CN204945801U - 一种基于语音控制的飞行器控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于语音控制的飞行器控制系统，包括智能终端控制器子系统和飞行器端控制器子系统。本实用新型通过安装在智能终端上的软件实现对远程无人飞行器的语音控制，同时可以兼容拨杆操作、体感操作以及路径行程规划操作。通过语音控制模块，可以实现对飞行器的各种操作，同时，由于语音就可以控制飞行器的运行，因此可以最大程度地解放操作者的双手，实现了飞行器控制的简单化、安全化和多样化，增强了飞行器的人机交互能力。

Description

一种基于语音控制的飞行器控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种飞行器控制系统领域，更具体地，涉及到无人机控制系统、航模飞行器控制系统和玩具飞行器控制系统。

背景技术

目前市场上的飞行器包括无人机、航模飞行器和玩具飞行器，只能通过遥控器进行拨杆操作（如图1所示）或者体感操作，不能进行人机互动，设置、操作复杂，不利于大众应用的普及，同时在紧急情况下容易发生误操作，带来危险，另外，不利于手操作有障碍的用户使用。

发明内容

本实用新型，针对现有技术中的上述缺陷，在智能终端上采用了基于语音控制为主，同时可选择拨杆操作、体感操作或者行程规划操作控制飞行器的控制系统。开拓了飞行器控制的人机交互时代，降低了飞行器控制的难度，提高了飞行器控制的科技型、娱乐性，增加了飞行器控制的安全性。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于语音控制的飞行器控制系统,包括智能终端控制器子系统和飞行器端控制器子系统。所述智能终端控制器子系统包括语音控制模块、体感控制模块、行程规划控制模块、虚拟摇杆控制模块、移动终端主控制单元MCU模块、体感传感器、话筒、视频/信息显示模块以及无线收发模块。所述语音控制模块包括语音触发模块、语音存储单元、语音比对单元、语音指令输出单元、指令库映射单元。所述飞行器端控制器子系统包括飞行器端主控制单元MCU、传感器单元、视频采集处理模块、无线输出模块、电机输出模块、舵机输出模块。所述传感器单元包括指南针传感器、角速度传感器、加速度传感器、气压计传感器和温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、气体传感器等各种应用传感器。

附图说明

图1为传统遥控控制飞行器框架原理图；

图2为智能终端控制器子系统框架原理图；

图3为飞行器端控制器子系统框架原理；

图4为语音识别模块工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细阐述。

如图2所示，本实用新型的一种飞行器控制系统领域，所述智能终端控制器子系统端，由软件部分和硬件部分组成。

优选的，所述软件部分由语音控制模块、体感控制模块、行程规划控制模块、虚拟摇杆控制模块构成、操控主界面和视频显示模块组成。所述硬件部分由主控制单元MCU、体感传感器单元、无线收发模块和显示模块组成。

操控主界面中可以选择不同的控制模式，并将对应控制模式下的指令通过无线通信协议发送到无人机子系统端，实现对无人机的远程无线控制。操控主界面同时还将飞行器端控制子系统采集的视频数据和飞行器传感器数据实时显示在智能终端显示屏上，方便操控者了解飞行器端实时的画面和飞行器本身的状态。

语音控制模式下，操控者可以发送“启动、上升、下降、左转、右转、降落、翻滚、拍照、开录像、关录像、返航和迫降”等指令，飞行器根据接收到语音指令，实时对飞行器进行操作。

体感控制模式下，所述体感控制模块将体感传感器的实时状态，同步发送到飞行器端，飞行器根据智能终端控制器姿态的变化而同步变化，结合油门控制升降，实现无人机的体感操控。

行程规划控制模式下，可以根据操控者在智能终端上设定的路径飞行。可以实现飞行器按路径自动飞行。

虚拟拨杆模式下，智能终端屏幕上有模拟遥控的四通道拨杆，分别为油门、升降、副翼、方向，可以通过触摸屏拨杆，实现对飞行器的遥控操作。

进一步的，如图4所示，所述语音控制模块简化工作流程如下。

1、语音控制模块开启语音触发单元，实时检测语音输入信息，当检测到符合一定分贝的声音信息时，触发语音存储单元，否则持续检测。

2、语音触发启动后，调用语音存储单元，将语音信息存储起来。

3、语音存储完成后，进入语音比对环节。将存储单元中的语音指令与语音指令库进行比对，符合条件则输出比对结果，不符合条件，则显示识别错误，进入语音触发流程。

4、语音处理单元将比对正确的语音信息转换成ASCII格式的文字指令，送入指令映射单元。

5、指令映射单元将接收到的语音ASCII指令，映射成对应二进制的飞行控制指令，并输出结果，供主控制界面调用发送。

如图3所示，本实用新型的一种飞行器控制系统领域，所述飞行器端控制器子系统包括飞行器主控制单元MCU、传感器输入部分、视频采集输入模块、无线收发通信模块、电机输出单元、舵机输出单元。

进一步的，所述飞行器主控制单元MCU，由主控制芯片和烧录于主控制芯片的嵌入式软件构成。飞行器主控制单元MCU通过读取各类传感器数据，判断当前飞行器所处姿态、高度和速度，结合智能控制终端发来的控制信息，输出不同的控制信号到电机输出单元和舵机输出单元，实现对飞行器的稳定飞行控制。飞行器主控制单元MCU还负责将视频采集模块的视频流和应用传感器的采集数据，通过无线通信模块，发送到智能控制终端。

优选的，所述传感器部分包括指南针传感器、角速度传感器、加速度传感器、气压计传感器以及行业应用传感器如湿度传感器、温度传感器、烟雾传感器等。

进一步的，所述无线通信收发模块可选择WIFI通信模块、3G通信模块和4G通信模块，本实用新型目前基于WIFI通信模块实现。

所述视频采集模块，负责采集高清视频图像信息，在飞行器主控制单元MCU控制下通过无线通信模块发送到智能终端控。

所述电机输出单元负责输出马达控制信号，用于控制飞行器驱动马达。根据不同飞行器类别，电机输出单元输出通道数量有所不同。如四旋翼飞行器对应四个电机输出通道，直升机对应两个电机输出通道。

所述舵机输出单元负责输出舵机控制信号，用于固定翼飞行器舵机的控制和飞行器其他通道控制如云台、相机等等。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于语音控制的飞行器控制系统，包括智能终端控制器子系统和飞行器端控制器子系统，所述智能终端控制器子系统包括语音控制模块、体感控制模块、行程规划控制模块、虚拟摇杆控制模块、移动终端主控制单元MCU模块、体感传感器、话筒、显示模块以及无线收发模块，所述语音控制模块包括语音触发单元、语音存储单元、语音比对单元、语音指令输出单元、指令库映射单元，所述飞行器端控制器子系统包括飞行器端主控制单元MCU、传感器单元、视频采集处理模块、无线输出模块、电机输出模块、舵机输出模块，所述传感器单元包括指南针传感器、角速度传感器、加速度传感器、气压计传感器和应用传感器，所述应用传感器包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器和气体传感器。

2.如权利要求1所述的基于语音控制的飞行器控制系统，其特征在于：所述智能终端控制器子系统，通过接收到的语音指令，控制飞行器的各种飞行操作。

3.如权利要求1所述的基于语音控制的飞行器控制系统，其特征在于：所述的智能终端控制器子系统，可以采用IOS操作系统、android操作系统和windows系统。

4.如权利要求1所述的基于语音控制的飞行器控制系统，其特征在于：所述智能终端控制器子系统，可以通过语音控制，还可以切换到虚拟拨杆操作、体感操作或者行程规划操作。

5.如权利要求1所述的基于语音控制的飞行器控制系统，其特征在于：所述智能终端控制器子系统可以接收来自所述飞行器端控制器子系统的实时视频信息、飞行器姿态信息以及应用传感器信息。

6.如权利要求1所述的基于语音控制的飞行器控制系统，其特征在于：所述飞行器端控制器子系统可装载于固定翼、直升机和旋翼飞行器上。