本發(fā)明涉及一種屬于人機交互領(lǐng)域的交互裝置，更確切地說，本發(fā)明涉及一種基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置。

背景技術(shù)：

人機交互是指人與機器之間使用某種對話語言，以一定的交互方式，為完成確定任務(wù)的人與計算機之間的信息交換過程。傳統(tǒng)的無人飛行器需要使用手持遙控器來對其進行操控，控制難度大且交互體驗不佳。該方法需要操控者通過視覺觀察飛行器的飛行狀態(tài)，進而操作遙控器對其進行控制。因此，飛行器的飛行效果主要取決于操控者的經(jīng)驗和技術(shù)。

隨著現(xiàn)代科技的進步，對無人飛行器的交互也出現(xiàn)了新興的人機交互方案：

1.中國專利公開號為cn205139708u，公開日為2016-04-06，發(fā)明名稱為“一種無人機的動作識別遠程控制裝置”，該發(fā)明創(chuàng)造中通過移動終端的攝像頭及動作識別模塊，可識別肢體語言并轉(zhuǎn)換為指令編碼進，通過移動終端將指令傳送至無人機，對無人飛行器的飛行動作做出相對應(yīng)的指示。

2.中國專利公開號為cn103861290a，公開日為2014-06-18，發(fā)明名稱為“一種肌電遙控玩具飛行器及其控制方法”，該發(fā)明創(chuàng)造中公開了一種肌電遙控玩具飛行器及其控制方法，發(fā)明人為呂繼東等人，提供一種肌電遙控飛行器，通過不同手勢所產(chǎn)生的肌電信號對飛行器進行控制。

3.中國專利公開號為cn205796524u，公開日為2016-12-14，發(fā)明名稱為“一種基于肌電控制的玩具飛行器”，與呂繼東等人的專利相似，通過遙控飛行器的體感手環(huán)采集識別用戶的手勢動作的數(shù)據(jù)，并將識別結(jié)果轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的飛行控制指令的主處理器以及將飛行控制指令通過無線模塊發(fā)送至飛行器從而實現(xiàn)手勢控制。

上述手勢控制交互方案都存在著某些缺點：

1.通過機器視覺來實現(xiàn)手勢的獲取和辨識手部動作信息可靠性較差，手勢動作識別無法在黑暗的環(huán)境下。

2.通過采集生物信息來進行手勢交互則需要肌電等傳感器輔助工作才能實現(xiàn)，并不是真正意義上的手勢控制，真正意義上的手勢控制是除主控機以外不需要借助其他輔助設(shè)備來進行手勢控制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有交互方法中存在的因受天氣等外界因素影響而產(chǎn)生的可靠性低、控制部件繁多和交互裝置體積較大的問題，提供了一種基于rdm(rangedopplermap，距離-多普勒映射)算法的無人飛行器手勢交互裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置包括蓄電池充電模塊、mini-usb接口、主控制芯片、射頻前端模塊、2.4g無線射頻模塊、殼體以及穩(wěn)壓模塊；

所述的殼體包括上蓋、固定板、pcb板、外殼與天線防護罩；

所述的蓄電池充電模塊、穩(wěn)壓模塊、穩(wěn)壓模塊中的電源按鍵、蓄電池充電模塊中的led燈與mini-usb接口焊接固定在固定板上，將pcb板采用膠水粘接固定在固定板的底面上，射頻前端模塊、2.4g無線射頻模塊與主控制芯片均焊接在pcb板上，平面陣列天線焊接在射頻前端模塊的背部，將固定板與pcb板用膠水粘接固定在外殼內(nèi)，平面陣列天線從外殼的筒底上的方通孔中伸出，3mini-usb接口通過外殼側(cè)壁上設(shè)置的開口伸出；上蓋安裝在外殼的殼口處并采用密封膠固定，天線防護罩扣在平面陣列天線周圍的筒底上，并采用膠水將天線防護罩與外殼的筒底進行固定。

所述的2.4g無線射頻模塊與主控制芯片電線連接，射頻前端模塊與主控制芯片電線連接，mini-usb接口與蓄電池充電模塊電線連接，蓄電池充電模塊通過穩(wěn)壓模塊和射頻前端模塊、主控制芯片與2.4g無線射頻模塊電線連接。

技術(shù)方案中所述的2.4g無線射頻模塊與主控制芯片電線連接是指：所述的2.4g無線射頻模塊中包括型號為lt8900的無線收發(fā)芯片u2，型號為lt8900的無線收發(fā)芯片u2的1號引腳、14號引腳與15號引腳依次和主控芯片中的微處理器芯片u3的p3引腳、r3引腳與r1引腳電線連接。

技術(shù)方案中所述的射頻前端模塊與主控制芯片電線連接是指：所述的射頻前端模塊包括微型雷達傳感器芯片與陣列天線；所述的微型雷達傳感器芯片選用型號為bgt24mtr12的雷達傳感器芯片u1，陣列天線包括發(fā)射天線ant_t和接收天線ant_r1與ant_r2；所述的發(fā)射天線ant_t與型號為bgt24mtr12的雷達傳感器芯片u1的tx端電線連接，接收天線ant_r1與ant_r2依次和型號為bgt24mtr12的雷達傳感器芯片u1的rx1端與rx2端電線連接；型號為bgt24mtr12的雷達傳感器芯片u1的spi_cs端、spi_clk端與spi_mosi端分別和主控制芯片中的芯片u3的p1引腳、p2引腳與m1引腳電線連接，型號為bgt24mtr12的雷達傳感器芯片u1的vco端與主控芯片中的芯片u3的m2引腳電線連接，型號為bgt24mtr12的雷達傳感器芯片u1的if1i端、if1q端、if2i端與if2q端分別與主控制芯片中的芯片u3的l1引腳、l2引腳、k1引腳與k2引腳電線連接。

技術(shù)方案中所述的蓄電池充電模塊通過穩(wěn)壓模塊和射頻前端模塊、主控制芯片與2.4g無線射頻模塊電線連接是指：所述的蓄電池充電模塊包括型號為tp4056的單節(jié)鋰電池充電芯片u5、鋰電池li-lon、電阻r1、電阻r2、電阻r4、電阻r5、led燈、電容c1與電容c2；所述的型號為tp4056的鋰電池充電芯片u5的7號引腳與電阻r4的一端電線連接，電阻r4的另一端與led燈的負極電線連接，led燈的正極與電容c1的一端電線連接，電容c1的另一端接穩(wěn)壓模塊的gnd端；led燈的正極分別和型號為tp4056的鋰電池充電芯片u5的4號引腳、8號引腳與電阻r2的一端電線連接，電阻r2的另一端分別和型號為tp4056的鋰電池充電芯片u5的1號引腳、鋰電池li-lon的ntc端與電阻r5的一端電線連接，電阻r5的另一端連接穩(wěn)壓模塊的gnd端；型號為tp4056的鋰電池充電芯片u5的5號引腳分別和鋰電池li-lon的bat+端與電容c2的一端電線連接，電容c2的另一端接穩(wěn)壓模塊的gnd端；型號為tp4056的鋰電池充電芯片u5的2號引腳與電阻r6的一端電線連接，電阻r6的另一端接穩(wěn)壓模塊的gnd端；穩(wěn)壓模塊和射頻前端模塊、主控制芯片與2.4g無線射頻模塊電線連接。

技術(shù)方案中所述的穩(wěn)壓模塊和射頻前端模塊、主控制芯片與2.4g無線射頻模塊電線連接是指：所述的穩(wěn)壓模塊電路中的型號為ams1117-3.3v的芯片u4的vcc3.3v端與1號引腳依次和射頻前端模塊中的型號為bgt24mtr12的雷達傳感器芯片u1的vcc端與gnd端電線連接；所述的穩(wěn)壓模塊電路中的型號為ams1117-3.3v的芯片u4的vcc3.3v端與穩(wěn)壓模塊電路中的1號引腳依次和主控制芯片中的vcc3.3v端與gnd端電線連接；所述的穩(wěn)壓模塊電路中的型號為ams1117-3.3v的芯片u4的1號引腳與穩(wěn)壓模塊電路中的vcc3.3v端依次和2.4g無線射頻模塊的gnd端與vcc3.3v端電線連接。

技術(shù)方案中所述的mini-usb接口與蓄電池充電模塊電線連接是指：所述的mini-usb接口的內(nèi)部與蓄電池電模塊電線連接，外部連接從外部對蓄電池充電模塊充電的充電器；即：所述的mini-usb接口的內(nèi)部正極與蓄電池充電模塊充電電路中的usb5v端電線連接，mini-usb接口的內(nèi)部負極與蓄電池充電模塊充電電路中的電容c2的接地端電線連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置充分利用了三維空間進行操控，用更直觀的手勢交互來代替原有的遙控器操作，提升了操作者的體驗感；

2.本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置將所有模塊都集成在一起，不需要其他輔助部件進行操作；

3.由于本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置采用封裝較小的雷達芯片與平面陣列貼片式天線，進而大大減小了該手勢交互裝置的體積；

4.由于毫米波有很好的穿透性，并且?guī)缀醪皇墉h(huán)境的影響，即使在黑暗的條件下進行工作，因此本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置的可靠性極高。

5.雷達處理的數(shù)據(jù)量遠遠小于機器圖像識別的數(shù)據(jù)量，因此本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置減小了系統(tǒng)資源的使用和系統(tǒng)的復雜程度。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明：

圖1為本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置結(jié)構(gòu)原理的示意框圖；

圖2為本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置結(jié)構(gòu)組成的分解式軸測投影視圖；

圖3為本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置結(jié)構(gòu)組成仰視的軸測投影視圖；

圖4為本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置中射頻前端模塊的電路圖；

圖5為本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置中主控芯片fpga及外圍電路的電路圖；

圖6為本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置中2.4g無線射頻模塊的電路圖；

圖7為本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置中穩(wěn)壓模塊的電路圖；

圖8為本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置中蓄電池充電模塊的電路圖；

圖9為本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置在無人飛行器上安裝位置的軸測投影視圖；

圖10-1為本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置所采用的1號手勢示意圖；

圖10-2為本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置所采用的2號手勢示意圖；

圖10-3為本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置所采用的3號手勢示意圖；

圖10-4為本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置所采用的4號手勢示意圖；

圖10-5為本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置所采用的5號手勢示意圖；

圖10-6為本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置所采用的6號手勢示意圖；

圖10-7為本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置所采用的7號手勢示意圖；

圖10-8為本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置所采用的8號手勢示意圖；

圖10-9為本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置所采用的9號手勢示意圖；

圖10-10為本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置所采用的10號手勢示意圖；

圖中：1.上蓋，2.led燈，3.蓄電池充電模塊，4.mini-usb接口，5.固定板，6.主控制芯片，7.射頻前端模塊，8.2.4g無線射頻模塊，9.pcb板，10.外殼，11.平面陣列天線，12.天線防護罩，13.無人飛行器，14.無人飛行器底部螺母，15.上蓋固定螺絲，16.無人飛行器手勢交互裝置，17.1號手勢，18.2號手勢，19.3號手勢，20.4號手勢，21.5號手勢，22.6號手勢，23.7號手勢，24.8號手勢，25.9號手勢，26.10號手勢，27.穩(wěn)壓模塊，28.電源按鍵。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細的描述：

一.無人飛行器手勢交互裝置的結(jié)構(gòu)組成：

參閱圖1，本發(fā)明所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置包括蓄電池充電模塊3、mini-usb接口4，主控制芯片6、射頻前端模塊7、2.4g無線射頻模塊8、殼體以及穩(wěn)壓模塊27。

1.射頻前端模塊

所述的射頻前端模塊7包括微型雷達傳感器芯片和陣列天線；

1)參閱圖4，所述的射頻前端模塊7的作用是將雷達信號通過spi(串行外設(shè)接口)的if1i端、if1q端、if2i端與if2q端發(fā)送至主控制芯片6，再通過a/d(模數(shù)轉(zhuǎn)換)通道，來實現(xiàn)射頻前端模塊7的vco端接收主控制芯片6(fpga)的調(diào)頻信號。

所述的微型雷達傳感器芯片為無人飛行器手勢交互裝置的核心部件，是一款基于fmcw(frequencymodulatedcontinuouswave，調(diào)頻連續(xù)波)技術(shù)的毫米波雷達芯片。本技術(shù)方案中選用英飛凌的型號為bgt24mtr12的雷達傳感器芯片u1，24ghz收發(fā)mmic(微波單片集成電路)，擁有一個發(fā)射器和兩個接收器單元，能發(fā)射工作頻率為24ghz的雷達調(diào)制波，其封裝只有4.5mmx5.5mm大小。

將型號為bgt24mtr12的雷達傳感器芯片u1的tx端與發(fā)射天線ant_t采用電線連接，型號為bgt24mtr12的雷達傳感器芯片u1的rx1端與rx2端分別和接收天線ant_r1與ant_r1電線連接。型號為bgt24mtr12的雷達傳感器芯片u1的spi_cs端、spi_clk端與spi_mosi端分別和(圖5中)主控制芯片6中的芯片u3的p1引腳、p2引腳與m1引腳電線連接。型號為bgt24mtr12的雷達傳感器芯片u1的vco端與主控芯片6中的芯片u3的m2引腳電線連接。型號為bgt24mtr12的雷達傳感器芯片u1的if1i端、if1q端、if2i端與if2q端分別與主控制芯片6中的芯片u3的l1引腳、l2引腳、k1引腳與k2引腳電線連接。型號為bgt24mtr12的雷達傳感器芯片u1的vcc端與(圖7中)穩(wěn)壓模塊27中型號為ams1117-3.3v的芯片u4的vcc3.3v端電線連接,型號為bgt24mtr12的雷達傳感器芯片u1的gnd端與(圖7中)穩(wěn)壓模塊27中型號為ams1117-3.3v的芯片u4的1號引腳電線連接。

2)參閱圖4，所述的陣列天線包括發(fā)射天線和接收天線，采用平面陣列貼片式天線，其作用分別為發(fā)射雷達調(diào)制波和接收雷達回波；

將發(fā)射天線ant_t與型號為bgt24mtr12的雷達傳感器芯片u1的tx端電線連接，接收天線ant_r1與ant_r2分別與型號為bgt24mtr12的雷達傳感器芯片u1的rx1端與rx2端電線連接。

2.主控芯片

參閱圖5，主控制芯片6即對應(yīng)于圖1中的fpga部分，主控制芯片6的作用是產(chǎn)生雷達調(diào)制信號和處理來自射頻前端模塊7的回波信息。本技術(shù)方案中選用altera的cycloneⅳfpga(field－programmablegatearray，即現(xiàn)場可編程門陣列)微處理器芯片u3，該微處理器芯片u3低功耗、低成本以及性能優(yōu)；

主控芯片6中的微處理器芯片u3的p1引腳、p2引腳與m1引腳分別與(圖4中)射頻前端模塊7中的型號為bgt24mtr12的雷達傳感器芯片u1的spi_cs端、spi_clk端與spi_mosi端電線連接。主控芯片6中的微處理器芯片u3的m2引腳與射頻前端模塊7中的型號為bgt24mtr12的雷達傳感器芯片u1的vco端電線連接。主控制芯片u3的l1引腳、l2引腳、k1引腳和k2引腳分別與射頻前端模塊7中的型號為bgt24mtr12的雷達傳感器芯片u1的if1i端、if1q端、if2i端和if2q端電線連接。主控制芯片6中的微處理器芯片u3的p3引腳、r3引腳與r1引腳分別與(圖6中)2.4g無線射頻模塊8中的lt8900無線收發(fā)芯片u2的1號引腳、14號引腳與15號引腳電線連接。主控制芯片6中的vcc3.3v端與(圖7中)穩(wěn)壓模塊27中的型號為ams1117-3.3v的芯片u4的vcc3.3v端電線連接，主控制芯片6中的gnd端與(圖7中)穩(wěn)壓模塊27中的型號為ams1117-3.3v的芯片u4的1號引腳電線連接。

3.2.4g無線射頻模塊

參閱圖6，所述的2.4g無線射頻模塊8的作用是進行無人飛行器手勢交互裝置與無人飛行器的數(shù)據(jù)傳輸。2.4g無線射頻模塊8中的型號為lt8900的無線收發(fā)芯片u2是一款由ldctek公司獨立開發(fā)的低成本、高集成度的2.4ghz的無線收發(fā)芯片；

型號為lt8900的無線收發(fā)芯片u2的1號引腳、14號引腳與15號引腳依次和(圖5中)主控制芯片6中的微處理器芯片u3的p3引腳、r3引腳與r1引腳電線連接。電容c6、電容c10與電容c11的一端分別與型號為lt8900的無線收發(fā)芯片u2的5號引腳電線連接，電容c6、電容c10與電容c11的另一端與穩(wěn)壓模塊27的gnd端電線連接，電容c6、電容c10與電容c11大小分別為0.1uf、1uf和0.1nf。型號為lt8900的無線收發(fā)芯片u2的6號引腳和7號引腳之間并聯(lián)一個680k的電阻r10與一個晶振頻率為12mhz的晶振器y1，晶振器y1的2號引腳與1號引腳分別和22pf的電容c14與22pf的電容c15的一端串聯(lián)，電容c14與電容c15的另一端與穩(wěn)壓模塊27的gnd端電線連接。型號為lt8900的無線收發(fā)芯片u2的9號引腳與穩(wěn)壓模塊27的gnd端電線連接。電阻r9、電容c12和電感l(wèi)1的一端與型號為lt8900的無線收發(fā)芯片u2的10號引腳電線連接，電阻r9和電容c12的另一端與穩(wěn)壓模塊27的gnd端電線連接，同時電容c12與電感l(wèi)1的另一端之間連接電容c13，電阻r9和電感l(wèi)1大小分別為10k和10mh，天線ant的一端與電感l(wèi)1的另一端電線連接，天線ant的另一端與穩(wěn)壓模塊27的gnd端電線連接。電容c3、電容c4與電容c5的一端分別和型號為lt8900的無線收發(fā)芯片u2的12號引腳與電阻r7一端電線連接，電阻r7的另一端接(圖7中)穩(wěn)壓模塊27電路中的vcc3.3v端電線連接，電容c3、電容c4與電容c5的另一端與穩(wěn)壓模塊27的gnd端電線連接，電容c3、電容c4、電容c5和電阻r7大小分別為100pf、10uf、0.1uf和10k。2.4g無線射頻模塊8的vcc3.3v端與(圖7中的)穩(wěn)壓模塊27中的型號為ams1117-3.3v的芯片u4的vcc3.3v端電線連接，2.4g無線射頻模塊8的gnd端與(圖7中的)穩(wěn)壓模塊27中的型號為ams1117-3.3v的芯片u4的1號引腳電線連接。

4.穩(wěn)壓模塊

參閱圖7，穩(wěn)壓模塊的作用是將蓄電池輸出的5v電壓穩(wěn)定在用電器件3.3v的使用電壓，穩(wěn)壓模塊為保護整個無人飛行器手勢交互裝置的用電模塊。選用的電源穩(wěn)壓芯片是型號為ams1117_3.3v的三端線性穩(wěn)壓芯片；

所述的直流5v輸入端vcc5v與(圖8中)蓄電池充電模塊3電路中鋰電池li-lon的正極bat+端相連。直流5v輸入連接點與電容c16、電容c17和電源按鍵28一端相連，電容c16和電容c17的另一端接穩(wěn)壓模塊27的gnd端，構(gòu)成濾波電路，其中電容c16、電容c17大小分別為330uf和0.1uf，電源按鍵28的另一端與型號為ams1117_3.3v的穩(wěn)壓芯片u4的3號引、電容c17與電源按鍵28一端電線連接，電容c16與電容c17的另一端接穩(wěn)壓腳電線連接，電源按鍵28的作用為啟動和關(guān)閉設(shè)備。型號為ams1117_3.3v的穩(wěn)壓芯片u4的1號引腳即接地端與穩(wěn)壓模塊27的gnd端電線連接。型號為ams1117_3.3v的穩(wěn)壓芯片u4的0號腳與電阻r3的一端電線連接，電阻r3的另一端和電容c19與電容c20的一端電線連接。型號為ams1117_3.3v的穩(wěn)壓芯片u4的2號引腳與電容c18的一端相連，電容c18、電容c19與電容c20的另一端接穩(wěn)壓模塊27的gnd端，構(gòu)成濾波電路。其中電阻r3為0歐，電容c18、電容c19與電容c20的大小分別為15uf、1uf和0.1uf。電阻r3與電容c19、電容c20的連接端vcc3.3v輸出穩(wěn)定的3.3v直流電壓。穩(wěn)壓模塊27電路中型號為ams1117-3.3v的穩(wěn)壓芯片u4的1號引腳與射頻前端模塊7、2.4g無線射頻模塊8與主控制芯片6的gnd端分別電線連接，穩(wěn)壓模塊27中的vcc3.3v端與射頻前端模塊7、2.4g無線射頻模塊8與主控制芯片6的vcc3.3v端分別電線連接。

5.蓄電池充電模塊

參閱圖8，所述的蓄電池充電模塊3的作用是將自身電能給射頻前端模塊7、主控制芯片6和2.4g無線射頻模塊8等用電部分供電。型號為tp4056的一款單節(jié)鋰電池充電芯片u5，帶電池正負極反接保護，采用恒定電壓線性控制且具有過熱保護，本技術(shù)方案中蓄電池可選用容量為500ma的5v鋰電池li-lon；

所述的蓄電池充電模塊3包括型號為tp4056的單節(jié)鋰電池充電芯片u5、鋰電池li-lon、電阻r1、電阻r2、電阻r4、電阻r5、led燈2、電容c1與電容c2；

型號為tp4056的鋰電池充電芯片u5的4號引腳為供電端,8號引腳為選通端，將4號引腳與8號引腳同時與電阻r1的一端電線連接，電阻r1為0.4歐，電阻r1的另一端usb5v端接mini-usb接口4的正極。型號為tp4056的鋰電池充電芯片u5的7號引腳與電阻r4的一端電線連接，電阻r4的另一端與led燈2的負極電線連接，led燈2的正極與電容c1的一端電線連接，電容c1的另一端接穩(wěn)壓模塊27的gnd端，led燈2的正極分別和型號為tp4056的鋰電池充電芯片u5的4號引腳、8號引腳與電阻r2的一端電線連接，led燈2的作用為裝置剩余電量的指示，電阻r2的另一端分別和型號為tp4056的鋰電池充電芯片u5的1號引腳、鋰電池li-lon的ntc端與電阻r5的一端電線連接，電阻r5的另一端分別接穩(wěn)壓模塊27的gnd端與鋰電池li-lon的bat-端，電阻r2、電阻r5和電容c1的大小分別為1k、1k和10uf。型號為tp4056的鋰電池充電芯片u5的5號引腳分別和鋰電池li-lon的bat+端與電容c2的一端電線連接，電容c2的另一端的usbgnd端接mini-usb接口4的負極，電容c2為10uf。型號為tp4056的鋰電池充電芯片u5的2號引腳與電阻r6的一端電線連接，電阻r6的另一端接穩(wěn)壓模塊27的gnd端，電阻r6為1.2k。

6.mini-usb接口

所述的mini-usb接口4的內(nèi)部引腳與蓄電池充電模塊3電線連接，外部接口可連接充電器，從外部對蓄電池充電模塊3進行充電；

本技術(shù)方案中選用arthyly的型號為ljq1021的mini-usb接口4，型號為ljq1021的mini-usb接口4內(nèi)部的正極與(圖8中)蓄電池充電模塊3電路中的usb5v端電線連接，型號為ljq1021的mini-usb接口4內(nèi)部的負極與(圖8中)蓄電池充電模塊3電路中的電容c2的接地端電線連接。

參閱圖2和圖3，所述的基于rdm算法的無人飛行器手勢交互裝置內(nèi)部各零部件(模塊)的具體位置與連接關(guān)系如下：

將蓄電池充電模塊3用膠水粘接固定在固定板5中心處的1號矩形槽內(nèi)，將蓄電池充電模塊3中的led燈2通過電線引出至固定板5一側(cè)的開槽處，并用膠水粘接固定。將穩(wěn)壓模塊27用膠水粘接固定在固定板5的2號矩形槽內(nèi)，將穩(wěn)壓模塊27中的電源按鍵28通過電線引出至led燈2旁，并用膠水粘接固定。將mini-usb接口4的固定引腳焊接固定在固定板5上預留的覆銅固定區(qū)域。射頻前端模塊7、2.4g無線射頻模塊8與主控制芯片6等外圍元器件均焊接在該pcb板9上，平面陣列天線11焊接在(圖中7)射頻前端模塊7的背部。將固定板5與pcb板9分別用膠水粘接固定在外殼10內(nèi)，3mini-usb接口4通過外殼10側(cè)壁預留的開口露出外殼10。將上蓋1與外殼10的周邊連接處采用密封膠粘接固定，外殼10底部開有與平面陣列天線11大小相同的并對正的方孔，防止外殼10的底部遮擋平面陣列天線11，再將天線防護罩12與外殼10用膠水進行粘接固定，將無人飛行器手勢交互裝置的上蓋1、天線防護罩12和外殼10連接在一起形成一個封閉的空間，將該無人飛行器手勢交互裝置的其它部分包圍在其內(nèi)部。

7.殼體

所述的殼體包括上蓋1、固定板5、pcb板9、外殼10與天線防護罩12。

所述的外殼10為等直徑的圓筒形結(jié)構(gòu)件，外殼10的一端為開口式，另一端為封閉即設(shè)置有筒底，筒底的中心處設(shè)置有一個方通孔，方通孔的幾何尺寸與平面陣列天線11大小相同，外殼10的側(cè)壁上設(shè)置有一個等高的弧形通孔，即該弧形通孔由和外殼10回轉(zhuǎn)軸線垂直的兩平行平面及與外殼10回轉(zhuǎn)軸線對稱平行的四個平面切割所形成的長條形的主視圖為矩形的通孔。

所述的固定板5圓形等厚的板類結(jié)構(gòu)件，固定板5的直徑等于外殼10的內(nèi)徑，在固定板5徑向的兩端對稱地設(shè)置有兩個結(jié)構(gòu)相同的缺口，缺口的幾何尺寸分別與led燈2與mini-usb接口4的外形幾何尺寸相等，用來固定led燈2與mini-usb接口4。

所述的pcb板9為電子元器件的支撐體，是電子元器件電氣連接的載體。將射頻前端模塊7、2.4g無線射頻模塊8與主控制芯片6等外圍元器件印制在該pcb板9上，pcb板9上設(shè)有三個定位區(qū)域，用來分別放置射頻前端模塊7、2.4g無線射頻模塊8與主控制芯片6。

二.無人飛行器手勢交互裝置的裝配方式：

參閱圖9，通過上蓋固定螺絲15與無人飛行器底部螺母14將無人飛行器手勢交互裝置16進行連接裝配，并且向前30°傾斜裝配。

三.無人飛行器手勢控制交互裝置的實現(xiàn)方法及其原理:

1.由主控制芯片6控制射頻前端模塊7發(fā)射頻率為24ghz的雷達調(diào)制波，并由發(fā)射天線ant_t將雷達調(diào)制波發(fā)射；

2.當雷達調(diào)制波到達操控者的手部后，一部分的雷達調(diào)制波信號被反射回來；

3.接收天線ant_r1與ant_r2接收被反射回來的雷達調(diào)制波信號，由于回波信號較弱，先由主控制芯片6將回波信號進行過濾放大，再將雷達調(diào)制回波信號與雷達發(fā)射調(diào)制波信號合并處理；

4.由主控制芯片6將合并處理的信號進行采樣，進而轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；

5.將處理過后的數(shù)字信號進行二維離散傅里葉變換，最后得到手部的位置延時和多普勒頻移等信息，進而得到手部的距離和速度信息，由于接收天線為兩個即接收天線ant_r1與接收天線ant_r2，通過比較雷達回波到達接收天線的相位差，可以計算出手部每個部位的到達角度，再配合距離信息就能實現(xiàn)對手部不同部位的空間定位；

6.得到手部的位置和運動信息后，主控制芯片6將對距離、速度及到達角度進行距離-多普勒映射，不同的手勢產(chǎn)生的距離-多普勒映射不同，可以將不同手勢設(shè)置為不同的控制命令；

7.將不同的操控指令通過2.4g無線射頻模塊8發(fā)射給無人飛行器13，從而對其進行手勢交互控制。

通過增加傅里葉變換的采樣點數(shù)可以提高測量數(shù)據(jù)的精度，由于主控制芯片6采用高速fpga微控制芯片，增加傅里葉變換的采樣點數(shù)對處理時間造成的影響可忽略不計。

距離-多普勒映射(rdm)算法可以將得到的距離、速度及到達角度信息進行映射，生成關(guān)于距離、速度及到達角度的三維映射圖。實驗表明，不同的手勢產(chǎn)生的距離-多普勒映射圖不同。從產(chǎn)生的距離-多普勒映射圖中可以明顯看出手勢之間的差異是明顯的，進行多次同一手勢的測試結(jié)果有很多相似點。因此，可以將不同手勢設(shè)置為不同的控制命令，從而對無人飛行機進行手勢交互。

四.為進一步說明本發(fā)明的使用方式，具體手勢交互步驟如下：

參閱圖10-1至圖10-10，操作者將手部朝向外殼10底部即可進行不同手勢的操作控制；

所述的1號手勢17為“收攏右手五指”，2號手勢18為“順時針轉(zhuǎn)動右手食指”，3號手勢19為“向左擺動右手手掌”，4號手勢20為“向右擺動左手掌”，5號手勢21為“向上擺動右手手掌”，6號手勢22為“向下擺動右手手掌”，7號手勢23為“向左滑動右手雙指”，8號手勢24為“向右滑動左手雙指”，9號手勢25為“右手握拳”，10號手勢26為“分開右手兩指”。

不同手勢實現(xiàn)的操作功能如下：

1.通過手勢交互裝置的手勢1實現(xiàn)啟動無人飛行器，并且令其緩慢上升至默認2m的高度；

2.通過手勢交互裝置的手勢2實現(xiàn)無人飛行器原地順時針的旋轉(zhuǎn)動作；

3.通過手勢交互裝置的手勢3實現(xiàn)無人飛行器平行向左的飛行動作；

4.通過手勢交互裝置的手勢4實現(xiàn)無人飛行器平行向右的飛行動作；

5.通過手勢交互裝置的手勢5實現(xiàn)無人飛行器垂直向上的飛行動作；

6.通過手勢交互裝置的手勢6實現(xiàn)無人飛行器垂直向下的飛行動作；

7.通過手勢交互裝置的手勢7實現(xiàn)無人飛行器水平向前的飛行動作；

8.通過手勢交互裝置的手勢8實現(xiàn)無人飛行器水平向后的飛行動作；

9.通過手勢交互裝置的手勢9實現(xiàn)無人飛行器的安全降落，令其緩慢垂直降落至地面；

10.通過手勢交互裝置的手勢10實現(xiàn)查看無人飛行器手勢交互裝置剩余電量。