本發(fā)明涉及可便攜式智能設(shè)備，特別是涉及到可穿戴型便攜式智能設(shè)備技術(shù)。

背景技術(shù)：

無人駕駛飛機(jī)簡稱“無人機(jī)”(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。從技術(shù)角度定義可以分為：無人固定翼機(jī)、無人垂直起降機(jī)、無人飛艇、無人直升機(jī)、無人多旋翼飛行器、無人傘翼機(jī)等。

無人機(jī)按應(yīng)用領(lǐng)域，可分為軍用與民用。軍用方面，無人機(jī)分為偵察機(jī)和靶機(jī)。民用方面，無人機(jī)+行業(yè)應(yīng)用，是無人機(jī)真正的剛需；目前在航拍、農(nóng)業(yè)、植保、自拍、快遞運(yùn)輸、災(zāi)難救援、觀察野生動(dòng)物、監(jiān)控傳染病、測(cè)繪、新聞報(bào)道、電力巡檢、救災(zāi)、影視拍攝、制造浪漫等等領(lǐng)域的應(yīng)用，大大的拓展了無人機(jī)本身的用途，發(fā)達(dá)國家也在積極擴(kuò)展行業(yè)應(yīng)用與發(fā)展無人機(jī)技術(shù)。

目前，無人機(jī)在國內(nèi)的發(fā)展水平日新月異，無人機(jī)也趨向于造價(jià)低廉，控制簡便。由于無人機(jī)的特性能夠代替人工處理具有特殊性的任務(wù)，因此無人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，得到了個(gè)各行業(yè)消費(fèi)者的青睞。

就現(xiàn)階段而言，無人機(jī)系統(tǒng)包括飛行控制系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)和地面控制系統(tǒng)組成。飛行控制系統(tǒng)內(nèi)置的陀螺儀，地磁傳感器，加速度計(jì)等傳感器來感知獲取無人機(jī)的飛行姿態(tài)并控制無人機(jī)按命令飛行；無線圖傳系統(tǒng)可以將無人機(jī)所在位置的俯瞰拍攝畫面無線數(shù)據(jù)的方式傳輸給地面控制系統(tǒng)進(jìn)行觀察。地面站包括與無人機(jī)進(jìn)行信息通訊的PC端以及可移動(dòng)的托盤地面站遙控。地面控制系統(tǒng)能夠通過無線數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)接收無人機(jī)的反饋信息并監(jiān)控?zé)o人機(jī)的飛行狀態(tài)，通過無線圖傳可實(shí)時(shí)顯示無人機(jī)的飛行拍攝畫面，地面的托盤地面站可通過手動(dòng)遙控的方式指揮無人機(jī)飛行并執(zhí)行指定任務(wù)。

同時(shí)，無人機(jī)的操作上也需要進(jìn)行大量長時(shí)間的訓(xùn)練才能達(dá)到精準(zhǔn)的飛行要求，雙手操作的托盤地面站也給在執(zhí)行特殊任務(wù)的駕操作者增加了不少負(fù)擔(dān)。

由以上可知，傳統(tǒng)的無人機(jī)控制設(shè)備至少需要攜帶可接受傳輸無線信號(hào)的PC端及地面站控制箱，這大大降低了無人機(jī)的便攜性和可操作性。為執(zhí)行任務(wù)所處環(huán)境提出了嚴(yán)苛的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種穿戴型無人機(jī)控制系統(tǒng)，所述穿戴型無人機(jī)控制系統(tǒng)具有高度的便攜性和可操作性，降低了對(duì)于操作者的技能需求，而且操作十分簡便，如上所述本發(fā)明還利于提高一線操作人員的安全性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種穿戴型無人機(jī)控制系統(tǒng)，包括處理單元、天線、手勢(shì)控制手套、姿態(tài)傳感器組件、頭戴式單目顯示器，其中，

所述姿態(tài)傳感器組件包括多軸傳感器和一個(gè)以上指形柔性傳感器；

所述多軸傳感器安裝于手勢(shì)控制手套的手背部、手腕部、手心部，用于檢測(cè)手勢(shì)控制手套手背部和手心部相對(duì)于手腕部的俯仰角、檢測(cè)手勢(shì)控制手套手背部和手腕部相對(duì)于手心部的航向角、檢測(cè)手勢(shì)控制手套手背部和手心部相對(duì)于手腕部的橫滾角；

所述一個(gè)以上指形柔性傳感器安裝于手勢(shì)控制手套的手指部，根據(jù)所述指形柔性傳感器指端部與指根部的角度差，確定手勢(shì)控制手套的手指彎曲角；

所述手勢(shì)控制手套連接至處理單元，將所述手勢(shì)控制手套的俯仰角、航向角、橫滾角以及手指彎曲角作為姿態(tài)參數(shù)傳輸給處理單元；

所述天線連接至處理單元，以及通過無線方式連接至無人機(jī)，獲取無人機(jī)傳輸?shù)囊曨l信號(hào)，以及向無人機(jī)傳輸處理單元的指令，所述指令包括手勢(shì)指令；

所述頭戴式單目顯示器連接至處理單元，獲取處理單元傳輸?shù)囊曨l信號(hào)及還原的控制手勢(shì)信號(hào)；

所述處理單元內(nèi)具有存儲(chǔ)單元，用于預(yù)存多個(gè)手勢(shì)指令的姿態(tài)參數(shù)，處理單元將預(yù)存手勢(shì)指令的姿態(tài)參數(shù)與所述手勢(shì)控制手套傳輸來的姿態(tài)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，獲得與手勢(shì)控制手套姿態(tài)接近的預(yù)存手勢(shì)指令，將手勢(shì)指令傳輸至天線，還用于利用獲得的手勢(shì)指令還原控制手勢(shì)信號(hào)，與天線傳輸來的視頻信號(hào)混和，傳輸至頭戴式單目顯示器。

其中，所述處理單元將預(yù)存手勢(shì)指令的姿態(tài)參數(shù)與所述手勢(shì)控制手套傳輸來的姿態(tài)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，獲得與手勢(shì)控制手套姿態(tài)接近的預(yù)存手勢(shì)指令的方法包括：

有效的手勢(shì)采集參數(shù)應(yīng)滿足條件：

|k₁a+i-b|<c,

a為在柔性傳感器采集的電壓值，表征手指彎曲的狀態(tài)。b為使用前用戶使用前，采集的特定手指的標(biāo)準(zhǔn)值。k₁、i分別為將傳感器的原始數(shù)據(jù)歸算到便于處理的數(shù)據(jù)比例系數(shù)和常量。c為預(yù)設(shè)的手勢(shì)誤差容忍值。

有效的姿態(tài)采集參數(shù)應(yīng)滿足條件：

θ_final＝f(k₂θ_xd_t+i)，

θ_final為符合飛控和手套控制要求的從傳感器解算的角度運(yùn)算得到的飛控能接受的角度值。f為把θ_x歸算到θ_final的函數(shù)關(guān)系。k₂為運(yùn)算過程中的比例系數(shù)。i為角度補(bǔ)償值。

特別地，所述穿戴型無人機(jī)控制系統(tǒng)還包括定位裝置，所述定位裝置獲取穿戴型無人機(jī)控制系統(tǒng)的位置，傳輸給處理單元，用于無人機(jī)與操作人員間的位置感知，配合無人機(jī)的跟隨功能。

另外，所述穿戴型無人機(jī)控制系統(tǒng)還包括頭追感應(yīng)器，所述頭追感應(yīng)器具有轉(zhuǎn)動(dòng)角感應(yīng)器，用于測(cè)量佩戴者頭部的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，所述頭追感應(yīng)器將頭部轉(zhuǎn)動(dòng)角度傳輸給處理單元，處理單元將頭部轉(zhuǎn)動(dòng)角度轉(zhuǎn)化為無人機(jī)的云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)指令，傳輸給天線。

特別地，當(dāng)處理單元檢測(cè)到預(yù)定時(shí)間頭部沒有轉(zhuǎn)動(dòng)角度時(shí)，所述云臺(tái)控制指令為凝視功能指令，控制無人機(jī)進(jìn)入跟蹤狀態(tài)。

另外，所述穿戴型無人機(jī)控制系統(tǒng)還包括無人機(jī)觸屏控制器，所述無人機(jī)觸屏控制器設(shè)置于佩戴者胸前，用于進(jìn)行無人機(jī)航線規(guī)劃及參數(shù)設(shè)置。

首先，通過本發(fā)明的穿戴型無人機(jī)控制系統(tǒng)，能夠提高操作者的操作性和攜帶能力，同時(shí)給操作者以真正身臨其境的感受，因此提高了操作樂趣和精確度。

其次，通過本發(fā)明的穿戴型無人機(jī)控制系統(tǒng)，能夠使得操作者進(jìn)行多任務(wù)操作，因此能夠控制無人機(jī)進(jìn)行更加復(fù)雜的動(dòng)作。

本發(fā)明具體實(shí)施方式中穿戴型無人機(jī)控制系統(tǒng)采用多種類傳感器搭配，通過組合運(yùn)算模擬，構(gòu)多軸控制核心處理單元。依托姿態(tài)融合，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的基本手勢(shì)控制。通過對(duì)設(shè)備應(yīng)用環(huán)境的考慮，設(shè)計(jì)了更加科學(xué)便利的操作手勢(shì)，大大縮減了對(duì)操作人員的訓(xùn)練時(shí)間與操作難度，使得操作人員解放雙手，同時(shí)處理多項(xiàng)突發(fā)任務(wù)。在功能上完全替代傳統(tǒng)無人機(jī)托盤地面站，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的簡易化，便攜化。

附圖說明

圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式中穿戴型無人機(jī)控制系統(tǒng)的外觀示意圖。

圖2是本發(fā)明具體實(shí)施方式中穿戴型無人機(jī)控制系統(tǒng)的外觀示意圖。

圖3是本發(fā)明具體實(shí)施方式中穿戴型無人機(jī)控制系統(tǒng)的外觀示意圖。

圖4是本發(fā)明具體實(shí)施方式中穿戴型無人機(jī)控制系統(tǒng)的功能模塊示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。

以下公開詳細(xì)的示范實(shí)施例。然而，此處公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)僅僅是出于描述示范實(shí)施例的目的。

然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于公開的具體示范實(shí)施例，而是覆蓋落入本公開范圍內(nèi)的所有修改、等同物和替換物。在對(duì)全部附圖的描述中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。

參閱附圖，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的位置限定用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。

同時(shí)應(yīng)該理解，如在此所用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的列出項(xiàng)的任意和所有組合。另外應(yīng)該理解，當(dāng)部件或單元被稱為“連接”或“耦接”到另一部件或單元時(shí)，它可以直接連接或耦接到其他部件或單元，或者也可以存在中間部件或單元。此外，用來描述部件或單元之間關(guān)系的其他詞語應(yīng)該按照相同的方式理解(例如，“之間”對(duì)“直接之間”、“相鄰”對(duì)“直接相鄰”等)。

如圖1-4所示，本發(fā)明具體實(shí)施方式中包括一種穿戴型無人機(jī)控制系統(tǒng)，包括處理單元105、天線108、手勢(shì)控制手套101、姿態(tài)傳感器組件104、頭戴式單目顯示器102，其中，

所述姿態(tài)傳感器組件102包括多軸傳感器和一個(gè)以上指形柔性傳感器；

所述多軸傳感器安裝于手勢(shì)控制手套101的手背部、手腕部、手心部，用于檢測(cè)手勢(shì)控制手套101手背部和手心部相對(duì)于手腕部的俯仰角、檢測(cè)手勢(shì)控制手套101手背部和手腕部相對(duì)于手心部的航向角、檢測(cè)手勢(shì)控制手套101手背部和手心部相對(duì)于手腕部的橫滾角；

所述一個(gè)以上指形柔性傳感器安裝于手勢(shì)控制手套101的手指部，根據(jù)所述指形柔性傳感器指端部與指根部的角度差，確定手勢(shì)控制手套101的手指彎曲角；

所述手勢(shì)控制手套101連接至處理單元105，將所述手勢(shì)控制手套101的俯仰角、航向角、橫滾角以及手指彎曲角作為姿態(tài)參數(shù)傳輸給處理單元105；

所述天線108連接至處理單元105，以及通過無線方式連接至無人機(jī)，獲取無人機(jī)傳輸?shù)囊曨l信號(hào)，以及向無人機(jī)傳輸處理單元105的指令，所述指令包括手勢(shì)指令等；

所述頭戴式單目顯示器102連接至處理單元105，獲取處理單元105傳輸?shù)囊曨l信號(hào)及還原的控制手勢(shì)信號(hào)；

所述處理單元105內(nèi)具有存儲(chǔ)單元，用于預(yù)存多個(gè)手勢(shì)指令的姿態(tài)參數(shù)，將預(yù)存手勢(shì)指令的姿態(tài)參數(shù)與所述手勢(shì)控制手套101傳輸來的姿態(tài)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，獲得與手勢(shì)控制手套101姿態(tài)接近的預(yù)存手勢(shì)指令，將手勢(shì)指令傳輸至天線108，還用于利用獲得的手勢(shì)指令還原控制手勢(shì)信號(hào)，與天線108傳輸來的視頻信號(hào)混和，傳輸至頭戴式單目顯示器102。

其中，所述多軸傳感器和一個(gè)以上指形柔性傳感器采用MEMS工藝制備與裝配，不影響手勢(shì)控制手套101的活動(dòng)。

處理單元105裝載有科學(xué)準(zhǔn)確的傳感器數(shù)據(jù)多軸融合算法，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)手勢(shì)控制手套101的姿態(tài)參數(shù)的比對(duì)融合。以監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)還原成控制手勢(shì)信號(hào)。同時(shí)與處理單元105內(nèi)部預(yù)存的多個(gè)手勢(shì)指令的姿態(tài)參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，若符合預(yù)設(shè)方案的預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)，則選擇相對(duì)應(yīng)的無人機(jī)手勢(shì)指令。

處理單元105利用無人機(jī)可識(shí)別的協(xié)議，通過無線108與無人機(jī)傳輸信號(hào)。天線108經(jīng)特殊的通信協(xié)議發(fā)送控制指令至無人機(jī)，所述通信方式和協(xié)議可以是藍(lán)牙方式和協(xié)議、無線局域網(wǎng)方式和協(xié)議等。

所述利用獲得的手勢(shì)指令還原控制手勢(shì)信號(hào)為，利用獲得的手勢(shì)指令的姿態(tài)參數(shù)，重新繪制出控制手勢(shì)信號(hào)，處理裝置收到來自無人機(jī)的視頻信號(hào)后，將所述手勢(shì)信號(hào)繪制在無人機(jī)傳輸來的視頻信號(hào)上。特別地，控制單元也可以根據(jù)無人機(jī)的當(dāng)前姿態(tài)，將無人機(jī)的姿態(tài)反映在視頻信號(hào)上。

處理單元105根據(jù)手勢(shì)控制手套101傳輸來的姿態(tài)參數(shù)來確定手勢(shì)指令是本發(fā)明的關(guān)鍵之一，準(zhǔn)確地辨別操作者的意圖才能準(zhǔn)確地對(duì)無人機(jī)進(jìn)行控制。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述處理單元105將預(yù)存手勢(shì)指令的姿態(tài)參數(shù)與所述手勢(shì)控制手套101傳輸來的姿態(tài)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，獲得與手勢(shì)控制手套101姿態(tài)接近的預(yù)存手勢(shì)指令的方法包括：

有效的手勢(shì)采集參數(shù)應(yīng)滿足條件：

|k₁a+i-b|<c,

a為在柔性傳感器采集的電壓值，表征手指彎曲的狀態(tài)。b為使用前用戶使用前，采集的特定手指的標(biāo)準(zhǔn)值。k₁、i分別為將傳感器的原始數(shù)據(jù)歸算到便于處理的數(shù)據(jù)比例系數(shù)和常量。c為預(yù)設(shè)的手勢(shì)誤差容忍值。

有效的姿態(tài)采集參數(shù)應(yīng)滿足條件：

θ_final＝f(k₂θ_xd_t+i)，

θ_final為符合飛控和手套控制要求的從傳感器解算的角度運(yùn)算得到的飛控能接受的角度值。f為把θ_x歸算到θ_final的函數(shù)關(guān)系。k₂為運(yùn)算過程中的比例系數(shù)。i為角度補(bǔ)償值，以上參數(shù)的取值可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)獲取。

這樣，處理單元105獲得了雙手手勢(shì)控制手套101將各自的俯仰角、航向角、橫滾角、手指彎曲角，以及雙手手勢(shì)控制手套101之間的距離后，就可以形成更加復(fù)雜的手勢(shì)指令，讓無人機(jī)完成更加復(fù)雜的動(dòng)作，更加靈活自如。

在本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述穿戴型無人機(jī)控制系統(tǒng)還包括定位裝置103，所述定位裝置103獲取穿戴型無人機(jī)控制系統(tǒng)的位置，傳輸給處理單元105。

特別地，所述定位裝置103是GNSS(Global Navigation Satellite System全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))，所述定位裝置103與處理單元105通過無線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。定位裝置103可以實(shí)時(shí)檢測(cè)佩戴者的地理位置，將地理位置信息傳輸給處理單元105，用于無人機(jī)與操作人員間的位置感知，配合無人機(jī)的跟隨功能。

處理單元105接收定位裝置103的地理位置信息，與無人機(jī)發(fā)射的地理位置信息進(jìn)行比對(duì)，經(jīng)過處理單元內(nèi)的功能程序計(jì)算編譯，發(fā)送無人機(jī)自動(dòng)跟隨功能指令，可以實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的自動(dòng)跟隨功能。

在本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述穿戴型無人機(jī)控制系統(tǒng)還包括頭追感應(yīng)器107，所述頭追感應(yīng)器107設(shè)置于頭盔的側(cè)面，所述頭追感應(yīng)器107具有轉(zhuǎn)動(dòng)角感應(yīng)器，用于測(cè)量佩戴者頭部的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，所述頭追感應(yīng)器將頭部轉(zhuǎn)動(dòng)角度傳輸給處理單元，處理單元105將頭部轉(zhuǎn)動(dòng)角度轉(zhuǎn)化為無人機(jī)的云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)指令，傳輸給天線108。

特別地，當(dāng)處理單元檢測(cè)到預(yù)定時(shí)間頭部沒有轉(zhuǎn)動(dòng)角度時(shí)，所述云臺(tái)控制指令為凝視功能指令，控制無人機(jī)進(jìn)入跟蹤狀態(tài)。

需要說明的是，上述實(shí)施方式僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施方案，不能將其理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，在未脫離本發(fā)明構(gòu)思前提下，對(duì)本發(fā)明所做的任何微小變化與修飾均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。