[发明专利]一种可穿戴设备、无人机控制装置和控制实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及人机交互领域，具体涉及一种可穿戴设备、无人机控制装置 和控制实现方法。

背景技术

随着技术进步，无人机(UnmannedAerialVehicle，UAV)得到了快速地 发展。无人机是无人驾驶飞行器的统称，以无线遥控或嵌入式程序控制来代 替人工完成各种任务。其中，微小型无人机凭借着其体积小、成本低、使用 方便等优点，在民用领域得到了越来越广泛的应用。

目前，无人机控制系统一般由位于机身上的飞控板，运行在个人电脑 (PersonalComputer，PC)等设备上的地面控制站(GroundControlSystem， GCS)，遥控器等组成。其中，飞控板通过内置的加速度计、陀螺仪、地磁传 感器等获取无人机的姿态并控制无人机的飞行；运行在地面计算机上的地面 控制站相当于有人飞行器的驾驶舱，是整个无人机系统的指挥中心，地面控 制站通过无线数据传输技术与无人机建立连接，可以实时显示无人机的位置 和飞行数据以对无人机飞行状态进行监控，并进行相应的调整和干预(如控 制无人机的飞行模式和参数，定制飞行任务等)。另外，为了安全和方便操作， 一般还包含有遥控器，以对无人机进行人工遥控。

由上可见，这种通常的无人机控制方案，至少需要准备PC和遥控器， 携带和操作起来都非常不便，用户体验较差。

发明内容

本发明提供了一种可穿戴设备、无人机控制装置和控制实现方法，以解 决现有的无人机控制方案存在的携带、操作不便，用户体验差的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种可穿戴设备，该可穿戴设备包括： 手势配置识别模块、地面控制站模块和无线传输模块；

手势配置识别模块，用于通过传感器采集得到佩戴者的待识别特征数据， 识别出佩戴者当前的手势动作，查找预先配置并保存的手势动作与无人机控 制命令间的对应关系，将该手势动作对应的无人机控制命令发送给地面控制 站模块；

地面控制站模块，用于通过与手势配置识别模块之间的数据接口接收无 人机控制命令，对无人机控制命令进行编码并转换为符合无人机通信协议的 控制报文，将控制报文发送给无线传输模块；

无线传输模块，用于接收控制报文并将控制报文无线发送至无人机以实 现根据控制报文控制无人机的飞行状态。

可选地，手势配置识别模块中设置有默认手势动作，手势配置识别模块， 建立默认手势动作与无人机控制命令间的对应关系后保存；或者，手势配置 识别模块，识别佩戴者通过可穿戴设备的交互界面输入的自选手势动作，并 建立自选手势动作与无人机控制命令间的对应关系后保存。

可选地，手势配置识别模块具体通过如下方式建立默认手势动作与无人 机控制命令间的对应关系：

将从上到下方向的画第一折线的手势动作和从下到上方向的画第一折线 的手势动作分别对应于无人机的降落控制命令和起飞控制命令；

将顺时针方向的画矩形的手势动作和逆时针方向的画矩形的手势动作分 别对应于无人机的右转控制命令和左转控制命令；

将从上到下方向的画第二折线的手势动作和从下到上方向的画第二折线 的手势动作分别对应于无人机的升高控制命令和降低控制命令；

将顺时针方向的画三角形的手势动作对应于无人机的悬停控制命令。

可选的，手势配置识别模块，具体用于通过三轴加速度传感器或三轴角 速度传感器采集得到佩戴者的待识别三轴加速度数据序列或三轴角速度数据 序列；

利用主成分分析对三轴加速度数据序列或三轴角速度数据序列进行特征 提取，降低三轴加速度数据序列或三轴角速度数据序列的数据维数至一维；

将降维后的一维加速度数据序列或一维角速度数据序列与对应的模板特 征数据序列进行比较，以识别出佩戴者当前的手势动作；

其中，模板特征数据序列包括加速度模板数据序列和角速度模板数据序 列，且加速度模板数据序列的数据维数和角速度模板数据序列的数据维数也 为一维。

可选地，该可穿戴设备还包括：模式控制模块，用于接收外部输入的指 令或者检测可穿戴设备当前的电量，并在外部输入的指令指示开启手势控制 或当前的电量满足开启手势控制的条件时，通知手势配置识别模块通过传感 器采集得到佩戴者的待识别特征数据。