基于智能终端的体感飞行操控系统及终端设备技术方案

本发明专利技术公开了一种基于智能终端的体感飞行操控系统及终端设备。其中，体感飞行操控系统包括机载飞控系统、通信中继设备和智能终端；所述智能终端用于获取所述智能终端的姿态信息，根据所述姿态信息生成飞行指令，并将所述飞行指令通过所述通信中继设备发送给所述机载飞控系统，其中，所述姿态信息至少包括所述智能终端的偏航角，所述飞行指令至少携带有所述偏航角，用于指示所述机载飞控系统控制所述机载飞控系统所在飞行器以所述偏航角飞行；所述机载飞控系统用于根据所述飞行指令控制所述飞行器的飞行。使得多旋翼飞行器便于操控且适于超视距飞行。

【技术实现步骤摘要】
基于智能终端的体感飞行操控系统及终端设备
本专利技术涉及飞行器控制
，尤其涉及一种基于智能终端的体感飞行操控系统及终端设备。
技术介绍
多旋翼飞行器是一种通过多个(一般至少4个)旋翼提供动力的小型飞行器。由于多旋翼飞行器具有垂直起降和悬停的能力，并且飞行平稳，成本相对较低，因此广泛应用于个人娱乐、影视航拍、国土测绘、农林业巡检、电力线路巡检和警用监控等许多行业。目前，对于小型飞行器的控制方式主要有两种：一种方式是使用遥控器，操控手可以通过遥控器直接控制飞行器的油门、姿态角和飞行速度等。这种方式可以对飞行器进行非常精确的操控，但对操控手的技术水平要求很高，并且不适合超视距飞行，当飞机与操控手距离较远时由于观察不清容易造成误判。另一种方式是为飞行器配备功能完善的自驾仪，该方式依赖GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)定位，通过地面站向飞行器发送起飞、降落、按指定航线飞行等指令，虽然易于操控，但无法在室内或不开阔的环境飞行，且无法进行实时操控。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出基于智能终端的体感飞行操控系统及终端设备，以使多旋翼飞行器便于操控且适于超视距飞行。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于智能终端的体感飞行操控系统，包括机载飞控系统、通信中继设备和智能终端；所述智能终端用于获取所述智能终端的姿态信息，根据所述姿态信息生成飞行指令，并将所述飞行指令通过所述通信中继设备发送给所述机载飞控系统，其中，所述姿态信息至少包括所述智能终端的偏航角，所述飞行指令至少携带有所述偏航角，用于指示所述机载飞控系统控制所述机载飞控系统所在飞行器以所述偏航角飞行；所述机载飞控系统用于根据所述飞行指令控制所述飞行器的飞行。一种用于控制飞行器飞行的智能终端，包括：姿态传感器、控制模块和第二中继模块，所述姿态传感器和所述第二中继模块分别与所述控制模块连接；所述姿态传感器用于获取所述智能终端的姿态信息，其中，所述姿态信息至少包括所述智能终端的偏航角；所述控制模块用于根据所述姿态信息，生成所述飞行指令，并将所述飞行指令发送给所述第二中继模块，其中，所述飞行指令至少携带有所述偏航角，用于指示所述飞行器以所述偏航角飞行；所述第二中继模块用于将所述飞行指令通过通信中继设备发送给所述飞行器的机载飞控系统。一种机载飞控系统，包括：微处理器及与所述微处理器相连的第一无线数传模块；所述微处理器用于通过所述第一无线数传模块从通信中继设备接收来自智能终端的飞行指令，并根据所述飞行指令控制所述飞行器的飞行，其中，所述飞行指令至少携带有偏航角，用于指示所述机载飞控系统控制所述机载飞控系统所在飞行器以所述偏航角飞行，所述偏航角为所述智能终端的偏航角。一种通信中继设备，其特征在于，包括：第一中继模块及与所述第一中继模块相连的第二无线数传模块；所述第一中继模块用于与所述智能终端进行通信，接收所述智能终端发送的飞行指令，其中，所述飞行指令至少携带有偏航角，用于指示机载飞控系统控制所述机载飞控系统所在飞行器以所述偏航角飞行，所述偏航角为所述智能终端的偏航角；所述第二无线数传模块用于与所述机载飞控系统进行无线通信，用于将所述飞行指令发送给所述机载飞控系统。本专利技术提供的基于智能终端的体感飞行操控系统及终端设备，通过智能终端根据感知自身的姿态，生成用于指示所述机载飞控系统控制所述机载飞控系统所在飞行器以所述偏航角飞行的飞行指令，并发送给机载飞控系统控制飞行器的飞行，使得飞行器在飞行时能够根据智能终端的姿态自动调制偏航角度，实现了飞行器基于智能终端的体感飞行。由于智能终端可以通过自身的姿态和在所述智能终端上的点击和滑动操控来对飞行器进行控制，有效地降低了操控手的技术水平要求，使得飞行器的飞行操控变得简单易行，用户无需培训而通过体感操控即可实现与遥控器类似的对无人机的精确操控。利用智能手机实现该方法时，无需配备特别的体感设备。并且，智能终端通过通信中继设备与飞行器上的机载飞控系统通信，使得飞行器能够在室内和无GPS信号或者GPS信号较弱的地方飞行，同时能控制飞行器进行超视距飞行。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的一种基于智能终端的体感飞行操控系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例二提供的一种基于智能终端的体感飞行操控系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例三提供的一种用于控制飞行器飞行的智能终端的结构示意图；图4是本专利技术实施例四提供的一种机载飞控系统的结构示意图；图5是本专利技术实施例五提供的一种通信中继设备的结构示意图；图6a是本专利技术实施例六提供的一种基于智能终端的体感飞行操控系统的结构示意图；图6b是本专利技术实施例六提供的基于智能终端的体感飞行操控系统的体感操控方法示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本专利技术实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本专利技术的技术方案，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供的基于智能终端的体感飞行操控系统可应用于多旋翼无人机等多种飞行器的操控。该系统中，智能终端可为体感操控设备如体感操控器，或者可为智能手机和便携式电脑等具有通信、数据处理功能以及感知自身操作能力的便携式电子设备。实施例一参考图1，本专利技术实施例一提供的一种基于智能终端的体感飞行操控系统包括：机载飞控系统11、通信中继设备12和智能终端13。所述智能终端13用于获取所述智能终端13的姿态信息，根据所述姿态信息生成飞行指令，并将所述飞行指令通过所述通信中继设备12发送给所述机载飞控系统11，其中，所述姿态信息至少包括所述智能终端13的偏航角，所述飞行指令至少携带有所述偏航角，用于指示所述机载飞控系统11控制所述机载飞控系统11所在飞行器以所述偏航角飞行。所述机载飞控系统11用于用于根据所述飞行指令控制所述飞行器的飞行。例如，某一飞行器飞行时，智能终端13在操作人员或者用户的把持下，绕右手系的向上的轴(Z轴)向X轴(右手系向前的轴)的负方向旋转30度，则智能终端13感知这一操作，并生成目标偏航角为负向旋转30度的飞行指令，通过通信中继设备12发送给该飞行器的机载飞控系统11。机载飞控系统11接收到这一指令后，控制该飞行器向X轴的负方向偏航30度飞行。或者，例如，智能终端13在上述Z轴向X轴的负方向旋转30度的同时，还绕X轴向Z轴的正方向旋转10度，绕右手系向右的轴(Y轴)向X轴的负方向旋转20度，则智能终端13在感知自身向X轴的负方向偏航30度的同时，感知自身向Z轴的正方向旋转产生10度的横滚角，感知自身向X轴的负方向旋转产生20度的俯仰角。之后根据感知到上述角度，生成相应操作的飞行指令通过通信中继设备12发送给机载飞控系统11。机载飞控系统11接收到飞行指令后控制该飞行器与智能终端13做同样的偏航、横滚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于智能终端的体感飞行操控系统，其特征在于，包括机载飞控系统、通信中继设备和智能终端；所述智能终端用于获取所述智能终端的姿态信息，根据所述姿态信息生成飞行指令，并将所述飞行指令通过所述通信中继设备发送给所述机载飞控系统，其中，所述姿态信息至少包括所述智能终端的偏航角，所述飞行指令至少携带有所述偏航角，用于指示所述机载飞控系统控制所述机载飞控系统所在飞行器以所述偏航角飞行；所述机载飞控系统用于根据所述飞行指令控制所述飞行器的飞行。

【技术特征摘要】
1.一种基于智能终端的体感飞行操控系统，其特征在于，包括机载飞控系统、通信中继设备和智能终端；所述智能终端用于获取所述智能终端的姿态信息，根据所述姿态信息生成飞行指令，并将所述飞行指令通过所述通信中继设备发送给所述机载飞控系统，其中，所述姿态信息至少包括所述智能终端的偏航角，所述飞行指令至少携带有所述偏航角，用于指示所述机载飞控系统控制所述机载飞控系统所在飞行器以所述偏航角飞行；所述机载飞控系统用于根据所述飞行指令控制所述飞行器的飞行；飞行器的机头方向与智能终端的前向实时对准，飞行器的速度方向与智能终端的倾斜方向一致；所述姿态信息还包括智能终端的俯仰角和横滚角中的至少一项，所述智能终端生成的飞行指令还携带有巡航速度，用于控制所述飞行器以所述巡航速度飞行，其中，所述巡航速度根据所述俯仰角和横滚角中的至少一项得到；其中，所述智能终端为智能手机或者平板电脑，所述智能终端中预先安装有用于控制飞行器飞行的APP；所述机载飞控系统提供定高飞行、定点飞行和指点飞行三种控制方式控制飞行器的飞行；在定高飞行模式下，机载飞控系统接收的控制输入为飞行器的目标横滚角、目标俯仰角、目标偏航角、目标高度变化率；在定点飞行模式下，机载飞控系统接收的控制输入为飞行器的目标前向飞行速度、目标横向飞行速度、目标偏航角、目标高度变化率；在指点模式下，机载飞控系统接收的控制输入为目标航点，控制飞行器自动规划航线并飞往目标航点；当飞行器在定高飞行模式下飞行，所述APP将智能终端的俯仰角和偏航角作为目标俯仰角和目标偏航角发送给机载飞控系统，通过机载飞控系统控制实现飞行器实时跟随智能终端的空间姿态；当飞行器在定点飞行模式下飞行，所述APP将智能终端的俯仰角和横滚角乘一个比例系数，分别折算出飞行器的目标前向飞行速度和目标横向飞行速度，并发送给机载飞控系统控制飞行器，使得飞行器的目标飞行方向即为智能终端的倾斜方向，而飞行器的目标飞行速度与智能终端的倾角直接相关，以及通过平置智能终端使飞行器定点悬停；当飞行器在指点飞行模式下飞行，所述智能终端的倾角不影响飞行器的飞行，APP将用户在地图上点击的位置发送给机载飞控系统，使得飞行器自动飞往指定点；所述飞行器在各飞行模式下，均保持固定飞行高度不受智能终端姿态影响，当智能终端用户滑动APP界面中的控制高度的滑条时，所述APP根据所述滑条的位置向机载飞控系统发送相应的目标垂直速度指令，从而调节飞行器的飞行高度。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机载飞控系统包括微处理器及与所述微处理器相连的第一无线数传模块；所述微处理器用于通过所述第一无线数传模块从所述通信中继设备接收所述飞行指令，并根据所述飞行指令控制所述飞行器的飞行。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述机载飞控系统还包括：定位模块、航姿参考系统和气压计模块；所述定位模块、航姿参考系统和气压计模块分别与所述微处理器连接；所述微处理器还用于通过所述定位模块、航姿参考系统和气压计模块获取所述飞行器的飞行信息，并通过所述第一无线数传模块及所述通信中继设备将所述飞行信息发送给所述智能终端。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述微处理器获取的所述飞行信息包括所述飞行器的坐标位置、飞行高度、飞行器的横滚角、俯仰角、偏航角、前后方向飞行速度和左右方向飞行速度中的至少一项。5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述通信中继设备包括第一中继模块及与所述第一中继模块相连的第二无线数传模块；所述第二无线数传模块用于与所述机载飞控系统进行无线通信；所述第一中继模块用于与所述智能终端进行通信。6.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述智能终端包括：姿态传感器、控制模块和第二中继模块，所述姿态传感器和所述第二中继模块分别与所述控制模块连接；所述姿态传感器用于获取所述智能终端的姿态信息；所述控制模块用于根据所述姿态信息生成所述飞行指令，并将所述飞行指令发送给所述第二中继模块；所述第二中继模块用于将所述飞行指令通过所述通信中继设备发送给所述机载飞控系统。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述智能终端还包括：操控接口模块；所述操控接口模块与所述控制模块连接，用于接收用户的操控指令；所述控制模块还用于根据所述操控指令生成用于控制所述飞行器飞行高度的指令。8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述智能终端生成的飞行指令还携带有所述俯仰角和横滚角中的至少一项，用于相应控制所述飞行器的俯仰角和横滚角中的至少一项。9.一种用于控制飞行器飞行的智能终端，其特征在于，包括：姿态传感器、控制模块和第二中继模块，所述姿态传感器和所述第二中继模块分别与所述控制模块连接；所述姿态传感器用于获取所述智能终端的姿态信息，其中，所述姿态信息至少包括所述智能终端的偏航角；所述控制模块用于根据所述姿态信息，生成所述飞行指令，并将所述飞行指令发送给所述第二中继模块，其中，所述飞行指令至少携带有所述偏航角，用于指示所述飞行器以所述偏航角飞行；所述第二中继模块用于将所述飞行指令通过通信中继设备发送给所述飞行器的机载飞控系统；以使所述机载飞控系统根据所述飞行指令控制所述飞行器的飞行；飞行器的机头方向与智能终端的前向实时对准，飞行器的速度方向与智能终端的倾斜方向一致；所述姿态传感器获取的姿态信息还包括智能终端的俯仰角和横滚角中的至少一项，所述控制模块生成的飞行指令还携带有巡航速度，用于控制所述飞行器以所述巡航速度飞行，其中，所述巡航速度根据所述俯仰角和横滚角中的至少一项得到；其中，所述智能终端为智能手机或者平板电脑，所述智能终端中预先安装有用于控制飞行器飞行的APP；所述机载飞控系统提供定高飞行、定点飞行和指点飞行三种控制方式控制飞行器的飞行；在定高飞行模式下，机载飞控系统接收的控制输入为飞行器的目标横滚角、目标俯仰角、目标偏航角、目标高度变化率；在定点飞行模式下，机载飞控系统接收的控制输入为飞行器的目标前向飞行速度、目标横向飞行速度、目标偏航角、目标高度变化率；在指点模式下，机载飞控系统接收的控制输入为目标航点，控制飞行器自动规划航线并飞往目标航点；当飞行器在定高飞行模式下飞行，所述APP将智能终端...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡华智，
申请(专利权)人：广州亿航智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44