[发明专利]一种通过遥控手段直观领航靶机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋转翼靶机的领航，该靶机例如为四轴直升机和类似飞机。

这些靶机具有由相应的电动机驱动的多个旋翼，电动机可以通过不同方式被控制从而以姿态-方式和速度-方式领航靶机。

背景技术

这样的靶机的一个典型例子是来自法国巴黎鹦鹉股份有限公司(PARROTSA)的AR.DRONE，它是装备有一系列传感器(加速度计，三轴陀螺仪，高度计)的四轴直升机。该靶机还设有前侧安装的摄像机，用以获取靶机所朝向的场景的图像，以及一垂直视域摄像机以获取飞过的地形的图像。

这种靶机由用户通过独立的遥控设备来领航，该遥控设备-以下称为“装置”-通过无线链路连接到靶机。WO2010/061099A2与EP2364757A1(鹦鹉股份有限公司)特别描述了这样一种靶机，以及与其通过电话或带触摸屏和集成加速度计的便携式多媒体设备来领航的原理，例如IPHONE式的蜂窝电话，或IPOD TOUCH或IPAD(由苹果公司商标注册，美国)类便携装置或多媒体便笺本。这些装置整合各种控制元件，这些控制元件是检测领航命令和与靶机通过WIFI(IEEE802.11)无线链路或蓝牙(注册商标)局域网类型双向交换数据所必需的。它们进一步设有触摸屏来显示靶机前侧安装的摄像头获取的图像，叠加某一数量的标志以使通过用户在触摸屏上简单的手指接触来激活命令成为可能。

更具体地，靶机被用户领航是通过装置的倾斜检测器发送的信号实现的，倾斜被靶机重复：例如，要靶机向前移动，用户根据俯仰轴倾斜他或她的装置，而且，要靶机向右或向左平移，他或她相对于其翻滚轴倾斜该同样的装置。这样，如果靶机通过向下倾斜或“俯冲”(倾斜按照俯仰角)这样的方式被控制，它将以随着倾斜增加而递增的速度向前移动；相反地，如果它通过相反方向“拉升”这样的方式被控制，它的速度将逐渐减慢，然后通过开始向后移动被反向。类似地，对于依照翻滚轴的倾斜命令，靶机将向右或向左倾斜，驱使向右或向左的直线水平平移。

用户还有显示在触摸屏上的其他命令，特别是“爬升/下降”(油门控制)和“向右枢转/向左枢转”(关于偏航轴的靶机的枢转)。

靶机还设有固定点通过命令：当用户解除他的遥控装置的所有命令时，靶机完全自动地固定不动并稳定在一个固定点。

装置屏幕上显示由靶机前侧安装的摄像机获取的图像，并叠加有领航按钮的标志，因而允许“身临其境的驾驶”，其中用户以同样的方式使用来自机载摄像机的图像，好像他自登上靶机一样。

然而，特殊地，这种领航模式在用户可以“想象自己在靶机中”以控制后者之前涉及一定数量的训练，对初学者或孩子而言不是领航靶机的最直观的方式。实践中，在第一次使用时，用户会有一种倾向：将他的目光固定在靶机而不是装置的屏幕。

现在，在这种情形下，额外的困难出现了，在领航操作中不得不在心理上对于用户描绘出靶机的方向。

当视线的方向(用户→靶机)和靶机行进的方向或多或少地相同时-例如当靶机背朝向用户且从用户那里飞远时-不会出现任何特殊问题，因为装置的俯仰/翻滚命令在靶机上被复制，靶机的俯仰/翻滚轴对此以相同的方式朝向。

另一方面，当靶机面向用户且朝向他移动时，这些命令会反过来：想要靶机向左平移，用户将必须向右(而不再是向左)倾斜他的装置，反之亦然。否则，当靶机行进的方向与视线的方向形成一角度时-例如当靶机在用户前面从左向右前移时-为了使从左向右的移动加速或减速，用户必须向前或向后倾斜装置，而不是像他观察靶机那样向左或向右。

换言之，在这种情形下，如果他想要通过靶机伴随他的装置来控制靶机的移动，他必须在心理上颠倒俯仰的摆动和翻滚倾斜。

发明内容

本发明的目的是为了解决这个困难，通过向给用户，特别是新手用户，提供一种身临其境领航以外的领航方式，其使得靶机更容易受到控制。

本质上，本发明提出确定靶机和装置相对于联系到地面的一固定参照系的各自方向，来从其中推导出靶机相对于装置的相对方向并以下列方式重计算用户传输到装置的命令：命令的轴(俯仰/翻滚)和这些轴的方向(前/后，或左/右)被考虑在内以使领航对应于装置在固定参照系中的轴和方向，而不再是对应于永久变化的靶机的轴和方向。