の安定を維持する。

Ｓ１０２：遠隔制御装置の姿勢センサを利用して遠隔制御素装置の空間姿勢を検知し、空間姿勢信号を出力し、マイクロプロセッサは、空間姿勢信号に基づいて遠隔制御装置の少なくとも一つの軸における角度変化を算出し、角度変化に基づいて搭載物制御信号を生成し、搭載物制御信号によって搭載物の対応軸における移動状態を制御する。

ここで、搭載物の対応軸における移動状態を制御することは、搭載物が対応軸において予め定められた角度で移動し、又は搭載物が対応軸において予め定められた速度で移動するように制御することである。

遠隔制御装置の空間姿勢は、遠隔制御装置の回転方向、ピッチ方向及びロール方向という三つの軸における角度を含む。

ここで、搭載物が対応軸において予め定められた角度で移動するように制御することは、遠隔制御装置の少なくとも一つの軸における角度変化と搭載物の対応軸における角度変化とが予め定められた比例関係を形成するように、搭載物を制御することである。例えば、遠隔制御装置のピッチ方向における角度変化がΔｘであると仮定し、当該角度変化に基づいて搭載物のピッチ方向における移動角度ｋΔｘを制御することができ、ｋが予め定められた定数である。それに応じて、上記と同様に、遠隔制御装置の回転方向およびロール方向上における角度変化に相関して、搭載物の移動角度を制御する。

もう一つの実現可能な方法では、遠隔制御装置の少なくとも一つの軸における角度変化は、搭載物の対応軸における移動速度を制御する根拠とされてもよい。例えば、搭載物の対応軸における移動速度と遠隔制御装置の角度変化とが予め定められた比例関係を形成する。

ここで、制御方法はさらに以下を含む。

Ｓ１０３：無人設備上に設置された無人設備用姿勢センサ及び搭載物用姿勢センサを利用してそれぞれ無人設備及び搭載物の空間姿勢を検知し、それによって無人設備及び搭載物を制御する空間姿勢信号を生成し、空間姿勢信号によって無人設備及び搭載物を維持すべき状態に維持させるように制御する。

ここで、制御方法はさらに以下を含む。

Ｓ１０４：遠隔制御装置の制御スイッチを利用して遠隔制御装置の姿勢センサ又は／及びマイクロプロセッサを制御し、遠隔制御装置の搭載物に対する制御機能を起動又は停止させる。

すなわち、実際の必要に応じて、遠隔制御装置によって搭載物を制御することが必要な場合には、制御スイッチをオンして遠隔制御装置の搭載物に対する制御機能を起動させる。遠隔制御装置によって搭載物を制御することが必要でない場合には、制御スイッチをオフして遠隔制御装置の搭載物に対する制御機能を停止させる。制御スイッチが前記遠隔制御装置の搭載物に対する制御を停止させた時、前記搭載物は、前記遠隔制御装置の搭載物に対する制御が停止する前の時点の状態を維持する。理解されるように、前記制御スイッチが前記遠隔制御装置の搭載物に対する制御を停止させた時、前記搭載物は、初期状態に戻ってもよい。

説明が必要なのは、上記ステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３及びＳ１０４は、ステップを容易に区分するために各ステップに付ける番号であるにすぎず、各ステップの実行順序を限定するわけではないことである。実際に、これらのステップの実行は、本来の順序を厳しく区分せず、同時に実行することも可能であることが理解され得る。

以上実施例の詳細記述によって、本実施例に係る遠隔制御装置、制御システム及び制御方法を理解することができる。遠隔制御装置は、遠隔制御装置の空間姿勢を検知することによって、遠隔制御装置の少なくとも一つの軸における角度変化を算出し、遠隔制御装置の角度変化に基づいて無人設備上の搭載物が対応軸における移動状態を制御するための搭載物制御信号を生成し、制御レバーの移動に基づいて無人設備を制御するための無人設備制御信号を生成する。このような遠隔制御装置によって、一人で同時に無人設備の四つの軸及び無人設備上の搭載物の三つの軸における移動を制御することを実現でき、無人設備及び無人設備に搭載された搭載物を制御する複雑性を大幅に低減させ、制御効率及び制御効果を向上させる。

以上は本発明の実施例にすぎず、本発明の特許範囲はそれによって限定されない。本発明の明細書及び添付図の内容に説明した同等の構成又は同等のフローチャート変換を利用し、又は直接か間接にほかの関連技術分野に応用することは、いずれも本発明の特許保護範囲内に含まれる。

Claims

無人設備及び前記無人設備に搭載された搭載物を遠隔制御するための遠隔制御装置であって、
前記遠隔制御装置の空間姿勢を検知し、空間姿勢信号を出力する姿勢センサと、
前記姿勢センサから出力された空間姿勢信号を受信し、前記遠隔制御装置の少なくとも一つの軸における角度変化を算出し、前記角度変化に基づいて、前記搭載物の対応軸における移動状態を制御するための搭載物制御信号を生成するマイクロプロセッサと、
制御レバーとを含み、
前記マイクロプロセッサは、制御レバーの少なくとも一つの移動方向における移動に基づいて、前記無人設備の対応する移動方向における移動状態を制御するための無人設備制御信号を生成し、
前記無人設備は、無人航空機であり、
前記制御レバーは、第一制御レバー及び第二制御レバーを含み、
前記マイクロプロセッサは、
前記第一制御レバーの第一移動方向上における移動に基づいて、前記無人設備の第一移動方向上における移動状態を制御するための第一無人設備制御信号を生成し、
前記第一制御レバーの第二移動方向上における移動に基づいて、前記無人設備の第二移動方向上における移動状態を制御するための第二無人設備制御信号を生成し、
前記第二制御レバーの第三移動方向上における移動に基づいて、前記無人設備の第三移動方向上における移動状態を制御するための第三無人設備制御信号を生成し、
前記第二制御レバーの第四移動方向上における移動に基づいて、前記無人設備の第四移動方向上における移動状態を制御するための第四無人設備制御信号を生成し、
前記第一制御レバー及び前記第二制御レバーがすべての方向における外力の除去によってそれぞれの移動方向上の予め定められた位置に維持される場合、前記マイクロプロセッサにより生成された無人設備制御信号により、ゼロまで減速してホバリング状態に入るように制御される、遠隔制御装置。
前記搭載物制御信号は、前記搭載物が前記対応軸において予め定められた角度で移動し、又は前記搭載物が前記対応軸において予め定められた速度で移動するように制御するために使用される、請求項１に記載の遠隔制御装置。
前記遠隔制御装置の空間姿勢は、前記遠隔制御装置の回転方向、ピッチ方向及びロール方向という三つの軸における角度を含む、請求項１または２に記載の遠隔制御装置。
前記搭載物制御信号は、前記搭載物を制御することによって、前記遠隔制御装置の前記少なくとも一つの軸における角度変化と前記搭載物の前記対応軸における角度変化とが予め定められた比例関係を形成するようにさせる、請求項１から３のいずれか一項に記載の遠隔制御装置。
前記遠隔制御装置は、さらに制御スイッチを含み、前記制御スイッチは、前記姿勢センサ及び／又は前記マイクロプロセッサを制御し、前記遠隔制御装置が前記搭載物に対する制御機能を起動又は停止させるために使用される、請求項１から４のいずれか一項に記載の遠隔制御装置。
前記マイクロプロセッサは、前記遠隔制御装置が前記搭載物に対する制御機能を起動させる時に前記姿勢センサが出力した前記空間姿勢信号を初期空間姿勢信号として記録し、前記姿勢センサから出力された後続の前記空間姿勢信号と前記初期空間姿勢信号とを比較することによって、前記遠隔制御装置の少なくとも一つの軸における角度変化を算出する、請求項１から５のいずれか一項に記載の遠隔制御装置。
無人設備及び前記無人設備に搭載された搭載物の移動を制御するための制御システムであって、
前記制御システムは、請求項１から６のいずれか一項に記載の遠隔制御装置、及び前記無人設備に設置された無人設備用姿勢センサ、搭載物用姿勢センサ、無人設備用コントローラ、搭載物用コントローラを含み、
前記無人設備用姿勢センサは、前記無人設備の空間姿勢を取得し、無人設備を制御するための空間姿勢信号を生成するために使用され、
前記搭載物用姿勢センサは、前記無人設備上に搭載された搭載物の空間姿勢を取得し、搭載物を制御するための空間姿勢信号を生成するために使用され、
前記無人設備用コントローラは、前記遠隔制御装置により生成された、無人設備の対応する移動方向における移動状態を制御するための無人設備制御信号、及び無人設備用姿勢センサにより生成された、前記無人設備を制御するための空間姿勢信号によって、前記無人設備の移動状態を制御するために使用され、
前記搭載物用コントローラは、前記遠隔制御装置により生成された搭載物制御信号、及び前記搭載物用姿勢センサにより生成された、前記搭載物を制御するための空間姿勢信号によって、前記搭載物の移動状態を制御するために使用される、制御システム。
前記制御システムは、さらに無人設備操作パネルを含み、前記無人設備操作パネルは、前記無人設備を駆動して移動状態を調整するために使用され、
前記無人設備用コントローラ、前記無人設備用姿勢センサ、及び前記無人設備操作パネルは、フィードバック閉ループを形成し、移動状態を維持するように前記無人設備を制御する、請求項７に記載の制御システム。
無人航空機である無人設備及び前記無人設備に搭載された搭載物を制御する方法であって、
遠隔制御装置のマイクロプロセッサを利用して、第一制御レバー及び第二制御レバーを含む制御レバーの少なくとも一つの移動方向における移動に基づいて無人設備制御信号を生成し、前記無人設備制御信号によって前記無人設備の対応する移動方向上における移動状態を制御することと、
前記遠隔制御装置の姿勢センサを利用して前記遠隔制御装置の空間姿勢を検知し、空間姿勢信号を出力し、マイクロプロセッサは前記空間姿勢信号に基づいて前記遠隔制御装置の少なくとも一つの軸における角度変化を算出し、前記角度変化に基づいて搭載物制御信号を生成し、前記搭載物制御信号によって前記搭載物の対応軸における移動状態を制御することと、
前記第一制御レバー及び前記第二制御レバーがすべての方向における外力の除去によってそれぞれの移動方向上の予め定められた位置に維持される場合、前記マイクロプロセッサにより生成された無人設備制御信号によって、ゼロまで減速してホバリング状態に入るように制御されること
を含み、
前記移動状態を制御することは、
前記第一制御レバーの第一移動方向上における移動に基づいて、前記無人設備の第一移動方向上における移動状態を制御するための第一無人設備制御信号を生成すること、
前記第一制御レバーの第二移動方向上における移動に基づいて、前記無人設備の第二移動方向上における移動状態を制御するための第二無人設備制御信号を生成すること、
前記第二制御レバーの第三移動方向上における移動に基づいて、前記無人設備の第三移動方向上における移動状態を制御するための第三無人設備制御信号を生成すること、及び
前記第二制御レバーの第四移動方向上における移動に基づいて、前記無人設備の第四移動方向上における移動状態を制御するための第四無人設備制御信号を生成することを含む、
制御方法。
前記搭載物の対応軸における移動状態を制御することは、前記搭載物が前記対応軸において予め定められた角度で移動し、又は、前記搭載物が対応軸において予め定められた速度で移動するように制御することである、請求項９に記載の制御方法。
前記遠隔制御装置の空間姿勢は、前記遠隔制御装置の回転方向、ピッチ方向及びロール方向という三次元における角度を含む、請求項９または１０に記載の制御方法。
前記搭載物が前記対応軸において予め定められた角度で移動するように制御することは、前記遠隔制御装置の前記少なくとも一つの軸における角度変化と前記搭載物の前記対応軸における角度変化とが予め定められた比例関係を形成するように、前記搭載物を制御することである、請求項９から１１のいずれか一項に記載の制御方法。
前記制御方法は、前記遠隔制御装置の制御スイッチを利用して前記遠隔制御装置の姿勢センサ及び／又は前記マイクロプロセッサを制御し、前記遠隔制御装置の前記搭載物に対する制御機能を起動又は停止させることをさらに含む、請求項９から１２のいずれか一項に記載の制御方法。