一种基于肌电控制的玩具飞行器及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种基于肌电控制的玩具飞行器及其控制方法，涉及智能控制技术领域。该玩具飞行器包括飞行器和用于遥控飞行器的体感手环；体感手环包括肌电信号采集电路、第一陀螺仪、第一加速度传感器、用于根据肌电信号采集电路、第一陀螺仪和第一加速度传感器采集的数据识别用户的手势动作并将识别结果转换为相应的飞行控制指令的主处理器以及用于将飞行控制指令发送至飞行器，使飞行器根据所述飞行控制指令执行相应的飞行姿态的第一无线收发模块；其中主处理器分别与肌电信号采集电路、第一陀螺仪、第一加速度传感器以及第一无线收发模块电性连接。本发明专利技术不需要另外配置专门的遥控器，简化了遥控操作，并且提高了玩具飞行器的可玩性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于肌电控制的玩具飞行器及其控制方法
本专利技术属于智能控制
，尤其涉及一种基于肌电控制的玩具飞行器及其控制方法。
技术介绍
目前，玩具飞行器已经成为风靡海内外高级玩具。玩具飞行器的种类繁多，例如：有固定翼飞机、螺旋桨飞机以及飞艇等类型的玩具飞行器，但这些类型玩具飞行器的控制方式几乎都是通过手柄操纵或者屏幕触摸无线遥控，而这两种控制方式均需要为玩具飞行器另外定制专门的遥控器，并且遥控操作复杂，可玩性较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于肌电控制的玩具飞行器及其控制方法，旨在解决现有玩具飞行器的控制方式需要另外定制专门的遥控制器，并且遥控操作复杂，可玩性较低的问题。本专利技术是这样实现的，一种基于肌电控制的玩具飞行器，包括飞行器和与所述飞行器无线通信连接，用于遥控所述飞行器的体感手环；所述体感手环包括肌电信号采集电路、第一陀螺仪、第一加速度传感器、用于根据所述肌电信号采集电路、所述第一陀螺仪和所述第一加速度传感器采集的数据识别用户的手势动作并将识别结果转换为相应的飞行控制指令的主处理器以及用于将飞行控制指令发送至所述飞行器，使所述飞行器根据所述飞行控制指令执行相应的飞行姿态的第一无线收发模块；其中，所述主处理器分别与所述肌电信号采集电路、所述第一陀螺仪、所述第一加速度传感器以及所述第一无线收发模块电性连接。在上述技术方案的基础上，所述肌电信号采集电路包括用于采集人体表面肌电信号的干电极片、用于对所述肌电信号进行滤波的滤波电路、用于将滤波后的肌电信号进行升压的电压转换电路以及将升压后的肌电信号转换为数字信号的A/D转换电路；其中，所述干电极片、所述滤波电路、所述电压转换电路以及所述A/D转换电路依次电性连接，所述A/D转换电路还与所述主处理器电性连接。在上述技术方案的基础上，所述体感手环还包括用于与外部NFC标签设备进行近场通信的NFC模块以及用于显示所述NFC模块读取到的NFC标签数据的显示模块，所述NFC模块和所述显示模块均与所述主处理器电性连接。在上述技术方案的基础上，所述体感手环还包括与所述主处理器连接的，用于测量用户心率的心率测量模块。在上述技术方案的基础上，所述体感手环还包括与所述主处理器连接的，用于测量用户体温的体温测量模块。在上述技术方案的基础上，所述飞行器包括飞行器主体以及四个呈十字形分布在所述飞行器主体的顶部，用于控制所述飞行器主体飞行姿态的螺旋桨；所述飞行器主体内部设置有四个分别与所述螺旋桨一一对应，用于控制所述螺旋桨转速的电机、与所述第一无线收发模块无线通信连接，用于接收所述体感手环发送的飞行控制指令的第二无线收发模块、用于根据所述飞行控制指令输出相应的驱动信号的主控模块、用于根据所述驱动信号控制四个所述电机的转速，以使所述飞行器主体执行相应飞行姿态的四个电机驱动模块；其中，所述第二无线收发模块以及四个所述电机驱动模块均与所述主控模块电性连接，四个所述电机驱动模块分别位于四个所述电机内部。在上述技术方案的基础上，所述飞行器还包括设置在所述飞行器主体底部两侧的滑轮。在上述技术方案的基础上，所述飞行器还包括分别与所述主控模块电性连接的电子罗盘和气压计。在上述技术方案的基础上，所述飞行器还包括与所述主控模块电性连接的摄像头。在上述技术方案的基础上，所述飞行器还包括分别与所述主控模块电性连接的第二陀螺仪和第二加速度传感器。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种基于肌电控制的玩具飞行器的控制方法，包括：体感手环中的肌电信号采集电路采集用户手臂表面的肌电信号，并将所述肌电信号输出至所述体感手环中的主处理器；体感手环中的第一陀螺仪和第一加速度传感器分别采集用户手腕的角速度和加速度，并分别将所述角速度和所述加速度输出至所述主处理器；所述主处理器通过模式识别算法、频域分析算法以及小波变换算法对所述肌电信号、所述角速度和所述加速度进行数据融合处理后识别出用户的手势动作，然后将所述手势动作转换为相应的飞行控制指令，并将所述飞行控制指令输出至所述体感手环中的第一无线收发模块；所述第一无线收发模块将所述飞行控制指令发送至飞行器，使所述飞行器根据所述飞行控制指令执行相应的飞行姿态。实施本专利技术提供的一种基于肌电控制的玩具飞行器及其控制方法具有以下有益效果：本专利技术由于将肌电控制功能集成于体感手环中来控制玩具飞行器的飞行姿态，从而使得玩具飞行器不需要另外配置专门的遥控器，降低了玩具飞行器的制作成本，并且简化了玩具飞行器的遥控操作；由于在体感手环中集成了陀螺仪和加速度传感器，从而增加了更多的控制方式，提高了玩具飞行器的可玩性。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种基于肌电控制的玩具飞行器的结构示意图。图2是本专利技术实施例提供的一种基于肌电控制的玩具飞行器中肌电信号采集电路的结构示意图。图3是本专利技术实施例中控制飞行器执行各种飞行姿态的控制方式示意图。图4是本专利技术实施例中控制飞行器在陆地上跑动时的控制方式示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种基于肌电控制的玩具飞行器的控制方法的具体实现流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1是本实用实施例提供的一种基于肌电控制的玩具飞行器的结构示意图。为了便于说明仅仅示出了与本实施例相关的部分。参见图1所示，本实施例提供的一种基于肌电控制的玩具飞行器，包括飞行器1和与所述飞行器1无线通信连接，用于遥控所述飞行器1的体感手环2；所述体感手环2包括肌电信号采集电路21、第一陀螺仪23、第一加速度传感器22、用于根据所述肌电信号采集电路21、所述第一陀螺仪23和所述第一加速度传感器22采集的数据识别用户的手势动作并将识别结果转换为相应的飞行控制指令的主处理器24以及用于将飞行控制指令发送至所述飞行器1，使所述飞行器1根据所述飞行控制指令执行相应的飞行姿态的第一无线收发模块25；其中，所述主处理器24分别与所述肌电信号采集电路21、所述第一陀螺仪23、所述第一加速度传感器22以及所述第一无线收发模块25电性连接。在本实施例中，体感手环2佩戴于用户的手腕处，所述主处理器24可以根据肌电信号采集电路21、第一陀螺仪23以及第一加速度传感器22采集到的肌电信号、手腕倾斜角度和手腕的加速度分别识别出用户的手腕挥动方向、手腕扭动幅度以及手指屈伸状态等手势动作，然后根据识别出的手势动作和预先固化在所述主处理器24内存中的手势动作与飞行控制指令的对应关系输出对应飞行控制指令，例如：当根据第一加速度传感器22采集的数据识别出用户的手腕向左挥动时，输出控制所述飞行器1向左倾斜或者向左跑动的控制指令；当根据陀螺仪的采集数据识别出用户手腕的扭动幅度时，则根据用户手腕的扭动幅度识别出用户当前的手腕状态，若当前用户的手腕状态为向右扭动，则输出控制所述飞行器1向右飞行或者向右转弯的控制指令；当根据肌电采集电路采集的肌电信号识别出用户当前的手势为握拳时，则随着用户握掌程度的增加，输出控制飞行器1油门减小的控制指令。进一步的，参见图2所示，所述肌电信号采集电路21包括用于采集人体表面肌电信号的干电极片211、用于对所述肌电信号进行滤波的滤波电路212、用于将滤波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于肌电控制的玩具飞行器，其特征在于，包括飞行器和与所述飞行器无线通信连接，用于遥控所述飞行器的体感手环；所述体感手环包括肌电信号采集电路、第一陀螺仪、第一加速度传感器、用于根据所述肌电信号采集电路、所述第一陀螺仪和所述第一加速度传感器采集的数据识别用户的手势动作并将识别结果转换为相应的飞行控制指令的主处理器以及用于将飞行控制指令发送至所述飞行器，使所述飞行器根据所述飞行控制指令执行相应的飞行姿态的第一无线收发模块；其中，所述主处理器分别与所述肌电信号采集电路、所述第一陀螺仪、所述第一加速度传感器以及所述第一无线收发模块电性连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于肌电控制的玩具飞行器，其特征在于，包括飞行器和与所述飞行器无线通信连接的体感手环，其中所述体感手环用于遥控所述飞行器；所述体感手环包括肌电信号采集电路、第一陀螺仪、第一加速度传感器、用于根据所述肌电信号采集电路、所述第一陀螺仪和所述第一加速度传感器采集的数据识别用户的手势动作并将识别结果转换为相应的飞行控制指令的主处理器以及用于将飞行控制指令发送至所述飞行器，使所述飞行器根据所述飞行控制指令执行相应的飞行姿态的第一无线收发模块；其中，所述主处理器分别与所述肌电信号采集电路、所述第一陀螺仪、所述第一加速度传感器以及所述第一无线收发模块电性连接。2.如权利要求1所述的基于肌电控制的玩具飞行器，其特征在于，所述肌电信号采集电路包括用于采集人体表面肌电信号的干电极片、用于对所述肌电信号进行滤波的滤波电路、用于将滤波后的肌电信号进行升压的电压转换电路以及将升压后的肌电信号转换为数字信号的A/D转换电路；其中，所述干电极片、所述滤波电路、所述电压转换电路以及所述A/D转换电路依次电性连接，所述A/D转换电路还与所述主处理器电性连接。3.如权利要求2所述的基于肌电控制的玩具飞行器，其特征在于，所述体感手环还包括用于与外部NFC标签设备进行近场通信的NFC模块以及用于显示所述NFC模块读取到的NFC标签数据的显示模块，所述NFC模块和所述显示模块均与所述主处理器电性连接。4.如权利要求3所述的基于肌电控制的玩具飞行器，其特征在于，所述体感手环还包括与所述主处理器连接的心率测量模块，所述心率测量模块用于测量用户心率。5.如权利要求4所述的基于肌电控制的玩具飞行器，其特征在于，所述体感手环还包括与所述主处理器连接的体温测量模块，所述体温测量模块用于测量用户体温。6.如权利要求5所述的基于肌电控制的玩具飞行器，其特征在于，所述飞行器包括飞行器主体以及四个呈十字...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎冰，冼均健，黄勋，林士松，彭俊豪，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44