[发明专利]基于手势的无人机遥控系统

说明书

技术领域

本发明涉及人机交互技术领域，更具体地，涉及一种通过手势操控无人机的系统。

背景技术

近年来随着无人机技术的发展普及，遥控技术也日趋成熟，目前多数是通过专用的遥控器对无人机进行操作，比如基本的方向控制，均是通过在遥控器上设置多个方向控制实体按键或摇杆，或者在遥控器的触摸屏上设置多个方向控制的虚拟按键来实现无人机前后左右上下的空间三维运动。

但是这种实现方法具有很大的不足，一是对于操作人员的要求很高，一般需要经过专门的培训才能掌握无人机的驾驶技巧，这类无人机驾驶员在业内被称为“飞手”，根据我国2014年发布的《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》，无人机驾驶员必须持证上岗，该门槛在很大程度上影响了无人机的普及。二是控制方式不直观、不精确，这种操控方式是通过多个按键组合输出一个飞行指令，属于模糊控制，因此即使是有经验的无人机驾驶员，对于一些特定工况下的无人机复杂运动操作，也会显得力不从心。例如在飞行通道狭窄、以及飞行路线不规则的情况下，稍有操作失误就会导致任务失败导致是坠机事故。

人的手势可以说是最自然、直观、易于学习的交流手段，更是人机交互中最好的输入工具。手势控制作为一种新型的非接触操作方式为人们的生活和工作带来了极大的便利。目前应用最为普遍的是基于视觉图像的手势识别技术，虽然具有操作便捷，人机交互自然的优点，但受制于硬件成本和技术实现难度，远非完美的解决方案。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种基于手势的无人机遥控系统及遥控方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于手势的无人机遥控系统，包括如下组件：

一个佩带在操作人员身上的固定设备，用于探测人手或人手上的设备的实时运动轨迹，并将人手或人手上的设备的实时运动轨迹进行处理后作为对无人机运动的遥控指令发送给无人机；

一个安装在无人机上的飞行控制器，用于接收固定设备发来的对无人机运动的遥控指令，根据遥控指令的内容实时驱动无人机进行与人手或人手上的设备的实时运动轨迹相一致的运动；

所述遥控系统预设有一组遥控开始指令和遥控结束指令；所述遥控系统以人手的两种不同动作分别识别作为遥控开始指令、遥控结束指令，当人手进行第一动作时，所述遥控系统开始工作，当人手进行第二动作时，所述遥控系统停止工作；或者，所述遥控系统设置有一个按钮，将所述按钮按下、弹起的状态识别作为遥控开始指令、遥控结束指令，当所述按钮按下时，所述遥控系统开始工作，当所述按钮弹起时，所述遥控系统停止工作；

以一对遥控开始指令和遥控结束指令之间的系统运行作为一次遥控操作，通过一次或多次遥控操作，直至完成整个遥控流程。

其进一步的技术方案为：

所述固定设备和所述飞行控制器内分别安装有位置侦测装置，用于获取在人手开始动作之前无人机与固定设备之间的距离x₁；

所述固定设备内安装有运动侦测装置，用于获取在人手开始动作之前人手或人手上的设备与固定设备之间的距离x，以及人手或人手上的设备的运动方向Az和运动距离y；

所述固定设备内安装有处理装置，用于根据已知的x₁、x、y以及公式x₁/x＝y₁/y计算得到无人机的飞行距离y₁；并根据已知的Az作为无人机的飞行方向Az₁；将无人机的飞行方向Az₁和飞行距离y₁打包为遥控指令；

所述固定设备和所述飞行控制器内分别安装有发射装置和接收装置；用于将处理装置计算得到的包含无人机的飞行方向Az₁和飞行距离y₁的遥控指令发送至无人机上的飞行控制器并接收。

其进一步的技术方案为：

第一种方案：所述固定设备为佩带在操作人员头部的智能眼镜，所述安装在固定设备内的运动侦测装置为所述智能眼镜上安装的多个成像装置、三轴陀螺仪以及磁罗盘；所述多个成像装置用于获取在人手开始动作之前人手与固定设备之间的距离x以及人手的运动距离y；所述三轴陀螺仪和磁罗盘用于获取人手的运动方向Az。

对于第一种方案：所述多个成像装置还将获取人手运动前后的起始朝向角度α和结束朝向角度β；根据α和β计算得到人手朝向角度的改变量，以此作为对无人机机身朝向的遥控指令。