CN111098649B - 一种飞行汽车控制系统、方法及飞行汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种飞行汽车控制系统、方法及飞行汽车，所述系统包括：传感器组件和控制组件，飞行汽车包括：旋翼组件和巡航组件，巡航组件包括：可折展的机翼和推力风扇；传感器组件用于获取飞行汽车的状态参数并将所述状态参数发送至控制组件；控制组件用于根据飞行状态切换指令，在根据所述状态参数确定飞行汽车为安全状态时，通过控制飞行汽车的旋翼组件工作，和/或控制推力风扇工作，和/或控制机翼展开或折叠，将飞行汽车由第一飞行状态切换为第二飞行状态。本发明通过控制旋翼组件、推力风扇的转速和机翼的折展，使飞行汽车实现机翼的空中折展，减小在地面行驶及低空飞行时占据的空间，拓展了飞行汽车的应用场景。

Description

一种飞行汽车控制系统、方法及飞行汽车

技术领域

本发明涉及飞行汽车领域，特别涉及一种飞行汽车控制系统、方法及飞行汽车。

背景技术

从上世纪初开始，国外就有了让汽车飞行的尝试，且飞行汽车的研制一直没有停止。飞行汽车作为未来交通的一个趋势，能够缓解交通拥堵的现状，提高交通运输效率。

目前，具有垂直起降功能，并具有固定翼的飞行汽车通常包括：固定翼、水平发动机和多个旋翼，在飞行汽车垂直起降时，仅通过旋翼提供所需的升力，在飞行汽车水平巡航飞行时，通过水平发动机提供向前的推力，并由固定翼提供所需的升力。

由于上述方案中飞行汽车的固定翼的长度和位置固定不变，使得飞行汽车占据的空间较大，导致其在低空飞行和地面行驶时易受障碍物的干扰，使得飞行汽车的使用场所受到限制。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种飞行汽车控制系统、方法及飞行汽车，以解决现有技术中飞行汽车的固定翼的长度和位置固定不变，使得飞行汽车占据的空间较大，导致其在低空飞行和地面行驶时易受障碍物的干扰，使得飞行汽车的使用场所受到限制的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

提供了一种飞行汽车控制系统，应用于一种包括旋翼组件和巡航组件的飞行汽车，所述飞行控制系统包括：传感器组件和控制组件；

所述巡航组件包括：可折展的机翼和推力风扇；

所述传感器组件设置在所述飞行汽车上，所述推力风扇设置在所述飞行汽车顶部，并相对所述飞行汽车的纵向对称面对称排布；

所述传感器组件获取所述飞行汽车的状态参数并将所述状态参数发送至所述控制组件；所述控制组件用于根据所述状态参数，确定所述飞行汽车是否处于安全状态；

所述控制组件还用于根据飞行状态切换指令，在确定所述飞行汽车为安全状态时，通过控制所述旋翼组件工作，和/或控制所述推力风扇工作，和/或控制所述机翼展开或折叠，将所述飞行汽车由第一飞行状态切换为第二飞行状态。

进一步的，所述传感器组件包括：双目视觉传感器；所述双目视觉传感器分别设置在所述飞行汽车的纵向对称面的两侧；

所述双目视觉传感器用于生成所述飞行汽车周围环境的三维模拟场景，并确定所述三维模拟场景中所述飞行汽车与周围障碍物之间的距离和方位角。

进一步的，所述控制组件还用于根据飞行状态切换指令，在确定所述飞行汽车为安全状态时，通过控制所述旋翼组件工作，将所述飞行汽车由第一飞行状态切换为第二飞行状态，包括：

通过所述控制组件生成起飞指令；

根据所述起飞指令，所述控制组件控制所述旋翼组件以第一预设转速旋转，使得所述飞行汽车由地面状态切换为悬停飞行状态。

进一步的，在所述飞行汽车处于所述悬停飞行状态之后，若所述机翼的展开状态为未展开状态：

当所述飞行汽车与周围障碍物之间距离大于或等于第一预设距离时，则确定所述飞行汽车处于安全状态；

当所述飞行汽车与周围障碍物之间距离小于所述第一预设距离时，则确定所述飞行汽车处于非安全状态，同时所述控制组件根据所述三维模拟场景以及所述飞行汽车与周围障碍物之间的距离以及方位角，确定所述三维模拟场景中的目标位置坐标，所述目标位置坐标为所述飞行汽车与周围障碍物之间距离大于所述第一预设距离时的位置坐标，所述控制组件控制所述飞行汽车移动至所述目标位置坐标，直至确定所述飞行汽车处于安全状态；在所述飞行汽车处于安全状态时，所述控制组件控制所述机翼完全展开。

进一步的，当所述机翼为完全展开状态时，所述控制组件控制所述推力风扇以第二预设转速旋转；

所述控制组件控制所述旋翼组件的转速，使得所述旋翼组件保持所述飞行汽车平飞，直至所述机翼能够提供保持所述飞行汽车平飞的全部升力后，所述控制组件控制所述旋翼组件停止工作，所述飞行汽车由悬停飞行状态切换为水平巡航飞行状态。

进一步的，所述传感器组件包括：惯性导航元件；所述惯性导航元件用于提供计算所述旋翼组件的目标升力的参数；

所述控制组件还用于获取所述目标升力；

当所述控制组件确定所述目标升力大于0时，控制所述旋翼组件调整转速，使所述旋翼组件提供所述目标升力；

当所述控制组件确定所述目标升力小于或等于0时，控制所述旋翼组件停止工作。

进一步的，所述旋翼组件还包括：偶数组涵道风扇；

所述偶数组涵道风扇分别对称设置在所述飞行汽车的纵向对称面的两侧，且任意相邻的两组涵道风扇的旋转方向相反；

所述系统还包括：

当所述控制组件接收到单侧机动指令时，所述控制组件控制位于机动方向一侧的涵道风扇的转速小于第三预设转速，并控制位于另一侧的涵道风扇的转速大于第四预设转速；

当所述控制组件接收到逆时针偏航指令时，所述控制组件控制处于顺时针方向旋转的涵道风扇的转速大于第五预设转速，并控制处于逆时针方向旋转的涵道风扇的转速小于第六预设转速；

当所述控制组件接收到顺时针偏航指令时，所述控制组件控制处于逆时针方向旋转的涵道风扇的转速大于第五预设转速，并控制处于顺时针方向旋转的涵道风扇的转速小于第六预设转速。

进一步的，所述传感器组件包括：陀螺仪；所述陀螺仪用于监测所述飞行汽车的俯仰角和滚转角；

所述控制组件确定所述飞行汽车为安全状态，包括：所述飞行汽车的俯仰角小于第一预设阈值，且所述飞行汽车的滚转角小于第二预设阈值时，所述控制组件确定所述飞行汽车处于安全状态。

提供了一种飞行汽车控制方法，所述方法包括：

获取飞行汽车的状态参数；

根据所述状态参数，确定所述飞行汽车是否处于安全状态；

根据飞行状态切换指令，在确定所述飞行汽车为安全状态时，控制旋翼组件工作，和/或控制推力风扇工作，和/或控制机翼展开或折叠，将所述飞行汽车由第一飞行状态切换为第二飞行状态。

提供了一种飞行汽车，包括：旋翼组件、巡航组件和飞行汽车控制系统。

相对于现有技术，本发明所述的一种飞行汽车控制系统、方法及飞行汽车具有以下优势：

本发明实施例提供的一种飞行汽车控制系统、方法及飞行汽车，所述系统包括：传感器组件和控制组件；飞行汽车的巡航组件包括：可折展的机翼和推力风扇；传感器组件设置在飞行汽车上，推力风扇设置在所述飞行汽车顶部，并相对飞行汽车的纵向对称面对称排布；传感器组件用于将获取到的飞行汽车的状态参数发送至控制组件；控制组件用于根据状态参数，确定飞行汽车是否处于安全状态；控制组件还用于根据飞行状态切换指令，在确定飞行汽车为安全状态时，通过控制飞行汽车的旋翼组件工作，和/或控制推力风扇工作，和/或控制机翼展开或折叠，将飞行汽车由第一飞行状态切换为第二飞行状态。本发明通过控制旋翼组件和推力风扇以预设转速旋转，以及控制机翼展开或折叠，将飞行汽车由第一飞行状态切换为第二飞行状态。本发明通过控制旋翼组件、推力风扇的转速和机翼的折展，使得飞行汽车实现机翼的空中折展，减小在地面行驶及低空飞行时占据的空间，拓展了飞行汽车的应用场景。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种飞行汽车的结构图；

图2为本发明实施例所述的一种飞行汽车的结构图；

图3为本发明实施例所述的另一种飞行汽车的结构图；

图4为本发明实施例所述的一种正视视角下飞行汽车的传感器组件设置方案图；

图5为本发明实施例所述的一种俯视视角下飞行汽车的传感器组件设置方案图；

图6为本发明实施例所述的一种飞行汽车的飞行姿态变更图；

图7为本发明实施例所述的另一种飞行汽车的飞行姿态变更图；

图8为本发明实施例所述的另一种飞行汽车的飞行姿态变更图；

图9为本发明实施例所述的另一种飞行汽车的飞行姿态变更图；

图10为本发明实施例所述的另一种飞行汽车的结构图；

图11为本发明实施例所述的另一种飞行汽车的结构图；

图12为本发明实施例所述的另一种飞行汽车的结构图；

图13为本发明实施例所述的另一种飞行汽车的结构图；

图14为本发明实施例所述的一种飞行汽车控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，其示出了本发明实施例提供的一种飞行汽车控制系统的结构框图，飞行汽车控制系统20应用于一种包括旋翼组件11和巡航组件12的飞行汽车1，飞行汽车控制系统20包括：传感器组件201和控制组件202，巡航组件12包括：可折展的机翼121和推力风扇122；传感器组件201设置在飞行汽车1上。

传感器组件201用于将获取到的飞行汽车1的状态参数发送至控制组件202；控制组件202用于根据状态参数，确定飞行汽车1是否处于安全状态；控制组件202还用于根据飞行状态切换指令，在确定飞行汽车1为安全状态时，通过控制旋翼组件11工作，和/或控制推力风扇工作，和/或控制机翼展开或折叠，将飞行汽车由第一飞行状态切换为第二飞行状态。

如图2所示，其示出了本发明实施例提供的一种飞行汽车的结构图，飞行汽车1包括：汽车本体13，旋翼组件11，巡航组件12和降落组件14，巡航组件12包括：可折展的机翼121和推力风扇122；旋翼组件11包括：多组涵道风扇111和整流罩112；机翼121设置在汽车本体13的顶部，推力风扇122设置在汽车本体13顶部，并相对飞行汽车的纵向对称面对称排布；降落组件14设置在汽车本体13的底部。

在本发明实施例中，旋翼组件11固定设置在汽车本体13的四周，且旋翼组件11用于提供沿车身高度方向向上的升力，飞行汽车可以通过旋翼组件11和降落组件14的配合，实现垂直起飞和降落，满足飞行汽车在多场景下垂直起飞和垂直降落的需求，并且，在飞行状态下，通过旋翼组件11和巡航组件12的配合可以实现飞行汽车的水平巡航，提升了飞行汽车的巡航效率和续航能力。

在具体使用中，飞行汽车涉及到多个飞行状态之间的转换，如，第一飞行状态切换为第二飞行状态可以包括：地面状态转换为垂直起飞/滑翔起飞状态，悬停飞行状态转换为水平巡航飞行状态，飞行状态转换为降落状态等，飞行状态的切换涉及到飞行汽车的旋翼组件11、巡航组件12和降落组件14的配合，传感器组件201可以监控飞行汽车各个组件的状态参数，控制组件202可以根据状态参数向飞行汽车各个组件发送控制指令，以使得各个组件做出对应调整，完成飞行状态的切换。

传感器组件201用于将监测到的飞行汽车的状态参数发送到控制组件202，控制组件202用于根据接收到的状态参数，在确定飞行汽车在处于不同飞行状态时，执行具体的飞行操作，需要说明的是，传感器组件201还可以将监测到的数据通过无线网络的方式发送至车联网服务器，车联网服务器可以根据该数据对飞行汽车进行进一步的飞行操作规划，并将结果反馈给飞行汽车的控制组件。

具体的，本发明实施例提供了一种优选实现方案，当飞行汽车处于地面时，可以通过控制飞行汽车的旋翼组件11工作，使得飞行汽车垂直起飞，由地面状态切换为悬停飞行状态，在飞行汽车处于悬停飞行状态之后，可以进一步进行水平巡航飞行，具体是通过先将未展开的机翼121由折叠变为完全展开，之后，控制推力风扇122工作，在机翼121和旋翼组件11共同提供的升力和推力风扇122提供的水平推进力的共同作用下，飞行汽车可以由悬停飞行状态切换为水平巡航飞行状态。

需要说明的是，为了避免空中障碍物对飞行汽车机翼展开的干扰，飞行汽车可以通过传感器组件201感知飞行汽车的飞行状态以及周围环境的情况，计算得出飞行汽车与周围障碍物之间的距离以及方位角，若该距离大于机翼121的安全展开距离，则可以展开机翼121，若该距离小于机翼121的安全展开距离，则根据飞行汽车与周围障碍物之间的距离以及方位角，进一步确定一个能够保证机翼121安全展开距离的目标位置，使得飞行汽车在移动到该目标位置后，再将机翼121展开。

进一步的，参照图2，机翼121位于汽车本体13顶部，其纵向位置与飞行汽车整体的重心位置相关，平飞状态下，沿着机翼121的翼展的方向规定了飞行汽车的横向轴线，机翼121后缘外侧可以设置含有可控制飞行汽车滚转机动的活动副翼1211，根据需求，在其他实施方式中，机翼121可以增加其他增升、减阻等优化气动性能的操纵面如襟翼、翼尖小翼等装置。

由于机翼121仅在飞行汽车处于飞行状态下工作，因此，在飞行汽车处于地面状态或停止工作时，为了减小长度较长的机翼121占用的空间，可以基于机翼121的可折展功能，使得机翼121可以被折叠收纳。

图3示出了本发明提出的一种机翼121折叠实例。机翼121可以被分成五部分，第一固定部121a、第一连接部121b、第二连接部121c、第一端部121d和第二端部121e之间可以通过旋转轴进行连接，使得第一连接部121b、第二连接部121c、第一端部121d和第二端部121可以基于第一固定部121a进行折叠收纳，第一固定部121a与汽车本体13重叠部分保持不变；第一连接部121b、第二连接部121c相对于第一固定部121a沿轴A向下偏转约90度，保持与汽车本体13的侧面贴合；第一端部121d和第二端部121e相对于第一连接部121b、第二连接部121c沿轴B向上偏转约180度，保持与汽车本体13的侧面贴合，因此，达到了机翼121折叠收纳的目的，机翼121的各个分部可以在控制组件202的控制下进行折叠或展开，针对此种折叠方案，并不对机翼121各部分的折展顺序进行强制要求。

具体的，在飞行汽车做出飞行状态调整之前，控制组件202会生成飞行状态切换指令，使得控制组件202控制旋翼组件11以预设转速旋转，和/或控制机翼折展，和/或控制推力风扇工作，从而使飞行汽车实现相应的状态转换。如，在垂直起飞时，控制旋翼组件11工作，使飞行汽车升空进入悬停飞行状态；在由悬停飞行状态转变为水平巡航飞行状态时，通过控制机翼121由折叠状态转变为展开状态，再控制推力风扇122工作提供推进力，使得通过机翼121提供升力，所述控制组件控制所述旋翼组件的转速，使得所述旋翼组件保持所述飞行汽车平飞，直至所述机翼能够提供保持所述飞行汽车平飞的全部升力后，所述控制组件控制所述旋翼组件停止工作，所述飞行汽车由悬停飞行状态切换为水平巡航飞行状态。该控制方法通过控制旋翼组件11、推力风扇122的转速和机翼121的折叠，使得飞行汽车实现机翼在空中的折展及飞行汽车的状态转换。

综上所述，本发明实施例提供的一种飞行汽车控制系统，所述系统包括：传感器组件和控制组件；飞行汽车的巡航组件包括：可折展的机翼和推力风扇；传感器组件设置在飞行汽车上，推力风扇设置在所述飞行汽车顶部，并相对飞行汽车的纵向对称面对称排布；传感器组件用于获取飞行汽车的状态参数并将所述状态参数发送至控制组件；控制组件用于根据状态参数，确定飞行汽车的状态；控制组件还用于根据飞行状态切换指令，在确定飞行汽车为安全状态时，通过控制飞行汽车的旋翼组件工作，和/或控制机翼展开或折叠，和/或控制推力风扇工作，将飞行汽车由第一飞行状态切换为第二飞行状态。本发明通过控制旋翼组件、推力风扇以预设转速旋转，以及控制机翼展开或折叠，将飞行汽车由第一飞行状态切换为第二飞行状态。本发明通过控制旋翼组件的转速和机翼的折展，使飞行汽车实现机翼的空中折展，减小在地面行驶及低空飞行时占据的空间，拓展了飞行汽车的应用场景。

可选的，参照图4，示出了本发明实施例提供的一种正视视角下飞行汽车的传感器组件设置方案图，传感器组件201包括：双目视觉传感器2011a和2011b；双目视觉传感器2011a和2011b分别设置在飞行汽车的纵向对称面的两侧，双目视觉传感器用于生成飞行汽车周围环境的三维模拟场景，并确定三维模拟场景中飞行汽车与周围障碍物之间距离和方位角。

具体的，双目视觉传感器基于视差原理，从获取的多幅图像中获取飞行汽车周围物体三维几何信息，根据三维几何信息精确测量飞行汽车与周围障碍物之间的距离和方位角。在本发明实施例方案中，双目视觉传感器2011a和2011b可以分别安装在汽车本体13的两侧后整流罩前方，用于测量飞行汽车侧方的障碍物，双目视觉传感器2011a和2011b的视场角为45度×30度，最大探测距离为50米。

但双目视觉传感器的性能受天气的影响较大，当入射光线过强(如阳光直射)或光线过弱(如夜晚)或天气为沙尘雨雪时，双目视觉传感器可能无法正常工作，因此，为了满足飞行汽车全天候运行的需求，传感器组件201还可包含多个毫米波雷达2012。

在本发明实施例的具体实施方案中，为保证飞行汽车在各个方向上均与障碍物保持安全距离，可以将一个毫米波雷达2012a设置在汽车本体13顶部的推力风扇122之前，用于感知飞行汽车上方的物体；将另一个毫米波雷达2012b设置在车身底部，用于感知飞行汽车下方物体。

参照图5，示出了本发明实施例提供的一种俯视视角下飞行汽车的传感器组件设置方案图，将两个毫米波雷达2012c和2012d设置于汽车本体13头部整流罩的上方，其中2012c为近距离广角毫米波雷达，2012d为远距离窄视角毫米波雷达，两者组合用于感知飞行汽车前方物体；毫米波雷达2012e设置于汽车本体13尾翼的后方，用于感知飞行汽车后方物体；毫米波雷达2012f和2012g分别设置于安装在汽车本体13的后部整流罩前方，辅助双目视觉传感器对周围的障碍物进行测量。

在本发明实施例中，多个毫米波雷达中，毫米波雷达2012a、2012c、2012d、2012e、2012f、2012g的视场角为140度×10度，最大探测距离为70米；另外，毫米波雷达2012b的视场角为20度×10度，最大探测距离为140米。

进一步的，汽车本体13还可以包含多个超声波雷达2013，用于测量近距离的障碍物相对飞行汽车的距离。具体的，超声波雷达2013设置在机翼前缘，用于保证折叠机翼安全展开，超声波雷达2013的视场角为120度×10度，最大探测距离为5米。

可选的，通过控制组件202生成起飞指令；根据起飞指令，控制组件202控制旋翼组件11以第一预设转速旋转，使得飞行汽车由地面状态切换为悬停飞行状态，其中，第一预设转速是飞行汽车的旋翼组件11满足垂直起飞需求的转速。

具体的，根据起飞指令，控制组件202控制旋翼组件11以第一预设转速旋转，使得飞行汽车由地面状态切换为悬停飞行状态，该过程可以实现飞行汽车的垂直起飞，该起飞方式适用于地面空间较小或环境中障碍物较多的场景，在这种起飞场景下，飞行汽车可以通过控制旋翼组件11以第一预设转速旋转，进行垂直升空操作，在升空至预设高度之前，机翼121保持折叠状态，以避免与起飞路径中的障碍物碰撞。

另外，需要说明的是，飞行汽车还可以通过滑翔起飞的方式进行起飞，该起飞方式适用于地面空间较大的场景，在这种起飞场景下，飞行汽车可以首先控制机翼121展开，之后控制推力风扇122启动提供水平推进力，利用机翼121提供的升力，在地面加速一定距离后到达起飞速度滑翔起飞，当上升至预设高度之后，可转变为水平巡航飞行。

可选的，在飞行汽车处于悬停飞行状态之后，若机翼121的展开状态为未展开状态：

当飞行汽车与周围障碍物之间距离大于或等于第一预设距离时，则确定飞行汽车处于安全状态。

当飞行汽车与周围障碍物之间距离小于第一预设距离时，则确定飞行汽车处于非安全状态，同时控制组件202根据三维模拟场景以及飞行汽车与周围障碍物之间的距离以及方位角，确定三维模拟场景中的目标位置坐标，目标位置坐标为飞行汽车与周围障碍物之间距离大于第一预设距离时的位置坐标，控制组件202控制飞行汽车移动至目标位置坐标，直至确定飞行汽车处于安全状态；在飞行汽车处于安全状态时，控制组件控制机翼121完全展开。

该第一预设距离为能够满足机翼121安全展开的距离，具体的，传感器组件201还可以根据飞行汽车与障碍物之间的距离和方位角，判断飞行汽车周围的障碍物是否影响飞行汽车的气动性能，若影响，也可以理解为处于非安全状态。

在本发明实施例中，当机翼121未展开，且飞行汽车与周围障碍物之间距离小于第一预设距离时，此时由于障碍物的存在，飞行汽车处于非安全状态，因此，可以在三维模拟场景中，根据飞行汽车与障碍物之间的距离和方位角，查找一飞行汽车与周围障碍物之间距离大于第一预设距离时的目标位置坐标，该目标位置坐标为机翼121展开的理想位置，当飞行汽车移动至该目标位置坐标，且确定飞行汽车在该目标位置坐标时处于安全状态，则可将机翼121展开。

进一步的，由于可折展的机翼121的展开是一个缓慢的过程，其持续时间约为一分钟，在此过程中，飞行汽车自身及周围环境会发生变化，因此需要通过传感器组件201实时观测自身及周围信息，并判断当前环境是否具备允许展开机翼的条件，传感器部件201还包含气压高度计，可以利用气压和高度的关系，测量飞行汽车的飞行海拔高度。例如，若当飞行方向上的障碍物与飞行汽车的距离在20米以上，飞行汽车距离地面高度150米，距离下方的障碍物高度120米，飞行汽车各方向的速度小于1米/秒时，允许机翼121展开。若某方向障碍物距离飞行汽车的距离小于10米或飞行汽车的某方向速度大于1米/秒，则不允许机翼121展开。

另外，当机翼121处于半展开状态(未完全展开状态)且飞行汽车与周围障碍物的距离小于第一预设距离时，飞行汽车需要根据周围环境信息以及自身状态信息判断是否要求机翼121复位。如，附近出现与飞行汽车之间的距离小于第一预设距离的其他机动交通工具，且该机动交通工具会在短时间内离开，则要求机翼121不动作，直至控制组件202允许机翼121展开时，展开机翼121。若周围环境一直不允许机翼121展开，则将机翼121完全折叠后，并且飞行汽车移动至目标位置坐标时，即可将机翼121展开，例如，飞行汽车由于阵风干扰，移动到障碍物附近，不能保证展开机翼121的安全距离，此时可以要求机翼121复位，输出机翼121折叠指令，基于三维环境信息判断目标位置坐标，控制组件202控制飞行汽车移动至目标位置坐标，直至确定飞行汽车处于安全状态；在飞行汽车处于安全状态时，控制组件控制机翼121完全展开。需要说明的是，进入机翼121展开过程后，飞行汽车记录当前位置为理想位置，同时将理想位置及当前机翼121的伸展位置输入自驾仪，使飞行汽车稳定在理想位置，由于机翼121由折叠至展开的过程中会改变飞行汽车的质心位置以及转动惯量，从而对飞行汽车的控制和稳定产生影响，因此需要将机翼121位置输入给自驾仪，并实时计算当前质心和转动惯量。

可选的，参照图2，巡航组件12还包括：推力风扇122；当机翼121为完全展开状态时，控制组件202控制推力风扇122以第二预设转速旋转，并且控制旋翼组件11的转速，使得旋翼组件11保持飞行汽车平飞，直至机翼121能够提供保持飞行汽车平飞的全部升力后，控制组件202控制旋翼组件11停止工作，飞行汽车由悬停飞行状态切换为水平巡航飞行状态。推力风扇122提供的第二预设转速为满足飞行汽车水平巡航需求的转速。

在本发明实施例中，飞行汽车的汽车本体13与目前的汽车车体一致，其在路面上行驶时的动力驱动可以为前驱动型、后驱动型或四驱型，另外，汽车本体13还可以利用推力风扇122，实现在路面的推力驱动，本发明实施例以推力风扇122作为飞行汽车在地面的驱动设备为例进行飞行汽车的描述。

推力风扇122是为飞行汽车提供前飞推力的装置，可以对称设置两组推力风扇122，两组推力风扇122关于汽车本体13的纵向对称面对称，推力风扇122工作时与涵道风扇111不产生气流影响。推力风扇122与机翼121可以相互独立安装，不影响机翼121的展收。针对推力风扇122在工作过程中来流速度变化较大、巡航过程中来流速度高等特点，因此推力风扇122的旋翼采用可变桨距桨叶，使其在不同的来流速度下始终保持较高的推进效率。此外，通过变距调节可使旋翼产生反向推力，增加了飞行汽车的平飞机动性。

具体的，汽车本体13的整体结构可以为流线型结构，以降低风阻，汽车本体13包括：顶部、底部和前驾驶舱和尾部，沿着车身长度方向规定了汽车本体13的纵轴方向，平行于飞行汽车的主要运动方向，前驾驶舱可以被设计成至少承载两人的容量，进一步的，汽车本体13可以采用轻量化材料(例如:碳纤维材料)，在保证安全的情况下尽量减轻车体质量，提高飞行汽车的续航能力。

具体的，在机翼121完全展开并固定后，推力风扇122工作，给飞行汽车提供沿纵轴向前的推力，使飞行汽车逐渐加速到巡航速度，使飞行汽车由悬停状态进入水平巡航飞行状态，飞行汽车平飞时在高度方向所受合力为零，在悬停-巡航状态转换过程中，飞行汽车的速度逐渐增大，由机翼121提供的升力也逐渐增大，故为使飞行汽车保持平飞，需不断依据当前机翼121产生的升力调整旋翼组件11提供的升力。

可选的，传感器组件201包括：惯性导航元件；惯性导航元件用于提供计算旋翼组件11的目标升力的参数；控制组件202还用于获取目标升力；当控制组件202确定目标升力大于0时，控制旋翼组件11调整转速，使旋翼组件11提供目标升力；当控制组件202确定目标升力小于或等于0时，控制旋翼组件11停止工作。

在本发明实施例中，传感器部件201包括卫星-惯性导航组合导航定位系统，该系统包含全球卫星导航系统和惯性导航元件。全球卫星导航系统可包含但不限于全球定位系统(GPS，Global Positioning System)、中国北斗卫星导航系统(BDS，BeiDou NavigationSatellite System)等，为飞行汽车提供三维空间内的坐标和速度及时间信息，惯性导航元件包括陀螺仪和加速度计，为飞行汽车提供三维空间内的位置、姿态及速度、加速度信息，另外，根据卫星导航系统和惯性导航元件功能互补的特点，以适当的方法将两者组合可以提高飞行汽车的整体导航精度及导航性能以及空中对准和再对准能力。

具体的，惯性导航元件可以根据旋翼组件11的转速以及旋翼组件11的动力学特性计算获得旋翼组件11提供的目标升力，为了使飞行汽车保持平飞，其在高度方向的期望加速度应为零，使用惯性导航元件可以生成使飞行汽车保持平飞时旋翼组件11应提供的目标升力。具体控制方式可以参照本领域成熟的平飞控制方法，在此不做过多赘述。

当控制组件202确定目标升力大于0时，控制旋翼组件11调整转速，直至旋翼组件11通过的升力与目标升力相同。

当控制组件202确定目标升力小于或等于0时，控制旋翼组件11停止工作，使旋翼组件11停机，飞行汽车到达巡航状态，悬停-巡航状态转换过程结束。

可选的，参照图2，旋翼组件11还包括：偶数组涵道风扇111。偶数组涵道风扇111分别对称设置在飞行汽车的纵向对称面的两侧，且任意相邻的两组涵道风扇111的旋转方向相反。

优选的，涵道风扇的数量为4的整数倍。旋翼组件11主要用于实现飞行汽车的垂直起降功能，涵道风扇111是为飞行汽车提供垂直起降的升力的装置，涵道风扇111的涵道轴线平行于垂直方向，用于提供沿车身高度方向向上的升力，出于安全考虑，可以采用至少4组涵道风扇111，在特殊情况下可以增加涵道风扇111的数量为4的整数倍，(附图2中采用了8组涵道风扇111)，8组涵道风扇111采用均匀分布的方式分布在汽车本体13的四周，为汽车本体13垂直起降提供的升力或辅助汽车本体13进行姿态调整。涵道风扇111在工作过程中，其来流速度小，其旋翼可采用适用于低来流速度的定距桨叶，通过转速控制其推力大小，旋翼可以由电动马达(未在附图中显示)直接驱动。

进一步的，多组涵道风扇111可以呈矩形分布。沿机翼121的翼展方向，汽车本体13两侧的涵道风扇111相对于汽车本体13的纵向对称面对称；沿汽车本体13的长度方向，汽车本体13前后涵道风扇111相对于横向竖直切面对称。其中，纵向对称面与横向竖直切面垂直相交，相交线大体接近或经过汽车本体13的重心与机翼121的升力中心。

需要说明的是，根据公路汽车行驶标准，汽车宽度应不超过2.5米，因此，在保证飞行汽车在近地和地面宽度一定的情况下，增加涵道风扇111数量，采用尺寸更小的涵道风扇111，可以能增加飞行汽车两侧升力点的横向轴距，对于飞行汽车的姿态调整将更加有利，因此，采用8组涵道风扇111为优选方案。

相较于高功率低转速的大型变距桨叶，电动马达很适合驱动此类分布式小尺寸的、高转速旋翼或风扇，相较于内燃机转子直接驱动的方式，电动马达驱动具有重量轻、尺寸小、响应速度快等优点，其次电动马达结构简单，运动部件少，可靠性高。此外，旋翼周围的外涵道能够对旋翼及其周围的事物起到良好的保护作用，提高整机的安全性，外涵道还有增加额外升力、降低噪声等优点。

可选的，参照图2，旋翼组件11还包括：四组整流罩112；四组整流罩112的一端分别设置在汽车本体13的四个顶角位置处，整流罩112的另一端为流线型结构；在整流罩上设置有风扇安装孔，涵道风扇111设置在风扇安装孔中。

在本发明实施例中，整流罩112主要可以用来优化涵道风扇111的前飞气动性能，一般来说，根据对飞行汽车的飞行稳定性分析，可以在汽车本体13的四个顶角位置处分别设置对应的整流罩112，并将整流罩112的另一端设计为流线型结构，用于减少飞行汽车前飞时涵道风扇111的迎风阻力，根据飞行汽车设计中采取的涵道风扇111数量、尺寸及排布方式不同，整流罩112可以有不同的设计，本发明对此不做限定。

可选的，参照图2，涵道风扇111的数量为8组；每个整流罩112上分别设置有两组涵道风扇111；每个整流罩112上的相邻两组涵道风扇111的旋转方向相反。

在本发明实施例的一种较优选方案中，飞行汽车可以采用4组整流罩112和8组涵道风扇111的设计，每个整流罩112上分别设置有两组涵道风扇111，同时，为了达到飞行汽车的扭矩平衡，8组涵道风扇中任意相邻的两组涵道风扇111应朝相反的方向旋转。

需要说明的是，传感器组件201分别于每组涵道风扇111连接，用于监控涵道风扇111的工作状态数据，以供驾驶员进行实时分析，并且传感器组件201还可以将涵道风扇111的工作状态数据发送给控制组件202，控制组件202可以根据对涵道风扇111工作状态数据的分析或接收驾驶员发送的控制指令，对每个涵道风扇111的转速分别进行调整，以实现飞行汽车相关飞行姿态的改变。

可选的，当控制组件202接收到单侧机动指令时，控制组件202控制位于机动方向一侧的涵道风扇111的转速小于第三预设转速，并控制位于另一侧的涵道风扇111的转速大于第四预设转速；

可选的，当控制组件202接收到逆时针偏航指令时，控制组件202控制处于顺时针方向旋转的涵道风扇111的转速大于第五预设转速，并控制处于逆时针方向旋转的涵道风扇111的转速小于第六预设转速；

可选的，当控制组件202接收到顺时针偏航指令时，控制组件202控制处于逆时针方向旋转的涵道风扇111的转速大于第五预设转速，并控制处于顺时针方向旋转的涵道风扇111的转速小于第六预设转速。

可选的，参照图2，飞行汽车还包括：降落组件14，降落组件14包括：降落支架141和行走轮142；行走轮142设置在降落支架141上，汽车本体13的底部设置有收纳槽，降落支架141设置在收纳槽中，降落支架141用于从收纳槽中展开或收回。

在本发明实施例中，降落组件14用于缓冲飞行汽车降落时的冲击，以及地面的机动。另外，在飞行汽车处于飞行姿态时，为了避免降落组件14产生风阻，可以将降落组件14收回收纳槽中，在飞行汽车处于降落姿态时，以将降落组件14从收纳槽中取出进行降落操作。

进一步的，参照图6，其示出了本发明实施例提供的一种飞行汽车的飞行姿态变更图，展示了飞行汽车在垂直飞行模式下的垂直飞行控制方案，其中，虚线椭圆代表所述飞行汽车的汽车主体，虚线矩形框代表飞行汽车的车头方向，以转速控制为例，转向箭头的粗细程度代表了涵道风扇111的转速快慢。

具体的，当传感器组件监测到汽车本体的行驶姿态为垂直降落姿态b时，控制组件控制所有涵道风扇111的转速小于第七预设转速，并控制降落支架141从收纳槽中展开。

可选的，当所述传感器组件监测到所述汽车本体的行驶姿态为垂直上升姿态时，所述控制组件控制所有所述涵道风扇的转速大于第八预设转速。

在一个具体实例中，飞行汽车处于悬停姿态a时，其涵道风扇111的转速为第七预设转速，当飞行汽车从悬停姿态a变为垂直降落姿态b时，需要同时减小8组涵道风扇111的转速来减小总体升力，使得涵道风扇111的转速小于第七预设转速；另外，当飞行汽车想要进入垂直爬升姿态c时，则需要同时增加8组涵道风扇111的转速来增加总体升力，使得涵道风扇的转速大于第八预设转速，其中，第八预设转速大于等于第七预设转速。

可选的，参照图7，其示出了本发明实施例提供的另一种飞行汽车的飞行姿态变更图，展示了飞行汽车在单侧机动姿态下的飞行控制方案，其中，虚线椭圆代表所述飞行汽车的汽车主体，虚线矩形框代表飞行汽车的车头方向，以转速控制为例，转向箭头的粗细程度代表了涵道风扇111的转速快慢。

具体的，当控制组件202接收到单侧机动指令时，控制组件202控制位于机动方向一侧的涵道风扇111的转速小于第三预设转速，并控制位于另一侧的涵道风扇111的转速大于第四预设转速。

在一个具体实例中，当飞行汽车想向左做滚转机动d且保持飞行高度不变(竖直方向总升力不变)时，需要同时增加汽车主体13右侧的涵道风扇111的转速来提高右侧升力，并且同时减小汽车主体13左侧涵道风扇111的转速来减小左侧升力，同时需要维持汽车主体13竖直方向总升力保持不变。与之相对应，当飞行汽车想向右做滚转机动e时且保持飞行高度不变时，需要同时增加汽车主体13左侧的涵道风扇111的转速来提高左侧升力并且同时减小汽车主体13右侧涵道风扇111的转速来减小右侧升力，同时需要维持汽车主体13竖直方向总升力保持不变。

需要说明的是，当汽车本体的行驶姿态为单侧机动姿态时，控制组件控制位于滚动方向一侧的涵道风扇的转速小于第三预设转速，并控制位于另一侧的涵道风扇的转速大于第四预设转速，其中，在一种情况下，第三预设转速和第四预设转速可以为同一转速，即假设第三预设转速和第四预设转速为10000转/分，当飞行汽车需要进行轻微左转时，可以控制左侧的涵道风扇的转速小于10000转/分，同时控制右侧的涵道风扇的转速大于10000转/分。在另一种情况下，第三预设转速和第四预设转速可以分别为不同转速，即假设第三预设转速为7000转/分，第四预设转速为12000转/分，当飞行汽车需要进行更大角度的左转时，可以控制左侧的涵道风扇的转速小于7000转/分，同时控制右侧的涵道风扇的转速大于12000转/分。

进一步的，图8其示出了本发明实施例提供的另一种飞行汽车的飞行姿态变更图，展示了飞行汽车在俯仰飞行姿态下的飞行控制方案，其中，虚线椭圆代表所述飞行汽车的汽车主体，虚线矩形框代表飞行汽车的车头方向，以转速控制为例，转向箭头的粗细程度代表了涵道风扇111的转速快慢。

当飞行汽车想做低头机动f且保持飞行高度不变时，需要同时增加汽车本体13尾部的涵道风扇111的转速来提高后侧升力并且同时减小汽车本体13头部涵道风扇111的转速来减小前侧升力，同时需要维持汽车本体13竖直方向总升力保持不变。与之相对应，当飞行汽车想做抬头机动g时且保持飞行高度不变时，需要同时增加汽车本体13头部的涵道风扇111的转速来提高前侧升力并且同时减小汽车本体13尾部涵道风扇111的转速来减小后侧升力，同时需要维持汽车本体13竖直方向总升力保持不变。

可选的，参照图9，其示出了本发明实施例提供的另一种飞行汽车的飞行姿态变更图，展示了飞行汽车在顺逆时针偏航姿态下的飞行控制方案，其中，虚线椭圆代表所述飞行汽车的汽车主体，虚线矩形框代表飞行汽车的车头方向，以转速控制为例，转向箭头的粗细程度代表了涵道风扇111的转速快慢。

当飞行汽车想绕其中心做逆时针偏航姿态h且保持飞行高度不变时，需要同时增加汽车本体13顺时针旋转的涵道风扇111的转速，并且同时减小汽车本体13逆时针旋转的涵道风扇111的转速，使汽车本体13整体承受一个逆时针旋转力矩，同时需要维持汽车本体13竖直方向总升力保持不变。与之相对应，当飞行汽车想绕其中心做顺时针偏航姿态i且保持飞行高度不变时，需要同时增加汽车本体13逆时针旋转的涵道风扇111的转速，并且同时减小汽车本体13顺时针旋转的涵道风扇111的转速，使汽车本体13整体承受一个顺时针旋转力矩，同时需要维持汽车本体13竖直方向总升力保持不变。

综合上述对顺/逆时针偏航姿态下飞行汽车的描述，需要说明的是，在一种情况下，第五预设转速和第六预设转速可以为同一转速，即假设第五预设转速和第六预设转速为10000转/分，当飞行汽车需要进行轻微逆时针旋转时，可以控顺时针方向旋转的涵道风扇的转速大于10000转/分，并控制处于逆时针方向旋转的涵道风扇的转速小于10000转/分。在另一种情况下，第五预设转速和第六预设转速可以分别为不同转速，即假设第五预设转速为7000转/分，第六预设转速为12000转/分，当飞行汽车需要更快速的逆时针旋转时，可以控制逆时针方向旋转的涵道风扇的转速小于7000转/分，同时控制顺时针方向旋转的涵道风扇的转速大于12000转/分。

可选的，传感器组件201包括：陀螺仪；陀螺仪用于监测飞行汽车的俯仰角和滚转角；确定飞行汽车为安全状态，包括：飞行汽车的俯仰角小于第一预设阈值，且飞行汽车的滚转角小于第二预设阈值时，控制组件确定飞行汽车处于安全状态。在具体飞行中，根据对实际飞行数据的检测，第一预设阈值可以优选设置为50度，第二预设阈值可以优选设置为50度，以上优选值还可以根据实际情况进行更改，本发明实施例对此不作限定，当飞行汽车的相关参数超出以上预设时，说明飞行汽车处于俯仰角度过大且滚转角度过大的姿态，此时处于危险状态，飞行汽车易出现坠毁事故。

需要说明的是，陀螺仪可以为惯性导航元件的组成部分，因此，可以利用惯性导航元件中包括的陀螺仪进行飞行汽车的俯仰角和滚转角的监测。

可选的，基于图3示出的一种机翼121折叠实例，进一步参照图10，其示出了本发明实施例提供的另一种飞行汽车的结构图，图10示出的机翼121折叠实例中，机翼121包括：第二固定部121f、第一旋转组件、第二旋转组件、第三端部121g和第四端部121h；第二固定部121f设置在汽车本体13的顶部，第二固定部121f的一端通过第一旋转组件与第三端部121g连接，第二固定部121f的另一端通过第二旋转组件与第四端部121h连接；第三端部121g和第四端部121h用于通过第一旋转组件和第二旋转组件，以第二固定部121f为轴心做旋转运动。

图10中展示的是本发明提出的第二种机翼121展收方式，其中第二固定部121f与汽车本体13重叠部分保持不变；第三端部121g和第四端部121h首先可以通过第一旋转组件、第二旋转组件绕机翼121横轴(轴C)旋转约90度，使第三端部121g和第四端部121h的前缘位于上方，进一步，再绕转轴(轴D)沿图示方向向后旋转90度与汽车本体13的后部贴合，得到图11所示的收纳状态，其中，第一旋转组件、第二旋转组件可以为旋转轴或球销结构的旋转组件。

需要说明的是，参照图12，图12中展示的是本发明提出的第三种机翼121展收实例。第三端部121g和第四端部121h可以通过第一旋转组件、第二旋转组件，基于第二固定部121f分别绕转轴E和转轴F向后旋转约90度，使得第三端部121g和第四端部121h与汽车本体13纵向基本平行。

可选的，参照图2，飞行汽车还包括：尾翼组件15，本发明实施例中可以尾翼组件15采用“T”型翼结构，分为水平尾翼151和垂直尾翼152，其中水平尾翼151与机翼121平行，同时在水平尾翼151上设置有升降舵153，在垂直尾翼152上设置有方向舵154；垂直尾翼152与机翼121垂直，升降舵153，可以上下偏转，用于控制飞行汽车的俯仰机动，方向舵154可以左右偏转，用于控制飞行汽车的偏航机动。

需要说明的是，飞行汽车也可以为如图13所示的无尾翼结构，尾翼组件15具有维持整机平衡和调整姿态航向的作用，但是，尾翼组件15并不是本发明涉及飞行汽车方案的必要装置，因为，在汽车本体13周围设置多组(至少4组)涵道风扇111。涵道风扇111不仅能为飞行汽车提可垂直起降的升力，同时也可在任何姿态下辅助飞行汽车完成姿态和航向的调整，也就是说，本发明涉及的飞行汽车兼具机翼和多旋翼飞行汽车的特点，对于图2中展示的飞行汽车实例，在稳定巡航过程中，涵道风扇111可以处于完全关闭状态，由机翼121提供平飞所需的全部升力，靠机翼121、尾翼组件15、推力风扇122等装置来控制飞行汽车的姿态与航向；也可采用多旋翼及机翼结合的控制方法来提高整机的机动性，而对于图13所示的无尾翼飞行汽车实例，在平飞巡航阶段，则必须依靠涵道风扇111来辅助飞行汽车进行姿态及航向的调整。

需要说明的是，参照图2，飞行汽车在平飞过程中，飞行汽车的滚转机动，主要靠副翼151上下偏转完成；巡航过程中，飞行汽车的俯仰机动主要靠水平尾翼151的升降舵153上下偏转完成；飞行汽车的偏航机动主要靠垂直尾翼152的方向舵154左右偏转来完成。具体控制方式对于本领域专业人员显而易见，在此不做过多赘述。

综上所述，本发明实施例提供的一种飞行汽车控制系统，包括：传感器组件和控制组件；飞行汽车的巡航组件包括：可折展的机翼和推力风扇；传感器组件设置在飞行汽车上，推力风扇设置在所述飞行汽车顶部，并相对飞行汽车的纵向对称面对称排布；传感器组件用于获取飞行汽车的状态参数并将状态参数发送至控制组件；控制组件用于根据状态参数，确定飞行汽车是否处于安全状态；控制组件还用于根据飞行状态切换指令，在确定飞行汽车为安全状态时，通过控制旋翼组件工作，和/或控制推力风扇工作，和/或控制机翼展开或折叠，将飞行汽车由第一飞行状态切换为第二飞行状态。本发明通过控制旋翼组件、推力风扇的转速和机翼的折展，使飞行汽车实现机翼的空中折展，减小在地面行驶及低空飞行时占据的空间，拓展了飞行汽车的应用场景。另外，本发明通过涵道风扇提供的垂直升力实现了飞行汽车的垂直起降功能，并通过巡航组件实现了在飞行过程中提高巡航和续航能力的目的，利用旋翼组件和巡航组件的配合，实现飞行汽车的陆空转换能力。

参照图14，示出了本发明实施例的一种飞行汽车控制方法的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤501，获取飞行汽车的状态参数。

在本发明实施例中，传感器组件用于将获取到的飞行汽车的状态参数发送至控制组件；控制组件用于根据状态参数，确定飞行汽车的状态；控制组件还用于根据飞行状态切换指令，且确定飞行汽车为安全状态时，通过控制旋翼组件以预设转速旋转，以及控制机翼展开或折叠，将飞行汽车由第一飞行状态切换为第二飞行状态。

步骤502，根据所述状态参数，确定所述飞行汽车是否处于安全状态。

在本发明实施例中，在具体使用中，飞行汽车涉及到多个飞行状态之间的转换，如，地面飞行状态转换为垂直起飞/滑翔起飞状态，空中悬停状态转换为水平巡航飞行状态，飞行状态转换为降落状态等，飞行状态的切换涉及到飞行汽车的旋翼组件、巡航组件和降落组件的配合，传感器组件可以监控飞行汽车各个组件的状态参数，确定飞行汽车是否处于安全状态，控制组件可以根据状态参数向飞行汽车各个组件发送控制指令，以使得各个组件做出对应调整，完成飞行状态的切换。

步骤503，根据飞行状态切换指令，在确定所述飞行汽车为安全状态时，控制旋翼组件工作，和/或控制推力风扇工作，和/或控制机翼展开或折叠，将所述飞行汽车由第一飞行状态切换为第二飞行状态。

具体的，当飞行汽车处于地面时，可以通过控制飞行汽车的旋翼组件工作，使得飞行汽车垂直起飞，由地面状态切换为悬停飞行状态，在飞行汽车处于悬停飞行状态之后，可以进一步进行水平巡航飞行，具体是通过先将未展开的机翼由折叠变为完全展开，完全展开后，控制推力风扇工作，在机翼提供的升力和推力风扇提供的水平推进力的共同作用下，飞行汽车可以由悬停飞行状态切换为水平巡航飞行状态。

本发明实施例还提供一种如图2所示的飞行汽车，包括：旋翼组件11、巡航组件12和飞行汽车控制系统。

综上所述，本发明实施例提供的一种飞行汽车控制系统、方法及飞行汽车，所述系统包括：传感器组件和控制组件，飞行汽车的巡航组件包括：可折展的机翼和推力风扇；传感器组件设置在飞行汽车上，推力风扇设置在飞行汽车顶部对应纵向中轴线的位置处；传感器组件用于将获取到的飞行汽车的状态参数发送至控制组件；控制组件用于根据状态参数，确定飞行汽车是否处于安全状态；控制组件还用于根据飞行状态切换指令，在确定飞行汽车为安全状态时，通过控制飞行汽车的旋翼组件工作，和/或控制推力风扇工作，和/或控制机翼展开或折叠，将飞行汽车由第一飞行状态切换为第二飞行状态。本发明通过控制旋翼组件和推力风扇以预设转速旋转，以及控制机翼展开或折叠，将飞行汽车由第一飞行状态切换为第二飞行状态。本发明通过控制旋翼组件、推力风扇的转速和机翼的折展，使飞行汽车实现机翼的空中折展，减小在地面行驶及低空飞行时占据的空间，拓展了飞行汽车的应用场景。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种飞行汽车控制系统，应用于一种包括旋翼组件和巡航组件的飞行汽车，其特征在于，

所述飞行汽车控制系统包括：传感器组件和控制组件；

所述巡航组件包括：可折展的机翼和推力风扇；

所述传感器组件设置在所述飞行汽车上，所述推力风扇设置在所述飞行汽车顶部，并相对所述飞行汽车的纵向对称面对称排布；

所述传感器组件获取所述飞行汽车的状态参数并将所述状态参数发送至所述控制组件；所述控制组件用于根据所述状态参数，确定所述飞行汽车是否处于安全状态；

所述控制组件还用于根据飞行状态切换指令，在确定所述飞行汽车为安全状态时，通过控制所述旋翼组件工作，和/或控制所述推力风扇工作，和/或控制所述机翼展开或折叠，将所述飞行汽车由第一飞行状态切换为第二飞行状态；

所述传感器组件包括：双目视觉传感器；所述双目视觉传感器分别设置在所述飞行汽车的纵向对称面的两侧；

所述双目视觉传感器用于生成所述飞行汽车周围环境的三维模拟场景，并确定所述三维模拟场景中所述飞行汽车与周围障碍物之间的距离和方位角；

所述旋翼组件还包括：偶数组涵道风扇；

所述偶数组涵道风扇分别对称设置在所述飞行汽车的纵向对称面的两侧，且任意相邻的两组涵道风扇的旋转方向相反；

所述涵道风扇通过电动马达直接驱动。

2.根据权利要求1所述的飞行汽车控制系统，其特征在于，所述控制组件还用于根据飞行状态切换指令，在确定所述飞行汽车为安全状态时，通过控制所述旋翼组件工作，将所述飞行汽车由第一飞行状态切换为第二飞行状态，包括：

通过所述控制组件生成起飞指令；

根据所述起飞指令，所述控制组件控制所述旋翼组件以第一预设转速旋转，使得所述飞行汽车由地面状态切换为悬停飞行状态。

3.根据权利要求2所述的飞行汽车控制系统，其特征在于，

在所述飞行汽车处于所述悬停飞行状态之后，若所述机翼的展开状态为未展开状态：

当所述飞行汽车与周围障碍物之间距离大于或等于第一预设距离时，则确定所述飞行汽车处于安全状态；

当所述飞行汽车与周围障碍物之间距离小于所述第一预设距离时，则确定所述飞行汽车处于非安全状态，同时所述控制组件根据所述三维模拟场景以及所述飞行汽车与周围障碍物之间的距离以及方位角，确定所述三维模拟场景中的目标位置坐标，所述目标位置坐标为所述飞行汽车与周围障碍物之间距离大于所述第一预设距离时的位置坐标，所述控制组件控制所述飞行汽车移动至所述目标位置坐标，直至确定所述飞行汽车处于安全状态；在所述飞行汽车处于安全状态时，所述控制组件控制所述机翼完全展开。

4.根据权利要求2所述的飞行汽车控制系统，其特征在于，

当所述机翼为完全展开状态时，所述控制组件控制所述推力风扇以第二预设转速旋转；

所述控制组件控制所述旋翼组件的转速，使得所述旋翼组件保持所述飞行汽车平飞，直至所述机翼能够提供保持所述飞行汽车平飞的全部升力后，所述控制组件控制所述旋翼组件停止工作，所述飞行汽车由悬停飞行状态切换为水平巡航飞行状态。

5.根据权利要求4所述的飞行汽车控制系统，其特征在于，所述传感器组件包括：惯性导航元件；所述惯性导航元件用于提供计算所述旋翼组件的目标升力的参数；

所述控制组件还用于获取所述目标升力；

当所述控制组件确定所述目标升力大于0时，控制所述旋翼组件调整转速，使所述旋翼组件提供所述目标升力；

当所述控制组件确定所述目标升力小于或等于0时，控制所述旋翼组件停止工作。

6.根据权利要求1所述的飞行汽车控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

当所述控制组件接收到单侧机动指令时，所述控制组件控制位于机动方向一侧的涵道风扇的转速小于第三预设转速，并控制位于另一侧的涵道风扇的转速大于第四预设转速；

当所述控制组件接收到逆时针偏航指令时，所述控制组件控制处于顺时针方向旋转的涵道风扇的转速大于第五预设转速，并控制处于逆时针方向旋转的涵道风扇的转速小于第六预设转速；

当所述控制组件接收到顺时针偏航指令时，所述控制组件控制处于逆时针方向旋转的涵道风扇的转速大于第五预设转速，并控制处于顺时针方向旋转的涵道风扇的转速小于第六预设转速。

7.根据权利要求1所述的飞行汽车控制系统，其特征在于，所述传感器组件包括：陀螺仪；所述陀螺仪用于监测所述飞行汽车的俯仰角和滚转角；

所述控制组件确定所述飞行汽车为安全状态，包括：所述飞行汽车的俯仰角小于第一预设阈值，且所述飞行汽车的滚转角小于第二预设阈值时，所述控制组件确定所述飞行汽车处于安全状态。

8.一种飞行汽车控制方法，其特征在于，所述方法利用权利要求1-7中任意一项所述的飞行汽车控制系统，所述方法包括：

获取飞行汽车的状态参数；

根据所述状态参数，确定所述飞行汽车是否处于安全状态；

根据飞行状态切换指令，在确定所述飞行汽车为安全状态时，控制旋翼组件工作，和/或控制推力风扇工作，和/或控制机翼展开或折叠，将所述飞行汽车由第一飞行状态切换为第二飞行状态；

通过设置在所述飞行汽车的纵向对称面的两侧的双目视觉传感器，生成所述飞行汽车周围环境的三维模拟场景，并确定所述三维模拟场景中所述飞行汽车与周围障碍物之间的距离和方位角；

接收到单侧机动指令时，控制位于机动方向一侧的涵道风扇的转速小于第三预设转速，并控制位于另一侧的涵道风扇的转速大于第四预设转速；

所述涵道风扇通过电动马达直接驱动。

9.一种飞行汽车，其特征在于，包括：旋翼组件、巡航组件和权利要求1至7任一所述的飞行汽车控制系统。

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