[发明专利]一种无人机手势控制方法

权利要求书

1.一种无人机手势控制方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、在右手的手套上构建无人机手势控制装置，无人机本体上安装无人机指令执行模块；

无人机手势控制装置包括弯曲传感器、固定电阻、加速度传感器、集成运算放大器、PIC单片机和蓝牙通信发送模块；

无人机指令执行模块包括飞控模块、树莓派、FT4232H转换模块和蓝牙通信接收模块；

弯曲传感器共4个，分别贴附于手套上除去大拇指外的其余四个手指背上，用于识别并采集手指弯曲信号；每个弯曲传感器的电阻与固定电阻串联形成分压电路，将电阻值变化转化成分压变化，再经过集成运算放大器连接成的电压跟随器稳定电压信号后，通过I/O端口输入PIC单片机；

同时，加速度传感器有1个，贴附于手套手背的中心处，用于检测手部的运动加速度及手部不同放置状态下重力加速度在加速度传感器三轴上的分量，进而识别出手部所处姿态；通过I2C协议与PIC单片机连接；PIC单片机通过UART协议与蓝牙通信发送模块连接；

蓝牙通信接收模块通过UART协议连接树莓派，树莓派将指令信号转换为无人机对应飞行模式的控制信号，同时树莓派通过Mavlink协议连接飞控模块，飞控模块控制无人机本体完成各种动作；

步骤二、通过设定阈值，判定无人机手势控制装置中的弯曲传感器处于伸直或弯曲状态；

步骤三、根据无人机手势控制装置中的加速度传感器的X轴与Y轴加速度分量数据，判断手掌的倾斜姿态；

具体判断过程如下：

首先，使用卡尔曼算法将加速度传感器接收的数据进行滤波；

然后，当手部静止状态时，三个加速度值为重力加速度在三个坐标轴上的分量；当加速度传感器姿态发生变化时，三个分量亦随之变化，当X轴的加速度分量数据0.5*g时，判断为手掌左倾；X轴加速度分量数据-0.5*g时，判断为手掌右倾；当Y轴加速度分量数据0.5*g时，判断为手掌上倾，Y轴加速度分量数据-0.5*g时，判断为手掌下倾；没有出现上述情况则判断为手掌水平；

步骤四、将弯曲传感器的弯曲信息和加速度传感器的手掌状态信息组合输入到PIC单片机中，得到各组合信息对应的手势状态以及该手势对应的指令；

步骤五、执行者按照要求对手掌和手指分别作出对应的手势动作，PIC单片机通过蓝牙通信模块将指令信号传送到树莓派；

步骤六、树莓派使用Mavlink协议调用飞控模块中对应动作的库函数，从而控制无人机完成指令动作。

2.如权利要求1所述的一种无人机手势控制方法，其特征在于，所述的树莓派通过数据线连接FT4232H转换模块作为中介。

3.如权利要求1所述的一种无人机手势控制方法，其特征在于，所述的步骤二具体过程如下：

首先，在PIC单片机中设定阈值ave：ave＝(a1+a2)/2；

a1为弯曲传感器伸直n次对应的变量平均值，a2为弯曲传感器弯曲n次对应的变量平均值；

然后，当弯曲传感器的弯曲程度固定于某一角度时，对应的数据值超出阈值ave，即认为弯曲传感器伸直，反之弯曲传感器为弯曲状态。

4.如权利要求1所述的一种无人机手势控制方法，其特征在于，所述的步骤四中手势动作及对应的指令如下：

1)、手掌左倾，四指弯曲状态下，无人机实现向左偏航；

2)、手掌左倾，非四指弯曲状态下，无人机实现向左飞行；

3)、手掌右倾，四指弯曲状态下，无人机实现向右偏航；

4)、手掌右倾，非四指弯曲状态下，无人机实现向右飞行；

5)、手掌上倾，一指伸直状态下，无人机实现返航；

6)、手掌上倾，非一指伸直状态下，无人机实现上升；

7)、手掌下倾，四指弯曲状态下，无人机实现强行断电；

8)、手掌下倾，一指伸直状态下，无人机实现着陆；

9)、手掌下倾，非一指伸直状态下，无人机实现下降；

10)、手掌水平，四指伸直状态下，无人机实现悬停；

11)、手掌水平，四指弯曲状态下，无人机实现后退；

12)、手掌水平，一指伸直状态下，无人机实现前进；

注：“一指伸直”即四指中任意一根手指伸直，“非一指伸直”即除“一指伸直”外的所有手指状态。