[发明专利]一种基于ROS的手势远程控制无人机

说明书

一种基于ROS的手势远程控制无人机，通过将手势识别技术与无人机相结合，通过MPU‑9050采集手势数据，在ROS系统建立接收IMU值的ROS‑Ardunio节点，将其作为ROS主题发送给Ardunio控制板进行处理，通过NRF24L01无线模块对数据进行发送，在无人机端将收到的数据通过Pixhawk进行分析处理，输出相应的PWM波来控制无人机的飞行状态。经试验证实该系统可通过手势直接改变无人机的飞行状态，本发明通过操作者配戴手势手套，通过特定的姿势，远程发送操作指令给无人机，控制无人机的飞行姿态。改变无人机的传统控制方式，使用效果出色，整体具有较好的可操作性。

技术领域

本发明涉及无人机控制技术领域，涉及一种远程控制无人机，特别是一种基于ROS的手势远程控制无人机。

背景技术

随着全球工业4.0的到来，无人机已经深入我们生活，各行各业好似都和无人机有着密切的关系。如：无人机警用安防、农林植保、电力巡检、户外航拍、地理测绘等诸多领域。

然而就目前的无人机控制交互而言一般都通过常规的按钮操作、遥控器摇杆操作、触摸屏操作等进行，其操作复杂，对操作者的专业要求比较高，需要经过专业的训练才可以熟练操控。即使是专业的操作人员也会因为误触控制按键，造成无人机失控，从而坠机的风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，旨在提供一种基于ROS的手势远程控制无人机。能够通过手势直接控制无人机飞行状态，相对于传统的摇杆控制，更加方便快捷，便于操控者直接控制无人机，大大降低了无人机的操作难度。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：

一种基于ROS的手势远程控制无人机，包括：

手势信号采集单元：包括手势姿态采集手套、设置在所述手势姿态采集手套上用于采集手势动作信号的传感器组件、与所述的传感器组件相连接的手套数据控制模块；

状态控制器单元：用于将所述的信号采集单元采集的特定手势姿态信号转化为运动指令；

无线通信单元：用于实现所述的手套数据控制模块与所述的无人机控制器单元之间的通信；

无人机控制器单元：包括惯性测量模块IMU和主控处理器MCU，IMU感知飞行器在空中的姿态，将数据送给主控处理器MCU。主控处理器MCU将根据用户操作的指令，以及IMU数据，通过飞行算法控制飞行器的稳定运行。

无人机机架单元：包括有支撑板，所述支撑板分为上支撑板和下支撑板，所述支撑板上支撑板与下支撑板大小相同，相互支撑对应，所述上支撑板安装八轴机架、机架末端分别安装无刷电机，无刷电机分别连接螺旋桨。

优选地，所述的手势状态传感器组件为MPU-9250，其内部的状态传感器，可以采集人体特定手势的偏航和俯仰两个旋转分量。

优选的，所述的状态控制器单元为Ardunio MEGA 2560，使用Ardunio-ROS组合计算MPU-9050方向并且将其通过无线通信单元发送给无人机无线接收控制器。

优选的，所述的手势信号采集单元MPU-9250和状态控制器单元Ardunio MEGA2560安装在手套手掌中间，组成手势控制手套。

优选的，所述的无线通信单元和无人机主控制器单元安装在无人机交叉部位，并且由减震环保护固定。

优选的，所述的无人机机架采用碳纤维、铝和玻璃纤维材料制作。

优选的，所述的主控处理器MCU为Pixhawk飞行控制器。