CN105739514A - 无人机的操控方法及无人机*** - Google Patents

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王珂
王效杰
顾兴
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Abstract

本发明公开了一种无人机的操控方法及无人机***，该无人机的操控方法包括步骤：无人机检测无人机朝向的第一方向；所述移动控制终端检测所述移动控制终端朝向的第二方向，并将该第二方向发送至所述无人机；无人机根据该第一方向和第二方向对准定义所述无人机的飞行基准方向；所述移动控制终端发送方向控制指令，该方向控制指令在所述无人机上经运算后与所述飞行基准方向相匹配，使得该方向控制指令的指向为所述无人机的实际飞行方向。本发明实现了无论无人机的飞机头指向何处，均可使无人机按照操作者发出的方向指令的方向进行飞行。通过该方法和***，使得无人机的操作简单，控制灵活，简化了操控无人机的学习成本。

Description

无人机的操控方法及无人机***
技术领域
本发明涉及飞行器领域，尤其涉及一种无人机的操控方法及无人机***。
背景技术
目前，无人机广泛应用于民用、商用及军事领域。传统的无人机都通过遥控或者手机app进行载荷的相关控制。然而，由于地面人员一般静止不动，或者运动但难以实时与无人机的在起飞时定义的飞机头指向(无人机起飞前，无人机在正对遥控器的方向上，远离遥控器的一端的朝向定义为飞机头指向)保持一致，当飞机头指向操作者时，摇杆前推对应无人机的后退、左推变成无人机向右飞行，而适应此过程将非常耗时。对于无人机这类高度即时机动物体来说，操作者控制上对方向感的任何短暂紊乱，都可能带来撞墙、挂树等危险，以致机器的损坏或者人员的伤害，新手单独上手飞行时存在较大风险。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种无人机的操控方法，旨在简化无人机操作方式，增加无人机操作的趣味性和便利性。
为实现上述目的，本发明提供一种无人机的操控方法，包括：
无人机检测无人机朝向的第一方向；
所述移动控制终端检测所述移动控制终端朝向的第二方向，并将该第二方向发送至所述无人机；
无人机根据该第一方向和第二方向对准定义所述无人机的飞行基准方向；
所述移动控制终端发送方向控制指令，该方向控制指令在所述无人机上经运算后与所述飞行基准方向相匹配，使得该方向控制指令的指向为所述无人机的实际飞行方向。
可选地，通过所述无人机的姿态检测仪检测该无人机朝向的第一方向；
所述移动控制终端的指南针检测所述移动控制终端朝向的第二方向，并将该第二方向无线发送至无人机；所述无人机根据该第一方向和第二方向对准定义所述无人机的飞行基准方向；
所述移动控制终端通过方向控制摇杆发送方向控制指令，该方向控制指令在所述无人机上经运算后与所述飞行基准方向相匹配，使得该方向控制指令的指向为所述无人机的实际飞行方向。
可选地，无人机检测无人机朝向的第一方向的步骤包括：
通过姿态检测仪中的惯性测量模块检测所述无人机的姿态信息，并将该姿态信息发送至所述无人机的控制器；
通过姿态检测仪中的方位测量模块检测所述无人机的方向信息，并将该方向信息发送至所述无人机的控制器；
所述控制器接收所述无人机的姿态信息和方向信息，运算形成所述第一方向，并根据该第一方向和第二方向对准定义所述无人机的飞行基准方向。
可选地，所述移动控制终端发送方向控制指令，该方向控制指令在所述无人机上经运算后与所述飞行基准方向相匹配，使得该方向控制指令的指向为所述无人机的实际飞行方向的步骤包括：
所述无人机根据该飞行基准方向定义所述无人机相对于操控者的实际朝向，并将所述方向控制摇杆发出的方向指令运算成与该实际朝向相同，使得所述方向控制摇杆发出的方向控制指令为所述无人机的实际飞行方向。
本发明实施例还提出一种无人机***，包括：无人机、与所述无人机无线通讯的移动控制终端，其特征在于，所述无人机设有姿态检测仪，所述移动控制终端设有方向控制摇杆和指南针，
所述姿态检测仪检测该无人机朝向的第一方向，并将该第一方向无线发送至所述移动控制终端；
所述指南针检测所述移动控制终端朝向的第二方向，并将该第二方向发送至所述无人机；
所述无人机根据该第一方向和第二方向对准定义所述无人机的飞行基准方向；
所述方向控制摇杆发送方向控制指令，该方向控制指令经所述无人机的运算后与所述飞行基准方向相匹配，使得该方向控制指令的指向为所述无人机的实际飞行方向。
可选地，所述姿态检测仪包括惯性测量模块和方位测量模块，所述无人机设有控制器；
所述惯性测量模块，用于检测所述无人机的姿态信息，并将该姿态信息发送至所述控制器；
所述方位测量模块，用于检测所述无人机的方向信息，并将该方向信息发送至所述控制器；
所述控制器，用于接收所述无人机的姿态信息和方向信息，运算形成所述第一方向，并根据该第一方向和第二方向对准定义所述无人机的飞行基准方向。
可选地，所述惯性测量模块为IMU模块，所述方位测量模块为罗盘。
可选地，所述无人机与所述控制器之间通过无线电自动跳频数字技术进行无线连接。
可选地，所述无人机还设有GPS定位模块，所述GPS定位模块用于将所述无人机所处的经纬度发送给所述移动控制终端。
本发明实施例提出的无人机的操控方法及无人机***，通过实时定义飞行基准方向，也即检测无人机的飞机头相对于操控者的实际指向，方向控制摇杆发出的方向指令的指向与操控者的实际朝向相同。具体的，操控者通过移动控制终端发送向前(可以理解的是，前后左右均是以操控者为基础，操控者手持移动控制终端，正对面向的方向即为前)飞行的方向指令，无人机接收到该指令后执行向前飞行的动作。如此，使得操作体验与操控者的原始习惯总保持和谐一致，无人机与移动控制终端将可以使操控者将自己的面对方向一直与遥控器操纵杆的“前推”操作方向保持一致，也即，无论无人机的飞机头指向何处，均可使无人机按照操作者发出的方向指令的方向进行飞行。新手能更快上手对无人机的操作，简化教学流程，降低事故率。
附图说明
图1为本发明的无人机***的示意图；
图2为图1所示的无人机***的模块示意图；
图3为本发明无人机的操控方法的流程示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 无人机*** 12 控制器
10 无人机 13 GPS定位模块
11 姿态检测仪 20 移动控制终端
111 惯性测量模块 21 方向控制摇杆
112 方位测量模块 22 指南针
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
参照图1至图3，图1为本发明的无人机***的示意图(图1中的头尾和左右方向基于无人机起飞时定义的飞机头指向，其中，无人机处的箭头指向为其实际飞行方向，移动控制终端处的箭头指向为方向控制指令的指向)；图2为图1所示的语言解析器的模块示意图；图3为本发明无人机的操控方法的流程示意图。
请参阅图1和图2，本发明实施例提出的无人机***100，包括：无人机10、与所述无人机10无线通讯的移动控制终端20，所述无人机10设有姿态检测仪11，所述移动控制终端20设有方向控制摇杆21和指南针22，
所述姿态检测仪11检测该无人机10朝向的第一方向；
所述指南针22检测所述移动控制终端20朝向的第二方向，并将该第二方向发送至所述无人机10；
所述无人机10根据该第一方向和第二方向对准定义所述无人机10的飞行基准方向；
所述方向控制摇杆21发送方向控制指令，该方向控制指令在所述无人机10上经运算后与所述飞行基准方向相匹配，使得所述方向控制摇杆21发出的方向控制指令为所述无人机10的实际飞行方向。
其中，移动控制终端20的指南针22可为电子罗盘。
通过实时定义飞行基准方向，也即检测无人机10的飞机头相对于操控者的实际指向，使方向控制摇杆21发出的方向指令的指向与操控者的实际朝向相同。具体的，操控者通过移动控制终端20发送向前飞行的方向指令(可以理解的是，前后左右均是以操控者为基础，操控者手持移动控制终端20，正对面向的方向即为前)，无人机10接收到该指令后执行向前飞行的动作。操控者通过移动控制终端20发送向左飞行的方向指令，无人机10接收到该指令后执行向左飞行的动作。如此，使得操作体验与操控者的原始习惯总保持和谐一致(如图1，即使基于无人机10起飞时定义方向为左右方向，但是方向指令为前后向，无人机10的实际飞行方向也为前后向)，无人机10与移动控制终端20将可以使操控者将自己的面对方向一直与遥控器操纵杆的“前推”操作方向保持一致，也即，无论无人机10的飞机头指向何处，均可使无人机10按照操作者发出的方向指令的方向进行飞行。使得新手能更快上手对无人机10的操作，简化教学流程，降低事故率。
参照图2，所述移动控制终端20包括主控模块23，用于根据所述飞行基准方向定义所述无人机10相对于操控者的实际朝向，并将所述方向控制摇杆21发出的方向指令运算成与该实际朝向相同，使得所述方向控制摇杆21发出的方向控制指令为所述无人机10的实际飞行方向。
参照图2，所述姿态检测仪11包括惯性测量模块111和方位测量模块112，所述无人机10还设有控制器12；
所述惯性测量模块111，用于检测无人机10的姿态信息，并将该姿态信息发送至所述控制器12；
所述方位测量模块112，用于检测无人机10的方向信息，并将该方向信息发送至所述控制器12；
所述控制器12，用于接收所述无人机10的姿态信息和方向信息，运算形成所述第一方向，并根据该第一方向和第二方向对准定义所述无人机10的飞行基准方向。
其中，所述惯性测量模块111为IMU模块(Inertialmeasurementunit，惯性测量单元)，所述方位测量模块112为罗盘。
如此，可精确测量无人机10的朝向和姿态，使得第一方向更为精准。
在本实施例中，所述无人机10与所述控制器12之间通过无线电自动跳频数字技术进行无线连接。无线电自动跳频数字技术，可实现抗干扰、远距离、低功耗传输等关键特点，确保地面与无人机10之间通信的可靠性。
在本实施例中，所述无人机10还设有GPS定位模块13，所述GPS定位模块13用于将所述无人机10所处的经纬度发送给所述移动控制终端20。
在本实施例中，所述移动控制终端20为智能手机或遥控器。当然，此仅为本发明的两个实施方式，还可以为其他遥控装置。
参照图3，本发明还提供一种无人机10的操控方法，包括：
步骤S10：无人机10检测无人机10朝向的第一方向；
步骤S20：所述移动控制终端20检测所述移动控制终端20朝向的第二方向，并将该第二方向发送至所述无人机10；所述无人机10根据该第一方向和第二方向对准定义所述无人机10的飞行基准方向；
步骤S30：所述移动控制终端20发送方向控制指令，该方向控制指令在所述无人机10上经运算后与所述飞行基准方向相匹配，使得该方向控制指令的指向为所述无人机10的实际飞行方向。
该无人机10的操控方法具体为：
通过所述无人机10的姿态检测仪11检测该无人机10朝向的第一方向；
所述移动控制终端20的指南针22检测所述移动控制终端20朝向的第二方向，并将该第二方向无线发送至无人机10；所述无人机10根据该第一方向和第二方向对准定义所述无人机10的飞行基准方向；
所述移动控制终端20通过方向控制摇杆21发送方向控制指令，该方向控制指令在所述无人机10上经运算后与所述飞行基准方向相匹配，使得该方向控制指令的指向为所述无人机10的实际飞行方向。
本实施例中，通过实时定义飞行基准方向，也即检测无人机10的飞机头相对于操控者的实际指向，方向控制摇杆21发出的方向指令的指向与操控者的实际朝向相同。具体的，操控者通过移动控制终端20发送向前飞行的方向指令(可以理解的是，前后左右均是以操控者为基础，操控者手持移动控制终端20，正对面向的方向即为前)，无人机10接收到该指令后执行向前飞行的动作。操控者通过移动控制终端20发送向左飞行的方向指令，无人机10接收到该指令后执行向左飞行的动作。如此，使得操作体验与操控者的原始习惯总保持和谐一致，无人机10与移动控制终端20将可以使飞行员将自己的面对方向一直与遥控器操纵杆的“前推”操作方向保持一致，也即，无论无人机10的飞机头指向何处，均可使无人机10按照操作者发出的方向指令的方向进行飞行。使得新手能更快上手对无人机10的操作，简化教学流程，降低事故率。
具体地，步骤S10包括：
通过姿态检测仪11中的惯性测量模块111检测所述无人机10的姿态信息，并将该姿态信息发送至所述无人机10的控制器12；
通过姿态检测仪11中的方位测量模块112检测所述无人机10的方向信息，并将该方向信息发送至所述无人机10的控制器12；
所述控制器12接收所述无人机10的姿态信息和方向信息，运算形成所述第一方向，并根据该第一方向和第二方向对准定义所述无人机10的飞行基准方向。
如此，可精确测量无人机10的朝向和姿态，使得第一方向更为精准。
具体地，步骤S30包括：
所述无人机10根据该飞行基准方向定义所述无人机10相对于操控者的实际朝向，并将所述方向控制摇杆21发出的方向指令运算成与该实际朝向相同，使得所述方向控制摇杆21发出的方向控制指令为所述无人机10的实际飞行方向。
应当说明的是，本发明的各个实施例的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域的技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明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，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种无人机的操控方法，其特征在于，包括：
无人机检测无人机朝向的第一方向；
所述移动控制终端检测所述移动控制终端朝向的第二方向，并将该第二方向发送至所述无人机；
无人机根据该第一方向和第二方向对准定义所述无人机的飞行基准方向；
所述移动控制终端发送方向控制指令，该方向控制指令在所述无人机上经运算后与所述飞行基准方向相匹配，使得该方向控制指令的指向为所述无人机的实际飞行方向。
2.根据权利要求1所述的无人机的操控方法，其特征在于，
通过所述无人机的姿态检测仪检测该无人机朝向的第一方向；
所述移动控制终端的指南针检测所述移动控制终端朝向的第二方向，并将该第二方向无线发送至无人机；所述无人机根据该第一方向和第二方向对准定义所述无人机的飞行基准方向；
所述移动控制终端通过方向控制摇杆发送方向控制指令，该方向控制指令在所述无人机上经运算后与所述飞行基准方向相匹配，使得该方向控制指令的指向为所述无人机的实际飞行方向。
3.根据权利要求1或2所述的无人机的操控方法，其特征在于，无人机检测无人机朝向的第一方向的步骤包括：
通过姿态检测仪中的惯性测量模块检测所述无人机的姿态信息，并将该姿态信息发送至所述无人机的控制器；
通过姿态检测仪中的方位测量模块检测所述无人机的方向信息，并将该方向信息发送至所述无人机的控制器；
所述控制器接收所述无人机的姿态信息和方向信息，运算形成所述第一方向，并根据该第一方向和第二方向对准定义所述无人机的飞行基准方向。
4.根据权利要求1或2所述的无人机的操控方法，其特征在于，所述移动控制终端发送方向控制指令，该方向控制指令在所述无人机上经运算后与所述飞行基准方向相匹配，使得该方向控制指令的指向为所述无人机的实际飞行方向的步骤包括：
所述无人机根据该飞行基准方向定义所述无人机相对于操控者的实际朝向，并将所述方向控制摇杆发出的方向指令运算成与该实际朝向相同，使得所述方向控制摇杆发出的方向控制指令为所述无人机的实际飞行方向。
5.一种无人机***，包括：无人机、与所述无人机无线通讯的移动控制终端，其特征在于，所述无人机设有姿态检测仪，所述移动控制终端设有方向控制摇杆和指南针，
所述姿态检测仪检测该无人机朝向的第一方向，并将该第一方向无线发送至所述移动控制终端；
所述指南针检测所述移动控制终端朝向的第二方向，并将该第二方向发送至所述无人机；
所述无人机根据该第一方向和第二方向对准定义所述无人机的飞行基准方向；
所述方向控制摇杆发送方向控制指令，该方向控制指令经所述无人机的运算后与所述飞行基准方向相匹配，使得该方向控制指令的指向为所述无人机的实际飞行方向。
6.根据权利要求5所述的无人机***，其特征在于，所述姿态检测仪包括惯性测量模块和方位测量模块，所述无人机设有控制器；
所述惯性测量模块，用于检测所述无人机的姿态信息，并将该姿态信息发送至所述控制器；
所述方位测量模块，用于检测所述无人机的方向信息，并将该方向信息发送至所述控制器；
所述控制器，用于接收所述无人机的姿态信息和方向信息，运算形成所述第一方向，并根据该第一方向和第二方向对准定义所述无人机的飞行基准方向。
7.根据权利要求6所述的无人机***，其特征在于，所述惯性测量模块为IMU模块，所述方位测量模块为罗盘。
8.根据权利要求5所述的无人机***，其特征在于，所述无人机与所述控制器之间通过无线电自动跳频数字技术进行无线连接。
9.根据权利要求5所述的无人机***，其特征在于，所述无人机还设有GPS定位模块，所述GPS定位模块用于将所述无人机所处的经纬度发送给所述移动控制终端。
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