本實用新型涉及航空航天設備技術領域，尤其涉及一種無人飛行器操控設備和無人飛行器的操控系統(tǒng)。

背景技術：

無人飛行器是一種以無線電遙控或者自主控制飛行的不載人飛行器。從機體結構上來定義，無人飛行器包含：無人直升機、無人多旋翼飛行器、無人固定翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機和涵道無人機等。

目前的無人飛行器操控方式普遍使用傳統(tǒng)的遙控器或者地面站操控箱進行操控。它們需要操控人員撥動控制桿來發(fā)出遙控指令。而掌握控制桿的位置改變量和撥動速度改變量對應的無人飛行器的遙控結果，需要操控人員進行幾個月甚至幾年時間的培訓和練習。這樣的操控方法造成了無人飛行器的操控困難，限制了無人飛行器應用的發(fā)展。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本實用新型提供了一種無人飛行器操控設備和無人飛行器的操控系統(tǒng)，降低了無人飛行器的操控難度，提高了無人飛行器操控的安全性。

第一方面，本實用新型提供了一種無人飛行器操控設備，包括：

操控按鍵、操控指令接收器、指令轉換器和指令發(fā)送器，所述操控按鍵與所述操控指令接收器相連，所述操控指令接收器與所述指令轉換器相連，所述指令轉換器與所述指令發(fā)送器相連；

所述操控指令接收器，用于接收操控者對所述操控按鍵執(zhí)行的操控指令，根據所述操控指令獲取所述操控按鍵的開關狀態(tài)；

所述指令轉換器，用于將所述操控按鍵的開關狀態(tài)轉換成飛行指 令；

所述指令發(fā)送器，用于向所述無人飛行器發(fā)送所述飛行指令。

可選的，所述無人飛行器操控設備還包括信號接收器和顯示器，所述信號接收器和所述顯示器相連；

所述信號接收器，用于接收所述無人飛行器的運行位置圖像以及無人飛行器的狀態(tài)數據；

所述顯示器，用于顯示所述無人飛行器的運行位置圖像以及無人飛行器的狀態(tài)數據；。

可選的，所述操控按鍵為多個，沿所述無人飛行器的機體坐標系OXYZ中，OY軸的正方向為所述無人飛行器的機頭方向，OX軸、OY軸和OZ軸三個軸相互垂直，以所述無人飛行器的重心為坐標系OXYZ的中心O，包括：水平向前飛行操控按鍵、水平向后飛行操控按鍵、水平向左飛行操控按鍵、水平向右飛行操控按鍵、豎直向上飛行操控按鍵、豎直向下飛行操控按鍵、沿OZ軸順時針方向旋轉操控按鍵和沿OZ軸逆時針方向旋轉操控按鍵。

可選的，所述操控設備還包括速度輸入框；

所述操控指令接收器，還用于接收操控者在所述速度輸入框中輸入的速度指令。

第二方面，本實用新型還提供了一種無人飛行器的操控系統(tǒng)，包括：無人飛行器導航控制設備、無線通信中繼設備和如上述的無人飛行器操控設備，所述無人飛行器導航控制設備位于無人飛行器的機體上；

所述無人飛行器操控設備與所述無線通信中繼設備通訊連接，所述無線通信中繼設備與所述無人飛行器導航控制設備通訊連接。

可選的，所述無人飛行器導航控制設備上設置有數據傳感器、圖像傳感器、導航控制微處理器和無線終端傳輸電臺，所述數據傳感器、圖像傳感器均與所述導航控制微處理器相連，所述圖像傳感器和所述導航控制微處理器均與所述無線終端傳輸電臺相連。

可選的，所述無線通信中繼設備包括無線數據傳輸電臺和無線圖像傳輸電臺，所述無線數據傳輸電臺和無線圖像傳輸電臺均與所述無線終端傳輸電臺相連。

可選的，所述無線通信中繼設備還包括供電器，所述供電器與所述無線數據傳輸電臺和無線圖像傳輸電臺相連。

可選的，所述操控系統(tǒng)還包括與所述無線數據傳輸電臺和無線圖像傳輸電臺分別連接的外置增益旋轉天線。

可選的，所述無線通信中繼設備和所述無人飛行器操控設備通過無線或藍牙連接。

由上述技術方案可知，本實用新型提供一種無人飛行器操控設備和無人飛行器的操控系統(tǒng)，該無人飛行器操控設備通過設置操控按鍵，簡化了無人飛行器的操作方式，相對于操控者通過遙控器操控，其操控更加準確且簡單，能夠最大限度的提供方便直觀的控制輔助功能，簡化操控難度，提高工作效率，減輕作業(yè)負擔，同時避免了誤操控的風險。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型一實施例提供的無人飛行器操控設備的結構示意圖；

圖2為本實用新型一實施例提供的無人飛行器機體坐標系和飛行指令的方向示意圖；

圖3為本實用新型一實施例提供的無人飛行器的操控系統(tǒng)的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

圖1示出了本實用新型一實施例提供的一種無人飛行器操控設備的結構示意圖，如圖1所述，該無人飛行器操控設備包括：

操控按鍵1、操控指令接收器2、指令轉換器3和指令發(fā)送器4，所述操控按鍵1與所述操控指令接收器2相連，所述操控指令接收器2與所述指令轉換器3相連，所述指令轉換器3與所述指令發(fā)送器4相連；

所述操控指令接收器2，用于接收操控者對所述操控按鍵執(zhí)行的操控指令，根據所述操控指令獲取所述操控按鍵的開關狀態(tài)；

所述指令轉換器3，用于將所述操控按鍵的開關狀態(tài)轉換成飛行指令；

所述指令發(fā)送器4，用于向所述無人飛行器發(fā)送所述飛行指令，以操控所述無人飛行器。

可理解的是，本實施例中的無人飛行器的操控是通過地面站無人飛行器操控設備進行操控的，該設備可以是筆記本電腦、平板電腦、智能手機或者游戲手柄等硬件設備，同時，提供給的多個操控按鍵或開關，它們僅有關閉狀態(tài)0和開啟狀態(tài)1兩個狀態(tài)，分別代表停止某一種飛行或者執(zhí)行某一種飛行。

舉例來說，無人飛行器操控設備為平板電腦，在平板電腦上設置一些操控按鍵1，該操控按鍵可以是物理按鈕或開關設備，也可以為運行在無人飛行器操控設備上安裝的APP界面提供的虛擬設備等，操控者可以改變按鍵的狀態(tài)。操控指令接收器2、指令轉換器3和指令發(fā)送器4可以集成在無人飛行器操控設備中，本實施例中的操控按鍵1、操控指令接收器2、指令轉換器3和指令發(fā)送器4均可以通過現(xiàn)有的硬件來實 現(xiàn)，本實施例不再進行一一舉例說明。

本實施例中的開關狀態(tài)包括關閉狀態(tài)0和開啟狀態(tài)1兩個狀態(tài)，例如水平向左飛行的按鍵的開關狀態(tài)為1狀態(tài)，在操控者想停止該水平向左的飛行狀態(tài)時，只需要更改水平向左飛行按鍵的開關狀態(tài)為0狀態(tài)，這時將改變的開關狀態(tài)轉換成飛行方向指令，無人飛行器在接收到該飛行方向指令后，會停止運動，并保持懸停狀態(tài)；在另一個可實現(xiàn)的方式中，在水平向前飛行的按鍵的開關狀態(tài)為0狀態(tài)，在操控者想控制無人飛行器水平向前飛行時，只需要更改水平向前飛行的按鍵的開關狀態(tài)為1狀態(tài)，這時將改變的開關狀態(tài)轉換成飛行方向指令，無人飛行器在接收到該飛行方向指令后，會水平向前飛行。

本實施例中所述無人飛行器操控設備還包括圖1中未示出的信號接收器和顯示器，所述信號接收器和所述顯示器相連；

所述信號接收器，用于接收所述無人飛行器的運行位置圖像以及無人飛行器的狀態(tài)數據；

所述顯示器，用于顯示所述無人飛行器的運行位置圖像以及無人飛行器的狀態(tài)數據。

通過上述信號接收器和所述顯示器，方便了操控者了解當前無人飛行器的狀態(tài)數據以及運行位置，使得操控者根據當前無人飛行器的狀態(tài)數據以及運行位置操控相應的操控按鍵。

可理解的是，上述無人飛行器的狀態(tài)數據可以為無人飛行器的位置、速度、加速度、高度、姿態(tài)角度、轉動角速度等狀態(tài)數據。

參考圖2所述的無人飛行器的機體坐標系OXYZ，以所述無人飛行器的重心為坐標系OXYZ的中心O，OY軸的正方向為所述無人飛行器的機頭方向，OX軸、OY軸和OZ軸三個軸相互垂直。上述操控按鍵為多個，包括：水平向前(沿OY軸正方向)飛行操控按鍵、水平向后(沿OY軸負方向)飛行操控按鍵、水平向左(沿OX軸負方向)飛行操控按鍵、水平向右(沿OX軸正方向)飛行操控按鍵、豎直向上(沿OZ軸正方向)飛行操控按鍵、豎直向下(沿OZ軸負方向)飛行操控按鍵、 繞OZ軸順時針方向旋轉操控按鍵和繞OZ軸逆時針方向旋轉操控按鍵。

本實施例中無人飛行器的狀態(tài)數據中的運行速度可以根據操控者定義的速度執(zhí)行也可以預設運行速度，所述操控設備還包括速度輸入框；

所述操控指令接收器，還用于接收操控者在所述速度輸入框中輸入的速度指令?？衫斫獾氖?，若操控者未在輸入框中輸入速度指令時，則所述無人飛行器向所述飛行方向指令對應的方向以預設飛行速度飛行；相反的，若操控者在輸入框中輸入速度指令時，所述無人飛行器向所述飛行方向指令對應的方向以所述速度指令對應的目標飛行速度飛行，該速度指令可以理解為具體的速度值。

上述操控設備不僅簡化了操控者的操控，同時還能夠自定義飛行速度，當然，自定義的速度值不超過無人飛行器自身的所能承受的范圍，該操控設備實現(xiàn)了對無人飛行器飛行的簡便操控，降低了無人飛行器的操控難度，提高了無人飛行器的操控安全性。

圖3示出了本實用新型實施例提供的一種無人飛行器的操控系統(tǒng)的結構示意圖，如圖3所示，該操控系統(tǒng)包括：無人飛行器導航控制設備5、無線通信中繼設備6和如上述的無人飛行器操控設備7，所述無人飛行器導航控制設備位于無人飛行器的機體上；

所述無人飛行器操控設備7與所述無線通信中繼設備6通訊連接，所述無線通信中繼設6與所述無人飛行器導航控制設備5通訊連接。

下面對上述操控系統(tǒng)的具體結構進行詳細說明。

所述無人飛行器導航控制設備5上設置有數據傳感器51、圖像傳感器52、導航控制微處理器54和無線終端傳輸電臺53，所述數據傳感器51、圖像傳感器52均與所述導航控制微處理器54相連，所述圖像傳感器51和所述導航控制微處理器54均與所述無線終端傳輸電臺53相連

所述無線通信中繼設備6包括無線數據傳輸電臺61和無線圖像傳輸電臺62，所述無線數據傳輸電臺61和無線圖像傳輸電臺62均與所述無線終端傳輸電臺53相連。

具體的，數據傳感器51在無人飛行器飛行過程中實時的測量無人飛行器的狀態(tài)數據，包括位置、速度、高度、加速度、轉動角速度、航向等。導航控制微處理器54將數據傳感器51和圖像傳感器52獲取的數據進行預處理，并將處理后的數據(即無人飛行器操控設備能夠識別的數據)通過無線終端傳輸電臺53分別發(fā)送到無線數據傳輸電臺61和無線圖像傳輸電臺62。無線數據傳輸電臺61和無線圖像傳輸電臺62再將數據傳送給無人飛行器操控設備7，無人飛行器操控設備7在接收到這些數據后，友好的顯示出來以便于操控者操控無人飛行器；當操控者在無人飛行器操控設備上操控操控按鍵時，操控者對所述操控按鍵執(zhí)行的操控指令轉換成飛行指令，并通過無線通信中繼設備6將飛行指令傳送到無人飛行器導航控制設備5中，以控制無人飛行器。

所述無線通信中繼設備6還包括供電器63，所述供電器63與所述無線數據傳輸電臺61和無線圖像傳輸電臺62相連，用于為所述無線數據傳輸電臺61和無線圖像傳輸電臺62供電，可以為鋰電池(例如12V)、充電電池或者太陽能充電電池等，本實施例不對其進行限定。

當然，上述所述無線數據傳輸電臺61和無線圖像傳輸電臺62也有一定的傳輸頻段，例如，無線數據傳輸電臺61的頻段在433MHz、840MHz、900MHz、1.4GHz、2.4GHz或者5.8GHz，發(fā)射功率為150mW、500mW或者1W。無線圖像傳輸電臺62的信號頻段在1.2GHz、2.4GHz或者5.8GHz，發(fā)射功率為200mW、500mW或者1W。所述操控系統(tǒng)還包括與所述無線數據傳輸電臺和無線圖像傳輸電臺分別連接的外置增益旋轉天線。

所述無線通信中繼設備和所述無人飛行器操控設備通過無線或藍牙連接，相對于現(xiàn)有技術中將無人飛行器操控設備與中繼設備通過線連接，其無線通信中繼設備與無人飛行器操控設備的布局更加靈活便捷。

上述系統(tǒng)中的無人飛行器操控設備取代了現(xiàn)有技術中的使用傳統(tǒng)的遙控器或者地面站操控箱進行操控，降低了無人飛行器的操控難度， 提高了無人飛行器的操控安全性。

本實用新型的說明書中，說明了大量具體細節(jié)。然而，能夠理解，本實用新型的實施例可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實踐。在一些實例中，并未詳細示出公知的方法、結構和技術，以便不模糊對本說明書的理解。

類似地，應當理解，為了精簡本實用新型公開并幫助理解各個實用新型方面中的一個或多個，在上面對本實用新型的示例性實施例的描述中，本實用新型的各個特征有時被一起分組到單個實施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應將該公開的方法解釋呈反映如下意圖：即所要求保護的本實用新型要求比在每個權利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說，如下面的權利要求書所反映的那樣，實用新型方面在于少于前面公開的單個實施例的所有特征。因此，遵循具體實施方式的權利要求書由此明確地并入該具體實施方式，其中每個權利要求本身都作為本實用新型的單獨實施例。

本領域技術人員可以理解，可以對實施例中的設備中的模塊進行自適應性地改變并且把它們設置在于該實施例不同的一個或多個設備中?？梢园褜嵤├械哪K或單元或組件組合成一個模塊或單元或組件，以及此外可以把它們分成多個子模塊或子單元或子組件。除了這樣的特征和/或過程或者單元中的至少一些是互相排斥之處，可以采用任何組合對本說明書(包括伴隨的權利要求、摘要和附圖)中公開的所有特征以及如此公開的任何方法或者設備的所有過程或單元進行組合。除非另外明確陳述，本說明書(包括伴隨的權利要求、摘要和附圖)中公開的每個特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征來代替。

此外，本領域的技術人員能夠理解，盡管在此所述的一些實施例包括其它實施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實施例的特征的組合意味著處于本實用新型的范圍之內并且形成不同的實施例。例如，在下面的權利要求書中，所要求保護的實施例的任意之 一都可以以任意的組合方式來使用。

本實用新型的各個部件實施例可以以硬件實現(xiàn)，或者以在一個或者多個處理器上運行的軟件模塊實現(xiàn)，或者以它們的組合實現(xiàn)。本領域的技術人員應當理解，可以在實踐中使用微處理器或者數字信號處理器(DSP)來實現(xiàn)根據本實用新型實施例的一種瀏覽器終端的設備中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本實用新型還可以實現(xiàn)為用于執(zhí)行這里所描述的方法的一部分或者全部的設備或者裝置程序(例如，計算機程序和計算機程序產品)。這樣的實現(xiàn)本實用新型的程序可以存儲在計算機可讀介質上，或者可以具有一個或者多個信號的形式。這樣的信號可以從因特網網站上下載得到，或者在載體信號上提供，或者以任何其他形式提供。

應該注意的是上述實施例對本實用新型進行說明而不是對本實用新型進行限制，并且本領域技術人員在不脫離所附權利要求的范圍的情況下可設計出替換實施例。在權利要求中，不應將位于括號之間的任何參考符號構造成對權利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個”不排除存在多個這樣的元件。本實用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于適當編程的計算機來實現(xiàn)。在列舉了若干裝置的單元權利要求中，這些裝置中的若干個可以是通過同一個硬件項來具體體現(xiàn)。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序。可將這些單詞解釋為名稱。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求和說明書的范圍當中。