專利名稱：無人飛行載具模擬飛行系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無人飛行載具控制系統(tǒng)及方法，尤其涉及一種無人飛行載具模擬飛行系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
目前,無人飛行載具(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)被用來進(jìn)行安全監(jiān)控工作。但是，傳統(tǒng)的無人飛行載具在初期研發(fā)時，需要通過無人飛行載具專屬的遙控器，對無人飛行載具的原型機進(jìn)行飛行動作測試。如果使用者操作不當(dāng)，容易造成無人飛行載具原型機的損壞或墜毀，縮短無人飛行載具原型機的使用壽命。另外，傳統(tǒng)遙控器的體積龐大不便攜帶，使用傳統(tǒng)遙控器的控制桿進(jìn)行無人飛行載具的多軸操作對初學(xué)者而言較為復(fù)雜，初學(xué)者難以在短時間內(nèi)上手。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種無人飛行載具模擬飛行系統(tǒng)，其可通過手持裝置內(nèi)建的加速度傳感器實時偵測手持裝置的移動方向和移動量，并根據(jù)手持裝置的移動方向和移動量，在該手持裝置的三維虛擬場景中模擬無人飛行載具的飛行動作。鑒于以上內(nèi)容，還有必要提供一種無人飛行載具模擬飛行系統(tǒng)，其可通過手持裝置內(nèi)建的加速度傳感器實時偵測手持裝置的移動方向和移動量，并根據(jù)手持裝置的移動方向和移動量，在該手持裝置的三維虛擬場景中模擬無人飛行載具的飛行動作。一種無人飛行載具模擬飛行系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括移動數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取手持裝置的加速度傳感器偵測到的手持裝置的移動數(shù)據(jù)，該手持裝置的存儲器中存儲有預(yù)先繪制的三維虛擬場景及三維虛擬無人飛行載具；移動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將手持裝置的移動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為該三維虛擬無人飛行載具的控制信號；信號調(diào)整模塊，用于根據(jù)預(yù)先設(shè)置的環(huán)境參數(shù)，利用該手持裝置中安裝的物理引擎對該控制信號進(jìn)行調(diào)整；及飛行控制模塊，用于根據(jù)調(diào)整后的控制信號，利用該物理引擎模擬該三維虛擬無人飛行載具在該三維虛擬場景中的飛行動作，并將該模擬動作顯示在手持裝置的顯示設(shè)備上。一種無人飛行載具模擬飛行方法，該方法包括如下步驟移動數(shù)據(jù)獲取步驟，獲取手持裝置的加速度傳感器偵測到的手持裝置的移動數(shù)據(jù)，該手持裝置的存儲器中存儲有預(yù)先繪制的三維虛擬場景及三維虛擬無人飛行載具；移動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換步驟，將手持裝置的移動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為該三維虛擬無人飛行載具的控制信號；信號調(diào)整步驟，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的環(huán)境參數(shù)，利用該手持裝置中安裝的物理引擎對該控制信號進(jìn)行調(diào)整 '及
飛行控制步驟，根據(jù)調(diào)整后的控制信號，利用該物理引擎模擬該三維虛擬無人飛行載具在該三維虛擬場景中的飛行動作，并將該模擬動作顯示在手持裝置的顯示設(shè)備上。前述方法可以由手持裝置執(zhí)行，其中該手持裝置具有附帶了圖形用戶界面(GUI)的觸控式屏幕、一個或多個處理器、存儲器以及保存在存儲器中用于執(zhí)行這些方法的一個或多個模塊、程序或指令集。在某些實施例中，該手持裝置提供了包括無線通信在內(nèi)的多種功能。用于執(zhí)行前述方法的指令可以包含在被配置成由一個或多個處理器執(zhí)行的計算機程序廣品中。相較于現(xiàn)有技術(shù)，所述的無人飛行載具模擬飛行系統(tǒng)及方法，其可通過手持裝置內(nèi)建的加速度傳感器實時偵測手持裝置的移動方向和移動量，并根據(jù)手持裝置的移動方向和移動量，在該手持裝置的三維虛擬場景中模擬無人飛行載具的飛行動作，從而避免了無 人飛行載具原型機損壞或者墜毀等意外情況的發(fā)生。


圖I是本發(fā)明無人飛行載具模擬飛行系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境圖。圖2是本發(fā)明無人飛行載具模擬飛行系統(tǒng)的功能模塊圖。圖3是本發(fā)明無人飛行載具模擬飛行方法的較佳實施例的流程圖。圖4是本發(fā)明內(nèi)建加速度傳感器的手持裝置的三軸坐標(biāo)系示意圖。圖5是手持裝置移動時，加速度傳感器偵測移動數(shù)據(jù)的示意圖。圖6是將手持裝置的移動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為不同控制信號的轉(zhuǎn)換表示意圖。圖7A是第一控制信號對應(yīng)的手持裝置移動示意圖。圖7B是根據(jù)調(diào)整后的第一控制信號模擬3D虛擬無人飛行載具在3D虛擬場景中飛行的不意圖。圖8A是第二控制信號對應(yīng)的手持裝置移動示意圖。圖SB是根據(jù)調(diào)整后的第二控制信號模擬3D虛擬無人飛行載具在3D虛擬場景中飛行的不意圖。圖9A是第三控制信號對應(yīng)的手持裝置移動示意圖。圖9B是根據(jù)調(diào)整后的第三控制信號模擬3D虛擬無人飛行載具在3D虛擬場景中飛行的不意圖。圖IOA是第四控制信號對應(yīng)的手持裝置移動示意圖。圖IOB是根據(jù)調(diào)整后的第四控制信號模擬3D虛擬無人飛行載具在3D虛擬場景中飛行的不意圖。主要元件符號說明
手持裝置P
顯示設(shè)備20
物理引擎2權(quán)利要求
1.一種無人飛行載具模擬飛行系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括 移動數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取手持裝置的加速度傳感器偵測到的手持裝置的移動數(shù)據(jù)，該手持裝置的存儲器中存儲有預(yù)先繪制的三維虛擬場景及三維虛擬無人飛行載具； 移動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將手持裝置的移動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為該三維虛擬無人飛行載具的控制信號； 信號調(diào)整模塊，用于根據(jù)預(yù)先設(shè)置的環(huán)境參數(shù)，利用該手持裝置中安裝的物理引擎對該控制信號進(jìn)行調(diào)整；及 飛行控制模塊，用于根據(jù)調(diào)整后的控制信號，利用該物理引擎模擬該三維虛擬無人飛行載具在該三維虛擬場景中的飛行動作，并將該模擬動作顯示在手持裝置的顯示設(shè)備上。
2.如權(quán)利要求I所述的無人飛行載具模擬飛行系統(tǒng)，其特征在于，所述移動數(shù)據(jù)包括手持裝置在X軸、Y軸和Z軸的移動方向和移動量。
3.如權(quán)利要求I所述的無人飛行載具模擬飛行系統(tǒng)，其特征在于，所述控制信號包括控制該三維虛擬無人飛行載具的周期變距操縱桿橫向移動的第一控制信號、控制該三維虛擬無人飛行載具的周期變距操縱桿縱向移動的第二控制信號、控制該三維虛擬無人飛行載具的總距操縱桿移動的第三控制信號、控制該三維虛擬無人飛行載具的反扭力操縱桿移動的第四控制信號。
4.如權(quán)利要求3所述的無人飛行載具模擬飛行系統(tǒng)，其特征在于，所述移動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊將手持裝置的移動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為該三維虛擬無人飛行載具的控制信號包括 如果手持裝置在原位置橫向左右移動，則轉(zhuǎn)換為第一控制信號； 如果手持裝置在原位置沿著Y軸上下移動，則轉(zhuǎn)換為第二控制信號； 如果手持裝置離開原位置橫向上下移動，則轉(zhuǎn)換為第三控制信號；及 如果手持裝置在原位置沿著X軸上下移動，則轉(zhuǎn)換為第四控制信號。
5.如權(quán)利要求I所述的無人飛行載具模擬飛行系統(tǒng)，其特征在于，所述加速度傳感器包括雙軸加速度傳感器、三軸加速度傳感器、雙軸陀螺儀和三軸陀螺儀。
6.一種無人飛行載具模擬飛行方法，其特征在于，該方法包括如下步驟 移動數(shù)據(jù)獲取步驟，獲取手持裝置的加速度傳感器偵測到的手持裝置的移動數(shù)據(jù)，該手持裝置的存儲器中存儲有預(yù)先繪制的三維虛擬場景及三維虛擬無人飛行載具； 移動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換步驟，將手持裝置的移動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為該三維虛擬無人飛行載具的控制信號; 信號調(diào)整步驟，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的環(huán)境參數(shù)，利用該手持裝置中安裝的物理引擎對該控制信號進(jìn)行調(diào)整 '及 飛行控制步驟，根據(jù)調(diào)整后的控制信號，利用該物理引擎模擬該三維虛擬無人飛行載具在該三維虛擬場景中的飛行動作，并將該模擬動作顯示在手持裝置的顯示設(shè)備上。
7.如權(quán)利要求6所述的無人飛行載具模擬飛行方法，其特征在于，所述移動數(shù)據(jù)包括手持裝置在X軸、Y軸和Z軸的移動方向和移動量。
8.如權(quán)利要求6所述的無人飛行載具模擬飛行方法，其特征在于，所述控制信號包括控制該三維虛擬無人飛行載具的周期變距操縱桿橫向移動的第一控制信號、控制該三維虛擬無人飛行載具的周期變距操縱桿縱向移動的第二控制信號、控制該三維虛擬無人飛行載具的總距操縱桿移動的第三控制信號、控制該三維虛擬無人飛行載具的反扭力操縱桿移動的第四控制信號。
9.如權(quán)利要求8所述的無人飛行載具模擬飛行方法，其特征在于，所述移動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換步驟包括 如果手持裝置在原位置橫向左右移動，則轉(zhuǎn)換為第一控制信號； 如果手持裝置在原位置沿著Y軸上下移動，則轉(zhuǎn)換為第二控制信號； 如果手持裝置離開原位置橫向上下移動，則轉(zhuǎn)換為第三控制信號；及 如果手持裝置在原位置沿著X軸上下移動，則轉(zhuǎn)換為第四控制信號。
10.如權(quán)利要求6所述的無人飛行載具模擬飛行方法，其特征在于，所述加速度傳感器包括雙軸加速度傳感器、三軸加速度傳感器、雙軸陀螺儀和三軸陀螺儀。
全文摘要
一種無人飛行載具模擬飛行系統(tǒng)及方法，該方法包括如下步驟獲取手持裝置的加速度傳感器偵測到的手持裝置的移動數(shù)據(jù)；將手持裝置的移動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三維虛擬無人飛行載具的控制信號；根據(jù)預(yù)先設(shè)置的環(huán)境參數(shù)，利用該手持裝置中安裝的物理引擎對該控制信號進(jìn)行調(diào)整；根據(jù)調(diào)整后的控制信號，利用該物理引擎模擬三維虛擬無人飛行載具在三維虛擬場景中的飛行動作，并將該模擬動作顯示在手持裝置的顯示設(shè)備上。利用本發(fā)明可以在手持裝置的顯示設(shè)備上模擬無人飛行載具的飛行動作。
文檔編號G06F19/00GK102915397SQ20111021951
公開日2013年2月6日 申請日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者李后賢, 李章榮, 羅治平 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司