CN107305470A - 基于移动终端的无人机控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于移动终端的无人机控制方法和装置，所述方法包括以下步骤：检测触摸动作以及所述触摸动作产生的触摸压力；根据检测到的所述触摸动作和所述触摸压力确定所述无人机的运动动作及动作参数，并根据所述运动动作及动作参数生成控制指令发送给所述无人机。由于触摸操作非常方便快捷，而且在触摸时可以灵活的改变触摸压力，用户在操作时可以随心所欲一气呵成，可以以任意角度、速度、高度等动作参数来调整无人机的运动姿态，实现通过移动终端对无人机的灵活、精确操控，使得用户与无人机的交互更加友好，提高了无人机的智能化程度，极大的提升了用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其是涉及一种基于移动终端的无人机控制方法和装置。
背景技术
随着无人机技术的迅速发展，无人机已逐渐应用于各个领域，包括农业、电影电视剧拍摄、物流快递、餐饮送餐、保险查勘、警务执法等领域。无人机被誉为“空中机器人”，必将逐渐走入人们的日常生活，应用于生产生活的各个方面。
目前，人和无人机交互的方式主要有遥控、语音、体感等。语音识别目前只能识别一部分语音命令，对于自然语言语义的理解还有很大难度，体感则需要更多的传感器数据及复杂算法的支持，而遥控方式则较为简单、可靠，直接给无人机发送控制指令即可。
遥控无人机的方式多种多样，例如可以通过电脑键盘、游戏手柄、移动终端等遥控无人机。目前，基于移动终端的无人机控制方式是安装一个应用(APP)，应用的控制界面上有上下左右四个控制按钮，通过按压四个控制按钮来控制无人机执行相应的运动动作，例如，按压上键，无人机前进，按压左键，无人机左移等等，但无人机的速度、角度等动作参数则是固定的，用户不能实时调整和控制。
因此，现有的基于移动终端的无人机控制方法，控制方式比较单调刻板，不能实现灵活精确的对无人机进行操控，用户体验不佳。
发明内容
本发明实施例的主要目的在于提供一种基于移动终端的无人机控制方法和装置，旨在提高通过移动终端控制无人机的灵活性和精确性。
为达以上目的，一方面提出一种基于移动终端的无人机控制方法，包括以下步骤：
检测触摸动作以及所述触摸动作产生的触摸压力；
根据检测到的所述触摸动作和所述触摸压力确定所述无人机的运动动作及动作参数；
根据所述运动动作及动作参数生成控制指令发送给所述无人机。
进一步地，所述触摸动作与所述运动动作之间存在映射关系，不同的触摸动作对应不同的运动动作。例如：当触摸动作为直线滑动、弧线滑动或持续按压时，对应的运动动作为翻滚动作、旋转动作或升降动作。
进一步地，所述根据检测到的所述触摸动作和所述触摸压力确定所述无人机的运动动作及动作参数，包括：
当所述触摸动作为直线滑动时，确定所述无人机的运动动作为翻滚动作，并根据滑动方向确定翻滚方向，根据滑动距离确定翻滚角度，根据所述触摸压力的大小确定执行所述翻滚动作时的速度。
进一步地，通过以下公式计算所述翻滚角度：
其中，l表示实际检测到的滑动距离，lmax表示设定的最大滑动距离，Dmax表示设定的最大翻滚角度，D表示最终计算出的翻滚角度。
进一步地，所述根据检测到的所述触摸动作和所述触摸压力确定所述无人机的运动动作及动作参数，包括：
当所述触摸动作为弧线滑动时，确定所述无人机的运动动作为旋转动作，并根据滑动方向确定旋转方向，根据滑动角度确定旋转角度，根据所述触摸压力确定执行所述旋转动作时的速度。
进一步地，通过以下公式计算所述速度：
其中，P表示实际检测到的触摸压力，Pmax表示设定的最大触摸压力，Pmin表示设定的最小触摸压力，Pdegree表示将P映射到0°～90°的值，α表示设定的比例系数，Sα表示最终计算出的速度。
进一步地，所述根据检测到的所述触摸动作和所述触摸压力确定所述无人机的运动动作及动作参数，包括：
当所述触摸动作为持续按压动作时，确定所述无人机的运动动作为升降动作，并根据所述触摸压力确定升降高度。
进一步地，通过以下公式计算所述升降高度：
其中，P表示实际检测到的触摸压力，Pmax表示设定的最大触摸压力，Pmin表示设定的最小触摸压力，Hmax表示设定的最大升降高度，Hmin表示设定的最小升降高度，H表示最终计算出的升降高度。
进一步地，将所述运动动作及动作参数组成一个数据包并加上数据包头，计算校验和，将所述校验和连同所述数据包一起作为控制指令发送给所述无人机。
另一方面，提出一种基于移动终端的无人机控制装置，包括：
触摸屏，用于检测触摸动作；
压力传感器，用于检测所述触摸动作产生的触摸压力；
处理模块，用于根据检测到的所述触摸动作和所述触摸压力确定所述无人机的运动动作及动作参数，并根据所述运动动作及动作参数生成控制指令发送给所述无人机。
进一步地，所述处理模块用于：
当所述触摸动作为直线滑动时，确定所述无人机的运动动作为翻滚动作，并根据滑动方向确定翻滚方向，根据滑动距离确定翻滚角度，根据所述触摸压力的大小确定执行所述翻滚动作时的速度。
进一步地，所述处理模块用于：
当所述触摸动作为弧线滑动时，确定所述无人机的运动动作为旋转动作，并根据滑动方向确定旋转方向，根据滑动角度确定旋转角度，根据所述触摸压力确定执行所述旋转动作时的速度。
进一步地，所述处理模块用于：
当所述触摸动作为持续按压动作时，确定所述无人机的运动动作为升降动作，并根据所述触摸压力确定升降高度。
进一步地，还包括通信模块，所述通信模块用于：通过蓝牙、无线网络或移动通信网络与所述无人机建立通信连接。
本发明实施例所提供的一种基于移动终端的无人机控制方法，通过检测用户在触摸屏上的触摸动作和触摸压力，来确定无人机的运动动作及动作参数，进而控制无人机依据该动作参数来执行相应的运动动作。由于触摸操作 非常方便快捷，而且在触摸时可以灵活的改变触摸压力，用户在操作时可以随心所欲一气呵成，可以以任意角度、速度、高度等动作参数来调整无人机的运动姿态，实现通过移动终端对无人机的灵活、精确操控，使得用户与无人机的交互更加友好，提高了无人机的智能化程度。采用本发明实施例的技术方案，能够让用户拥有实时控制无人机姿态、速度、高度的实时控制体验，让无人机能够跟随用户的手指滑动而运动，极大的提升了用户体验。
附图说明
图1是本发明基于移动终端的无人机控制方法第一实施例的流程图；
图2是本发明基于移动终端的无人机控制方法第二实施例的流程图；
图3是本发明实施例中一无人机的结构示意图；
图4是图3所示的无人机的模块示意图；
图5是本发明基于移动终端的无人机控制装置的模块示意图。
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
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，提出本发明基于移动终端的无人机控制方法第一实施例，所述方法包括以下步骤：
S11、移动终端与无人机建立通信连接。
移动终端与无人机可以通过蓝牙、无线网络(如wifi网络)、移动通信网络(即蜂窝网络)等建立通信连接。
例如，移动终端与无人机具有蓝牙模块(近程通信模块)，二者通过蓝牙模块建立近程通信连接；又如，移动终端与无人机具有wifi模块(远程通信模块)，二者通过wifi模块接入无线网络，通过无线网络建立远程通信连接；再如，移动终端与无人机具有蜂窝射频模块(远程通信模块)，二者通过蜂窝射频模块接入移动通信网络，通过移动通信网络建立远程通信连接。
此外，移动终端与无人机还可以通过其它近程或远程通信模块建立通信连接，在此不再一一列举。
建立通信连接后，移动终端可以初始化触摸动作与运动动作及动作参数的映射关系，触摸压力与动作参数的映射关系，以及相关参数。映射关系可以出厂预置，也可以由用户自定义设置。
触摸动作即用户手指在移动终端的触摸屏上的操作动作，包括直线滑动(如向前、向后、向右或向左直线滑动)、弧线滑动(如顺时针或逆时针滑动)、持续按压(或称长按，即按着不滑动)等。
运动动作即无人机执行的翻滚动作、旋转动作、升降动作等运动姿态。其中，翻滚动作包括往任意方向翻滚，例如可以包括俯仰(即向前俯冲和向前仰冲)和横滚(即向左翻滚和向右翻滚)；旋转动作可以包括左旋和右旋，升降动作可以包括直线升高和直线下降。
可选地，可以建立触摸动作与运动动作及动作参数的如下映射关系：
直线滑动对应翻滚动作，不同的滑动方向对应不同的翻滚方向或方式(如俯冲、仰冲、左滚、右滚)，不同的滑动距离对应不同的翻滚角度(如俯仰角度、横滚角度)；弧线滑动动作对应旋转动作，不同的滑动方向对应不同的旋转方向(如左旋、右旋，或称正旋、反旋)，不同的滑动角度对应不同的旋转角度；持续按压对应升降动作。其中，翻滚方向、翻滚角度、旋转方向可以理解为动作参数，或者将翻滚角度理解为动作参数，翻滚方向和旋转方向理解为具体的运动动作。
可选地，可以建立触摸压力与动作参数的如下映射关系：
不同的触摸压力对应不同的速度或升降高度，速度指执行翻滚动作、旋转动作时的速度，升降高度指执行升降动作时离参考面(如地面)的高度。
本领域技术人员可以理解，除了前述列举的触摸动作和运动动作外，还可以同理设置其它的触摸动作和运动动作；除了前述列举的触摸动作和触摸压力与运动动作及动作参数的映射关系外，还可以同理设置其它的映射关系。在此不再一一列举。
S12、移动终端检测触摸动作以及该触摸动作产生的触摸压力。
移动终端通过触摸屏检测触摸动作，通过位于该触摸屏下方的压力传感器检测该触摸动作产生的触摸压力。
S13、移动终端根据检测到的触摸动作和触摸压力确定无人机的运动动作及动作参数。
移动终端检测到触摸动作和触摸压力后，根据触摸动作与运动动作及动作参数的映射关系，以及触摸压力与动作参数的映射关系，确定与触摸动作和触摸压力对应的运动动作及运动参数。
举例而言：
当触摸动作为直线滑动时，确定无人机的运动动作为翻滚动作，并根据滑动方向确定翻滚方向，根据滑动距离确定翻滚角度，根据触摸压力的大小确定执行翻滚动作时的速度；当触摸动作为弧线滑动时，确定无人机的运动动作为旋转动作，并根据滑动方向确定旋转方向，根据触摸压力的大小确定执行旋转动作时的速度；当触摸动作为持续按压时，确定无人机的运动动作为升降动作，并根据触摸压力的大小确定升降高度。
确定翻滚角度时，可以对滑动距离与翻滚角度建立线性映射关系，通过以下公式计算翻滚角度：
其中，l表示实际检测到的滑动距离，lmax表示设定的最大滑动距离，Dmax表示设定的最大翻滚角度，通常为无人机能够达到的最大翻滚角度，D表示最终计算出的翻滚角度。
进一步地，对于不同方向的翻滚动作，可以分别设置不同的最大翻滚角度。例如，对于俯仰(前后翻滚)和横滚(左右翻滚)，可以分别通过以下公式计算翻滚角度：
其中，表示设定的最大俯仰角度，通常为无人机能够达到的最大俯仰角度，Dfy表示最终计算出的俯仰角度；表示设定的最大横滚角度，通常为无人机能够达到的最大横滚角度，Dhg表示最终计算出的横滚角度。和 可以相同也可以不同。
确定执行翻滚动作和旋转动作时的速度时，可以对触摸压力与翻滚、旋转的速度建立非线性映射关系，通过以下公式计算速度：
其中，P表示实际检测到的触摸压力，Pmax表示设定的最大触摸压力，通常为用户手指按压移动终端触摸屏能达到的最大压力，Pmin表示设定的最小触摸压力，通常为用户手指按压移动终端触摸屏能达到的最小压力，Pdegree表示将P映射到0°～90°的值，α表示设定的比例系数，Sα表示最终计算出的速度。α可以根据实际需求设定，α越大，无人机执行翻滚和旋转动作时的速度变化越快，反之则变化越慢。
确定旋转动作的旋转角度时，以弧线滑动的滑动角度作为旋转角度d。
确定升降高度时，可以对触摸压力与升降高度建立线性映射关系，通过以下公式计算升降高度：
其中，P表示实际检测到的触摸压力，Pmax表示设定的最大触摸压力，通常为用户手指按压移动终端触摸屏能达到的最大压力，Pmin表示设定的最小触摸压力，通常为用户手指按压移动终端触摸屏能达到的最小压力，Hmax表示设定的最大升降高度，通常为无人机能够达到的最大升降高度，Hmin表示设定的最小升降高度，H表示最终计算出的升降高度。
以上分别列举了翻滚角度、翻滚和旋转的速度以及升降高度的计算公式，实际上，也可以采用其它的计算公式来计算上述动作参数，在此不再赘述。
S14、移动终端根据确定的运动动作及动作参数生成控制指令并发送给无人机。
移动终端将确定的运动动作及动作参数等数据进行融合，组成一个数据包，然后将该数据包作为控制指令，通过蓝牙、无线网络、移动通信网络等发送给无人机。
移动终端可以根据检测到的触摸动作向无人机实时发送控制指令，也可以每隔预设时间向无人机发送一次控制指令。
S15、无人机接收控制指令，解析该控制指令后获取运动动作及动作参数。
无人机通过蓝牙、无线网络、移动通信网络等接收移动终端发送的控制指令，解析该控制指令后获取运动动作及动作参数等数据。
S16、无人机根据动作参数执行运动动作。
例如，无人机以相应的俯冲角度Dfy和速度执行俯冲动作，以相应的速度 Sα及旋转角度d执行左旋动作，根据升降高度H执行直线上升或下降动作，等等。
无人机根据Dfy、Dhg、d值改变其俯仰、横滚、左旋及右旋角度时可以采用相对变化，也就是说，无人机将上次转动后的位置作为下次转动的起始位置。无人机根据H值改变其高度时是在初始高度上加H，当用户手指离开触摸屏时，无人机又恢复到其初始高度。
进一步地，在步骤S14中，移动终端将确定的运动动作及动作参数等数据进行融合，组成一个数据包后，再加上数据包头，计算校验和，将校验和连同数据包一起发送给无人机。在步骤S15中，无人机接收到控制指令后，读取数据包并计算校验和，判断计算的校验和与数据包携带的移动终端计算的校验和是否一致，当一致时才根据控制指令执行相应的运动动作，当不一致时说明数据传输过程中产生了错误，忽略该控制指令，不予执行运动动作。从而保证控制的准确性。
参见图2，提出本发明基于移动终端的无人机控制方法第二实施例，所述方法应用于移动终端侧，包括以下步骤：
S21、与无人机建立通信连接。
可选地，移动终端与无人机建立通信连接后，对lmax、Dmax(如)、Pmax、Pmin、Hmax、Hmin、α等参数进行初始化，同时初始化d＝0°，Dfy＝0°，Dhg＝0°，H＝0，α可以根据实际需要设定，如设为4。
S22、检测触摸动作以及该触摸动作产生的触摸压力。
S23、根据检测到的触摸动作和触摸压力确定无人机的运动动作及动作参数。
S24、根据确定的运动动作及动作参数生成控制指令并发送给无人机。
移动终端可以根据检测到的触摸动作向无人机实时发送控制指令，也可以每隔预设时间向无人机发送一次控制指令。当发送完控制指令后，返回步骤S22，执行下轮控制。
本实施例中的步骤S21-S24分别与第一实施例中的步骤S11-S14相同，在此不再赘述。
进一步地，在步骤S24，移动终端将确定的运动动作及动作参数等数据进行融合，组成一个数据包后并加上数据包头后，还计算校验和，将校验和连同数据包一起发送给无人机，以使无人机进行校验和验证并通过验证后才执 行运动动作。从而保证控制的准确性。
本发明实施例基于移动终端的无人机控制方法，通过检测用户在触摸屏上的触摸动作和触摸压力，来确定无人机的运动动作及动作参数，进而控制无人机依据该动作参数来执行相应的运动动作。由于触摸操作极其方便快捷，而且在触摸时可以灵活的改变触摸压力，用户在操作时可以随心所欲一气呵成，可以以任意角度、速度、高度等动作参数来调整无人机的运动姿态，实现通过移动终端对无人机的灵活、精确操控，使得用户与无人机的交互更加友好，提高了无人机的智能化程度。采用本发明实施例的技术方案，能够让用户拥有实时控制无人机姿态、速度、高度的实时控制体验，让无人机能够跟随用户的手指滑动而运行，极大的提升了用户体验。
在某些实施例中，移动终端也可以只根据触摸动作和触摸压力计算出动作参数，并将触摸动作和动作参数等数据发送给无人机，无人机接收到数据后，根据触摸动作确定对应的运动动作，并根据动作参数来执行该运动动作。这种情况需要在无人机中设置触摸动作与运动动作的映射关系。
在某些实施例中，移动终端也可以像现有技术那样在屏幕上显示控制按钮，检测用户按压的控制按钮来确定无人机的运动动作，同时检测用户按压控制按钮的触摸压力来确定无人机的动作参数。
本发明实施例中的移动终端，可以是任何具有触摸动作和触摸压力检测功能以及运算能力的便携式设备，如手机、平板等，应用广泛，实现成本低。同时，无论是移动终端的应用(APP)，还是无人机端的控制程序均可灵活扩展，来完成更复杂的无人机控制。
本发明实施例的技术方案可移植性强，可以用来控制各种无人机，如各种多旋翼无人机、固定翼无人机、儿童玩具无人机等等。其中，多旋翼无人机包括四旋翼、六旋翼、八旋翼等。
参见图3、图4，以下以四旋翼无人机为例，详细阐述应用本发明实施例基于移动终端的无人机控制方法控制四旋翼无人机的过程。
图3、图4所示为拥有四个旋翼的无人机示意图。无人机包括主处理器(S3C6410嵌入式单元)、通信单元(如蓝牙模块、wifi模块等)、惯性测量单元、电子罗盘、电机驱动以及四个旋翼电机。通信模块用于与移动终端通讯，主处理器用于控制各个元件，惯性测量单元和电子罗盘用于测量无人机的姿态，电机驱动用于驱动无人机的4个旋翼电机。
以无人机的中心建立如图3所示的坐标系。定义y轴正方向为无人机的头部，即旋翼1所在的位置，如图虚线箭头所指；定义y轴负方向为无人机的尾部，即旋翼3所在的位置；定义x轴正方向为无人机的右部，即旋翼4所在的位置；定义x轴负方向为无人机的左部，即旋翼2所在的位置。
参考图3，本实施例中无人机的运动动作AUAV包括六大类：悬停、俯仰、横滚、左旋、右旋及升降。其中俯仰即为无人机绕x轴旋转，当从x轴正方向看去，无人机绕x轴顺时针旋转，无人机前俯(即向前俯冲)，用表示；当从x轴正方向看去，无人机绕x轴逆时针旋转，无人机前仰(即向前仰冲)，用表示。横滚即为无人机绕y轴旋转，当从y轴正方向看去，无人机绕y轴顺时针旋转，无人机左滚，用表示；当从y轴正方向看去，无人机绕y轴逆时针旋转，无人机右滚，用表示。当从z轴正方向看去，无人机绕z轴顺时针旋转，即为右旋，用Rx表示；当从z轴正方向看去，无人机绕z轴逆时针旋转，即为左旋，用Lx表示。悬停动作用Shover表示，升降动作用Sj表示。
移动终端与无人机通过蓝牙建立通信连接后，分别进行初始化。移动终端对lmax、Dmax(如)、Pmax、Pmin、Hmax、Hmin、α等参数进行初始化，同时初始化d＝0°，Dfy＝0°，Dhg＝0°，H＝0，Sα＝0，α设为4。无人机初始化AUAV＝Shover，即无人机处于悬停状态，同时初始化d＝0°，Dfy＝0°，Dhg＝0°，H＝0，Sα＝0，无人机悬停的初始高度设为Hmin+5。
移动终端通过触摸屏及触摸屏下方的压力传感器分别感知用户手指的触摸动作Auser和手指按压触摸屏的触摸压力P，Auser的取值如下：
移动终端根据Auser的值给AUAV赋值如下：
根据上述映射关系，当用户手指在移动终端触摸屏向上滑动Aup时，无人机前俯当用户手指在移动终端触摸屏向下滑动Adown时，无人机前仰当用户手指在移动终端触摸屏向左滑动Aleft时，无人机左滚当用户手指在移动终端触摸屏向右滑动Aright时，无人机右滚当用户手指在移动终端触摸屏顺时针滑动Aclockwise时，无人机右旋Rx；当用户手指在移动终端触摸屏逆时针滑动Acounterclockwise时，无人机左转Lx；当用户手指在移动终端触摸屏持续按压Astatic时，无人机升降Sj。
其中，无人机前俯和前仰的角度Dfy，可以根据用户手指滑动距离l通过前述公式(2)进行计算确定，同时无人机左滚和右滚时的角度Dhg，可以根据用户滑动距离l通过前述公式(3)进行计算确定；无人机前俯、前仰、左滚、右滚、左旋、右旋时的速度Sα，可以根据用户手指的触摸压力P通过前述公式(4)计算确定；无人机左旋或右旋的角度d可以等于用户手指逆时针或顺时针旋转的角度d；无人机升降的高度，可以根据用户手指的触摸压力P通过前述公式(5)计算确定。
移动终端将确定的运动动作及动作参数等数据进行融合，组成一个数据包并加上数据包头，计算校验和，将校验和连同数据包一起作为控制指令通过蓝牙发送给无人机。
无人机通过蓝牙接收到控制指令后，读取数据包并计算校验和，判断计算的校验和与数据包携带的移动终端计算的校验和是否一致；当不一致时说明数据传输过程中产生了错误，忽略该控制指令，不予执行运动动作；当一致时，解析该控制指令后获取运动动作及动作参数等数据，执行相应的运动动作AUAV，并根据Sa值调整其执行俯仰、横滚、左旋及右旋动作时的速度，根据Dfy、Dhg值调整其俯仰、横滚的角度，根据d值调整其左旋或右旋的角度，根据H值调整其升降的高度。
无人机根据Dfy、Dhg、d值改变其俯仰、横滚、左旋及右旋角度时可以采用相对变化，也就是说，无人机将上次转动后的位置作为下次转动的起始位置。无人机根据H值改变其高度时是在初始高度上加H，也即Hmin+5+H，当用户手指离开触摸屏时，无人机又恢复到其初始高度Hmin+5。
在某些实施例中，移动终端也可以只根据触摸动作Auser和触摸压力P计算出动作参数，并将触摸动作Auser和动作参数Dfy、Dhg、Sα、H、d等数据打包后发送给无人机，无人机接收到数据包后，根据触摸动作Auser与运动动作AUAV的映射关系，根据Auser的值给AUAV赋值，即根据触摸动作确定对应的运动动作，并根据动作参数来执行该运动动作。
以上详细说明了利用本发明实施例基于移动终端的无人机控制方法控制四旋翼无人机的过程，同理也可以采用本发明的技术方案来控制其它类型的无人机，在此不再赘述。
参见图5，提出本发明基于移动终端的无人机控制装置一实施例，所述装置应用于移动终端，包括通信模块10、触摸屏30、压力传感器40和处理模块20，其中：
通信模块10：用于与无人机建立通信连接，可以是近程或远程通信模块。
通信模块10可以通过蓝牙、无线网络(如wifi网络)、移动通信网络(即蜂窝网络)等建立通信连接。
例如，通信模块10为蓝牙模块(近程通信模块)，通过蓝牙与无人机建立近程通信连接；又如，通信模块10为wifi模块(远程通信模块)，通过无线网络与无人机建立远程通信连接；再如，通信模块10为蜂窝射频模块(远程通信模块)，通过移动通信网络与无人机建立远程通信连接。
触摸屏30：用于检测触摸动作，并将检测到的触摸动作发送给处理模块20。
触摸动作即用户手指在移动终端的触摸屏上的操作动作，包括直线滑动(如向前、向后、向右或向左直线滑动)、弧线滑动(如顺时针或逆时针滑动)、持续按压(或称长按，即按着不滑动)等。
压力传感器40：用于检测触摸动作产生的触摸压力，并将检测到的触摸压力发送给处理模块20。
压力传感器40设于触摸屏30下方，当用户手指以不同力度按压触摸屏30时，压力传感器40将不同的按压力度量化为相应的压力值。
处理模块20：用于根据检测到的触摸动作和触摸压力确定无人机的运动动作及动作参数，并根据运动动作及动作参数生成控制指令发送给无人机。
可选地，当通信模块10与无人机建立通信连接后，处理模块20还初始化触摸动作与运动动作及动作参数的映射关系，触摸压力与动作参数的映射关系，以及相关参数。映射关系可以出厂预置，也可以由用户自定义设置。
运动动作即无人机执行的翻滚动作、旋转动作、升降动作等运动姿态。其中，翻滚动作包括往任意方向翻滚，例如可以包括俯仰(即向前俯冲和向前仰冲)和横滚(即向左翻滚和向右翻滚)；旋转动作可以包括左旋和右旋，升降动作可以包括直线升高和直线下降。
可选地，处理模块20可以建立触摸动作与运动动作及动作参数的如下映射关系：
直线滑动对应翻滚动作，不同的滑动方向对应不同的翻滚方向或方式(如俯冲、仰冲、左滚、右滚)，不同的滑动距离对应不同的翻滚角度(如俯仰角度、横滚角度)；弧线滑动动作对应旋转动作，不同的滑动方向对应不同的旋转方向(如左旋、右旋，或称正旋、反旋)，不同的滑动角度对应不同的旋转角度；持续按压对应升降动作。其中，翻滚方向、翻滚角度、旋转方向可以理解为动作参数，或者将翻滚角度理解为动作参数，翻滚方向和旋转方向理解为具体的运动动作。
可选地，处理模块20可以建立触摸压力与动作参数的如下映射关系：
不同的触摸压力对应不同的速度或升降高度，速度指执行翻滚动作、旋转动作时的速度，升降高度指执行升降动作时离参考面(如地面)的高度。
处理模块20接收到检测到触摸动作和触摸压力后，根据触摸动作与运动动作及动作参数的映射关系，以及触摸压力与动作参数的映射关系，确定与触摸动作和触摸压力对应的运动动作及运动参数。
举例而言：
当触摸动作为直线滑动时，处理模块20确定无人机的运动动作为翻滚动作，并根据滑动方向确定翻滚方向，根据滑动距离确定翻滚角度，根据触摸压力确定执行翻滚动作时的速度；当触摸动作为弧线滑动时，处理模块20确定无人机的运动动作为旋转动作，并根据滑动方向确定旋转方向，根据触摸 压力确定执行旋转动作时的速度；当触摸动作为持续按压动作时，处理模块20确定无人机的运动动作为升降动作，并根据触摸压力确定升降高度。
处理模块20可以根据前述公式(1)-(5)来计算无人机的翻滚角度、翻滚和旋转速度、升降高度等动作参数。
处理模块20确定运动动作及动作参数后，将确定的数据进行融合，组成一个数据包，然后将该数据包作为控制指令发送给无人机，以控制无人机执行相应的运动动作。
处理模块20可以根据检测到的触摸动作向无人机实时发送控制指令，也可以每隔预设时间向无人机发送一次控制指令。
进一步地，处理模块20将确定的运动动作及动作参数等数据进行融合，组成一个数据包后，再加上数据包头，计算校验和，将校验和连同数据包一起发送给无人机，以使无人机进行校验和验证并通过验证后才执行运动动作。从而保证控制的准确性。
本发明实施例基于移动终端的无人机控制装置，通过检测用户在移动终端触摸屏上的触摸动作和触摸压力，来确定无人机的运动动作及动作参数，进而控制无人机依据该动作参数来执行相应的运动动作。由于触摸操作极其方便快捷，而且在触摸时可以灵活的改变触摸压力，用户在操作时可以随心所欲一气呵成，可以以任意角度、速度、高度等动作参数来调整无人机的运动姿态，实现通过移动终端对无人机的灵活、精确操控，使得用户与无人机的交互更加友好，提高了无人机的智能化程度。采用本发明实施例的装置进行无人机控制，能够让用户拥有实时控制无人机姿态、速度、高度的实时控制体验，让无人机能够跟随用户的手指滑动而运行，极大的提升了用户体验。
在某些实施例中，基于移动终端的无人机控制装置也可以只根据触摸动作和触摸压力计算出动作参数，并将触摸动作和动作参数等数据发送给无人机，无人机接收到数据后，根据触摸动作确定对应的运动动作，并根据动作参数来执行该运动动作。这种情况需要在无人机中设置触摸动作与运动动作的映射关系。
需要说明的是：，上述实施例提供的基于移动终端的无人机控制装置与基于移动终端的无人机控制方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，且方法实施例中的技术特征在装置实施例中均对应适用，这里不再赘述。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，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的方法。
应当理解的是，以上仅为本发明的优选实施例，不能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 (15)
1.一种基于移动终端的无人机控制方法，包括以下步骤：
检测触摸动作以及所述触摸动作产生的触摸压力；
根据检测到的所述触摸动作和所述触摸压力确定所述无人机的运动动作及动作参数；
根据所述运动动作及动作参数生成控制指令发送给所述无人机。
2.根据权利要求1所述的基于移动终端的无人机控制方法，其特征在于，所述触摸动作与所述运动动作之间存在映射关系，不同的触摸动作对应不同的运动动作。
3.根据权利要求2所述的基于移动终端的无人机控制方法，其特征在于，所述根据检测到的所述触摸动作和所述触摸压力确定所述无人机的运动动作及动作参数，包括：
当所述触摸动作为直线滑动时，确定所述无人机的运动动作为翻滚动作，并根据滑动方向确定翻滚方向，根据滑动距离确定翻滚角度，根据所述触摸压力的大小确定执行所述翻滚动作时的速度。
4.根据权利要求3所述的基于移动终端的无人机控制方法，其特征在于，通过以下公式计算所述翻滚角度：
<mrow>
<mfrac>
<mi>l</mi>
<msub>
<mi>l</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
</msub>
</mfrac>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mi>D</mi>
<msup>
<mi>D</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
</msup>
</mfrac>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中，l表示实际检测到的滑动距离，lmax表示设定的最大滑动距离，Dmax表示设定的最大翻滚角度，D表示最终计算出的翻滚角度。
5.根据权利要求2所述的基于移动终端的无人机控制方法，其特征在于，所述根据检测到的所述触摸动作和所述触摸压力确定所述无人机的运动动作及动作参数，包括：
当所述触摸动作为弧线滑动时，确定所述无人机的运动动作为旋转动作，并根据滑动方向确定旋转方向，根据滑动角度确定旋转角度，根据所述触摸压力确定执行所述旋转动作时的速度。
6.根据权利要求3-5任一项所述的基于移动终端的无人机控制方法，其特征在于，通过以下公式计算所述速度：
其中，P表示实际检测到的触摸压力，Pmax表示设定的最大触摸压力，Pmin表示设定的最小触摸压力，Pdegree表示将P映射到0°～90°的值，α表示设定的比例系数，Sα表示最终计算出的速度。
7.根据权利要求2所述的基于移动终端的无人机控制方法，其特征在于，所述根据检测到的所述触摸动作和所述触摸压力确定所述无人机的运动动作及动作参数，包括：
当所述触摸动作为持续按压时，确定所述无人机的运动动作为升降动作，并根据所述触摸压力确定升降高度。
8.根据权利要求7所述的基于移动终端的无人机控制方法，其特征在于，通过以下公式计算所述升降高度：
<mrow>
<mfrac>
<mi>P</mi>
<mrow>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
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<msub>
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<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>i</mi>
<mi>n</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
</mfrac>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中，P表示实际检测到的触摸压力，Pmax表示设定的最大触摸压力，Pmin表示设定的最小触摸压力，Hmax表示设定的最大升降高度，Hmin表示设定的最小升降高度，H表示最终计算出的升降高度。
9.根据权利要求1所述的，其特征在，所述根据所述运动动作及动作参数生成控制指令发送给所述无人机包括：
将所述运动动作及动作参数组成一个数据包并加上数据包头，计算校验和，将所述校验和连同所述数据包一起作为控制指令发送给所述无人机。
10.一种基于移动终端的无人机控制装置，其特征在于，包括：
触摸屏，用于检测触摸动作；
压力传感器，用于检测所述触摸动作产生的触摸压力；
处理模块，用于根据检测到的所述触摸动作和所述触摸压力确定所述无人机的运动动作及动作参数，并根据所述运动动作及动作参数生成控制指令发送给所述无人机。
11.根据权利要求10所述的基于移动终端的无人机控制方法，其特征在于，所述触摸动作与所述运动动作之间存在映射关系，不同的触摸动作对应不同的运动动作。
12.根据权利要求11所述的基于移动终端的无人机控制装置，其特征在于，所述处理模块用于：
当所述触摸动作为直线滑动时，确定所述无人机的运动动作为翻滚动作，并根据滑动方向确定翻滚方向，根据滑动距离确定翻滚角度，根据所述触摸压力的大小确定执行所述翻滚动作时的速度。
13.根据权利要求11所述的基于移动终端的无人机控制装置，其特征在于，所述处理模块用于：
当所述触摸动作为弧线滑动时，确定所述无人机的运动动作为旋转动作，并根据滑动方向确定旋转方向，根据滑动角度确定旋转角度，根据所述触摸压力确定执行所述旋转动作时的速度。
14.根据权利要求11所述的基于移动终端的无人机控制装置，其特征在于，所述处理模块用于：
当所述触摸动作为持续按压时，确定所述无人机的运动动作为升降动作，并根据所述触摸压力确定升降高度。
15.根据权利要求10-14任一项所述的基于移动终端的无人机控制装置，其特征在于，还包括通信模块，所述通信模块用于：通过蓝牙、无线网络或移动通信网络与所述无人机建立通信连接。
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