互动式感应飞行器的控制方法
技术领域
本发明涉及飞行器玩具操控技术领域，特别是涉及一种互动式感应飞行器的控制方法。
背景技术
现有的飞行玩具，大多采用遥控器的方式进行控制，其互动性不足，操作不方便。目前市面上出现了一种玩具飞行器，通过在底部设置有高度红外线检测装置，能自动感应当前飞行玩具的高度而调节机翼，能根据地面的起伏使飞行玩具维持在一定的高度，而无需实时采用遥控器进行高度控制，操作十分方便。
但是这些飞行玩具有如下缺点：1、飞行器只能在飞行高度上自动进行调节，控制飞行玩具的前进后退仍然需要采用遥控器进行控制。2、飞行器的起飞、关闭、模式切换仍然需要采用遥控器进行控制，这些都使得飞行玩具的互动性大大降低，因此如何提高趣味性，实现更好的人机交互是我们亟待解决的问题。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种互动式感应飞行器的控制方法，通过设置多个传感器，利用传感器对动作进行捕捉，根据不同的动作实现不同的动作变换，互动娱乐性更强。
为实现上述目的，本发明提供一种互动式感应飞行器的控制方法，包括以下步骤：
S1:对感应飞行器进行启动，使得感应飞行器处于水平定高飞行，并切换至感应模式；
S2:在一定的距离范围内，在感应飞行器的四周进行手部动作，使得感应飞行器进行水平方向上的动作变化；
S3: 在一定的距离范围内，在感应飞行器的上、下部进行手部动作，使得感应飞行器进行竖直方向上的动作变化；
S4：环绕感应飞行器进行手部动作，使得感应飞行器处于静止悬停状态，并且退出感应模式。
作为优选，感应飞行器内部设有电性连接的感应传感器、气压传感器、姿态陀螺仪、通讯模块和主控单元；感应传感器设置有多个，分布在感应飞行器的四周。
作为优选，在步骤S1中，当感应飞行器启动后，位于感应飞行器四周的感应传感器进行工作，发出信号进行360度无死角扫描，确定感应飞行器当前的位置，使得感应飞行器与最接近的障碍物之间存在一定的距离。
作为优选，感应飞行器首先对竖直方向进行扫描，使得感应飞行器距离地面的高度为80-100cm之间；若感应飞行器的高度超过该阈值，进行自动下降，最终将实际距离控制在该阈值之内。
作为优选，当竖直方向确定后，感应飞行器保持在该高度不变的情况下进行水平方向的扫描测距，并且进行高度不变的水平运动，使得在水平方向感应飞行器与最接近的障碍物之间的距离为不小于60cm，并且切换至感应模式。
作为优选，在步骤S2中，单个手部对感应飞行器进行操控时，在不同的距离区间下感应飞行器具有不同的动作变换：当两者之间的距离为40-60cm时，感应飞行器跟随手部进行运动；当两者之间的距离为30-40cm时，感应飞行器悬停在空中；当两者之间的距离在20-30cm时，感应飞行器以不超过5cm/s的速度远离手部，当两者之间的距离小于20cm时，感应飞行器以超过5cm/s的速度远离手部。
作为优选，在步骤S2中，采用非单个手部对感应飞行器进行操控时，在不同的手部动作叠加下感应飞行器具有不同的动作变换：当左、右手同时出现在感应飞行器的两侧且平行时，感应飞行器在该位置下进行自旋动作；当左、右手同时出现在感应飞行器的两侧且两者不平行时，根据左、右手的相对位置进行不同动作的变换。
作为优选，在步骤S3中，单个手部对感应飞行器进行操控时，在不同的距离区间下感应飞行器具有不同的动作变换，两者之间的距离在40-60cm时,感应飞行器就会跟随手部在垂直方向上的变化；两者之间的距离在30-40cm时，感应飞行器就会悬停在空中, 两者之间的距离在20-30cm时，感应飞行器以不超过3cm/s的速度远离手部进行缓慢上升或下降，当两者之间的距离小于20cm之间,障感应飞行器以超过3cm/s的速度远离手部进行上升或下降。
作为优选，在步骤S3中，采用非单个手部对感应飞行器进行操控时，在不同的手部动作叠加下感应飞行器具有不同的动作变换，根据手部位于感应飞行器的不同方向，感应飞行器采用不同的动作变换。
作为优选，利用单个手部在环绕感应飞行器进行手势操控，在3s内完成对感应飞行器的环绕操控，感应飞行器进行悬停，并且退出感应模式。
本发明的有益效果是：本申请所提供的针对互动式感应飞行器的控制方案，通过设置不同方向上的多个传感器，实现对动作的捕捉，动作捕捉完毕后反馈至主控单元，主控单元根据捕捉的动作进行相应指令的发送，从而使得感应飞行器进行相应的动作变换，使得整个感应飞行器的互动性和娱乐性更强；利用传感器对周边环境进行检测，确保在使用的时候更加安全，进入感应模式后，即可利用相应的动作实现对感应飞行器进行控制，最后在一定的时间内环绕感应飞行器运动，使得感应飞行器退出感应模式，从而无需外部控制即可实现对感应飞行器的一系列控制。
附图说明
图1为本申请的步骤流程图；
图2为本申请的部分原理图。
简要说明：
1、红外发射管2、红外接收管3、反射面。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
请参阅图1，本发明公开了一种互动式感应飞行器的控制方法，包括以下步骤：
S1:对感应飞行器进行启动，使得感应飞行器处于水平定高飞行，并切换至感应模式；
S2:在一定的距离范围内，在感应飞行器的四周进行手部动作，使得感应飞行器进行水平方向上的动作变化；
S3: 在一定的距离范围内，在感应飞行器的上、下部进行手部动作，使得感应飞行器进行竖直方向上的动作变化；
S4：环绕感应飞行器进行手部动作，使得感应飞行器处于静止悬停状态，并且退出感应模式。
在具体实施例中，根据手部动作以及距离的不同，从而感应飞行器做出不同的动作，从而使得人机交互程度以及娱乐性进一步提高。
为了实现该方案，感应飞行器内部设有电性连接的感应传感器、气压传感器、姿态陀螺仪、通讯模块和主控单元；感应传感器设置有多个，分布在感应飞行器的四周。多个传感器分布环绕设置在感应飞行器的边缘位置，更为具体的是传感器为红外传感器，设置气压传感器和姿态传感器确保整个感应飞行器在进行运动时，始终处于一个合适的环境中，不会受到外界环境的干扰，通讯模块的设立能与控制器、手机等控制设备进行连接，从而实现远程遥控等操控，满足不同的使用需求，当然本申请的重点是在于无需通讯模块就能实现对感应飞行器进行控制。
为了实现上述方案，在步骤S1中，当感应飞行器启动后，位于感应飞行器四周的感应传感器进行工作，发出信号进行360度无死角扫描，确定感应飞行器当前的位置，使得感应飞行器与最接近的障碍物的存在一定的距离，更为具体的是：感应飞行器首先对竖直方向进行扫描，使得感应飞行器距离地面的高度为80-100cm之间；若感应飞行器的高度超过该阈值，进行自动下降，最终将实际距离控制在该阈值之内；当竖直方向确定后，感应飞行器保持在该高度不变的情况下进行水平方向的扫描测距，并且进行高度不变的水平运动，使得在水平方向感应飞行器与最接近的障碍物之间的不小于60cm，并且切换至感应模式。在本实施例中，启动感应飞行器后，感应飞行器进行飞行并且自动进行调整，当按照需求调整完毕后，感应飞行器切换至感应模式，将其高度设置在80-100cm，一方面考虑到适宜的人群均为青少年和成年人，在该高度阈值内进行感应操控会更舒适，另外一个方面在于在室内进行娱乐时，过高或者过低都可能碰撞到家具等障碍物，当然，可在感应飞行器上设置指示灯，当切换至感应模式下时，对应的指示灯亮起，即可实现对感应器飞行器的操控。
更为详细的是：在步骤S2中，单个手部对感应飞行器进行操控时，在不同的距离区间下感应飞行器具有不同的动作变换：当两者之间的距离为40-60cm时，感应飞行器跟随手部进行运动；当两者之间的距离为30-40cm时，感应飞行器悬停在空中；当两者之间的距离在20-30cm时，感应飞行器以不超过5cm/s的速度远离手部，当两者之间的距离小于20cm时，感应飞行器以超过5cm/s的速度远离手部。在步骤S2中，采用非单个手部对感应飞行器进行操控时，在不同的手部动作叠加下感应飞行器具有不同的动作变换：当左、右手同时出现在感应飞行器的两侧且平行时，感应飞行器在该位置下进行自旋动作；当左、右手同时出现在感应飞行器的两侧且两者不平行时，根据左、右手的相对位置进行不同动作的变换。在本实施例中，当感应飞行器处于感应状态时，利用红外传感器对感应物（手部）进行捕捉，通过红外传感器对感应范围内感应物进行距离测算，与预先存储在主控单元内的对应的控制模式进行比较，从而将最适配的动作指令向外发送，使得感应飞行器做出相对应的动作，更为具体的是，当感应物（手部）与感应飞行器两者之间的距离位于50-60cm这个区间内时，感应飞行器会朝着感应物（手部）进行运动，当感应器（手部）与感应飞行器两者之间的距离位于40-50cm这个区间内时，感应飞行器远离感应器（手部）进行运动，最终使得两者的距离保持在50cm，然后感应飞行器随着感应物（手部）进行跟随运动；当感应物（手部）为非单个的状况下，当左、右手同时出现在感应飞行器的两侧且平行时，感应飞行器在该位置下进行自旋动作，当左、右手同时出现在感应飞行器的两侧且两者不平行时，根据左、右手的相对位置进行不同动作的变换，更为具体的是，当左侧相对于右侧偏高时，感应飞行器进入波浪模式，即采用高低起伏运动，运动范围为两个完整波形；当左侧相对于右侧偏低时，感应飞行器进入环绕模式，感应飞行器以右侧感应物为圆心进行旋转运动。
在步骤S3中，单个手部对感应飞行器进行操控时，在不同的距离区间下感应飞行器具有不同的动作变换，两者之间的距离在40-60cm时,感应飞行器就会跟随手部在垂直方向上的变化；两者之间的距离在30-40cm时，感应飞行器就会悬停在空中, 两者之间的距离在20-30cm时，感应飞行器以不超过3cm/s的速度远离手部进行缓慢上升或下降，当两者之间的距离小于20cm之间,障感应飞行器以超过3cm/s的速度远离手部进行上升或下降。在步骤S3中，采用非单个手部对感应飞行器进行操控时，在不同的手部动作叠加下感应飞行器具有不同的动作变换，根据手部位于感应飞行器的不同方向，感应飞行器采用不同的动作变换。更为具体的是，当感应物（手部）与感应飞行器两者之间的距离位于50-60cm这个区间内时，感应飞行器会朝着感应物（手部）进行运动，当感应器（手部）与感应飞行器两者之间的距离位于40-50cm这个区间内时，感应飞行器远离感应器（手部）进行运动，最终使得两者的距离保持在50cm，然后感应飞行器随着感应物（手部）进行跟随运动；当采用非单个手部对感应飞行器进行操控时，例如两个手部，当一个手部位于感应飞行器的侧边，另一个手部位于感应飞行器的上部，此时感应飞行器进入跳跃模式,跳跃的方向为从上到下的倾斜跳跃，跳跃距离为三个感应飞行器的直径；当一个手部位于感应飞行器的侧边，另一个手部位于感应飞行器的下部，此时感应飞行器进入跳跃模式,跳跃的方向为从下到上的倾斜跳跃，跳跃距离为三个感应飞行器的直径。
为了在感应模式下实现对感应飞行器的回收，利用单个手部在环绕感应飞行器进行手势操控，在3s内完成对感应飞行器的环绕操控，感应飞行器进行悬停，并且退出感应模式。当退出感应模式后，此时感应飞行器处于悬停状态，与刚进入感应模式前的状态相同，此时可以直接用手握持住感应飞行器，而感应飞行器不会有任何的动作。
请参阅图2，本申请的工作原理如下：感应器包括多个红外发射管1和红外接收管2，主控单元的AD引脚控制红外发射管输出编码信号，由于红外发射管的供电是稳定的VDD红外发射的限流阻值也是固定的，因此红外发射管的发射功率是稳定的，当反射面3不存在时，红外接收管处于截止状态，AD引脚检测的电压为VDD；当反射面3存在时，反射面3越近，反射的信号就越强，红外接收管的导通率就越高，AD引脚所检测的电压就越低，反之，反射面越远，反射的信号就越弱，红外接收管的导通率就越低，AD引脚所检测的电压就越高，因此可以通过AD引脚的所检测的电压可以判定反射面的存在与否,若反射面存在时可以通过AD引脚的电压变化可以检测出飞行器本体和反射面之间的距离变化；对于动作的变化的感应，是在距离不变的情况下，反射面的位置发生了改变，其原理是首先是基于反射面的存在；其次，由于反射面位置的变换，因此通过反射面的作用在红外接收管的反射信号的角度就会发生变化，红外接收管上就会接收不同角度的反射信号，由于不同角度的反射信号的强度是不同的，因此红外接收管将反射信号最强的角度作为反射面的存在角度，由于整个过程的信号传输是持续的，因此能得到反射面的运动轨迹，最终根据相应的运动轨迹与预先存储在主控单元内的轨迹相对比，匹配出最合适的动作从而发送信号给感应飞行器，使其进行相对应的动作。
本发明的优势在于：
1）采用近距离操控而不适用遥控操控，人机交互和娱乐性大大提高；
2）不同的操控指令对应不同的动作，且单个感应物和多个感应物都具有不同的动作变换。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
