[发明专利]基于GPS定位和空间位姿解算的无人飞行器的遥控方法

说明书

本发明公开了基于GPS定位和空间位姿解算的无人飞行器的遥控方法，包括以下步骤：(1)将飞行器的实时飞行数据传回控制棒；(2)通过九轴运动传感器和GPS定位信息，计算出控制棒与无人机的相对空间位置；(3)改变控制棒的空间位置，计算得到的控制棒与飞行器的相对空间位置发生改变，给飞行器发出相应控制指令，飞行器根据控制指令调整自己的位置始终处于以控制棒正向延长线为半径的球面上；本发明使飞行器始终在以控制棒正向延长线为半径的球面上，使用者手持控制棒，控制棒正向指哪飞行器便飞哪，降低了飞行器使用门槛，提高遥控操作的直观性，顺应人的自然操作习惯。

技术领域

本发明涉及无人飞行器控制领域，特别涉及基于GPS定位和空间位姿解算的无人飞行器的遥控方法。

背景技术

市面上有多种无人飞行器，无人机是其中市场占有份额很大的一类产品，以无人机为例。无人机在当前阶段已经经过了几十年的发展历程,从技术角度上来看当前已经比较成熟,同时其成本也逐渐降低,有着易操控和灵活性强等特点,在空中作业能完成一些特殊性的任务。利用无人机最大的优势就是不用担心驾驶员的安全问题,极大的减小了空中作业成本与风险，由于无人机有着诸多的优势,当前在诸多行业中被十分广泛的应用。

无人机的发展同时推动了无人机遥控器的发展，传统遥控器需要两手配合，需要精准的手法，操作难度大，对使用人的操作要求高。之后的改良版的遥控器则可以单纯的记住哪个杆怎么推对应的是：前后、上下、左右、转向，推杆就走、松杆即停，用户可以在摸索中学习操作，感觉不对就松手悬停，飞不回来就“一键返航”，使小白用户也能很快的上手操作。但即便这样，大家依旧在探索更便捷的控制方法，目前市面上一些主打便携性的机型，则尝试彻底放弃遥控器，通过体感手环、体感手表、或是智能手机的体感APP来控制无人机，有些厂家则提供了与以上体感器件类似原理的专用体感手柄，亦或手势控制。

现存的体感手环、体感手表、或是智能手机的体感APP等抛开遥控器的控制方案虽然在一定程度上简化了无人机的控制，但依旧不能让使用者感受到更直观的操作体验。

以现存的体感手柄为例，在无人机定高情况下控制飞行器时，将手柄进行前后左右的移动，无人机也会向着相应的方向移动，但移动距离并不直接可控，要将无人机移动到一个固定的位置时，使用者只能自己进行估计与修正，这使得用类似的体感设备控制无人机按照某一条固定轨迹(比如说一段圆弧)飞行有很大难度，即使是用无人机标配遥控器控制其完成这样的飞行动作也有很大难度，限制了无人机完成更复杂飞行任务能力的发展。

发明内容

本发明提供了基于GPS定位和空间位姿解算的无人飞行器的遥控方法，使飞行器的遥控更直观更人性化，使用简单的操作完成复杂的飞行轨迹。

基于GPS定位和空间位姿解算的无人飞行器的遥控方法，包括以下步骤：

(1)将飞行器的实时飞行数据传回控制棒；

(2)通过九轴运动传感器和GPS定位信息，计算出控制棒与无人机的相对空间位置；

(3)改变控制棒的空间位置，计算得到的控制棒与飞行器的相对空间位置发生改变，给飞行器发出相应控制指令，飞行器根据控制指令调整自己的位置始终处于以控制棒正向延长线为半径的球面上。控制棒一般为长条状，长轴即为主轴，从控制棒末端发出的沿着主轴的射线为其正向延长线。

控制棒主要安装陀螺仪、地磁传感器、气压计以及与无人机进行通信的设备；飞行器搭载有与控制棒通信的设备。

控制棒也可集成到手机体感app中实现。

所述九轴传感器，是三种三轴传感器的组合：三轴加速传感器、三轴陀螺仪和三轴电子罗盘。一般的组合形式有：1、三轴陀螺仪+三轴加速度计+三轴地磁计的组合；2、六轴加速度传感器+三轴陀螺仪组合；3、六轴陀螺仪+三轴加速度计组合。九轴传感器作为一种集成化模块，压缩了电路板和整体空间，更适合用与轻巧便携的电子设备。