CN109071001A - 多旋翼无人机的飞行控制方法、装置及多旋翼无人机 - Google Patents

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Abstract

一种多旋翼无人机包括：中心架(10)，载体(20)，多个机臂(30)，及设于各机臂(30)上的动力组件(40)；每个动力组件(40)包括上下排布的正旋翼(41)和反旋翼(42)，及驱动正旋翼和反旋翼转动的第一驱动装置(43)和第二驱动装置(44)，正旋翼与反旋翼同轴反向旋转；该方法包括：确定多旋翼无人机的当前姿态；当前姿态包括载体位于中心架下方的正飞姿态和载体位于中心架上方的倒飞姿态；根据多旋翼无人机的当前姿态调节正旋翼和反旋翼的位置，以使在正飞姿态下和倒飞姿态下，正旋翼与反旋翼在各个动力组件上、沿平行于偏航轴的方向上的上下排布位置不变，每个旋翼均维持旋转时向下推送气流的状态。

Description

多旋翼无人机的飞行控制方法、装置及多旋翼无人机
技术领域
本发明实施例涉及无人机领域，尤其涉及一种多旋翼无人机的飞行控制方法、装置及多旋翼无人机。
背景技术
无人机UAV(Unmanned Aerial Vehicle)常常用在航拍，远程空中监控，监测，侦查等领域。多旋翼无人机，是一种具有三个及以上旋翼轴的特殊的无人驾驶直升机。其通过每个轴上的电动机转动，带动旋翼，从而产生升力。
当前的多旋翼航拍无人机，一般会挂载有例如航拍云台，或者喷洒装置等载体，但这些载体一般都挂设于机架的下侧，以航拍云台来说，航拍云台位于机架的下侧，拍摄的视角大多数为从天空俯视地面，而对于一些需要仰拍的需求，如在桥下检测桥底伤痕，就不适用。少部分飞行器，可以将航拍云台放置在机架上侧，但需要在机架上侧增加额外的挂载机构，这样会导致整体重量冗余大，不适于无人机。
发明内容
本发明实施例提供一种多旋翼无人机的飞行控制方法、装置及多旋翼无人机，用以解决现有技术中若需要无人机在飞行过程中通过航拍云台等载体进行仰拍或以仰视角度实现其他功能时，则必须利用额外的挂载机构将载体挂载在机架上侧，而导致无人机整体重量较大的技术问题。
本发明第一方面实施例提供一种多旋翼无人机的飞行控制方法，所述多旋翼无人机包括：中心架，挂载在所述中心架上的载体，与所述中心架连接的多个机臂，及设于各机臂上、用于提供飞行动力的动力组件；
每个所述动力组件均包括在偏航轴的方向上下排布的正旋翼和反旋翼，以及用于驱动正旋翼转动的第一驱动装置和驱动反旋翼转动的第二驱动装置，所述正旋翼与所述反旋翼的旋转中心同轴，且旋转方向相反；
所述方法包括：
确定多旋翼无人机的当前姿态；其中，所述多旋翼无人机的当前姿态包括载体位于所述中心架下方的正飞姿态，及载体位于所述中心架上方的倒飞姿态；在正飞姿态下和倒飞姿态下，所述载体在所述中心架上的安装位置不变；
根据多旋翼无人机的当前姿态，调节正旋翼和反旋翼在偏航轴的方向上的上下排布位置，以使在正飞姿态下和倒飞姿态下，正旋翼与反旋翼在各个动力组件上、在偏航轴的方向上的上下排布位置不变，且每个旋翼均维持旋转时向下推送气流的状态。
本发明实施例提供的多旋翼无人机的飞行控制方法，通过根据无人机的当前姿态，将无人机上的动力组件的正旋翼和反旋翼的排布位置进行调节，以使无人机处于载体位于中心架下方的正飞姿态下和载体位于中心架上方的倒飞姿态下时，正旋翼与反旋翼在各个动力组件上、沿平行于偏航轴的方向上的上下排布位置能够保持不变，且每个旋翼均维持旋转时向下推送气流的状态，而载体在所述中心架上的安装位置不变，从而能够实现不移动载体的安装位置，不需要在中心架的上方设置额外的挂载装置来挂载载体，可直接通过无人机的正飞与倒飞实现无人机的载体在俯视或仰视角度实现相应功能。
本发明第二方面实施例提供一种多旋翼无人机的飞行控制装置，所述飞行控制装置应用于多旋翼无人机，所述多旋翼无人机包括：中心架，挂载在所述中心架上的载体，与所述中心架连接的多个机臂，及设于各机臂上、用于提供飞行动力的动力组件；
每个所述动力组件均包括在偏航轴的方向上下排布的正旋翼和反旋翼，以及用于驱动正旋翼转动的第一驱动装置和驱动反旋翼转动的第二驱动装置，所述正旋翼与所述反旋翼的旋转中心同轴，且旋转方向相反；
所述飞行控制装置包括：
确定模块，用于确定多旋翼无人机的当前姿态；其中，所述多旋翼无人机的当前姿态包括载体位于所述中心架下方的正飞姿态，及载体位于所述中心架上方的倒飞姿态；在正飞姿态下和倒飞姿态下，所述载体在所述中心架上的安装位置不变；
调节模块，用于根据多旋翼无人机的当前姿态，调节正旋翼和反旋翼在偏航轴的方向上的上下排布位置，以使在正飞姿态下和倒飞姿态下，正旋翼与反旋翼在各个动力组件上、在偏航轴的方向上的上下排布位置不变，且每个旋翼均维持旋转时向下推送气流的状态。
本发明实施例提供的多旋翼无人机的飞行控制装置，通过根据无人机的当前姿态，将无人机上的动力组件的正旋翼和反旋翼的排布位置进行调节，以使无人机处于载体位于中心架下方的正飞姿态下和载体位于中心架上方的倒飞姿态下时，正旋翼与反旋翼在各个动力组件上、沿平行于偏航轴的方向上的上下排布位置能够保持不变，且每个旋翼均维持旋转时向下推送气流的状态，而载体在所述中心架上的安装位置不变，从而能够实现不移动载体的安装位置，不需要在中心架的上方设置额外的挂载装置来挂载载体，可直接通过无人机的正飞与倒飞实现无人机的载体在俯视或仰视角度实现相应功能。
本发明第三方面实施例提供一种多旋翼无人机，包括中心架，挂载在所述中心架上的载体，与所述中心架连接的多个机臂，及设于各机臂上、用于提供飞行动力的动力组件，以及飞行控制装置；
每个所述动力组件均包括在偏航轴的方向上下排布的正旋翼和反旋翼，以及用于驱动正旋翼转动的第一驱动装置和驱动反旋翼转动的第二驱动装置，所述正旋翼与所述反旋翼的旋转中心同轴，且旋转方向相反；
所述飞行控制装置用于确定多旋翼无人机的当前姿态；根据多旋翼无人机的当前姿态，调节正旋翼和反旋翼在偏航轴的方向上的上下排布位置，以使在正飞姿态下和倒飞姿态下，正旋翼与反旋翼在各个动力组件上、在偏航轴的方向上的上下排布位置不变，且每个旋翼均维持旋转时向下推送气流的状态；
其中，所述多旋翼无人机的当前姿态包括载体位于所述中心架下方的正飞姿态，及载体位于所述中心架上方的倒飞姿态；在正飞姿态下和倒飞姿态下，所述载体在所述中心架上的安装位置不变。
本发明实施例提供的本发明实施例提供的多旋翼无人机通过根据无人机的当前姿态，将无人机上的动力组件的正旋翼和反旋翼的排布位置进行调节，以使无人机处于载体位于中心架下方的正飞姿态下和载体位于中心架上方的倒飞姿态下时，正旋翼与反旋翼在各个动力组件上、沿平行于偏航轴的方向上的上下排布位置能够保持不变，且每个旋翼均维持旋转时向下推送气流的状态，而载体在所述中心架上的安装位置不变，从而能够实现不移动载体的安装位置，不需要在中心架的上方设置额外的挂载装置来挂载载体，可直接通过无人机的正飞与倒飞实现无人机的载体在俯视或仰视角度实现相应功能。
本发明的附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所涉及的多旋翼无人机的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的多旋翼无人机的飞行控制方法的流程图；
图3是本发明实施例所涉及的多旋翼无人机正飞时的状态示意图；
图4是本发明实施例所涉及的多旋翼无人机仅翻转后的状态示意图；
图5是在图4的基础上采用本发明实施例提供的一种多旋翼无人机的飞行控制方法后呈现的倒飞时的状态示意图；
图6是在图4的基础上采用本发明实施例提供的另一种多旋翼无人机的飞行控制方法后呈现的倒飞时的状态示意图；
图7为本发明另一实施例提供的多旋翼无人机的飞行控制方法的流程图；
图8为本发明一实施例提供的多旋翼无人机的飞行控制装置的结构示意图；
图9为本发明另一实施例提供的多旋翼无人机的飞行控制装置的结构示意图；
图10为本发明再一实施例提供的多旋翼无人机的飞行控制装置的结构示意图；
图11为本发明又一实施例提供的多旋翼无人机的飞行控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
图1为本发明实施例所涉及的多旋翼无人机的结构示意图；图2为本发明实施例提供的多旋翼无人机的飞行控制方法的流程图；图3是本发明实施例所涉及的多旋翼无人机正飞时的状态示意图；图4是本发明实施例所涉及的多旋翼无人机仅翻转后的状态示意图；图5是在图4的基础上采用本发明实施例提供的一种多旋翼无人机的飞行控制方法后呈现的倒飞时的状态示意图；图6是在图4的基础上采用本发明实施例提供的另一种多旋翼无人机的飞行控制方法后呈现的倒飞时的状态示意图。
本实施提供一种多旋翼无人机的飞行控制方法，该方法应用于多旋翼无人机，如图1所示，该多旋翼无人机可以包括：中心架10，挂载在中心架10上的载体20，与中心架10连接的多个机臂30，及设于各机臂30上、用于提供飞行动力的动力组件40。
具体的，多个机臂30可以呈辐射状从中心架10延伸出。该多旋翼无人机还可以包括脚架(图中未示出)，脚架与中心架10连接，用于在多旋翼无人机着陆时起支撑作用。
该多旋翼无人机可以与操纵设备和显示设备进行无线通信。可执行操纵设备发送的执行指令，并可在显示设备上显示多旋翼无人机的状态、所拍摄的影像等。
每个动力组件40均包括在偏航轴的方向上下排布的正旋翼41和反旋翼42，以及用于驱动正旋翼41转动的第一驱动装置43和驱动反旋翼42转动的第二驱动装置44，正旋翼41与反旋翼42的旋转中心同轴，且旋转方向相反。通过上下布置的正旋翼41与反旋翼42，且旋转方向相反，具体应用时，正旋翼41和反旋翼42还可以同速转动，从而使得正旋翼41与反旋翼42施加给多旋翼无人机的扭矩相抵消，能够保证多旋翼无人机的平衡，并且，在同等投影面积的情况下，相较于只有一层布置的方式，双层布置的动力组件的旋翼能够提供大于一个旋翼的升力。
每个旋翼相对应的一个驱动装置，在本实施例中的第一驱动装置43和第二驱动装置44可以为电机，其中电机可以连接在电子调速器与旋翼之间，电机和旋翼设置在对应的机臂上；电子调速器用于接收飞行控制器产生的驱动信号，并根据驱动信号提供驱动电流给电机，以控制电机的转速，电机用于驱动旋翼旋转，从而为多旋翼无人机提供飞行动力，该动力使得多旋翼无人机能够实现一个或多个自由度的运动。在某些实施例中，多旋翼无人机可以围绕一个或多个旋转轴旋转。例如，上述旋转轴可以包括俯仰轴(X)、偏航轴(Y)和翻滚轴(Z)。应理解，电机可以是直流电机，也可以交流电机。另外，电机可以是无刷电机，也可以有刷电机。
在本实施例中，机臂30的数量可以为三个或三个以上。每个机臂30上均设置有动力组件40。如整个多旋翼无人机可以为3轴6桨，4轴8桨，6轴12桨，8轴16桨等等。
请参照附图1-附图2，多旋翼无人机的飞行控制方法包括：
步骤101：确定多旋翼无人机的当前姿态；其中，多旋翼无人机的当前姿态包括载体位于中心架10下方的正飞姿态，及载体20位于中心架10上方的倒飞姿态；在正飞姿态下和倒飞姿态下，载体20在中心架10上的安装位置不变。
具体的，确定多旋翼无人机的当前姿态可以检测载体20相对于中心架10的位置。当检测到载体20位于中心架10下方时，确定多旋翼无人机的当前姿态为正飞姿态。当检测到载体20位于中心架10上方时，确定多旋翼无人机的当前姿态为倒飞姿态。
或者，还可以接收操纵设备所发送的正飞或倒飞指令，当接收到正飞指令，且多旋翼无人机响应正飞指令后，确定当前姿态为正飞姿态；当接收到倒飞指令，且多旋翼无人机响应倒飞指令后，确定当前姿态为倒飞姿态。
本实施例的方法还可以包括：在中心架10上下翻转，以使载体20从位于中心架10下方的位置翻转至位于中心架10上方的位置时，控制多旋翼无人机从正飞姿态控制模式切换至倒飞姿态控制模式；或者，在中心架10上下翻转，以使载体20从位于中心架10上方的位置翻转至位于中心架10下方的位置时，使多旋翼无人机从倒飞姿态控制模式切换至正飞姿态控制模式。
正飞姿态控制模式控制多旋翼无人机的运动状态的变化方式不同于倒飞姿态控制模式控制多旋翼无人机的运动状态的变化方式。
中心架10可以整个上下翻转180度，使得多旋翼无人机在正飞姿态和倒飞姿态下切换。
如图3是本发明实施例所涉及的多旋翼无人机正飞时的状态示意图；如图3所示，以4轴6桨的多旋翼无人机为例，其包括四组动力组件，为便于区分，可分别标记为A、B、C、D。在本实施例中，定义逆时针转动提供向下推力的为正旋翼，顺时针转动提供向下推力的为反旋翼。需要说明的是，本实施例中所指的旋转方向都是以俯视角度为观看角度，图3示是正飞时状态，以A组动力组件为例，沿平行于偏航轴Y的方向上，位于上方的旋翼为正旋翼41，位于下方的旋翼为反旋翼42，正旋翼41的第一驱动装置43带动正旋翼逆时针转动，图示弧线箭头表示驱动装置带动旋翼的旋转方向，虚线箭头为推动气流的方向，旋翼在旋转时推动气流方向向下，空气给旋翼提供反作用力，给旋翼提供升力，旋翼转速越快升力越大。当多旋翼无人机整体升力大于重力，多旋翼无人机上升；当多旋翼无人机整体升力等于重力，多旋翼无人机悬停；当多旋翼无人机整体升力小于重力，多旋翼无人机下降。为保证多旋翼无人机能够正常飞行，因此，需保证每个旋翼在旋转时，都应向下推动气流，以使得每个旋翼均可以产生向上的升力。
图4是本发明实施例所涉及的多旋翼无人机仅翻转后的状态示意图；如图4所示，在图3的基础上控制多旋翼无人机从前向后180度翻转，使得载体20翻转至中心架10上方，多旋翼无人机呈倒飞姿态，翻转后的多旋翼无人机状态如4所示，以A组动力组件为例，翻转后，正旋翼41位于沿平行于偏航轴Y方向上的下方位置，驱动正旋翼41旋转的第一驱动装置43的旋转方向变为顺时针，第一驱动装置43的旋转方向与正旋翼41的预设旋转方向不一致，因此，若在该种状态下旋转，正旋翼41旋转时产生的气流向上(如图4中虚线箭头所示)。反旋翼42位于沿平行于偏航轴Y方向上的上方位置，驱动反旋翼42旋转的第二驱动装置44的旋转方向变为逆时针，第二驱动装置44的旋转方向与反旋翼42的预设旋转方向不一致，因此，若在该种状态下旋转，反旋翼42旋转时产生的气流向上(如图4中虚线箭头所示)。其他B、C、D组动力组件同样如此，在此不再赘述，具体可参照附图4。每个动力组件均无法提供向上的升力，多旋翼无人机无法正常飞行。
步骤102：根据多旋翼无人机的当前姿态(如图4所示姿态)，调节正旋翼41和反旋翼42在平行于偏航轴Y的方向上的上下排布位置，以使在正飞姿态下和倒飞姿态下，正旋翼41与反旋翼42在各个动力组件40上、沿平行于偏航轴Y的方向上的上下排布位置不变，且每个旋翼均维持旋转时向下推送气流的状态。
调节正旋翼41和反旋翼42在平行于偏航轴Y的方向上的上下排布位置的方式有多种，下面给出可实现的三种方式：
具体的，第一种可以实现的方式，正旋翼41和反旋翼42与各自的驱动装置分别可地拆卸地连接。
根据多旋翼无人机的当前姿态，调节正旋翼41和反旋翼42沿平行于偏航轴Y的方向上的上下排布位置包括：当多旋翼无人机从正飞姿态切换至倒飞姿态，或，从倒飞姿态切换至正飞姿态时，调节各个动力组件40上的正旋翼41与反旋翼42的安装位置，以使各个动力组件10上的正旋翼41与反旋翼42互换。
图5是在图4的基础上采用本发明实施例提供的一种多旋翼无人机的飞行控制方法后呈现的倒飞时的状态示意图。例如，将同一动力组件(例如A组动力组件)中的正旋翼41与反旋翼42的安装位置进行互换。互换后如图5所示，正旋翼41位于沿平行于偏航轴Y的方向上的上方位置，与第二驱动装置44连接，第二驱动装置44带动正旋翼41旋转，第二驱动装置44沿逆时针转动，带动正旋翼41沿逆时针转动，正旋翼41的预设旋转方向与第二驱动装置44的旋转方向一致，因此，正旋翼41在旋转时向下推动气流。反旋翼42位于沿平行于偏航轴Y的方向上的下方位置，与第一驱动装置43连接，第一驱动装置43带动反旋翼42旋转，第一驱动装置43沿顺时针转动，带动反旋翼42沿顺时针转动，反旋翼42的预设旋转方向与第一驱动装置43的旋转方向一致，因此，反旋翼42在旋转时向下推动气流。
同理，对于B、C、D组动力组件同样如此，在此本实施例不再赘述，当正旋翼41与反旋翼42安装位置互换后，对于同一动力组件，仍然保持原来的正旋翼41与反旋翼42在偏航轴Y的方向上的上下排布位置，例如，对于A组动力组件，无论在正飞姿态下还是倒飞姿态下保证正旋翼41永远在上方，反旋翼42永远在下方，即可保证在正飞姿态下和倒飞姿态下，多旋翼无人机均能够正常飞行。
第二种可以实现的方式，每个机臂上的动力组件与其对应的机臂可转动连接或可拆卸地连接。
根据多旋翼无人机的当前姿态，调节正旋翼和反旋翼在平行于偏航轴的方向上的上下排布位置包括：在中心架10上下翻转，使多旋翼无人机从正飞姿态切换至倒飞姿态，或，从倒飞姿态切换至正飞姿态后，控制各动力组件40相对于其对应的机臂运动，以使各动力组件40始终保持与正飞时状态相同的状态。
需要说明的是，与正飞时状态相同的状态是指驱动装置与各自的旋翼的对应关系不变，旋转方向不变，且旋翼的上下位置也保持不变。图6是在图4的基础上采用本发明实施例提供的另一种多旋翼无人机的飞行控制方法后呈现的倒飞时的状态示意图。例如，在中心架10翻转180度至如图4所示状态后，再将同一动力组件(例如A组动力组件)绕其对应的机臂反向翻转至与图3所示正飞姿态时相同的姿态，正旋翼41位于沿平行于偏航轴Y方向上的上方位置，第一驱动装置43驱动正旋翼41逆时针转动，正旋翼41的预设旋转方向与第一驱动装置43的旋转方向一致，因此，正旋翼41在旋转时向下推动气流。反旋翼42位于沿平行于偏航轴Y方向上的下方位置，第二驱动装置44驱动反旋翼42顺时针转动，反旋翼42的预设旋转方向与第二驱动装置44的旋转方向一致，因此，反旋翼42在旋转时向下推动气流。
同理，对于B、C、D组动力组件同样如此，在此本实施例不再赘述，当每个动力组件运动至与正飞姿态相同的状态后，对于同一动力组件，仍然保持原来的正旋翼41与反旋翼42在偏航轴Y的方向上的上下排布位置，例如，对于A组动力组件，正旋翼41仍然被第一驱动装置43驱动，反旋翼42仍然被第二驱动装置44驱动，无论在正飞姿态下还是倒飞姿态下保证正旋翼41永远在上方，反旋翼42永远在下方，即可保证在正飞姿态下和倒飞姿态下，多旋翼无人机均能够正常飞行。
当然，作为第三种可选的方式，还可以是各机臂与中心架10可转动连接或可拆卸地连接。
根据多旋翼无人机的当前姿态，调节正旋翼和反旋翼在平行于偏航轴的方向上的上下排布位置包括：在中心架上下翻转，使多旋翼无人机从正飞姿态切换至倒飞姿态，或，从倒飞姿态切换至正飞姿态后，控制各机臂相对于中心架运动，以使各动力组件40始终保持与正飞时状态相同的状态。其实现原理与第二种可实现的原理相同，在此，本实施例不再赘述。
需要说明的是，当多旋翼无人机从倒飞姿态翻转至正飞姿态后，同样需要调整正旋翼41和反旋翼42在平行于偏航轴Y的方向上的上下排布位置，以保证整个每个旋翼均能够提供升力。
本实施例中的载体20可以包括以下至少一种：云台设备、喷洒设备、载货设备、武器设备。采用本实施例提供的多旋翼无人机的飞行控制方法，可以实现利用云台设备拍摄俯视，仰视角度的拍摄；可以利用喷洒设备实现俯视，仰视角度的喷洒，例如喷洒农药等；可以利用载货设备实现多形式的载货方式；可以利用武器设备实现更多角度的武器发射，例如发射子弹等。当然，载体20的具体类型，在实际应用中可以并不限于上述所提供的类型，具体可以根据实际需要而选择，本实施例不做特别限定。
本发明实施例提供的多旋翼无人机的飞行控制方法，通过根据多旋翼无人机的当前姿态，将多旋翼无人机上的动力组件的正旋翼和反旋翼的排布位置进行调节，以使多旋翼无人机处于载体位于中心架下方的正飞姿态下和载体位于中心架上方的倒飞姿态下时，正旋翼与反旋翼在各个动力组件上、沿平行于偏航轴的方向上的上下排布位置能够保持不变，且每个旋翼均维持旋转时向下推送气流的状态，而载体在所述中心架上的安装位置不变，从而能够实现不移动载体的安装位置，不需要在中心架的上方设置额外的挂载装置来挂载载体，可直接通过多旋翼无人机的正飞与倒飞实现多旋翼无人机的载体在俯视或仰视角度实现相应功能。
实施例二
本实施例在实施例一的基础上，进一步的，图7为本发明另一实施例提供的多旋翼无人机的飞行控制方法的流程图；如图7所示，上述方法还包括：
步骤103，根据多旋翼无人机的当前姿态，控制多旋翼无人机的载体的运动。
具体的，包括：
当确定当前多旋翼无人机的飞行姿态为正飞姿态时，控制多旋翼无人机的载体采用第一控制模式运动；当确定当前多旋翼无人机的飞行姿态为倒飞姿态时，控制多旋翼无人机的载体采用第二控制模式运动。
第一控制模式控制载体的运动状态的变化方式不同于第二控制模式控制载体的运动状态的变化方式。
具体的，由于多旋翼无人机翻转后，其控制方位发生了变化，例如，针对每个旋转轴而言，针对相同控制指令，在多旋翼无人机采用正飞姿态飞行时，控制器控制相应的转轴机构围绕相应的旋转轴沿顺序时针方向旋转。在多旋翼无人机采用倒飞姿态飞行时，控制器需控制相应的转轴机构围绕相应的旋转轴沿逆时针方向旋转。
以载体为云台设备，拍摄地面的目标为例，在正飞姿态飞行时，用户可以通过操纵设备输入使得云台设备围绕俯仰轴X沿逆时针方向旋转的控制指令，例如，用户可以顺时针旋转操纵设备上的某个拔轮，则控制器可以采用第一控制模式控制云台设备围绕俯仰轴X沿逆时针方向旋转，从而使得拍摄设备远离中心架10以指向地面的拍摄对象，而在倒飞姿态飞行时下，用户仍然可以按照习惯发出使得云台设备围绕俯仰轴X沿逆时针方向旋转的控制指令，例如，逆时针旋转操纵设备上的某个拔轮，这时，控制器采用第二控制模式控制云台设备沿顺时针方向旋转，从而使得拍摄设备靠近中心架10以指向地面的拍摄对象。
当然，若云台设备需要进行仰拍拍摄，云台设备则需要在倒飞姿态下沿远离中心架10的方向，用户可发出使得云台设备围绕俯仰轴X沿顺时针方向旋转的控制指令，这时，控制器可以采用第二控制模式控制云台设备沿逆时针方向旋转，从而使得拍摄设备远离中心架10以指向仰视方向的拍摄对象。
本实施例提供的多旋翼无人机的飞行控制方法，通过根据多旋翼无人机的当前姿态，将多旋翼无人机上的动力组件的正旋翼和反旋翼的排布位置进行调节，以使多旋翼无人机处于载体位于中心架下方的正飞姿态下和载体位于中心架上方的倒飞姿态下时，正旋翼与反旋翼在各个动力组件上、沿平行于偏航轴的方向上的上下排布位置能够保持不变，且每个旋翼均维持旋转时向下推送气流的状态，而载体在所述中心架上的安装位置不变，从而能够实现不移动载体的安装位置，不需要在中心架的上方设置额外的挂载装置来挂载载体，可直接通过多旋翼无人机的正飞与倒飞实现多旋翼无人机的载体在俯视或仰视角度实现相应功能。并且，能够实现在正飞与倒飞模式下的对多旋翼无人机的较好控制，实现多旋翼无人机的多角度拍摄或其他功能实现。
实施例三
本实施例提供一种多旋翼无人机的飞行控制装置，飞行控制装置应用于多旋翼无人机，如图1所示，该多旋翼无人机可以包括：中心架10，挂载在中心架10上的载体20，与中心架10连接的多个机臂30，及设于各机臂30上、用于提供飞行动力的动力组件40。
具体的，多个机臂30可以呈辐射状从中心架10延伸出。该多旋翼无人机还可以包括脚架(图中未示出)，脚架与中心架10连接，用于在多旋翼无人机着陆时起支撑作用。
该多旋翼无人机可以与操纵设备和显示设备进行无线通信。可执行操纵设备发送的执行指令，并可在显示设备上显示多旋翼无人机的状态、所拍摄的影像等。
每个动力组件40均包括平行于偏航轴上下排布的正旋翼41和反旋翼42，以及用于驱动正旋翼41转动的第一驱动装置43和驱动反旋翼42转动的第二驱动装置44，正旋翼41与反旋翼42的旋转中心同轴，且旋转方向相反。通过上下布置的正旋翼41与反旋翼42，且旋转方向相反，具体应用时，正旋翼41和反旋翼42还可以同速转动，从而使得正旋翼41与反旋翼42施加给多旋翼无人机的扭矩相抵消，能够保证多旋翼无人机的平衡，并且，在同等投影面积的情况下，相较于只有一层布置的方式，双层布置的动力组件的旋翼能够提供大于一个旋翼的升力。
每个旋翼相对应的一个驱动装置，在本实施例中的第一驱动装置43和第二驱动装置44可以为电机，其中电机可以连接在电子调速器与旋翼之间，电机和旋翼设置在对应的机臂上；电子调速器用于接收飞行控制器产生的驱动信号，并根据驱动信号提供驱动电流给电机，以控制电机的转速，电机用于驱动旋翼旋转，从而为多旋翼无人机提供飞行动力，该动力使得多旋翼无人机能够实现一个或多个自由度的运动。在某些实施例中，多旋翼无人机可以围绕一个或多个旋转轴旋转。例如，上述旋转轴可以包括俯仰轴(X)、偏航轴(Y)和翻滚轴(Z)。应理解，电机可以是直流电机，也可以交流电机。另外，电机可以是无刷电机，也可以有刷电机。
在本实施例中，机臂30的数量可以为三个或三个以上。每个机臂30上均设置有动力组件40。如整个多旋翼无人机可以为3轴6桨，4轴8桨，6轴12桨，8轴16桨等等。
请参照附图8，飞行控制装置包括：
确定模块11，用于确定多旋翼无人机的当前姿态；其中，多旋翼无人机的当前姿态包括载体位于中心架下方的正飞姿态，及载体位于中心架上方的倒飞姿态；在正飞姿态下和倒飞姿态下，载体在中心架上的安装位置不变；
调节模块12，用于根据多旋翼无人机的当前姿态，调节正旋翼和反旋翼在平行于偏航轴的方向上的上下排布位置，以使在正飞姿态下和倒飞姿态下，正旋翼与反旋翼在各个动力组件上、沿平行于偏航轴的方向上的上下排布位置不变，且每个旋翼均维持旋转时向下推送气流的状态。
本实施例中的载体20可以包括以下至少一种：云台设备、喷洒设备、载货设备、武器设备。采用本实施例提供的多旋翼无人机的飞行控制方法，可以实现利用云台设备拍摄俯视，仰视角度的拍摄；可以利用喷洒设备实现俯视，仰视角度的喷洒，例如喷洒农药等；可以利用载货设备实现多形式的载货方式；可以利用武器设备实现更多角度的武器发射，例如发射子弹等。当然，载体20的具体类型，在实际应用中可以并不限于上述所提供的类型，具体可以根据实际需要而选择，本实施例不做特别限定。
如图9所示，确定模块11可以具体包括：
检测单元111，用于检测载体相对于中心架的位置；
确定单元112，用于当检测单元检测到载体位于中心架下方时，确定多旋翼无人机的当前姿态为正飞姿态；当检测单元检测到载体位于中心架上方时，确定多旋翼无人机的当前姿态为倒飞姿态。
图10为本发明再一实施例提供的多旋翼无人机的飞行控制装置的结构示意图；如图10所示，飞行控制装置还可以包括：
第一控制模块13，用于在中心架上下翻转，以使载体从位于中心架下方的位置翻转至位于中心架上方的位置时，控制多旋翼无人机从正飞姿态控制模式切换至倒飞姿态控制模式；或者，用于在中心架上下翻转，以使载体从位于中心架上方的位置翻转至位于中心架下方的位置时，控制多旋翼无人机从倒飞姿态控制模式切换至正飞姿态控制模式。
正飞姿态控制模式控制多旋翼无人机的运动状态的变化方式不同于倒飞姿态控制模式控制多旋翼无人机的运动状态的变化方式。
调节正旋翼41和反旋翼42在平行于偏航轴Y的方向上的上下排布位置的方式有多种，下面给出可实现的三种方式：
第一种实现方式，正旋翼41和反旋翼42可以与各自的驱动装置分别可地拆卸地连接。
则调节模块12可以具体包括：第一调节单元，用于当多旋翼无人机从正飞姿态切换至倒飞姿态，或，从倒飞姿态切换至正飞姿态时，调节各个动力组件上的正旋翼与反旋翼的安装位置，以使各个动力组件上的正旋翼与反旋翼互换。
第二种实现方式，每个机臂上的动力组件与其对应的机臂可转动连接或可拆卸地连接。
调节模块12包括：第二调节单元，用于在中心架上下翻转，使多旋翼无人机从正飞姿态切换至倒飞姿态，或，从倒飞姿态切换至正飞姿态后，控制各动力组件相对于其对应的机臂运动，以使各动力组件始终保持与正飞时状态相同的状态。
第三种实现方式，各机臂与中心架可转动连接或可拆卸地连接。
调节模块12包括：第三调节单元，用于在中心架上下翻转，使多旋翼无人机从正飞姿态切换至倒飞姿态，或，从倒飞姿态切换至正飞姿态后，控制各机臂相对于中心架运动，以使各动力组件始终保持与正飞时状态相同的状态。
本实施例中的飞行控制装置的实现方法的原理和过程与实施例一相同，具体可参照实施例一所描述的内容，在此本实施例不再赘述。
本实施例提供的多旋翼无人机的飞行控制装置，通过根据多旋翼无人机的当前姿态，将多旋翼无人机上的动力组件的正旋翼和反旋翼的排布位置进行调节，以使多旋翼无人机处于载体位于中心架下方的正飞姿态下和载体位于中心架上方的倒飞姿态下时，正旋翼与反旋翼在各个动力组件上、在偏航轴的方向上的上下排布位置能够保持不变，且每个旋翼均维持旋转时向下推送气流的状态，而载体在所述中心架上的安装位置不变，从而能够实现不移动载体的安装位置，不需要在中心架的上方设置额外的挂载装置来挂载载体，可直接通过多旋翼无人机的正飞与倒飞实现多旋翼无人机的载体在俯视或仰视角度实现相应功能。
实施例四
本实施例在实施例三的基础上，进一步的，图11为本发明又一实施例提供的多旋翼无人机的飞行控制装置的结构示意图。如图11所示，飞行控制装置还包括：
第二控制模块14，用于根据多旋翼无人机的当前姿态，控制多旋翼无人机的载体的运动。
具体的，第二控制模块包括：
第一控制单元，用于当确定当前多旋翼无人机的飞行姿态为正飞姿态时，控制多旋翼无人机的载体采用第一控制模式运动；
第二控制单元，用于当确定当前多旋翼无人机的飞行姿态为倒飞姿态时，飞行控制器控制多旋翼无人机的载体采用第二控制模式运动；
第一控制模式控制载体的运动状态的变化方式不同于第二控制模式控制载体的运动状态的变化方式。
本实施例中的飞行控制装置的实现方法的原理和过程与实施例二相同，具体可参照实施例二所描述的内容，在此本实施例不再赘述。
本实施例提供的多旋翼无人机的飞行控制装置，通过根据多旋翼无人机的当前姿态，将多旋翼无人机上的动力组件的正旋翼和反旋翼的排布位置进行调节，以使多旋翼无人机处于载体位于中心架下方的正飞姿态下和载体位于中心架上方的倒飞姿态下时，正旋翼与反旋翼在各个动力组件上、在偏航轴的方向上的上下排布位置能够保持不变，且每个旋翼均维持旋转时向下推送气流的状态，而载体在所述中心架上的安装位置不变，从而能够实现不移动载体的安装位置，不需要在中心架的上方设置额外的挂载装置来挂载载体，可直接通过多旋翼无人机的正飞与倒飞实现多旋翼无人机的载体在俯视或仰视角度实现相应功能。并且，能够实现在正飞与倒飞模式下的对多旋翼无人机的较好控制，实现多旋翼无人机的多角度拍摄或其他功能实现。
实施例五
本实施例提供一种多旋翼无人机，如图1所示，该多旋翼无人机可以包括：中心架10，挂载在中心架10上的载体20，与中心架10连接的多个机臂30，及设于各机臂30上、用于提供飞行动力的动力组件40；以及飞行控制装置。
具体的，多个机臂30可以呈辐射状从中心架10延伸出。该多旋翼无人机还可以包括脚架(图中未示出)，脚架与中心架10连接，用于在多旋翼无人机着陆时起支撑作用。
该多旋翼无人机可以与操纵设备和显示设备进行无线通信。可执行操纵设备发送的执行指令，并可在显示设备上显示多旋翼无人机的状态、所拍摄的影像等。
每个动力组件40均包括在偏航轴的方向上下排布的正旋翼41和反旋翼42，以及用于驱动正旋翼41转动的第一驱动装置43和驱动反旋翼42转动的第二驱动装置44，正旋翼41与反旋翼42的旋转中心同轴，且旋转方向相反。通过上下布置的正旋翼41与反旋翼42，且旋转方向相反，具体应用时，正旋翼41和反旋翼42还可以同速转动，从而使得正旋翼41与反旋翼42施加给多旋翼无人机的扭矩相抵消，能够保证多旋翼无人机的平衡，并且，在同等投影面积的情况下，相较于只有一层布置的方式，双层布置的动力组件的旋翼能够提供大于一个旋翼的升力。
每个旋翼相对应的一个驱动装置，在本实施例中的第一驱动装置43和第二驱动装置44可以为电机，其中电机可以连接在电子调速器与旋翼之间，电机和旋翼设置在对应的机臂上；电子调速器用于接收飞行控制器产生的驱动信号，并根据驱动信号提供驱动电流给电机，以控制电机的转速，电机用于驱动旋翼旋转，从而为多旋翼无人机提供飞行动力，该动力使得多旋翼无人机能够实现一个或多个自由度的运动。在某些实施例中，多旋翼无人机可以围绕一个或多个旋转轴旋转。例如，上述旋转轴可以包括俯仰轴(X)、偏航轴(Y)和翻滚轴(Z)。应理解，电机可以是直流电机，也可以交流电机。另外，电机可以是无刷电机，也可以有刷电机。
在本实施例中，机臂30的数量可以为三个或三个以上。每个机臂30上均设置有动力组件40。如整个多旋翼无人机可以为3轴6桨，4轴8桨，6轴12桨，8轴16桨等等。
飞行控制装置用于确定多旋翼无人机的当前姿态；其中，多旋翼无人机的当前姿态包括载体位于中心架10下方的正飞姿态，及载体20位于中心架10上方的倒飞姿态；在正飞姿态下和倒飞姿态下，载体20在中心架10上的安装位置不变。
具体的，确定多旋翼无人机的当前姿态可以检测载体20相对于中心架10的位置。当检测到载体20位于中心架10下方时，确定多旋翼无人机的当前姿态为正飞姿态。当检测到载体20位于中心架10上方时，确定多旋翼无人机的当前姿态为倒飞姿态。
或者，还可以接收操纵设备所发送的正飞或倒飞指令，当接收到正飞指令，且多旋翼无人机响应正飞指令后，确定当前姿态为正飞姿态；当接收到倒飞指令，且多旋翼无人机响应倒飞指令后，确定当前姿态为倒飞姿态。
具体的，本实施例的飞行控制装置还可以用于：在中心架10上下翻转，以使载体20从位于中心架10下方的位置翻转至位于中心架10上方的位置时，控制多旋翼无人机从正飞姿态控制模式切换至倒飞姿态控制模式；或者，在中心架10上下翻转，以使载体20从位于中心架10上方的位置翻转至位于中心架10下方的位置时，控制多旋翼无人机从倒飞姿态控制模式切换至正飞姿态控制模式。
正飞姿态控制模式控制多旋翼无人机的运动状态的变化方式不同于倒飞姿态控制模式控制多旋翼无人机的运动状态的变化方式。
中心架10可以整个上下翻转180度，使得多旋翼无人机在正飞姿态和倒飞姿态下切换。
如图3是本发明实施例所涉及的多旋翼无人机正飞时的状态示意图；如图3所示，以4轴6桨的多旋翼无人机为例，其包括四组动力组件，为便于区分，可分别标记为A、B、C、D。在本实施例中，定义逆时针转动提供向下推力的为正旋翼，顺时针转动提供向下推力的为反旋翼。需要说明的是，本实施例中所指的旋转方向都是以俯视角度为观看角度，图3示是正飞时状态，以A组动力组件为例，在偏航轴Y的方向上，位于上方的旋翼为正旋翼41，位于下方的旋翼为反旋翼42，正旋翼41的第一驱动装置43带动正旋翼逆时针转动，图示弧线箭头表示驱动装置带动旋翼的旋转方向，虚线箭头为推动气流的方向，旋翼在旋转时推动气流方向向下，空气给旋翼提供反作用力，给旋翼提供升力，旋翼转速越快升力越大。当多旋翼无人机整体升力大于重力，多旋翼无人机上升；当多旋翼无人机整体升力等于重力，多旋翼无人机悬停；当多旋翼无人机整体升力小于重力，多旋翼无人机下降。为保证多旋翼无人机能够正常飞行，因此，需保证每个旋翼在旋转时，都应向下推动气流，以使得每个旋翼均可以产生向上的升力。
图4是本发明实施例所涉及的多旋翼无人机仅翻转后的状态示意图；如图4所示，在图3的基础上控制多旋翼无人机从前向后180度翻转，使得载体20翻转至中心架10上方，多旋翼无人机呈倒飞姿态，翻转后的多旋翼无人机状态如4所示，以A组动力组件为例，翻转后，正旋翼41位于偏航轴Y方向上的下方位置，驱动正旋翼41旋转的第一驱动装置43的旋转方向变为顺时针，第一驱动装置43的旋转方向与正旋翼41的预设旋转方向不一致，因此，若在该种状态下旋转，正旋翼41旋转时产生的气流向上(如图4中虚线箭头所示)。反旋翼42位于偏航轴Y方向上的上方位置，驱动反旋翼42旋转的第二驱动装置44的旋转方向变为逆时针，第二驱动装置44的旋转方向与反旋翼42的预设旋转方向不一致，因此，若在该种状态下旋转，反旋翼42旋转时产生的气流向上(如图4中虚线箭头所示)。其他B、C、D组动力组件同样如此，在此不再赘述，具体可参照附图4。每个动力组件均无法提供向上的升力，多旋翼无人机无法正常飞行。
本实施例中的飞行控制装置还可以根据多旋翼无人机的当前姿态(如图4所示姿态)，调节正旋翼41和反旋翼42在偏航轴Y的方向的上下排布位置，以使在正飞姿态下和倒飞姿态下，正旋翼41与反旋翼42在各个动力组件40上、在偏航轴Y的方向的上下排布位置不变，且每个旋翼均维持旋转时向下推送气流的状态。
调节正旋翼41和反旋翼42在偏航轴Y的方向上的上下排布位置的方式有多种，下面给出可实现的三种方式：
具体的，第一种可以实现的方式，正旋翼41和反旋翼42与各自的驱动装置分别可地拆卸地连接。正旋翼41和反旋翼42与各自的驱动装置分别可地拆卸地连接的连接方式包括以下至少一种：螺纹连接、卡接、销连接。
根据多旋翼无人机的当前姿态，调节正旋翼41和反旋翼42在偏航轴Y的方向上的上下排布位置包括：当多旋翼无人机从正飞姿态切换至倒飞姿态，或，从倒飞姿态切换至正飞姿态时，调节各个动力组件40上的正旋翼41与反旋翼42的安装位置，以使各个动力组件10上的正旋翼41与反旋翼42互换。
图5是在图4的基础上采用本发明实施例提供的一种多旋翼无人机的飞行控制方法后呈现的倒飞时的状态示意图。例如，将同一动力组件(例如A组动力组件)中的正旋翼41与反旋翼42的安装位置进行互换。互换后如图5所示，正旋翼41位于偏航轴Y的方向上的上方位置，与第二驱动装置44连接，第二驱动装置44带动正旋翼41旋转，第二驱动装置44沿逆时针转动，带动正旋翼41沿逆时针转动，正旋翼41的预设旋转方向与第二驱动装置44的旋转方向一致，因此，正旋翼41在旋转时向下推动气流。反旋翼42位于偏航轴Y的方向上的下方位置，与第一驱动装置43连接，第一驱动装置43带动反旋翼42旋转，第一驱动装置43沿顺时针转动，带动反旋翼42沿顺时针转动，反旋翼42的预设旋转方向与第一驱动装置43的旋转方向一致，因此，反旋翼42在旋转时向下推动气流。
同理，对于B、C、D组动力组件同样如此，在此本实施例不再赘述，当正旋翼41与反旋翼42安装位置互换后，对于同一动力组件，仍然保持原来的正旋翼41与反旋翼42在偏航轴Y的方向上的上下排布位置，例如，对于A组动力组件，无论在正飞姿态下还是倒飞姿态下保证正旋翼41永远在上方，反旋翼42永远在下方，即可保证在正飞姿态下和倒飞姿态下，多旋翼无人机均能够正常飞行。
第二种可以实现的方式，每个机臂上的动力组件与其对应的机臂可转动连接或可拆卸地连接。每个机臂上的动力组件与其对应的机臂可拆卸地连接的连接方式包括以下至少一种：螺纹连接、卡接、销连接。
每个机臂上的动力组件与其对应的机臂可转动连接的连接方式包括以下至少一种：铰接、枢接。
每个机臂上的动力组件40与其对应的机臂之间还可以设有锁定装置，锁定装置用于在动力组件40与机臂相对运动至预设位置后，将动力组件与机臂相对锁定。
根据多旋翼无人机的当前姿态，调节正旋翼和反旋翼在偏航轴的方向上的上下排布位置包括：在中心架10上下翻转，使多旋翼无人机从正飞姿态切换至倒飞姿态，或，从倒飞姿态切换至正飞姿态后，控制各动力组件40相对于其对应的机臂运动，以使各动力组件40始终保持与正飞时状态相同的状态。
需要说明的是，与正飞时状态相同的状态是指驱动装置与各自的旋翼的对应关系不变，旋转方向不变，且旋翼的上下位置也保持不变。图6是在图4的基础上采用本发明实施例提供的另一种多旋翼无人机的飞行控制方法后呈现的倒飞时的状态示意图。例如，在中心架10翻转180度至如图4所示状态后，再将同一动力组件(例如A组动力组件)绕其对应的机臂反向翻转至与图3所示正飞姿态时相同的姿态，正旋翼41位于偏航轴Y方向上的上方位置，第一驱动装置43驱动正旋翼41逆时针转动，正旋翼41的预设旋转方向与第一驱动装置43的旋转方向一致，因此，正旋翼41在旋转时向下推动气流。反旋翼42位于偏航轴Y方向上的下方位置，第二驱动装置44驱动反旋翼42顺时针转动，反旋翼42的预设旋转方向与第二驱动装置44的旋转方向一致，因此，反旋翼42在旋转时向下推动气流。
同理，对于B、C、D组动力组件同样如此，在此本实施例不再赘述，当每个动力组件运动至与正飞姿态相同的状态后，对于同一动力组件，仍然保持原来的正旋翼41与反旋翼42在偏航轴Y的方向上的上下排布位置，例如，对于A组动力组件，正旋翼41仍然被第一驱动装置43驱动，反旋翼42仍然被第二驱动装置44驱动，无论在正飞姿态下还是倒飞姿态下保证正旋翼41永远在上方，反旋翼42永远在下方，即可保证在正飞姿态下和倒飞姿态下，多旋翼无人机均能够正常飞行。
当然，作为第三种可选的方式，还可以是各机臂与中心架10可转动连接或可拆卸地连接。各机臂与中心架可拆卸地连接的连接方式包括以下至少一种：螺纹连接、卡接、销连接。
各机臂与中心架10可转动连接的连接方式包括以下至少一种：铰接、枢接。
机臂与中心架10之间还设有锁定装置，锁定装置用于在机臂与中心架相对运动至预设位置后，将机臂与中心架10相对锁定。
根据多旋翼无人机的当前姿态，调节正旋翼和反旋翼在偏航轴的方向上的上下排布位置包括：在中心架上下翻转，使多旋翼无人机从正飞姿态切换至倒飞姿态，或，从倒飞姿态切换至正飞姿态后，控制各机臂相对于中心架运动，以使各动力组件40始终保持与正飞时状态相同的状态。其实现原理与第二种可实现的原理相同，在此，本实施例不再赘述。
需要说明的是，当多旋翼无人机从倒飞姿态翻转至正飞姿态后，同样需要调整正旋翼41和反旋翼42在偏航轴Y的方向上的上下排布位置，以保证整个每个旋翼均能够提供升力。
本实施例中的载体20可以包括以下至少一种：云台设备、喷洒设备、载货设备、武器设备。采用本实施例提供的多旋翼无人机的飞行控制方法，可以实现利用云台设备拍摄俯视，仰视角度的拍摄；可以利用喷洒设备实现俯视，仰视角度的喷洒，例如喷洒农药等；可以利用载货设备实现多形式的载货方式；可以利用武器设备实现更多角度的武器发射，例如发射子弹等。当然，载体20的具体类型，在实际应用中可以并不限于上述所提供的类型，具体可以根据实际需要而选择，本实施例不做特别限定。
本发明实施例提供的多旋翼无人机，通过根据多旋翼无人机的当前姿态，将多旋翼无人机上的动力组件的正旋翼和反旋翼的排布位置进行调节，以使多旋翼无人机处于载体位于中心架下方的正飞姿态下和载体位于中心架上方的倒飞姿态下时，正旋翼与反旋翼在各个动力组件上、在偏航轴的方向上的上下排布位置能够保持不变，且每个旋翼均维持旋转时向下推送气流的状态，而载体在所述中心架上的安装位置不变，从而能够实现不移动载体的安装位置，不需要在中心架的上方设置额外的挂载装置来挂载载体，可直接通过多旋翼无人机的正飞与倒飞实现多旋翼无人机的载体在俯视或仰视角度实现相应功能。
实施例六
本实施例在实施例五的基础上，进一步的，上述的飞行控制装置还用于根据多旋翼无人机的当前姿态，控制多旋翼无人机的载体的运动。
具体的，包括：
当确定当前多旋翼无人机的飞行姿态为正飞姿态时，控制多旋翼无人机的载体采用第一控制模式运动；当确定当前多旋翼无人机的飞行姿态为倒飞姿态时，控制多旋翼无人机的载体采用第二控制模式运动。
第一控制模式控制载体的运动状态的变化方式不同于第二控制模式控制载体的运动状态的变化方式。
具体的，由于多旋翼无人机翻转后，其控制方位发生了变化，例如，针对每个旋转轴而言，针对相同控制指令，在多旋翼无人机采用正飞姿态飞行时，控制器控制相应的转轴机构围绕相应的旋转轴沿顺序时针方向旋转。在多旋翼无人机采用倒飞姿态飞行时，控制器需控制相应的转轴机构围绕相应的旋转轴沿逆时针方向旋转。
以载体为云台设备，拍摄地面的目标为例，在正飞姿态飞行时，用户可以通过操纵设备输入使得云台设备围绕俯仰轴X沿逆时针方向旋转的控制指令，例如，用户可以顺时针旋转操纵设备上的某个拔轮，则控制器可以采用第一控制模式控制云台设备围绕俯仰轴X沿逆时针方向旋转，从而使得拍摄设备远离中心架10以指向地面的拍摄对象，而在倒飞姿态飞行时下，用户仍然可以按照习惯发出使得云台设备围绕俯仰轴X沿逆时针方向旋转的控制指令，例如，逆时针旋转操纵设备上的某个拔轮，这时，控制器采用第二控制模式控制云台设备沿顺时针方向旋转，从而使得拍摄设备靠近中心架10以指向地面的拍摄对象。
当然，若云台设备需要进行仰拍拍摄，云台设备则需要在倒飞姿态下沿远离中心架10的方向，用户可发出使得云台设备围绕俯仰轴X沿顺时针方向旋转的控制指令，这时，控制器可以采用第二控制模式控制云台设备沿逆时针方向旋转，从而使得拍摄设备远离中心架10以指向仰视方向的拍摄对象。
本实施例提供的多旋翼无人机，通过根据多旋翼无人机的当前姿态，将多旋翼无人机上的动力组件的正旋翼和反旋翼的排布位置进行调节，以使多旋翼无人机处于载体位于中心架下方的正飞姿态下和载体位于中心架上方的倒飞姿态下时，正旋翼与反旋翼在各个动力组件上、在偏航轴的方向上的上下排布位置能够保持不变，且每个旋翼均维持旋转时向下推送气流的状态，而载体在所述中心架上的安装位置不变，从而能够实现不移动载体的安装位置，不需要在中心架的上方设置额外的挂载装置来挂载载体，可直接通过多旋翼无人机的正飞与倒飞实现多旋翼无人机的载体在俯视或仰视角度实现相应功能。并且，能够实现在正飞与倒飞模式下的对多旋翼无人机的较好控制，实现多旋翼无人机的多角度拍摄或其他功能实现。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的相关描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (35)

1.一种多旋翼无人机的飞行控制方法，其特征在于，所述多旋翼无人机包括：中心架，挂载在所述中心架上的载体，与所述中心架连接的多个机臂，及设于各机臂上、用于提供飞行动力的动力组件；
每个所述动力组件均包括在偏航轴的方向上下排布的正旋翼和反旋翼，以及用于驱动正旋翼转动的第一驱动装置和驱动反旋翼转动的第二驱动装置，所述正旋翼与所述反旋翼的旋转中心同轴，且旋转方向相反；
所述方法包括：
确定多旋翼无人机的当前姿态；其中，所述多旋翼无人机的当前姿态包括载体位于所述中心架下方的正飞姿态，及载体位于所述中心架上方的倒飞姿态；在正飞姿态下和倒飞姿态下，所述载体在所述中心架上的安装位置不变；
根据多旋翼无人机的当前姿态，调节正旋翼和反旋翼在偏航轴的方向上的上下排布位置，以使在正飞姿态下和倒飞姿态下，正旋翼与反旋翼在各个动力组件上、在偏航轴的方向上的上下排布位置不变，且每个旋翼均维持旋转时向下推送气流的状态。
2.根据权利要求1所述的多旋翼无人机的飞行控制方法，其特征在于，所述载体包括以下至少一种：云台设备、喷洒设备、载货设备、武器设备。
3.根据权利要求1所述的多旋翼无人机的飞行控制方法，其特征在于，所述确定多旋翼无人机的当前姿态包括：
检测所述载体相对于所述中心架的位置；
当检测到所述载体位于所述中心架下方时，确定多旋翼无人机的当前姿态为正飞姿态；
当检测到所述载体位于所述中心架上方时，确定多旋翼无人机的当前姿态为倒飞姿态。
4.根据权利要求1所述的多旋翼无人机的飞行控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述中心架上下翻转，以使所述载体从位于所述中心架下方的位置翻转至位于所述中心架上方的位置时，控制多旋翼无人机从正飞姿态控制模式切换至倒飞姿态控制模式；
或者，在所述中心架上下翻转，以使所述载体从位于所述中心架上方的位置翻转至位于所述中心架下方的位置时，控制多旋翼无人机从倒飞姿态控制模式切换至正飞姿态控制模式。
5.根据权利要求4所述的多旋翼无人机的飞行控制方法，其特征在于，所述正旋翼和所述反旋翼与各自的驱动装置分别可地拆卸地连接；
所述根据多旋翼无人机的当前姿态，调节正旋翼和反旋翼沿在偏航轴的方向上的上下排布位置包括：
当多旋翼无人机从正飞姿态切换至倒飞姿态，或，从倒飞姿态切换至正飞姿态时，调节各个动力组件上的正旋翼与反旋翼的安装位置，以使各个动力组件上的正旋翼与反旋翼互换。
6.根据权利要求4所述的多旋翼无人机的飞行控制方法，其特征在于，每个机臂上的动力组件与其对应的机臂可转动连接或可拆卸地连接；
所述根据多旋翼无人机的当前姿态，调节正旋翼和反旋翼在偏航轴的方向上的上下排布位置包括：
在所述中心架上下翻转，使多旋翼无人机从正飞姿态切换至倒飞姿态，或，从倒飞姿态切换至正飞姿态后，控制各所述动力组件相对于其对应的机臂运动，以使各动力组件始终保持与正飞时状态相同的状态。
7.根据权利要求4所述的多旋翼无人机的飞行控制方法，其特征在于，各机臂与中心架可转动连接或可拆卸地连接；
所述根据多旋翼无人机的当前姿态，调节正旋翼和反旋翼在偏航轴的方向上的上下排布位置包括：
在所述中心架上下翻转，使多旋翼无人机从正飞姿态切换至倒飞姿态，或，从倒飞姿态切换至正飞姿态后，控制各机臂相对于中心架运动，以使各动力组件始终保持与正飞时状态相同的状态。
8.根据权利要求1所述的多旋翼无人机的飞行控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据多旋翼无人机的当前姿态，控制所述多旋翼无人机的载体的运动。
9.根据权利要求8所述的多旋翼无人机的飞行控制方法，其特征在于，所述根据多旋翼无人机的当前姿态，控制所述多旋翼无人机的载体的运动，包括：
当确定当前多旋翼无人机的飞行姿态为正飞姿态时，控制所述多旋翼无人机的载体采用第一控制模式运动；
当确定当前多旋翼无人机的飞行姿态为倒飞姿态时，控制所述多旋翼无人机的载体采用第二控制模式运动；
所述第一控制模式控制所述载体的运动状态的变化方式不同于所述第二控制模式控制所述载体的运动状态的变化方式。
10.根据权利要求1所述的多旋翼无人机的飞行控制方法，其特征在于，所述机臂的数量为至少三个；每个机臂上均设置有所述动力组件。
11.一种多旋翼无人机的飞行控制装置，其特征在于，所述飞行控制装置应用于多旋翼无人机，所述多旋翼无人机包括：中心架，挂载在所述中心架上的载体，与所述中心架连接的多个机臂，及设于各机臂上、用于提供飞行动力的动力组件；
每个所述动力组件均包括在偏航轴的方向上下排布的正旋翼和反旋翼，以及用于驱动正旋翼转动的第一驱动装置和驱动反旋翼转动的第二驱动装置，所述正旋翼与所述反旋翼的旋转中心同轴，且旋转方向相反；
所述飞行控制装置包括：
确定模块，用于确定多旋翼无人机的当前姿态；其中，所述多旋翼无人机的当前姿态包括载体位于所述中心架下方的正飞姿态，及载体位于所述中心架上方的倒飞姿态；在正飞姿态下和倒飞姿态下，所述载体在所述中心架上的安装位置不变；
调节模块，用于根据多旋翼无人机的当前姿态，调节正旋翼和反旋翼在偏航轴的方向上的上下排布位置，以使在正飞姿态下和倒飞姿态下，正旋翼与反旋翼在各个动力组件上、在偏航轴的方向上的上下排布位置不变，且每个旋翼均维持旋转时向下推送气流的状态。
12.根据权利要求11所述的多旋翼无人机的飞行控制装置，其特征在于，所述载体包括以下至少一种：云台设备、喷洒设备、载货设备、武器设备。
13.根据权利要求11所述的多旋翼无人机的飞行控制装置，其特征在于，所述确定模块具体包括：
检测单元，用于检测所述载体相对于所述中心架的位置；
确定单元，用于当所述检测单元检测到所述载体位于所述中心架下方时，确定多旋翼无人机的当前姿态为正飞姿态；当所述检测单元检测到所述载体位于所述中心架上方时，确定多旋翼无人机的当前姿态为倒飞姿态。
14.根据权利要求11所述的多旋翼无人机的飞行控制装置，其特征在于，所述飞行控制装置还包括：
第一控制模块，用于在所述中心架上下翻转，以使所述载体从位于所述中心架下方的位置翻转至位于所述中心架上方的位置时，控制多旋翼无人机从正飞姿态控制模式切换至倒飞姿态控制模式；
或者，用于在所述中心架上下翻转，以使所述载体从位于所述中心架上方的位置翻转至位于所述中心架下方的位置时，控制多旋翼无人机从倒飞姿态控制模式切换至正飞姿态控制模式。
15.根据权利要求14所述的多旋翼无人机的飞行控制装置，其特征在于，所述正旋翼和所述反旋翼与各自的驱动装置分别可地拆卸地连接；
所述调节模块具体包括：
第一调节单元，用于当多旋翼无人机从正飞姿态切换至倒飞姿态，或，从倒飞姿态切换至正飞姿态时，调节各个动力组件上的正旋翼与反旋翼的安装位置，以使各个动力组件上的正旋翼与反旋翼互换。
16.根据权利要求14所述的多旋翼无人机的飞行控制装置，其特征在于，每个机臂上的动力组件与其对应的机臂可转动连接或可拆卸地连接；
所述调节模块包括：
第二调节单元，用于在所述中心架上下翻转，使多旋翼无人机从正飞姿态切换至倒飞姿态，或，从倒飞姿态切换至正飞姿态后，控制各所述动力组件相对于其对应的机臂运动，以使各动力组件始终保持与正飞时状态相同的状态。
17.根据权利要求14所述的多旋翼无人机的飞行控制装置，其特征在于，各机臂与中心架可转动连接或可拆卸地连接；
所述调节模块包括：
第三调节单元，用于在所述中心架上下翻转，使多旋翼无人机从正飞姿态切换至倒飞姿态，或，从倒飞姿态切换至正飞姿态后，控制各机臂相对于中心架运动，以使各动力组件始终保持与正飞时状态相同的状态。
18.根据权利要求11所述的多旋翼无人机的飞行控制装置，其特征在于，所述飞行控制装置还包括：
第二控制模块，用于根据多旋翼无人机的当前姿态，控制所述多旋翼无人机的载体的运动。
19.根据权利要求18所述的多旋翼无人机的飞行控制装置，其特征在于，所述第二控制模块包括：
第一控制单元，用于当确定当前多旋翼无人机的飞行姿态为正飞姿态时，控制所述多旋翼无人机的载体采用第一控制模式运动；
第二控制单元，用于当确定当前多旋翼无人机的飞行姿态为倒飞姿态时，控制所述多旋翼无人机的载体采用第二控制模式运动；
所述第一控制模式控制所述载体的运动状态的变化方式不同于所述第二控制模式控制所述载体的运动状态的变化方式。
20.根据权利要求11所述的多旋翼无人机的飞行控制装置，其特征在于，所述机臂的数量为至少三个；每个机臂上均设置有所述动力组件。
21.一种多旋翼无人机，其特征在于，包括中心架，挂载在所述中心架上的载体，与所述中心架连接的多个机臂，及设于各机臂上、用于提供飞行动力的动力组件，以及飞行控制装置；
每个所述动力组件均包括在偏航轴的方向上下排布的正旋翼和反旋翼，以及用于驱动正旋翼转动的第一驱动装置和驱动反旋翼转动的第二驱动装置，所述正旋翼与所述反旋翼的旋转中心同轴，且旋转方向相反；
所述飞行控制装置用于确定多旋翼无人机的当前姿态；根据多旋翼无人机的当前姿态，调节正旋翼和反旋翼在偏航轴的方向上的上下排布位置，以使在正飞姿态下和倒飞姿态下，正旋翼与反旋翼在各个动力组件上、在偏航轴的方向上的上下排布位置不变，且每个旋翼均维持旋转时向下推送气流的状态；
其中，所述多旋翼无人机的当前姿态包括载体位于所述中心架下方的正飞姿态，及载体位于所述中心架上方的倒飞姿态；在正飞姿态下和倒飞姿态下，所述载体在所述中心架上的安装位置不变。
22.根据权利要求21所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述载体包括以下至少一种：云台设备、喷洒设备、载货设备、武器设备。
23.根据权利要求21所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述飞行控制装置还用于检测所述载体相对于所述中心架的位置；并当检测到所述载体位于所述中心架下方时，确定多旋翼无人机的当前姿态为正飞姿态；当检测到所述载体位于所述中心架上方时，确定多旋翼无人机的当前姿态为倒飞姿态。
24.根据权利要求21所述的多旋翼无人机，其特征在于，
所述飞行控制装置还用于在所述中心架上下翻转，以使所述载体从位于所述中心架下方的位置翻转至位于所述中心架上方的位置时，控制多旋翼无人机从正飞姿态控制模式切换至倒飞姿态控制模式；
或者，用于在所述中心架上下翻转，以使所述载体从位于所述中心架上方的位置翻转至位于所述中心架下方的位置时，控制多旋翼无人机从倒飞姿态控制模式切换至正飞姿态控制模式。
25.根据权利要求24所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述正旋翼和所述反旋翼与各自的驱动装置分别可拆卸地连接；
所述飞行控制装置具体用于当多旋翼无人机从正飞姿态切换至倒飞姿态，或，从倒飞姿态切换至正飞姿态时，调节各个动力组件上的正旋翼与反旋翼的安装位置，以使各个动力组件上的正旋翼与反旋翼互换。
26.根据权利要求25所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述正旋翼和所述反旋翼与各自的驱动装置分别可地拆卸地连接的连接方式包括以下至少一种：螺纹连接、卡接、销连接。
27.根据权利要求24所述的多旋翼无人机，其特征在于，每个机臂上的动力组件与其对应的机臂可转动连接或可拆卸地连接；
所述飞行控制装置具体用于在所述中心架上下翻转，使多旋翼无人机从正飞姿态切换至倒飞姿态，或，从倒飞姿态切换至正飞姿态后，控制各所述动力组件相对于其对应的机臂运动，以使各动力组件始终保持与正飞时状态相同的状态。
28.根据权利要求27所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述每个机臂上的动力组件与其对应的机臂可拆卸地连接的连接方式包括以下至少一种：螺纹连接、卡接、销连接；
每个机臂上的动力组件与其对应的机臂可转动连接的连接方式包括以下至少一种：铰接、枢接。
29.根据权利要求28所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述每个机臂上的动力组件与其对应的机臂之间还设有锁定装置，所述锁定装置用于在所述动力组件与机臂相对运动至预设位置后，将所述动力组件与机臂相对锁定。
30.根据权利要求24所述的多旋翼无人机，其特征在于，各机臂与中心架可转动连接或可拆卸地连接；
所述飞行控制装置具体用于在所述中心架上下翻转，使多旋翼无人机从正飞姿态切换至倒飞姿态，或，从倒飞姿态切换至正飞姿态后，控制各机臂相对于中心架运动，以使各动力组件始终保持与正飞时状态相同的状态。
31.根据权利要求30所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述各机臂与中心架可拆卸地连接的连接方式包括以下至少一种：螺纹连接、卡接、销连接；
各机臂与中心架可转动连接的连接方式包括以下至少一种：铰接、枢接。
32.根据权利要求30所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述机臂与中心架之间还设有锁定装置，所述锁定装置用于在所述机臂与中心架相对运动至预设位置后，将所述机臂与中心架相对锁定。
33.根据权利要求21所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述飞行控制装置还用于根据多旋翼无人机的当前姿态，控制所述多旋翼无人机的载体的运动。
34.根据权利要求33所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述飞行控制装置还具体用于当确定当前多旋翼无人机的飞行姿态为正飞姿态时，控制所述多旋翼无人机的载体采用第一控制模式运动；
当确定当前多旋翼无人机的飞行姿态为倒飞姿态时，控制所述多旋翼无人机的载体采用第二控制模式运动；
所述第一控制模式控制所述载体的运动状态的变化方式不同于所述第二控制模式控制所述载体的运动状态的变化方式。
35.根据权利要求21所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述机臂的数量为至少三个；每个机臂上均设置有所述动力组件。
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