一種遙控裝置、控制系統(tǒng)以及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種遙控裝置、控制系統(tǒng)以及控制方法。其中，遙控裝置用于遙控?zé)o人設(shè)備及搭載在無人設(shè)備上的載體，遙控裝置包括：姿態(tài)傳感器，姿態(tài)傳感器用于探測(cè)遙控裝置的空間姿態(tài)，并輸出空間姿態(tài)信號(hào)；以及微處理器，微處理器用于接收姿態(tài)傳感器輸出的空間姿態(tài)信號(hào)，計(jì)算得到遙控裝置在至少一維度上的角度變化，以根據(jù)角度變化產(chǎn)生用于控制載體在對(duì)應(yīng)維度上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的載體控制信號(hào)。通過上述方式，本發(fā)明能夠通過遙控裝置的角度變化控制無人設(shè)備上載體的運(yùn)動(dòng)，降低無人設(shè)備載體控制的復(fù)雜度，提高控制效率和控制效果。
【專利說明】一種遙控裝置、控制系統(tǒng)以及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無人設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種遙控裝置、控制系統(tǒng)以及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，無人設(shè)備即無人駕駛的運(yùn)動(dòng)體，包括飛行器(例如固定翼飛機(jī)，旋翼飛行器包括直升機(jī))，機(jī)動(dòng)車輛，潛艇或船只，以及衛(wèi)星，空間站，或飛船等得到了廣泛的應(yīng)用，例如在偵測(cè)，搜救等領(lǐng)域，且在這些運(yùn)動(dòng)體上通常都會(huì)有相機(jī)鏡頭等類似載體。
[0003]對(duì)于這些運(yùn)動(dòng)體及其上載體的操縱通常由用戶通過遙控裝置來實(shí)現(xiàn)。遙控裝置通常通過兩組控制桿來控制飛行器的四個(gè)運(yùn)動(dòng)維度，分別是前后、左右、上下和朝向，而運(yùn)動(dòng)體上的載體的三個(gè)運(yùn)動(dòng)維度(航向、俯仰、橫滾)通常是使用另外一個(gè)遙控裝置來實(shí)現(xiàn)，這樣要實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)體的四個(gè)維度及其上載體的三個(gè)維度的運(yùn)動(dòng)控制，就需要2個(gè)遙控裝置也即4組控制桿來實(shí)現(xiàn)，而每人只有兩只手，無法實(shí)現(xiàn)全部控制，只能由兩個(gè)人協(xié)作來實(shí)現(xiàn)，而特別在航拍領(lǐng)域，兩個(gè)人的協(xié)作要有默契，配合完美才能有出色的作品，因此當(dāng)前控制方式增加了復(fù)雜度且降低了效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種遙控裝置、控制系統(tǒng)以及控制方法，以解決現(xiàn)有遙控裝置必須通過控制桿來控制無人設(shè)備上載體而導(dǎo)致如果需要同時(shí)控制無人設(shè)備及載體時(shí)，一個(gè)人無法實(shí)現(xiàn)全部控制的問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種遙控裝置，用于遙控?zé)o人設(shè)備及搭載在無人設(shè)備上的載體，所述遙控裝置包括:姿態(tài)傳感器，所述姿態(tài)傳感器用于探測(cè)所述遙控裝置的空間姿態(tài)，并輸出空間姿態(tài)信號(hào)；微處理器，所述微處理器用于接收所述姿態(tài)傳感器輸出的所述空間姿態(tài)信號(hào)，計(jì)算得到所述遙控裝置在至少一維度上的角度變化，以根據(jù)所述角度變化產(chǎn)生用于控制所述載體在對(duì)應(yīng)維度上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的載體控制信號(hào)。
[0006]其中，所述載體控制信號(hào)用于控制所述載體在所述對(duì)應(yīng)維度上移動(dòng)預(yù)定角度或控制所述載體在所述對(duì)應(yīng)維度上按照預(yù)定速度進(jìn)行移動(dòng)。
[0007]其中，所述遙控裝置的空間姿態(tài)包括所述遙控裝置在旋轉(zhuǎn)方向、俯仰方向以及橫滾方向三個(gè)維度上的角度。
[0008]其中，所述載體控制信號(hào)通過控制所述載體，以使得所述遙控裝置在所述至少一維度上的角度變化與所述載體在所述對(duì)應(yīng)維度上的角度變化成預(yù)定的比例關(guān)系。
[0009]其中，所述遙控裝置進(jìn)一步包括控制桿，所述微處理器根據(jù)所述控制桿在至少一運(yùn)動(dòng)方向上的移動(dòng)產(chǎn)生用于控制所述無人設(shè)備在對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的無人設(shè)備控制信號(hào)。
[0010]其中，當(dāng)所述控制桿因外力撤除而保持在所述運(yùn)動(dòng)方向上預(yù)先設(shè)定的位置時(shí)，所述微處理器產(chǎn)生的無人設(shè)備控制信號(hào)控制所述無人設(shè)備在所述對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上進(jìn)入狀態(tài)保持。
[0011 ] 其中，所述狀態(tài)保持包括在所述對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上保持原有運(yùn)動(dòng)速度或減速成零進(jìn)入懸停狀態(tài)。
[0012]其中，所述遙控裝置進(jìn)一步包括控制開關(guān)，所述控制開關(guān)用于控制所述姿態(tài)傳感器和/或所述微處理器，以啟動(dòng)或關(guān)閉所述遙控裝置對(duì)所述載體的控制功能。
[0013]其中，所述微處理器記錄在所述遙控裝置對(duì)所述載體的控制功能啟動(dòng)時(shí)所述姿態(tài)傳感器輸出的所述空間姿態(tài)信號(hào)作為初始空間姿態(tài)信號(hào)，并通過將所述姿態(tài)傳感器后續(xù)輸出的所述空間姿態(tài)信號(hào)與所述初始空間姿態(tài)信號(hào)進(jìn)行比較來計(jì)算所述遙控裝置在至少一維度上的角度變化。
[0014]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種控制系統(tǒng)，用于控制無人設(shè)備及搭載在無人設(shè)備上的載體的運(yùn)動(dòng)，所述控制系統(tǒng)包括上述的遙控裝置，以及設(shè)置在無人設(shè)備上的無人設(shè)備姿態(tài)傳感器、載體姿態(tài)傳感器、一無人設(shè)備控制器和一載體控制器，其中:所述無人設(shè)備姿態(tài)傳感器用于獲取所述無人設(shè)備的空間姿態(tài)，產(chǎn)生用于控制所述無人設(shè)備的空間姿態(tài)信號(hào)；所述載體姿態(tài)傳感器用于獲取搭載在所述無人設(shè)備上的載體的空間姿態(tài)信號(hào)；所述無人設(shè)備控制器用于根據(jù)所述遙控裝置產(chǎn)生的用于控制無人設(shè)備在對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的無人設(shè)備控制信號(hào)以及所述無人設(shè)備姿態(tài)傳感器產(chǎn)生的用于控制所述無人設(shè)備的空間姿態(tài)信號(hào)控制所述無人設(shè)備的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；所述載體控制器用于根據(jù)所述遙控裝置產(chǎn)生的載體控制信號(hào)以及所述載體姿態(tài)傳感器產(chǎn)生的用于控制所述載體的空間姿態(tài)信號(hào)控制所述載體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0015]其中，所述控制系統(tǒng)還包括一無人設(shè)備操縱面，所述無人設(shè)備操縱面用于驅(qū)動(dòng)所述無人設(shè)備進(jìn)行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的調(diào)整，所述無人設(shè)備控制器、所述至少一姿態(tài)傳感器以及所述無人設(shè)備操縱面構(gòu)成一個(gè)反饋閉環(huán)以控制所述無人設(shè)備進(jìn)行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持。
[0016]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的還有一技術(shù)方案是:提供一種無人設(shè)備及搭載在無人設(shè)備上的載體的控制方法，所述控制方法包括:利用遙控裝置的微處理器根據(jù)控制桿在至少一運(yùn)動(dòng)方向上的移動(dòng)產(chǎn)生的無人設(shè)備控制信號(hào)，通過所述無人設(shè)備控制信號(hào)控制所述無人設(shè)備在對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；利用所述遙控裝置的姿態(tài)傳感器探測(cè)所述遙控裝置的空間姿態(tài)，并輸出空間姿態(tài)信號(hào)，由微處理器根據(jù)所述空間姿態(tài)信號(hào)計(jì)算得到所述遙控裝置在至少一個(gè)維度上的角度變化，以根據(jù)所述角度變化產(chǎn)生載體控制信號(hào)，通過所述載體控制信號(hào)控制所述載體在對(duì)應(yīng)維度上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0017]其中，所述控制所述載體在對(duì)應(yīng)維度上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為控制所述載體在所述對(duì)應(yīng)維度上移動(dòng)預(yù)定角度或控制所述載體在對(duì)應(yīng)維度上按照預(yù)定速度進(jìn)行移動(dòng)。
[0018]其中，所述遙控裝置的空間姿態(tài)包括所述遙控裝置在旋轉(zhuǎn)方向、俯仰方向以及橫滾方向三個(gè)維度上的角度。
[0019]其中，所述控制所述載體在所述對(duì)應(yīng)維度上移動(dòng)預(yù)定角度為控制所述載體，以使得所述遙控裝置在所述至少一個(gè)維度上的角度變化與所述載體在所述對(duì)應(yīng)維度上的角度變化成預(yù)定的比例關(guān)系。
[0020]其中，當(dāng)所述控制桿因外力撤除而保持在所述運(yùn)動(dòng)方向上預(yù)先設(shè)定的位置時(shí)，通過所述微處理器產(chǎn)生的無人設(shè)備控制信號(hào)控制所述無人設(shè)備在所述對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上進(jìn)入狀態(tài)保持。[0021]其中，所述狀態(tài)保持包括在所述對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上保持原有運(yùn)動(dòng)速度或減速成零進(jìn)入懸停狀態(tài)。
[0022]其中，所述控制方法還包括:利用所述遙控裝置的控制開關(guān)控制所述遙控裝置的姿態(tài)傳感器和/或所述微處理器，啟動(dòng)或關(guān)閉所述遙控裝置對(duì)所述載體的控制功能。
[0023]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明的遙控裝置通過感測(cè)遙控裝置的空間姿態(tài)，計(jì)算得到遙控裝置在至少一維度上的角度變化，根據(jù)遙控裝置的角度變化產(chǎn)生用于控制無人設(shè)備上載體在對(duì)應(yīng)維度上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的載體控制信號(hào)。通過這樣的方式，避免現(xiàn)在通過控制桿控制無人設(shè)備上載體從而不能實(shí)現(xiàn)一個(gè)人同時(shí)控制無人設(shè)備和載體的問題，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)人同時(shí)控制無人設(shè)備的4個(gè)維度以及無人設(shè)備上載體3個(gè)維度的運(yùn)動(dòng)，從而降低了無人設(shè)備以及無人設(shè)備上載體控制的復(fù)雜度，提高了控制效率和控制效果O
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種遙控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種無人設(shè)備及搭載在無人設(shè)備上的載
[0027]體的控制方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例所提到的無人設(shè)備可以但不限于是飛行器(例如固定翼飛機(jī)，旋翼飛行器包括直升機(jī))、機(jī)動(dòng)車輛、潛艇或船只，以及衛(wèi)星、空間站、或飛船等，搭載在無人設(shè)備上的載體可以但不限于包括云臺(tái)以及設(shè)置于云臺(tái)上的相機(jī)、攝像機(jī)望遠(yuǎn)鏡、遠(yuǎn)程攝像機(jī)和測(cè)量?jī)x等。設(shè)置在無人設(shè)備上的無人設(shè)備控制器和載體控制器具體可以通過所述云臺(tái)來實(shí)現(xiàn)所述成像裝置的固定、隨意調(diào)節(jié)所述成像裝置的姿態(tài)(例如:改變所述成像裝置的傾角和拍攝方向)，以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的拍攝和/或照相等?？梢岳斫獾氖?，無人設(shè)備控制器和載體控制器也可以不通過云臺(tái)而直接控制無人設(shè)備和載體的運(yùn)動(dòng)。
[0029]請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種遙控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例提供的遙控裝置100用于遙控?zé)o人設(shè)備及搭載在無人設(shè)備上的載體，本實(shí)施例的遙控裝置100包括姿態(tài)傳感器11和微處理器13，其中:
[0030]所述姿態(tài)傳感器11用于探測(cè)遙控裝置100的空間姿態(tài)，并輸出空間姿態(tài)信號(hào)。
[0031]其中，本發(fā)明實(shí)施例中的姿態(tài)傳感器11具體可以是陀螺儀、加速度計(jì)的至少一種傳感器。所述姿態(tài)傳感器11也可為慣性測(cè)量單元。
[0032]其中，所述遙控裝置100的空間姿態(tài)包括遙控裝置100在旋轉(zhuǎn)方向、俯仰方向以及橫滾方向三個(gè)維度上的角度。
[0033]所述微處理器13用于接收姿態(tài)傳感器11輸出的空間姿態(tài)信號(hào)，計(jì)算得到遙控裝置100在至少一維度上的角度變化，以根據(jù)角度變化產(chǎn)生用于控制載體在對(duì)應(yīng)維度上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的載體控制信號(hào)。
[0034]其中，所述載體控制信號(hào)用于控制載體在對(duì)應(yīng)維度上移動(dòng)預(yù)定角度或控制載體在對(duì)應(yīng)維度上按照預(yù)定速度進(jìn)行移動(dòng)。[0035]所述遙控裝置100在旋轉(zhuǎn)方向、俯仰方向以及橫滾方向三個(gè)維度的至少一維度上的角度變化，作為控制載體在對(duì)應(yīng)維度上的角度變化的依據(jù)。比如，遙控裝置100在至少一維度上的角度變化與載體在對(duì)應(yīng)維度上的角度變化成預(yù)定比例關(guān)系。舉例而言，當(dāng)所述載體包括三軸云臺(tái)以及設(shè)置于云臺(tái)上的成像裝置時(shí)，假設(shè)遙控裝置100在俯仰方向的角度變化為Λχ，所述微處理器13可以根據(jù)該角度變化產(chǎn)生控制所述云臺(tái)上的成像裝置在俯仰方向上移動(dòng)角度kAx的載體控制信號(hào)，k為預(yù)先設(shè)定的常數(shù)。相應(yīng)的，遙控裝置100在旋轉(zhuǎn)方向和橫滾方向上的角度變化，分別對(duì)應(yīng)控制載體在航向方向上和橫滾方向上的移動(dòng)角度與上述類似。本實(shí)施例中的所述的三軸云臺(tái)即可以使云臺(tái)上的成像裝置在航向方向、俯仰方向以及橫滾方向上運(yùn)動(dòng)。
[0036]在另一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述遙控裝置100在至少一維度上的角度變化，也可以作為控制載體在對(duì)應(yīng)維度上的移動(dòng)速度的依據(jù)。比如載體在對(duì)應(yīng)維度上的移動(dòng)速度跟遙控裝置100的角度變化成預(yù)定比例關(guān)系。
[0037]請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，遙控裝置100還可以進(jìn)一步包括控制桿12，微處理器13根據(jù)控制桿12在至少一運(yùn)動(dòng)方向上的移動(dòng)產(chǎn)生用于控制無人設(shè)備在對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的無人設(shè)備控制信號(hào)。
[0038]具體而言，所述控制桿12可以包括第一控制桿121和第二控制桿122。所述第一控制桿121在第一運(yùn)動(dòng)方向上的移動(dòng)產(chǎn)生用于控制無人設(shè)備在第一運(yùn)動(dòng)方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的第一無人設(shè)備控制信號(hào)。所述第一控制桿121在第二運(yùn)動(dòng)方向上的移動(dòng)產(chǎn)生用于控制無人設(shè)備在第二運(yùn)動(dòng)方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的第二無人設(shè)備控制信號(hào)。所述第二控制桿122在第三方向上的移動(dòng)產(chǎn)生用于控制所述無人設(shè)備在第三運(yùn)動(dòng)方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的第三無人設(shè)備控制信號(hào)。所述第二控制桿122在第四方向上的移動(dòng)產(chǎn)生用于控制所述無人設(shè)備在第四運(yùn)動(dòng)方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的第四無人設(shè)備控制信號(hào)。
[0039]比如所述第一控制桿121在上下方向上的移動(dòng)產(chǎn)生控制無人設(shè)備在上下方向的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的無人設(shè)備控制信號(hào)，所述第一控制桿121左右方向上的移動(dòng)產(chǎn)生控制無人設(shè)備朝向的無人設(shè)備控制信號(hào)。所述第二控制桿122前后、左右方向上的移動(dòng)分別產(chǎn)生用于控制無人設(shè)備在前后、左右方向上平移運(yùn)動(dòng)的無人設(shè)備控制信號(hào)。當(dāng)然，這樣的控制桿移動(dòng)對(duì)應(yīng)的無人設(shè)備的控制信號(hào)只是一種舉例，在能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明目的的情況下，也可以是其他的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0040]當(dāng)所述遙控桿12因外力撤除而保持在其運(yùn)動(dòng)方向上預(yù)先設(shè)定的位置時(shí)，所述微處理器13產(chǎn)生的無人設(shè)備控制信號(hào)控制無人設(shè)備在對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上進(jìn)入狀態(tài)保持。
[0041]這里的狀態(tài)保持包括在對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上保持原有運(yùn)動(dòng)速度或減速成零進(jìn)入懸停狀態(tài)。
[0042]比如，所述控制桿12在某個(gè)運(yùn)動(dòng)方向上因受到的外力撤除時(shí)，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的無人設(shè)備控制信號(hào)控制無人設(shè)備在該運(yùn)動(dòng)方向?qū)?yīng)方向上進(jìn)入減速狀態(tài)。當(dāng)所述控制桿12保持在該運(yùn)動(dòng)方向上預(yù)先設(shè)定的位置時(shí)，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的無人設(shè)備控制信號(hào)控制無人設(shè)備在該運(yùn)動(dòng)方向上的速度減到零后保持這一狀態(tài)。當(dāng)所有控制桿12在所有方向上因受到的外力撤除而自動(dòng)回到預(yù)先設(shè)定的位置時(shí)，產(chǎn)生的無人設(shè)備控制信號(hào)控制無人設(shè)備進(jìn)入懸停狀態(tài)。
[0043]進(jìn)一步地，遙控裝置100還可以包括控制開關(guān)14，所述控制開關(guān)14用于控制姿態(tài)傳感器11和/或微處理器13，以啟動(dòng)或關(guān)閉遙控裝置100對(duì)載體的控制功能。當(dāng)所述控制開關(guān)14關(guān)閉所述遙控裝置100對(duì)載體的控制時(shí)，所述載體保持關(guān)閉所述遙控裝置100對(duì)載體的控制時(shí)的前一時(shí)刻的狀態(tài)?？梢岳斫獾氖牵?dāng)所述控制開關(guān)14關(guān)閉所述遙控裝置100對(duì)載體的控制時(shí)，所述載體也可回到初始狀態(tài)。
[0044]另外，所述微處理器13記錄在遙控裝置100對(duì)載體的控制功能啟動(dòng)時(shí)姿態(tài)傳感器11輸出的空間姿態(tài)信號(hào)作為初始空間姿態(tài)信號(hào)，并通過姿態(tài)傳感器后續(xù)輸出的空間姿態(tài)信號(hào)與初始空間姿態(tài)信號(hào)進(jìn)行比較來計(jì)算遙控裝置100在至少一維度上的角度變化。
[0045]也就是說，每一次通過控制開關(guān)14啟動(dòng)遙控裝置對(duì)載體的控制功能時(shí)，以該次啟動(dòng)時(shí)的遙控裝置100的初始狀態(tài)作為默認(rèn)狀態(tài)，后續(xù)再次探測(cè)到的遙控裝置100的狀態(tài)與這個(gè)初始狀態(tài)做比較以計(jì)算得到遙控裝置100的角度變化。這樣，可以根據(jù)每個(gè)當(dāng)前使用者的操作習(xí)慣適應(yīng)性調(diào)整遙控裝置100對(duì)載體的控制，避免不同使用者的操作習(xí)慣而導(dǎo)致對(duì)載體控制的誤差。
[0046]以上本發(fā)明實(shí)施例提供的遙控裝置，通過感測(cè)遙控裝置的空間姿態(tài)，計(jì)算得到遙控裝置在至少一維度上的角度變化，根據(jù)遙控裝置的角度變化產(chǎn)生用于控制無人設(shè)備上載體在對(duì)應(yīng)維度上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的載體控制信號(hào)。通過這樣的方式，避免現(xiàn)在通過控制桿控制無人設(shè)備上載體從而不能實(shí)現(xiàn)一個(gè)人同時(shí)控制無人設(shè)備和載體的問題，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)人同時(shí)控制無人設(shè)備的4個(gè)維度以及無人設(shè)備上載體3個(gè)維度的運(yùn)動(dòng)，從而降低了無人設(shè)備以及無人設(shè)備上載體控制的復(fù)雜度，提高了控制效率和控制效果。
[0047]在上述本發(fā)明實(shí)施例提供的遙控裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)一步提供一種控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)用于控制無人設(shè)備及搭載在無人設(shè)備上的載體的運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)參閱圖2，本實(shí)施例的控制系統(tǒng)包括一遙控裝置100，遙控裝置100的結(jié)構(gòu)以及功能實(shí)現(xiàn)請(qǐng)參閱上述實(shí)施例的詳細(xì)描述?？刂葡到y(tǒng)還包括設(shè)置在無人設(shè)備上的無人設(shè)備姿態(tài)傳感器200和載體姿態(tài)傳感器201、一無人設(shè)備控制器300和一載體控制器400,其中:
[0048]無人設(shè)備姿態(tài)傳感器200用于獲取無人設(shè)備的空間姿態(tài)，產(chǎn)生用于控制無人設(shè)備的空間姿態(tài)信號(hào)。
[0049]載體姿態(tài)傳感器201用于獲取搭載在無人設(shè)備上的載體的空間姿態(tài)，產(chǎn)生用于控制載體的空間姿態(tài)信號(hào)。
[0050]無人設(shè)備控制器300用于根據(jù)遙控裝置100產(chǎn)生的用于控制無人設(shè)備在對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的無人設(shè)備控制信號(hào)以及無人設(shè)備姿態(tài)傳感器200產(chǎn)生的用于控制無人設(shè)備的空間姿態(tài)信號(hào)控制無人設(shè)備的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0051]載體控制器400用于根據(jù)遙控裝置100產(chǎn)生的載體控制信號(hào)以及載體姿態(tài)傳感器201產(chǎn)生的用于控制載體的空間姿態(tài)信號(hào)控制載體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0052]控制系統(tǒng)還可以進(jìn)一步包括一無人設(shè)備操縱面500，無人設(shè)備操縱面500用于驅(qū)動(dòng)無人設(shè)備進(jìn)行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的調(diào)整，其中，無人設(shè)備控制器300、無人設(shè)備姿態(tài)傳感器200以及無人設(shè)備操縱面500構(gòu)成一個(gè)反饋閉環(huán)以控制無人設(shè)備進(jìn)行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持。
[0053]當(dāng)無人設(shè)備在某個(gè)運(yùn)動(dòng)方向上進(jìn)入狀態(tài)保持時(shí)，通過無人設(shè)備姿態(tài)傳感器200實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)無人設(shè)備的狀態(tài)而反饋到無人設(shè)備控制器300，無人設(shè)備控制器300控制無人設(shè)備操縱面500，以使得無人設(shè)備一直穩(wěn)定在需要保持的狀態(tài)。
[0054]這里的狀態(tài)保持包括在對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上保持原有運(yùn)動(dòng)速度或減速成零進(jìn)入懸停狀態(tài)。[0055]當(dāng)具體到無人設(shè)備為飛行器，搭載在無人設(shè)備上的載體為相機(jī)時(shí)，狀態(tài)保持包括控制飛行器的飛行高度以及飛行器攜帶的相機(jī)的焦距耦合值保持穩(wěn)定。
[0056]請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)一步提供一種無人設(shè)備及搭載在無人設(shè)備上的載體的控制方法，本實(shí)施例的控制方法包括以下步驟:
[0057]SlOl:利用遙控裝置的微處理器根據(jù)控制桿在至少一運(yùn)動(dòng)方向上的移動(dòng)產(chǎn)生的無人設(shè)備控制信號(hào)，通過無人設(shè)備控制信號(hào)控制無人設(shè)備在對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
[0058]具體而言，控制桿包括第一控制桿和第二控制桿，利用第一控制桿在第一運(yùn)動(dòng)方向上的移動(dòng)產(chǎn)生的第一無人設(shè)備控制信號(hào)，控制無人設(shè)備在第一運(yùn)動(dòng)方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用第一控制桿在第二運(yùn)動(dòng)方向上的移動(dòng)產(chǎn)生的第二無人設(shè)備控制信號(hào)，控制無人設(shè)備在第二運(yùn)動(dòng)方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用第二控制桿在第三方向上的移動(dòng)產(chǎn)生的第三無人設(shè)備控制信號(hào)，控制無人設(shè)備在第三運(yùn)動(dòng)方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；利用第二控制桿在第四方向上的移動(dòng)產(chǎn)生的第四無人設(shè)備控制信號(hào)，控制無人設(shè)備在第四方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0059]比如利用第一控制桿在上下方向上的移動(dòng)產(chǎn)生的第一無人設(shè)備控制信號(hào)，控制無人設(shè)備在上下方向的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用第一控制桿左右方向上的移動(dòng)產(chǎn)生第二無人設(shè)備控制信號(hào)，控制無人設(shè)備的朝向，利用第二控制桿前后、左右方向上的移動(dòng)產(chǎn)生的第三無人設(shè)備控制信號(hào)，控制無人設(shè)備在前后、左右方向上平移運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然，這樣的控制桿移動(dòng)對(duì)應(yīng)的無人設(shè)備的控制只是一種舉例，在能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明目的的情況下，也可以是其他的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0060]當(dāng)控制桿因外力撤除而保持在運(yùn)動(dòng)方向上預(yù)先設(shè)定的位置時(shí)，通過微處理器產(chǎn)生的無人設(shè)備控制信號(hào)控制無人設(shè)備在對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上進(jìn)入狀態(tài)保持。
[0061]狀態(tài)保持包括在對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上保持原有運(yùn)動(dòng)速度或減速成零進(jìn)入懸停狀態(tài)。
[0062]比如，控制桿在某個(gè)運(yùn)動(dòng)方向上因受到的外力撤除時(shí)，根據(jù)對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的無人設(shè)備控制信號(hào)控制無人設(shè)備在該運(yùn)動(dòng)方向?qū)?yīng)方向上進(jìn)入減速狀態(tài)。當(dāng)控制桿保持在該運(yùn)動(dòng)方向上預(yù)先設(shè)定的位置時(shí)，根據(jù)對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的無人設(shè)備控制信號(hào)控制無人設(shè)備在該運(yùn)動(dòng)方向上的速度減到零后保持這一狀態(tài)。當(dāng)所有控制桿在所有方向上因受到的外力撤除而自動(dòng)回到預(yù)先設(shè)定的位置時(shí)，根據(jù)產(chǎn)生的無人設(shè)備控制信號(hào)控制無人設(shè)備進(jìn)入懸停狀態(tài)。
[0063]舉例而言，當(dāng)具體到無人設(shè)備為飛行器，搭載在無人設(shè)備上的載體為相機(jī)時(shí)，控制飛行器進(jìn)入狀態(tài)保持包括控制飛行器的飛行高度以及飛行器攜帶的相機(jī)的焦距耦合值保持穩(wěn)定。
[0064]S102:利用遙控裝置的姿態(tài)傳感器探測(cè)遙控裝置的空間姿態(tài)，并輸出空間姿態(tài)信號(hào)，由微處理器根據(jù)空間姿態(tài)信號(hào)計(jì)算得到遙控裝置在至少一個(gè)維度上的角度變化，以根據(jù)角度變化產(chǎn)生載體控制信號(hào)，通過載體控制信號(hào)控制載體在對(duì)應(yīng)維度上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0065]其中，控制載體在對(duì)應(yīng)維度上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為控制載體在對(duì)應(yīng)維度上移動(dòng)預(yù)定角度或控制載體在對(duì)應(yīng)維度上按照預(yù)定速度進(jìn)行移動(dòng)。
[0066]遙控裝置的空間姿態(tài)包括遙控裝置在旋轉(zhuǎn)方向、俯仰方向以及橫滾方向三個(gè)維度上的角度。
[0067]其中，控制載體在對(duì)應(yīng)維度上移動(dòng)預(yù)定角度為控制載體，以使得遙控裝置在至少一個(gè)維度上的角度變化與載體在對(duì)應(yīng)維度上的角度變化成預(yù)定的比例關(guān)系。舉例而言，假設(shè)遙控裝置在俯仰方向的角度變化為Λχ，可以根據(jù)該角度變化控制載體在俯仰方向上移動(dòng)角度kAx，k為預(yù)先設(shè)定的常數(shù)。相應(yīng)的，遙控裝置在旋轉(zhuǎn)方向或橫滾方向上的角度變化，對(duì)應(yīng)控制載體的移動(dòng)角度與上述類似。
[0068]在另一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，遙控裝置在至少一維度上的角度變化，也可以作為控制載體在對(duì)應(yīng)維度上的移動(dòng)速度的依據(jù)。比如載體在對(duì)應(yīng)維度上的移動(dòng)速度跟遙控裝置的角度變化成預(yù)定比例關(guān)系。
[0069]其中，控制方法還可以進(jìn)一步包括:
[0070]S103:利用設(shè)置在無人設(shè)備上的無人設(shè)備姿態(tài)傳感器以及載體姿態(tài)傳感器分別測(cè)量無人設(shè)備以及載體的空間姿態(tài)，從而產(chǎn)生的控制無人設(shè)備以及載體的空間姿態(tài)信號(hào)，根據(jù)空間姿態(tài)信號(hào)來控制無人設(shè)備以及載體保持在需要保持的狀態(tài)。
[0071]其中，控制方法還可以包括:
[0072]S104:利用遙控裝置的控制開關(guān)控制遙控裝置上的姿態(tài)傳感器和/或微處理器，啟動(dòng)或關(guān)閉遙控裝置對(duì)載體的控制功能。
[0073]也就是說，可以根據(jù)實(shí)際需要，在需要通過遙控裝置控制載體的情況下打開控制開關(guān)以啟動(dòng)遙控裝置對(duì)載體的控制功能，在不需要通過遙控裝置控制載體的情況下關(guān)閉控制開關(guān)以關(guān)閉遙控裝置對(duì)載體的控制功能。當(dāng)控制開關(guān)關(guān)閉所述遙控裝置對(duì)載體的控制時(shí)，所述載體保持關(guān)閉所述遙控裝置對(duì)載體的控制時(shí)的前一時(shí)刻的狀態(tài)?？梢岳斫獾氖?，當(dāng)所述控制開關(guān)關(guān)閉所述遙控裝置對(duì)載體的控制時(shí)，所述載體也可回到初始狀態(tài)。
[0074]需要說明的是，上述步驟S101、S102、S103以及S104只是為了便于步驟的區(qū)分而對(duì)每個(gè)步驟進(jìn)行的編號(hào)，并不是用以限定每個(gè)步驟執(zhí)行的先后順序，可以理解的是，事實(shí)上這些步驟的執(zhí)行并不嚴(yán)格區(qū)分現(xiàn)有順序，甚至有可能是同時(shí)執(zhí)行的。
[0075]通過以上實(shí)施例的詳細(xì)闡述，可以理解本發(fā)明實(shí)施例提供的遙控裝置、控制系統(tǒng)以及控制方法，遙控裝置通過感測(cè)遙控裝置的空間姿態(tài)，計(jì)算得到遙控裝置在至少一維度上的角度變化，根據(jù)遙控裝置的角度變化產(chǎn)生用于控制無人設(shè)備上載體在對(duì)應(yīng)維度上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的載體控制信號(hào)，并通過控制桿的移動(dòng)產(chǎn)生用于控制無人設(shè)備的無人設(shè)備控制信號(hào)。通過這樣的遙控裝置，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)人同時(shí)控制無人設(shè)備4個(gè)維度以及無人設(shè)備上載體3個(gè)維度的運(yùn)動(dòng)，極大降低無人設(shè)備以及無人設(shè)備上載體控制的復(fù)雜度，提高了控制效率和控制效果。
[0076]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種遙控裝置，用于遙控?zé)o人設(shè)備及搭載在所述無人設(shè)備上的載體，其特征在于，所述遙控裝置包括: 姿態(tài)傳感器，所述姿態(tài)傳感器用于探測(cè)所述遙控裝置的空間姿態(tài)，并輸出空間姿態(tài)信號(hào); 微處理器，所述微處理器用于接收所述姿態(tài)傳感器輸出的所述空間姿態(tài)信號(hào)，計(jì)算得到所述遙控裝置在至少一維度上的角度變化，以根據(jù)所述角度變化產(chǎn)生用于控制所述載體在對(duì)應(yīng)維度上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的載體控制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的遙控裝置，其特征在于，所述載體控制信號(hào)用于控制所述載體在所述對(duì)應(yīng)維度上移動(dòng)預(yù)定角度或控制所述載體在所述對(duì)應(yīng)維度上按照預(yù)定速度進(jìn)行移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的所述遙控裝置，其特征在于，所述遙控裝置的空間姿態(tài)包括所述遙控裝置在旋轉(zhuǎn)方向、俯仰方向以及橫滾方向三個(gè)維度上的角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遙控裝置，其特征在于，所述載體控制信號(hào)通過控制所述載體，以使得所述遙控裝置在所述至少一維度上的角度變化與所述載體在所述對(duì)應(yīng)維度上的角度變化成預(yù)定的比例關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遙控裝置，其特征在于，所述遙控裝置進(jìn)一步包括控制桿，所述微處理器根據(jù)所述控制桿在至少一運(yùn)動(dòng)方向上的移動(dòng)產(chǎn)生用于控制所述無人設(shè)備在對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的無人設(shè)備控制信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的遙控裝置，其特征在于，當(dāng)所述控制桿因外力撤除而保持在所述運(yùn)動(dòng)方向上預(yù)先設(shè)定的位置時(shí)，所述微處理器產(chǎn)生的無人設(shè)備控制信號(hào)控制所述無人設(shè)備在所述對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上進(jìn)入狀態(tài)保持。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的遙控裝置，其特征在于，所述狀態(tài)保持包括在所述對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上保持原有運(yùn)動(dòng)速度或減速成零進(jìn)入懸停狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遙控裝置，其特征在于，所述遙控裝置進(jìn)一步包括控制開關(guān)，所述控制開關(guān)用于控制所述姿態(tài)傳感器和/或所述微處理器，以啟動(dòng)或關(guān)閉所述遙控裝置對(duì)所述載體的控制功能。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遙控裝置，其特征在于，所述微處理器記錄在所述遙控裝置對(duì)所述載體的控制功能啟動(dòng)時(shí)所述姿態(tài)傳感器輸出的所述空間姿態(tài)信號(hào)作為初始空間姿態(tài)信號(hào)，并通過將所述姿態(tài)傳感器后續(xù)輸出的所述空間姿態(tài)信號(hào)與所述初始空間姿態(tài)信號(hào)進(jìn)行比較來計(jì)算所述遙控裝置在至少一維度上的角度變化。
10.一種控制系統(tǒng)，其特征在于，用于控制無人設(shè)備及搭載在所述無人設(shè)備上的載體的運(yùn)動(dòng)，所述控制系統(tǒng)包括一權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的遙控裝置，以及設(shè)置在無人設(shè)備上的無人設(shè)備姿態(tài)傳感器、載體姿態(tài)傳感器、一無人設(shè)備控制器和一載體控制器，其中: 所述無人設(shè)備姿態(tài)傳感器用于獲取所述無人設(shè)備的空間姿態(tài)，產(chǎn)生用于控制所述無人設(shè)備的空間姿態(tài)信號(hào)； 所述載體姿態(tài)傳感器用于獲取搭載在無人設(shè)備上的載體的空間姿態(tài)，產(chǎn)生用于控制載體的空間姿態(tài)信號(hào)； 所述無人設(shè)備控制器用于根據(jù)所述遙控裝置產(chǎn)生的用于控制無人設(shè)備在對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的無人設(shè)備控制信號(hào)以及所述無人設(shè)備姿態(tài)傳感器產(chǎn)生的用于控制所述無人設(shè)備的空間姿態(tài)信號(hào)控制所述無人設(shè)備的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)； 所述載體控制器用于根據(jù)所述遙控裝置產(chǎn)生的載體控制信號(hào)以及所述載體姿態(tài)傳感器產(chǎn)生的用于控制所述載體的空間姿態(tài)信號(hào)控制所述載體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括一無人設(shè)備操縱面，所述無人設(shè)備操縱面用于驅(qū)動(dòng)所述無人設(shè)備進(jìn)行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的調(diào)整，所述無人設(shè)備控制器、所述無人設(shè)備姿態(tài)傳感器以及所述無人設(shè)備操縱面構(gòu)成一個(gè)反饋閉環(huán)以控制所述無人設(shè)備進(jìn)行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持。
12.一種無人設(shè)備及搭載在所述無人設(shè)備上的載體的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括: 利用遙控裝置的微處理器根據(jù)控制桿在至少一運(yùn)動(dòng)方向上的移動(dòng)產(chǎn)生的無人設(shè)備控制信號(hào)，通過所述無人設(shè)備控制信號(hào)控制所述無人設(shè)備在對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)； 利用所述遙控裝置的姿態(tài)傳感器探測(cè)所述遙控裝置的空間姿態(tài)，并輸出空間姿態(tài)信號(hào)，由微處理器根據(jù)所述空間姿態(tài)信號(hào)計(jì)算得到所述遙控裝置在至少一個(gè)維度上的角度變化，以根據(jù)所述角度變化產(chǎn)生載體控制信號(hào)，通過所述載體控制信號(hào)控制所述載體在對(duì)應(yīng)維度上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述載體在對(duì)應(yīng)維度上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為控制所述載體在所述對(duì)應(yīng)維度上移動(dòng)預(yù)定角度或控制所述載體在對(duì)應(yīng)維度上按照預(yù)定速度進(jìn)行 移動(dòng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述遙控裝置的空間姿態(tài)包括所述遙控裝置在旋轉(zhuǎn)方向、俯仰方向以及橫滾方向三個(gè)維度上的角度。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述載體在所述對(duì)應(yīng)維度上移動(dòng)預(yù)定角度為控制所述載體，以使得所述遙控裝置在所述至少一個(gè)維度上的角度變化與所述載體在所述對(duì)應(yīng)維度上的角度變化成預(yù)定的比例關(guān)系。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制方法，其特征在于，當(dāng)所述控制桿因外力撤除而保持在所述運(yùn)動(dòng)方向上預(yù)先設(shè)定的位置時(shí)，通過所述微處理器產(chǎn)生的無人設(shè)備控制信號(hào)控制所述無人設(shè)備在所述對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上進(jìn)入狀態(tài)保持。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的控制方法，其特征在于，所述狀態(tài)保持包括在所述對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向上保持原有運(yùn)動(dòng)速度或減速成零進(jìn)入懸停狀態(tài)。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述控制方法還包括:利用所述遙控裝置的控制開關(guān)控制所述遙控裝置的姿態(tài)傳感器和/或所述微處理器，啟動(dòng)或關(guān)閉所述遙控裝置對(duì)所述載體的控制功能。
【文檔編號(hào)】G05D1/08GK104035445SQ201410217055
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】劉元財(cái) 申請(qǐng)人:深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司