CN207457837U - 一种用于控制无人机的智能手套及无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于控制无人机的智能手套及无人机，包括手套本体、传感器、控制器和无线通信模块；所述传感器内置于手套本体中，用于感应手部动作，并生成手势感应信号；所述控制器接收所述传感器输出的所述手势感应信号，并生成姿态指令；所述无线通信模块接收所述控制器输出的所述姿态指令，并转换成无线信号发送至所述无人机，用于控制无人机的飞行姿态。使用本实用新型的智能手套可以利用手势动作代替遥控手柄控制无人机的飞行姿态，操作简单，易于掌握，对操作者的专业性要求低，可以在普通群体中推广使用，且便于操作者在控制无人机飞行的过程中执行航拍操作。

Description

一种用于控制无人机的智能手套及无人机

技术领域

本实用新型属于无人机技术领域，具体地说，是涉及一种用于控制无人机飞行、航拍的遥控装置。

背景技术

无人机全称无人驾驶飞机，是利用无线遥控技术控制不载人飞机飞行或执行航拍、录像等高空作业任务的飞行器。

现有的无人机，其飞行姿态主要通过遥控手柄控制实现，操作复杂，控制起来不方便，且对操作者的专业性要求较高，对于普通大众来说，很难在短时间内掌握无人机的控制技巧，因此，普及率较低。另外，若在传统的无人机上实现航拍或录像功能，目前的无人机需要与智能手机通信，并在智能手机上装载相应的应用程序才能对无人机进行航拍和录像控制。也就是说，操作者需要操作遥控手柄和智能手机两种设备才能控制无人机在改变飞行姿态的同时执行定点拍照和/或录像的任务，这显然增加了操作者的操控难度，增大了因操控失误而导致无人机损毁情况发生的概率。

实用新型内容

本实用新型为了简化无人机遥控操作的复杂度，提出了一种用于控制无人机的智能手套，可以根据操作者的手势动作改变无人机的飞行姿态，使得无人机的遥控操作更容易***作者所掌握。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

本实用新型在一个方面提出了一种用于控制无人机的智能手套，包括手套本体、传感器、控制器和无线通信模块；所述传感器内置于手套本体中，用于感应手部动作，并生成手势感应信号；所述控制器接收所述传感器输出的所述手势感应信号，并生成姿态指令；所述无线通信模块接收所述控制器输出的所述姿态指令，并转换成无线信号发送至所述无人机，用于控制无人机的飞行姿态。

优选的，所述手套本体包括手指区，所述传感器优选布设在所述手指区的指背部位。

为了提高手势动作感应的灵敏性，本实用新型在所述手套本体中设置五个手指区，对应人手的五根手指；所述传感器优选包括五个，在每一个手指区对应布设有一个所述的传感器，通过感应手指的动作识别用户的手势指令。

优选的，所述传感器优选采用加速度传感器，通过柔性电路板连接所述的控制器。

进一步的，所述智能手套还包括主控盒，其位于手套本体的手背区，并外置于所述手套本体；所述控制器和无线通信模块内置于所述主控盒。

为了控制无人机执行航拍、录像任务，本实用新型在所述主控盒的盒体上设置有拍照和录像按键，通过按键电路连接所述控制器，通过控制器生成拍照或录像指令，经由无线通信模块发送至无人机。

为了使智能手套具有手势控制和按键控制两种操控模式，在所述控制盒的盒体上还设置有用于控制无人机启停的功能按键、用于切换控制模式的功能按键以及用于控制无人机飞行姿态的功能按键，各功能按键通过按键电路连接所述控制器，操作者可以通过触发相应的功能按键控制无人机改变其飞行姿态。

进一步的，在所述主控盒的内部还设置有充电电池和连接所述控制器的GPS定位模块，在所述主控盒的盒体上还设置有充电接口、拨动开关和指示灯。

本实用新型在另一方面提出了一种无人机，所述无人机由智能手套进行操控，所述智能手套包括手套本体、传感器、控制器和无线通信模块；所述传感器内置于手套本体中，用于感应手部动作，并生成手势感应信号；所述控制器接收所述传感器输出的所述手势感应信号，并生成姿态指令；所述无线通信模块接收所述控制器输出的所述姿态指令，并转换成无线信号发送至所述无人机，用于控制无人机的飞行姿态；在所述无人机中设置有远程通讯模块，用于与所述智能手套中的无线通信模块进行通信。

进一步的，在所述无人机中还设置有GPS模块和动作感应模块，所述GPS模块用于获取无人机的地理坐标，并通过所述远程通讯模块回传至所述智能手套；所述动作感应模块用于感应无人机的动作姿态，并生成姿态感应信号通过所述远程通讯模块回传至所述智能手套。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型通过在智能手套中内置用于感应人手动作的传感器，从而可以根据手势动作识别出操作者的操控指令，进而改变无人机的飞行姿态。这种利用手势动作代替遥控手柄控制无人机飞行的操控方式，操作简单，易于掌握，对操作者的专业性要求低，可以在普通群体中推广使用。此外，通过在智能手套上设置拍照和录像按键，可以方便地控制无人机在飞行的过程中执行航拍任务，由于操作者只需操作智能手套这一种设备即可在改变无人机飞行姿态的同时进行拍照或录像，由此可以降低操作的复杂度，减小操控失误的概率。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型所提出的智能手套在透视状态下的一种实施例的整体结构示意图；

图2是图1中主控盒的一种实施例的结构示意图；

图3是本实用新型所提出的智能手套的主控电路以及无人机部分主控电路的一种实施例的电路原理框图；

图4是控制无人机前进、后退、爬升、下降的手势动作示意图；

图5是控制无人机翻转的手势动作示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

如图1所示，本实施例的智能手套包括手套本体1、用于感应手部动作的传感器2、控制器和无线通信模块等主要组成部分。其中，手套本体1用于套在操作者的手上，可以采用多种材质制成，包括手指区11、手背区12、手掌区（图中未示出）和手腕区13四个部分，分别对应人手的手指、手背、手掌和手腕四个不同的部位。将所述传感器12布设在手套本体1的内部，根据感测到的手部动作生成手势感应信号，发送至控制器。所述控制器根据接收到的手势感应信号识别出操作者对无人机执行的是何种操作，进而生成相应的操控指令发送至无线通信模块，通过无线通信模块转换成射频信号后，发送至无人机，以控制无人机的飞行姿态。

在本实施例中，所述传感器2优选采用体积小巧且轻薄的加速度传感器布设在手套本体1中，以提高智能手套佩戴的舒适性。考虑到人手各部位中手指的动作最灵活，因此，为了提高智能手套对操作者手势感知的灵敏性，本实施例优选将传感器2布设在手指区11的指背部分所对应的手套本体1中，即，在操作者带上手套时，所述的传感器23正对手指的指背（而非指面），以保证指关节动作的灵活性。

在本实施例中，优选将所述智能手套设计成五指手套，即，手套本体1包括5个手指区，分别对应人手的大拇指、中指、食指、无名指和小拇指。在每一个手指区11的指背部分所对应的手套本体1中分别内置一个传感器2，通过感测五个手指的位置变化判断操作者的手势动作。

将每一个传感器2分别通过FPC柔性电路板3连接至控制器，以传输手势感应信号。本实施例将所述FPC柔性电路板3内置于手套本体1中，以提高智能手套整体的美观性。

为了便于操作，本实施例在手套本体1的外部设置主控盒4，优选布设在手背区12所对应的位置，如图1所示。在主控盒4中内置主控板5，将所述控制器和无线通信模块布设在主控板5上。如图2所示，在主控盒4的盒体上可以设置用于控制无人机启动的启动按键41、用于控制无人机停止的停止按键42、用于控制无人机急停的收油按键43以及用于控制无人机进行拍照或者录像的拍照/录像按键44。将所述启动按键41、停止按键42、收油按键43和拍照/录像按键44分别通过按键电路连接至控制器，结合图3所示，以将操作者的按键操作转换成与之对应的操控指令，通过无线通信模块发送至无人机，对无人机进行启停、收油、航拍等控制。

在所述主控盒4的盒体上还可以进一步设置开关6、充电接口7和指示灯8等部件。其中，开关6可以选用按钮或拨动开关，连接所述的主控板5，用于对主控板5进行上电或断电控制。在所述主控盒4中可以内置充电电池，例如可充电的锂电池，通过主控板5上布设的充电管理电路连接所述的充电接口7，例如USB接口等，接收外部电源为锂电池充电，并利用锂电池为主控板5以及传感器2供电，满足智能手套上各用电负载的用电需求。指示灯8可以选用低功耗的LED指示灯，连接主控板5上的控制器，一方面可以对锂电池的充电状态进行指示，另一方面可以对智能手套的工作状态进行指示，并可以在检测到无人机的飞行动作与操作者的操控指令不一致时，进行发光报警提醒。此外，外部设备还可以通过所述USB接口与智能手套中的控制器通信，下载无人机的飞行数据，或者更新智能手套中的软件程序。

为了使本实施例的智能手套对无人机兼具有按键控制的功能，本实施例在所述主控盒4的盒体上还设置有用于控制无人机飞行姿态的功能按键，如图2所示，例如前进按键45、后退按键46、爬升按键47、下降按键48、悬停按键49，分别通过主控板5上的按键电路连接控制器。控制器根据操作者按下的按键生成操控指令，通过无线通信模块发送至无人机。

为了切换两种控制模式，本实施例在所述主控盒4的盒体上还设置有手势控制按键51和按键控制按键52，如图2所示。当操作者想要通过手势来操控无人机时，可以按下手势控制按键51，此时，控制器启动传感器3，根据传感器3检测到的手势动作生成相应的操控指令。而当操作者想要通过按键来控制无人机时，可以按下按键控制按键52，此时，控制器关闭传感器3，根据操作者按下的前进按键45、后退按键46、爬升按键47、下降按键48或悬停按键49生成相应的操控指令，控制无人机的飞行动作。

此外，在所述主控板5上还设置有GPS模块，如图3所示，用于检测智能手套的地理位置，并传输至所述控制器。所述GPS模块可以内置于主控盒4中。

在无人机中，需要设置与智能手套中的无线通信模块匹配通信的远程通讯模块，例如可以在智能手套和无人机中分别设置支持远距离通信的蓝牙模块，以实现二者之间射频信号的准确接收和发送。无人机中的主控电路通过所述远程通讯模块接收智能手套发送的操控指令，进而控制无人机中的执行机构控制无人机动作，以响应操作者的操控。

本实施例在所述无人机中还设置有GPS模块，如图3所示，用于检测无人机的地理坐标，并通过无人机中的主控电路和远程通讯模块反馈给智能手套。智能手套中的控制器可以结合智能手套的地理位置和无人机的地理坐标，计算出二者之间的相对距离，以便于操作者对无人机做出正确的操控。

在本实施例的无人机中还可以进一步设置用于感知无人机飞行姿态的动作感应模块，例如加速度传感器或者陀螺仪等，连接无人机中的主控电路。所述主控电路根据动作感应模块输出的姿态感应信号，识别出无人机的飞行动作，进而生成相应的数据通过远程通讯模块回传至智能手套。智能手套中的控制器将无人机的飞行动作与操作者的操控指令进行对比，以判断出无人机是否准确响应了操作者的操控，并在检测到无人机不受控时，驱动智能手套上的指示灯8发光报警，以提醒操作者注意。

工业实用性

在使用本实施例的智能手套对无人机进行操控时，首先拨动智能手套上的拨动开关6，使智能手套中主控板5上的功能电路上电运行。选择操作模式，若选择手势控制模式，则按下手势控制按键51；若选择按键控制模式，则按下按键控制按键52。然后，按下启动按键41，待无人机上升到指定高度后，控制无人机改变其飞行姿态。

具体来讲，当操作者选择手势控制模式时，可以利用手部的动作控制无人机的飞行动作。例如，结合图4、图5所示，若操作者的手指向上抬起，则可以控制无人机爬升；若手指向下垂落，则可以控制无人机下降；若手指向前移动，则可以控制无人机前进；若手指向后移动，则可以控制无人机后退；若手部翻转，则可以控制无人机在空中翻转。

当操作者选择按键控制模式时，操作者可以通过触发智能手套上的前进按键45、后退按键46、爬升按键47、下降按键48、悬停按键49来改变无人机在空中的飞行姿态。

无人机在控制飞行的过程中，操作者可以根据需要随时按下智能手套上的拍照/录像按键44，以控制无人机进行航拍。

当无人机降落到地面后，可以触发智能手套上的停止按键42控制无人机停机，完成本次飞行操作。

此外，操作者还可以通过触发智能手套上的收油按键43控制无人机快速停止，以应对某些突发状况。

本实施例的智能手套结构简单，操作灵活，大大降低了无人机的操控难度，可以控制无人机更好地完成航拍任务。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于控制无人机的智能手套，特征在于，包括：

手套本体，其包括五个手指区，对应人手的五根手指；

传感器，其内置于手套本体中，且在每一个手指区对应布设有一个所述的传感器，用于感应手部动作，并生成手势感应信号；

控制器，其接收所述传感器输出的所述手势感应信号，并生成姿态指令；

无线通信模块，其接收所述控制器输出的所述姿态指令，并转换成无线信号发送至所述无人机，用于控制无人机的飞行姿态。

2.根据权利要求1所述的用于控制无人机的智能手套，其特征在于，所述传感器布设在所述手指区的指背部位。

3.根据权利要求2所述的用于控制无人机的智能手套，其特征在于，所述传感器为加速度传感器，通过柔性电路板连接所述的控制器。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于控制无人机的智能手套，其特征在于，还包括主控盒，其位于手套本体的手背区，并外置于所述手套本体；所述控制器和无线通信模块内置于所述主控盒。

5.根据权利要求4所述的用于控制无人机的智能手套，其特征在于，在所述主控盒的盒体上设置有拍照和录像按键，通过按键电路连接所述控制器。

6.根据权利要求5所述的用于控制无人机的智能手套，其特征在于，在所述控制盒的盒体上还设置有用于控制无人机启停的功能按键、用于切换控制模式的功能按键以及用于控制无人机飞行姿态的功能按键，各功能按键通过按键电路连接所述控制器。

7.根据权利要求4所述的用于控制无人机的智能手套，其特征在于，在所述主控盒的内部还设置有充电电池和连接所述控制器的GPS定位模块，在所述主控盒的盒体上还设置有充电接口、拨动开关和指示灯。

8.一种无人机，其特征在于，所述无人机由如权利要求1至7中任一项所述的用于控制无人机的智能手套进行操控，在所述无人机中设置有远程通讯模块，用于与所述智能手套中的无线通信模块进行通信。

9.根据权利要求8所述的无人机，其特征在于，还包括：

GPS模块，其用于获取无人机的地理坐标，并通过所述远程通讯模块回传至所述智能手套；

动作感应模块，其用于感应无人机的动作姿态，并生成姿态感应信号通过所述远程通讯模块回传至所述智能手套。