CN105857590A - 一种四旋翼飞行器的飞行控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四旋翼飞行器的飞行控制方法，用于控制飞行器的飞行，飞行器的下部设有四根成矩形或菱形布置的伸缩杆，每根伸缩杆上设有一个超声波传感器，伸缩杆铰接在飞行器的机身上，所述方法包括以下步骤：起飞前预备模式，初始飞行模式，降落模式。本发明的飞行控制方法能够使飞行器提高对降落地面的适应性，即使地面不是十分平整，飞行器也能够针对降落地面进行适应性的调整，从而实现安全着陆。并且，采用相同的原理，在飞行器起飞时也能够根据地面将自身调整至水平状态，为顺利起飞提供条件。

Description

一种四旋翼飞行器的飞行控制方法

技术领域

本发明涉及飞行器，特别是涉及一种四旋翼飞行器的飞行控制方法。

背景技术

现有技术中，无论载人类飞行器，还是无人机，降落在不平整地面对于飞行器都会带来影响，如果地面情况不适合降落，都是采取对地面进行修整或者更换地方进行降落，如果地面不平整还强行降落，飞行器极易发生倾斜，容易对动力系统造成不可挽救的伤害。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种四旋翼飞行器的飞行控制方法，能够提高飞行器在起飞和降落时对着陆地面的适应性，防止降落时发生倾斜。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种四旋翼飞行器的飞行控制方法，用于控制飞行器的飞行，飞行器的下部设有四根成矩形或菱形布置的伸缩杆，每根伸缩杆上设有一个超声波传感器，伸缩杆铰接在飞行器的机身上，所述方法包括以下步骤：

起飞前预备模式：将飞行器放置在地面上，四根伸缩杆支撑机身，如果地面不平整，控制伸缩杆伸长或者缩短，使机身处于水平状态；如果地面平整，直接进入下述初始飞行模式；

初始飞行模式：控制伸缩杆下方的超声波传感器旋转90度，使超声波传感器朝向水平方向，如果超声波传感器感应到周围有障碍物，保持飞行器与障碍物的距离；

降落模式：控制飞行器下降至指定高度，控制伸缩杆下方的超声波传感器旋转90度，使其朝向地面，控制机翼减速，机身降落。

前述的一种四旋翼飞行器的飞行控制方法中，所述初始飞行模式还包括下述步骤：

通过超声波传感器检测飞行器的机身周围是否有障碍物，如果障碍物与机身的距离小于或者等于安全距离，控制飞行器停止继续向前飞行，并产生报警信号。

前述的一种四旋翼飞行器的飞行控制方法中，所述安全距离大于或者等于1米，且小于或者等于2米。

前述的一种四旋翼飞行器的飞行控制方法中，所述降落模式还包括下述步骤：

控制飞行器下降至指定高度，控制伸缩杆下方的超声波传感器旋转90度，使超声波传感器朝向竖直方向，检测每个伸缩杆与地面之间的距离，根据四根伸缩杆与地面之间的距离差值控制伸缩杆伸长或者缩短，使飞行器着陆后机身处于水平状态。

前述的一种四旋翼飞行器的飞行控制方法中，所述降落模式还包括下述步骤：

如果四根伸缩杆与地面之间的距离差值大于伸缩杆的最大长度变化值，飞行器自动保持在当前位置，并产生报警信号。

前述的一种四旋翼飞行器的飞行控制方法中，所述伸缩杆是丝杆或自动伸缩杆。

与现有技术相比，本发明的飞行控制方法能够使飞行器提高对降落地面的适应性，即使地面不是十分平整，飞行器也能够针对降落地面进行适应性的调整，从而实现安全着陆。并且，采用相同的原理，在飞行器起飞时也能够根据地面将自身调整至水平状态，为顺利起飞提供条件。

附图说明

图1是飞行器的一种实施例的俯视结构示意图；

图2是飞行器降落模式时的侧视结构示意图。

附图标记：1-伸缩杆，2-超声波传感器。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

本发明的实施例1：一种四旋翼飞行器的飞行控制方法，用于控制飞行器的飞行，飞行器的下部设有四根成矩形或菱形布置的伸缩杆1，每根伸缩杆1上设有一个超声波传感器2，伸缩杆1铰接在飞行器的机身上，所述方法包括以下步骤：

起飞前预备模式：将飞行器放置在地面上，四根伸缩杆1支撑机身，如果地面不平整，控制伸缩杆1伸长或者缩短，使机身处于水平状态；如果地面平整，直接进入下述初始飞行模式；

初始飞行模式：控制伸缩杆1下方的超声波传感器旋转90度，使超声波传感器2朝向水平方向，如果超声波传感器2感应到周围有障碍物，保持飞行器与障碍物的距离；

降落模式：控制飞行器下降至指定高度，控制伸缩杆1下方的超声波传感器2旋转90度，使其朝向地面，控制机翼减速，机身降落。

其中，伸缩杆1的伸缩量通过三轴陀螺仪在初始化后，测出四元数，欧拉角等参数。根据参数，若判定右下方为倾斜端，则控制伸缩杆1开始伸长，使飞行器保持水平。

实施例2：一种四旋翼飞行器的飞行控制方法，用于控制飞行器的飞行，本实施例中飞行器是遥控飞机，飞行器的控制端可以选用常规的遥控器，也可以通过app下载客户端至手机、平板电脑、笔记本电脑等。飞行器的辅助控制系统选用树莓派(Raspberry Pi)。用户可以通过手机上的APP,选定地图上的坐标，并且发送到服务器后端。树莓派收到用户数据，给飞行控制器发送指令，控制其到达相关地点。在到达目的地后，用户使用手机NFC或扫描二维码方式签收快递。在数据到达服务器后端后，树莓派向飞行器发送指令，控制飞行器返回出发地。

飞行器的下部设有四根成矩形或菱形布置的伸缩杆1，每根伸缩杆1上设有一个超声波传感器2，伸缩杆1铰接在飞行器的机身上，所述方法包括以下步骤：

起飞前预备模式：将飞行器放置在地面上，四根伸缩杆1支撑机身，如果地面不平整，控制伸缩杆1伸长或者缩短，使机身处于水平状态；如果地面平整，直接进入下述初始飞行模式；

初始飞行模式：控制伸缩杆1下方的超声波传感器2旋转90度，使超声波传感器2朝向水平方向，通过超声波传感器2检测飞行器的机身周围是否有障碍物，如果障碍物与机身的距离小于或者等于安全距离，本实施例中所述安全距离是1米，如果飞行器与障碍物的距离小于1米，飞行器停止继续向前飞行，并产生报警信号，报警信号传递给用户手中的遥控，提示用户。超声波传感器2的朝向为前置两个，左右各置一个，保证前方的障碍物扫描更加完善。

降落模式：控制飞行器下降至指定高度，控制伸缩杆1下方的超声波传感器旋转90度，使超声波传感器2朝向地面，控制机翼减速，机身降落。

实施例3：一种四旋翼飞行器的飞行控制方法，用于控制飞行器的飞行，本实施例中飞行器是遥控飞机，飞行器的下部设有四根成矩形或菱形布置的伸缩杆1，每根伸缩杆1上设有一个超声波传感器2，伸缩杆1铰接在飞行器的机身上，所述方法包括以下步骤：

起飞前预备模式：将飞行器放置在地面上，四根伸缩杆1支撑机身，如果地面不平整，控制伸缩杆1伸长或者缩短，使机身处于水平状态；如果地面平整，直接进入下述初始飞行模式；

初始飞行模式：控制伸缩杆1下方的超声波传感器旋转90度，使超声波传感器2朝向水平方向，其中两个超声波传感器2朝向机身的前方，另外两个超声波传感器2朝向机身的两侧。通过超声波传感器2检测飞行器的机身周围是否有障碍物，如果障碍物与机身的距离小于或者等于安全距离，本实施例中所述安全距离是1米，如果飞行器与障碍物的距离小于1米，飞行器停止继续向前飞行，并产生报警信号，报警信号传递给用户手中的遥控，提示用户。

降落模式：控制飞行器下降至指定高度，所述指定高度大于1米，本实施例中所述指定高度等于1.5米，控制伸缩杆1下方的超声波传感器旋转90度，使超声波传感器2朝向竖直方向，检测每个伸缩杆1与地面之间的距离，根据四根伸缩杆1与地面之间的距离差值控制伸缩杆1伸长或者缩短，使飞行器着陆后机身处于水平状态。本实施例中，伸缩杆1伸长和收缩的长度差等于20厘米，如果四根伸缩杆1与地面之间的距离差小于20厘米，则调整伸缩杆1的长度，使降落后机身能够保持水平，如果四根伸缩杆1与地面之间的距离差值大于20厘米，飞行器自动保持在当前位置，并产生报警信号。所述伸缩杆1是丝杆或由舵机控制的伸缩杆1。

Claims (6)

1.一种四旋翼飞行器的飞行控制方法，用于控制飞行器的飞行，其特征在于，飞行器的下部设有四根成矩形或菱形布置的伸缩杆，每根伸缩杆上设有一个超声波传感器，伸缩杆铰接在飞行器的机身上，所述方法包括以下步骤：

起飞前预备模式：将飞行器放置在地面上，四根伸缩杆支撑机身，如果地面不平整，控制伸缩杆伸长或者缩短，使机身处于水平状态；如果地面平整，直接进入下述初始飞行模式；

初始飞行模式：控制伸缩杆下方的超声波传感器旋转90度，使超声波传感器朝向水平方向，如果超声波传感器感应到周围有障碍物，保持飞行器与障碍物的距离；

降落模式：控制飞行器下降至指定高度，控制伸缩杆下方的超声波传感器旋转90度，使其朝向地面，控制机翼减速，机身降落。

2.根据权利要求1所述的一种四旋翼飞行器的飞行控制方法，其特征在于，所述初始飞行模式还包括下述步骤：

通过超声波传感器检测飞行器的机身周围是否有障碍物，如果障碍物与机身的距离小于或者等于安全距离，控制飞行器停止继续向前飞行，并产生报警信号。

3.根据权利要求2所述的一种四旋翼飞行器的飞行控制方法，其特征在于，所述安全距离大于或者等于1米，且小于或者等于2米。

4.根据权利要求1或2所述的一种四旋翼飞行器的飞行控制方法，其特征在于，所述降落模式还包括下述步骤：

控制飞行器下降至指定高度，控制伸缩杆下方的超声波传感器旋转90度，使超声波传感器朝向竖直方向，检测每个伸缩杆与地面之间的距离，根据四根伸缩杆与地面之间的距离差值控制伸缩杆伸长或者缩短，使飞行器着陆后机身处于水平状态。

5.根据权利要求4所述的一种四旋翼飞行器的飞行控制方法，其特征在于，所述降落模式还包括下述步骤：

如果四根伸缩杆与地面之间的距离差值大于伸缩杆的最大长度变化值，飞行器自动保持在当前位置，并产生报警信号。

6.根据权利要求5所述的一种四旋翼飞行器的飞行控制方法，其特征在于，所述伸缩杆是丝杆。