本發(fā)明涉及無人船領(lǐng)域，具體的說是涉及一種高體驗人機交互遙控無人船的方法。

背景技術(shù)：

我國水資源豐富，有發(fā)達的水系網(wǎng)絡(luò)以及綿長的海岸線；為了有效估算水資源的情況，需要對水域進行測繪，以便計算水域面積、最大水深、平均水深、水域容積及相應的水域地形等。

由于無人測繪船相對于傳統(tǒng)的人工劃船測繪法，測量精度高、測量信息量大、靈活高性能的控制、以及減少人力的優(yōu)點而逐漸被人接受。目前的無人測繪船根據(jù)測繪軌跡利用gps或者北斗等導航系統(tǒng)進行按路徑巡線，并在測量的過程中實時的與上位機進行交互，實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的及時回傳。

上述方式的一個弊端是，人員需要在測控室中進行觀測及控制；此外，雖然可以開發(fā)相應的app將數(shù)據(jù)在移動設(shè)備上進行顯示，也存在人機交互的體驗效果問題。

隨著硬件集成度及軟件技術(shù)的進步，智能可穿戴設(shè)備風生水起；谷歌公司于2012年4月發(fā)布了一款“拓展現(xiàn)實”的眼鏡---谷歌眼鏡，該款智能設(shè)備具有通過聲音控制拍照、視頻通話、導航的功能，此外還具備網(wǎng)上沖浪、處理文字信息及電子郵件等功能。雖然谷歌眼鏡有上述諸多的優(yōu)點，但是也存在高成本、缺乏殺手級的應用app、虛擬現(xiàn)實與真實場景的疊加容易造成人員的分神，可能會導致潛在的危險（例如開車時）、由于谷歌眼鏡的聯(lián)網(wǎng)性，拍照的圖片隨時可能會上傳到網(wǎng)上，從而帶來了隱私被侵犯的隱患。

在本專利所述的應用場景中，谷歌眼鏡的優(yōu)勢正好可以凸顯，同時上述所述的缺點，可以得到很好的規(guī)避。操作人員利用谷歌眼鏡的高體驗人機交互效果，可以使得操作過程更加人性化；同時基于無人船開發(fā)的特殊app可以保證操作的可行性；因此，利用谷歌眼鏡高體驗的人機交互效果，把谷歌眼鏡用于無人船中-----這是本專利的基本思想。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，在于針對現(xiàn)有的水文測量無人船人機交互的體驗效果差，提供了一種高體驗人機交互遙控無人船的方法，旨在提供一種更加人性化的人機交互方法，滿足操作人員靈活、舒適的監(jiān)測及控制無人船的工作。在本發(fā)明中既充分利用了谷歌眼鏡多維度、人性化的人機交互方式，同時很好的避免了谷歌眼鏡在傳統(tǒng)消費者應用中所帶來的高成本、泄露隱私、分神不安全的弊端。下面詳細說明本發(fā)明的方法。

本發(fā)明的方法是這樣的：

所述的高體驗人機交互遙控無人船的示意圖如圖1所示，圖中包括谷歌眼鏡、控制臺、無人船。

硬件改造描述：

1）在控制臺上安裝藍牙模塊，并將其與控制臺部分的主控制器進行相應的電氣連接。

2）在控制臺上安裝ism波段的收發(fā)通信模塊，并將其與控制臺部分的主控制器進行相應的電氣連接；在無人船上也安裝相應的收發(fā)通信模塊，并將其與無人船上的主控制器進行相應的電氣連接，從而實現(xiàn)控制臺與無人船之間的無線通信功能。

3）對于人機交互終端處的谷歌眼鏡，為了盡可能的延長供電時間。操作者需要攜帶一個大容量的充電寶，同時用充電線將谷歌眼鏡與充電寶進行連接。

軟件描述：

1）對谷歌眼鏡進行二次開發(fā)，安裝相應的app，實現(xiàn)視頻播放及語音識別控制等功能。相應軟件的工作流程如圖2所示。軟件剛啟動時，首先進行硬件初始化，包括對微型投影儀、語音模塊、觸控開關(guān)、藍牙模塊等進行初始化；然后打開藍牙模塊并建立與控制臺之間的通信連接（控制臺已經(jīng)打開，并且相應的藍牙模塊也已經(jīng)打開，并做好建立連接的準備）；接著谷歌眼鏡向控制臺發(fā)送讀取無人船視頻信息指令并等待，等到視頻信息流上傳到谷歌眼鏡上時，將信息通過微型投影儀投影到鏡片上，供人觀看。然后程序通過輪詢語音模塊及重復發(fā)送讀取視頻信息指令進行循環(huán)。當語音模塊檢測到“前進語音”時，控制器通過藍牙向控制臺發(fā)送“前進指令”；這里的前進指令，包括高、中、低三擋。當語音模塊檢測到“后退語音”時，控制器通過藍牙向控制臺發(fā)送“后退指令”；這里的后退指令，包括高、中、低三擋。當語音模塊檢測到“停止語音”時，控制器通過藍牙向控制臺發(fā)送“停止指令”；這里的停止指令，包括高、中、低三擋。當語音模塊檢測到“轉(zhuǎn)向語音”時，控制器通過藍牙向控制臺發(fā)送“轉(zhuǎn)向及角度指令”；當語音模塊檢測到“讀取傳感器語音”時，控制器通過藍牙向控制臺發(fā)送“讀取傳感器指令”；此時無人船會將采集到的傳感器信息（一些水文信息及相應的語音信號）上傳到谷歌眼鏡上，并在眼鏡上進行顯示。

2）控制臺的控制器中的程序完成接收并轉(zhuǎn)發(fā)谷歌眼鏡發(fā)送的控制指令，保存及上傳無人船發(fā)回的視頻及傳感器信息。相應的軟件流程圖如圖3所示。控制臺啟動后，首先對藍牙模塊、ism波段通信模塊進行初始化。然后輪詢檢測藍牙模塊、ism波段通信模塊。當檢測到藍牙模塊接收緩沖區(qū)中有控制信號傳輸過來時，控制器將控制信號轉(zhuǎn)發(fā)給ism波段通信模塊緩沖區(qū)中發(fā)送給無人船；當檢測到ism波段模塊接收緩沖區(qū)中有信息傳輸過來時，控制器將其轉(zhuǎn)發(fā)給藍牙模塊發(fā)送緩沖區(qū)中。

3）無人船控制器中的程序完成接收控制臺發(fā)送過來的控制命令，并將其轉(zhuǎn)化成相應的控制動作。同時實時采集相應傳感器的數(shù)據(jù)，當控制臺發(fā)送過來相應的讀取命令時，將傳感器的數(shù)據(jù)通過ism波段通信模塊發(fā)給控制臺。相應的軟件流程圖如圖4所示。無人船啟動后，首先對ism波段通信模塊、電機驅(qū)動、數(shù)據(jù)采集傳感器進行初始化，使得通信模塊能夠進行通信。然后獲取數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)并輪詢通信模塊中的指令信息。當接收到前進指令時，控制器將其轉(zhuǎn)化成相應的具體動作信號，控制相應的驅(qū)動動作，根據(jù)不同的檔位（上、中、下），使無人船產(chǎn)生前進的動作；當接收到后退指令時，控制器將其轉(zhuǎn)化成相應的具體動作信號，控制相應的驅(qū)動動作，根據(jù)不同的檔位（上、中、下），使無人船產(chǎn)生后退的動作；當接收到停止指令時，控制器將其轉(zhuǎn)化成相應的具體動作信號，控制相應的驅(qū)動動作，使無人船產(chǎn)生停止的動作；當接收到轉(zhuǎn)向指令時，控制器將其轉(zhuǎn)化成相應的具體動作信號，控制相應的驅(qū)動動作，根據(jù)不同的檔位（上、中、下）及轉(zhuǎn)向角度，使無人船產(chǎn)生轉(zhuǎn)向的動作。

所述的高體驗人機交互遙控無人船方法的整體過程描述如下：

1）首先，依次啟動控制臺、無人船、谷歌眼鏡。并通過充電線將谷歌眼鏡與充電寶進行連接。此時，控制臺、無人船、谷歌眼鏡控制器中的程序開始運行。

2）啟動不久，控制臺與谷歌眼鏡之間通過藍牙建立通信鏈路，控制臺與無人船之間通過ism波段模塊建立通信鏈路。此時，整個系統(tǒng)的信息通道已經(jīng)建立。

3）操作人員戴上谷歌眼鏡，此時谷歌已將讀取視頻指令發(fā)送下去，無人船上的視頻信息，通過控制臺的中轉(zhuǎn)，上傳到谷歌眼鏡上，并顯示給操作人員觀看。此外，控制臺保存中轉(zhuǎn)的視頻信息。

4）當操作人員發(fā)送“前進”語音指令時，指令通過控制臺的中轉(zhuǎn)發(fā)送給無人船，然后無人船產(chǎn)生前進的動作；同時，在此過程中，視頻信息不斷回傳到谷歌眼鏡上。其他的“后退”、“停止”、“轉(zhuǎn)向”指令的工作過程與之類同。

附圖說明

圖1為本發(fā)明高體驗人機交互遙控無人船的示意圖。

圖2為本發(fā)明谷歌眼鏡二次開發(fā)app的軟件流程圖。

圖3為本發(fā)明高體驗人機交互遙控無人船控制臺的軟件流程圖。

圖4高體驗人機交互遙控無人船控制器的軟件流程圖。

具體實施方式

以下結(jié)合優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

在androidwear版本中，根據(jù)上述的谷歌眼鏡中工作的軟件流程圖，利用android中提供的視頻處理api、語音處理api、眼部識別api、藍牙通信api等，開發(fā)app，然后將其運行在谷歌眼鏡中；所述的谷歌眼鏡是googleglass2。

控制臺控制器中，根據(jù)上述的控制臺控制器工作的軟件流程圖，運行實時嵌入式系統(tǒng)，在操作系統(tǒng)中提供的藍牙通信api，多線程等機制下，開發(fā)應用程序；由于ism波段通信模塊，沒有現(xiàn)成的驅(qū)動程序，開發(fā)相應的驅(qū)動程序。

無人船控制器中，根據(jù)上述的無人船控制器控制器的軟件流程圖，運行實時嵌入式系統(tǒng)，在操作系統(tǒng)中提供的多線程等機制下，開發(fā)應用程序；由于ism波段通信模塊、各種數(shù)據(jù)采集模塊，沒有現(xiàn)成的驅(qū)動程序，開發(fā)相應的驅(qū)動程序。

在一種實施例中，所述的藍牙模塊采用5v供電電壓，其端口電流為15-20ma；所述的ism波段通信模塊采用通信距離6km、跳頻通信方式。

在一種實施例中，所述的藍牙模塊采用3.3v供電電壓，其端口電流為15-20ma；所述的ism波段通信模塊采用1.9-3.6v供電電壓，io工作電壓為3.3v/5v，通信距離為250m。

在一種實施例中，所述的充電寶，采用20ah的電池容量，usb充電接口。

在另一種實施例中，所述的ism通信模塊，也可以采用移動的3g通信網(wǎng)絡(luò)進行通信。