[发明专利]多轴控制器

说明书

本文描述的实施例涉及控制无人机(UAV)的各个方面的控制器，该控制器包括但不限于：具有被配置为固定到该控制器的用户的第一部分的控制器主体；被配置用于控制UAV的至少飞行的第一控制器。该控制器是经由第一部分便携的。第一控制器可使用用户的单只手进行操作。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求享受2016年3月25日提交的、标题为“MULTI-AXIS CONTROLLER”的美国非临时专利申请No.15/081,211的优先权，故以引用方式将其全部内容明确地并入本文。

背景技术

已经开发了各种各样的无人机(UAV)，其包括用于业余爱好者的遥控(RC)飞机，以及用于包括商业和军事应用的其它应用的更先进“无人机”或UAV。已经开发诸如“四轴(quadcopter)”或四转子结构之类的UAV结构用于特定的或一般的爱好、商业或军事应用。

包括操纵杆和平板型计算机的传统UAV控制器通常需要两只手都进行操作。例如，用户的第一只手可以控制偏航和油门，而用户的第二只手可以控制翻滚和倾斜。当两只手均被占用来控制UAV的飞行时，用户将没有空闲的手来控制UAV的其它方面，比如照相机、传感器、飞行模式等等。通常，为了操作UAV上的照相机或其它传感器，用户必须释放一个飞行控制交互元件(其管理一半的飞行控制)，这将导致不便和飞行风险。

发明内容

本文描述的实施例涉及用于控制UAV的各个方面的UAV控制器(例如，遥控)。该控制器可以包括用于形成支撑结构的控制器主体。该控制器主体可以具有用于固定到控制器的用户的第一部分，以允许该控制器经由第一部分对用户来说是便携的。当第一部分固定到用户时，用户仍然可以有空闲的双手，以通过与第一控制器、第二控制器、第三控制器或第四控制器中的一项或多项进行交互来控制UAV的各个方面。在一些实施例中，第一部分可以形成用于固定到用户的手臂(例如，前臂)的套筒或撑杆，同时留下(第一部分所固定到的)手臂的手和手指自由地操作第一控制器。

第一控制器可以是操纵杆或者被配置为控制UAV的至少飞行方面(例如，油门、偏航、倾斜和翻滚)的另一种适当的交互元件。第一控制器可以是6轴控制器，其实现控制多达6个自由度(DOF)。因此，根据这些实施例的控制器可以使用户能够使用一只手/手臂来控制UAV的飞行。

所述控制器可以包括实现UAV的额外控制的第二控制器。第二控制器可以包括惯性测量单元(IMU)或者其它加速计和陀螺仪组合，以便当第一部分固定到手臂时，感测手臂的运动。第二控制器可以针对以下各项中的一项或多项来实现多达6个DOF的控制：UAV的飞行、UAV的飞行模式、UAV的至少一个传感器、UAV的至少一个照相机、UAV的方位、UAV上的软件设置、UAV的着陆模式、UAV的起飞配置或者UAV的负载设置。因此，第一控制器和第二控制器的组合可以实现针对UAV的各个方面的多达12个DOF控制。

所述控制器可以包括用于控制UAV的额外方面的第三控制器。在一些实施例中，该控制器可以被配置为耦合到无线通信设备。该无线通信设备可以包括输出设备(例如，屏幕显示器、扬声器等等)，以用于当第一部分固定到用户时，向用户输出音频数据、视觉数据和/或其它传感器输出。此外，无线通信设备还可以包括用于控制UAV的额外方面的输入设备(例如，第四控制器)。

在一些实施例中，用于UAV的控制器包括控制器主体，该控制器主体具有被配置为固定到该控制器的用户的第一部分，该控制器主体被配置为是经由第一部分和第二部分便携的，第二部分包括被配置为控制UAV的至少飞行的第一控制器。第一控制器被配置为使用用户的单只手可操作。

在一些实施例中，第一控制器被配置为控制对UAV进行油门调节、偏航、倾斜和翻滚。

在一些实施例中，第一控制器是6轴操纵杆。

在一些实施例中，第一控制器被配置为在第一部分固定到用户时，用于用户使用单只手来控制UAV的飞行，而无需使用另一只手。