[发明专利]一种沉浸式无人机控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于智能设备技术领域，特别涉及一种沉浸式无人机控制系统及其控制方法。

背景技术

近年来，民用无人机技术发展迅猛，在国内如大疆、零度等一系列民用无人机生产厂商的共同努力下，无人机的稳定性与易操作性日益提高。

随着民用无人机的普及，无人机的交互方式也不断发生着变化，从最开始的肉眼观测到现在的图像在手机、平板等客户端实时显示，再到近年来的无人机可以通过在客户端绘制路径控制无人机的飞行轨迹，无人机的交互方式正在发生天翻地覆的变化，随着控制技术的发展，穿戴式的无人机交互系统应运而生，它可以彻底改变传统的无人机交互方式，使得人们能够完全沉浸在飞行的世界中。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种可以使得操控者能够在操控无人机时有更好的感官体验的无人机控制系统及其控制方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供一种沉浸式无人机控制系统，包括包括无人机和动作采集装置，动作采集装置装配在控制者身上并与遥控器通过无线连接，控制者身上还配置有3D眼镜，3D眼镜上设置有图传系统，图传系统通过电信号与无人机连接。

进一步的，所述无人机底部设置有云台电机，云台电机两侧分别设置有一个摄像头电机，每个摄像头电机底部均设置有一个摄像头。

进一步的，所述两个摄像头的焦点通过机械方式重合。

进一步的，所述3D眼睛佩戴在控制者头部。

一种如上所述的一种沉浸式无人机控制系统的控制方法，包括但不限于如下步骤：

步骤一：操控者首先到空旷的位置放置好无人机并佩戴好3D眼镜和动作采集装置；

步骤二：当操控者右臂抬起时，安装在右臂上的传感器采集到姿态角发生变化，通过遥控器向无人机发送上升命令，当上升到一定高度时，操控者可以放下右臂，此时无人机悬停，过程中图传系统将采集到的视频信息通过遥控器发送到3D眼镜上；

步骤三：当操控者双臂抬起时，可以改变摄像头的焦距，操控者双臂由中心向两侧平移时，摄像头焦距变远，同时无人机悬架上安装的两个电机带动摄像头旋转一定角度，使得摄像头始终保持同一焦点；

步骤四：当操控者的头部旋转时，安装在头部的传感器将姿态角数据通过遥控器发送到无人机，无人机通过控制云台电机，使得整个云台旋转到相应角度；

步骤五：当操控者向前走时，安装在操控者腿部的传感器将数据通过遥控器发送到无人机，无人机调整四个旋翼，使自身向前飞行，腿部运动越快，传感器检测到的变化越快，飞行速度越快，其他方向运动时与上述方式类似；

步骤六：当操控者绕自身旋转时，腰部的传感器姿态角发生变化，无人机通过旋翼的转速变化，与操控者保持相同的方位，此时云台电机通过旋转，始终保持整个云台和操控者头部方向一致；

步骤七：当操控者左臂抬起，无人机开始降落，操控结束。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明提出了一种全新的无人机交互方式，让操控者能够在操控无人机时有更好的感官体验；本发明利用操控者的头部位置信息对无人机的云台部分(即摄像头)进行控制，更方便且更有代入感，让无人机彻底变成操控者的一双眼睛；本发明给无人机开辟另一种应用方式，使其脱离航拍的禁锢，成为一种飞行体验方式。

本发明为双摄像头同焦，需要补充说明的是，现有的两个摄像头同步采集的方案一种是两摄像头切换，一种是后期进行图像合成，均不满足本专利的场景需求。另外现有技术中检测人体运动的技术称为动作捕捉，一般多采用光学为主要方式，成本十分昂贵，且不适用于此场景。而本发明节约了大量的成本，也能够达到动作捕捉和控制的效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中无人机的结构示意图；

图3为图1中无人机的仰视图；

图4为图3中摄像头的结构示意图；

图5为图1中动作采集装置的结构示意图。

1、无人机，2、遥控器，3、动作采集装置，4、3D眼镜，5、图传系统，6、旋翼，7、云台电机，8、摄像头，9、摄像头电机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。

本发明特点如下：

1)无人机1的飞行状态通过操控者的动作、姿态进行控制

2)无人机1的视角方向(及云台方向)根据操控者的头部摆动进行调整；

3)无人机1的运动方向与人的移动方向同步