[发明专利]遥控飞行器及其控制方法

权利要求书

1.一种遥控飞行器，包括：

信号接收单元，用于接收控制信号，所述控制信号至少包括第一行向量、第二行向量和第三行向量；

运动控制单元，用于分别以所述控制信号的第一行向量、第二行向量和第三行向量控制所述遥控飞行器在第一维度、第二维度和第三维度上的运动；

其中，所述控制信号的第一行向量、第二行向量和第三行向量分别对应于所述遥控飞行器的用户的手势动作中的第一单自由度动作、第二单自由度动作和第三单自由度动作，和

所述手势动作是所述第一单自由度动作、所述第二单自由度动作和所述第三单自由度动作的线性组合。

2.根据权利要求1所述的遥控飞行器，其特征在于，

所述维度包括空间维度和时间维度。

3.根据权利要求1所述的遥控飞行器，其特征在于，

所述第一单自由度动作是手腕旋转，所述第二单自由度动作是手腕翻转，且所述第三单自由度动作是手掌张握。

4.根据权利要求1所述的遥控飞行器，其特征在于，

每一单自由度动作用于控制所述遥控飞行器的包括运动方向和运动速度的至少其中之一的运动参数。

5.根据权利要求3所述的遥控飞行器，其特征在于，

所述第一单自由度动作、所述第二单自由度动作和所述第三单自由度动作分别用于控制所述遥控飞行器在三维空间坐标系中的三个维度上的方向向量。

6.根据权利要求3所述的遥控飞行器，其特征在于，

所述第一单自由度动作用于控制所述遥控飞行器的水平转向角度，所述第二单自由度动作用于控制所述遥控飞行器的垂直转向角度，所述第三单自由度动作用于控制所述遥控飞行器的飞行速度。

7.根据权利要求1所述的遥控飞行器，其特征在于，

所述控制信号是通过所述用户的可穿戴电子设备的肌电检测和控制功能由所述用户的手势动作生成的。

8.根据权利要求7所述的遥控飞行器，其特征在于，由所述用户的手势动作生成所述控制信号包括：

获取肌电信号Z，所述肌电信号Z对应于所述用户的所述手势动作；

依据以下方程式对所获取的肌电信号Z进行处理：

Z’＝W’·F(1)

Z’是所述肌电信号Z的特征信号，W’是系统转移矩阵W的伪逆矩阵，且F是非负控制信号矩阵；

其中，所述系统转移矩阵W通过训练过程中的稀疏非负整数因数分解算法获得，且所述非负控制信号矩阵的行向量与相应的单自由度动作同步成正比例。

9.根据权利要求8所述的遥控飞行器，其特征在于，通过包括如下步骤的训练过程获得所述系统转移矩阵W：

使得训练对象进行包括多自由度动作和单自由度动作中的至少一个的多个训练动作；

将从每个训练动作检测到的肌电信号组合记为肌电信号矩阵Z1；

应用稀疏非负整数因数分解算法将所述肌电信号矩阵Z1分解为非负系统转移矩阵Wi和稀疏的非负控制信号矩阵Fi，i表示迭代次数；

通过迭代来更新非负系统转移矩阵Wi和稀疏的非负控制信号矩阵Fi，其中所述非负控制信号矩阵Fi的每个行向量表示所述手臂的其中一个关节的一单自由度动作；和

获得更新后的稀疏非负系统转移矩阵Wi作为系统转移矩阵W。

10.根据权利要求9所述的遥控飞行器，其特征在于，应用所述稀疏非负整数因数分解算法分解所述肌电信号矩阵Z1进一步包括：

基于l1范数来控制非负控制信号矩阵F的稀疏性程度，由以下方程式表示：

其中，F(:,t)是控制信号矩阵F的第t列矢量，’Fro’是尼乌斯范数，m是检测肌电信号的信道数，T是时间长度，λ>0是平衡因数分解的精确性和F的稀疏性程度的正则参数，上标“+”和“-”表示每个自由度的正向和负向。

11.根据权利要求10所述的遥控飞行器，其特征在于，所述方程式(2)重写为：

其中e_1×2m是所有项等于1的行矢量，且0_1×T等于0。