CN117850441A - 飞行装置控制方法、装置、电子设备及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种飞行装置控制方法、装置、电子设备及可读存储介质，其中，该方法包括：根据飞行装置的当前环境确定所述飞行装置的当前运动状态，所述当前环境为水面环境、空中环境和地面环境中的一种；根据所述当前运动状态，确定所述飞行装置的机体状态信息；根据所述机体状态信息，控制所述飞行装置的旋翼和/或轮桨动作。通过根据飞行装置的当前环境，确定出飞行装置的当前运动状态，并进一步确定出飞行装置的机体状态信息，以控制飞行装置在水面环境、地面环境或空中环境中运动，实现了飞行装置在水陆空三种环境中的运动控制，以使该飞行装置在水陆空三种环境中均能运动，增加了该飞行装置的应用场景。
Description
技术领域
本申请涉及飞行器领域，具体而言，涉及一种飞行装置控制方法、装置、电子设备及可读存储介质。
背景技术
飞行器是在大气层内飞行的器械，其靠空气的静浮力或空气相对运动产生的空气动力升空飞行。
随着飞行器相关技术的发展，飞行装置逐渐被应用于多种场景。例如，货物搬运场景、抗险救灾场景、侦察巡视场景等。在目前的飞行器领域，目前其应用或使用的场景较为单一。对于较为复杂的使用场景，例如既包括空中又包括复杂路况的陆地的场景以及既包括空中又包括水面情况的场景，目前的飞行装置难以适应这类复杂的场景，从而飞行装置的应用受到了限制。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种飞行装置控制方法、装置、电子设备及可读存储介质，能够控制该飞行装置在水陆空三种环境中运动，增加飞行装置的应用场景。
第一方面，本申请实施例提供了一种飞行装置控制方法，所述方法应用于具有旋翼和轮桨的飞行装置；所述方法包括：根据飞行装置的当前环境确定所述飞行装置的当前运动状态，所述当前环境为水面环境、空中环境和地面环境中的一种；根据所述当前运动状态，确定所述飞行装置的机体状态信息；根据所述机体状态信息，控制所述飞行装置的旋翼和/或轮桨动作。
在上述实现过程中，通过根据飞行装置的当前环境，确定出飞行装置的当前运动状态，并进一步确定出飞行装置的机体状态信息，以控制飞行装置在水面环境、地面环境或空中环境中运动，实现了飞行装置在水陆空三种环境中的运动控制，以使该飞行装置在水陆空三种环境中均能运动，增加了该飞行装置的应用场景。
在一个实施例中，所述当前运动状态包括：空中模态，所述机体状态信息包括滚转角信息、俯仰角信息和机体姿态；所述根据所述当前运动状态，确定所述飞行装置的机体状态信息，包括：根据所述空中模态确定所述滚转角信息、所述俯仰角信息和所述机体姿态。
在上述实现过程中，在飞行装置处于空中模态时，由于飞行装置在空中运动时的机体姿态会影响该飞信装置在空中的运动状态。因而，在确定出飞行装置的当前运动状态为空中模态时，可以通过确定飞行装置的机体姿态、滚转角信息和俯仰角信息进一步确定飞行装置的旋翼升力，以控制相应的旋翼转动，在实现控制在飞行装置在空中运动的同时，简化了机体状态信息的确定，提高了机体状态信息确定效率。
在一个实施例中，其中，所述空中模态包括空中旋翼模态；所述根据所述空中模态确定所述滚转角信息、所述俯仰角信息和所述机体姿态，包括：若所述空中模态为空中旋翼模态，则确定滚转角的角度和俯仰角的角度均在第一预设范围内，以及确定所述机体姿态为水平姿态或所述机体姿态为倾斜姿态。
在上述实现过程中，在该飞行装置为空中旋翼模态时，飞行装置可以在空中保持水平姿态或保持倾斜姿态，因而可以将飞行装置的滚转角和俯仰角设置在第一预设范围内，以使得飞行装置在空中旋翼模态可以在保持水平姿态和倾斜姿态切换，增加飞行装置在空中旋翼模态时运动的多样性。
在一个实施例中，所述第一预设范围为-25°～+25°。
在一个实施例中，其中，所述空中模态包括空中前行模态；所述根据所述空中模态确定所述滚转角信息、所述俯仰角信息和所述机体姿态，包括：若所述空中模态为空中前行模态，则确定滚转角的角度为0°和俯仰角的角度为负值，以及确定所述机体姿态为倾斜姿态；所述飞行装置的增升机翼产生升力。
在上述实现过程中，在该飞行装置为空中前行模态时，飞行装置需要提供向前飞行的飞行动力和向上飞行的飞行升力。将给飞行装置的姿态设置为倾斜姿态，在飞行装置在空中前行运动时飞行装置的增升机翼处于正升力系数，产生正升力，减少空气阻力，进而可以减少旋翼产生的升力，降低飞行装置的功率损耗。
在一个实施例中，其中，所述空中模态包括空中机翼增升模态；所述根据所述空中模态确定所述滚转角信息、所述俯仰角信息和所述机体姿态，包括：若所述空中模态为机翼增升模态，则确定飞行速度大于速度阈值,滚转角的角度在第二预设范围内和俯仰角的角度为负值，以及确定所述机体姿态为倾斜姿态；所述飞行装置的增升机翼产生升力。
在上述实现过程中，在该飞行装置为机翼增升模态时，飞行装置需要提供向前飞行的飞行动力。通过将飞行装置的滚转角设置在第二预设范围内，可以使得该飞行装置的姿态设置为低头前倾姿态，在飞行装置在空中前行运动时飞行装置的增升机翼处于正升力系数，产生正升力，进而可以减少旋翼产生的升力，降低飞行装置的功率损耗。另外，通过设置飞行装置的飞行速度大于速度阈值，可以使得飞行装置能够在为机翼增升模态下快速飞行，提高该飞行装置的飞行速度。
在一个实施例中，所述速度阈值为10m/s，所述第二预设范围为-15°～+15°。
在一个实施例中，所述根据所述机体状态信息，控制所述飞行装置的旋翼和/或轮桨动作，包括：根据所述机体状态信息与所述飞行装置的受力情况确定所述旋翼的旋翼升力；根据所述旋翼升力控制所述旋翼的旋转速度；以及控制所述轮桨不动作。
在上述实现过程中，在确定出飞行装置的当前姿态信息后，根据其当前姿态信息和受力分析确定出该飞行装置的每个旋翼的旋翼升力，进而根据该旋翼升力控制相应旋翼的旋转速度，以通过控制旋翼的旋转速度控制该飞行装置在空中模态时完成多种姿态，增加了该飞行装置在空中的多种动作执行，提高该飞行装置的运动速度和越障能力。
在一个实施例中，其中，根据所述机体状态信息与所述飞行装置的受力情况确定所述旋翼的旋翼升力的计算公式为：θ|φ＝β＝0＝μ+-T；
其中，θ为俯仰角，μ为航迹倾角，εT为安装角，φ为滚转角，α为攻角，β为侧滑角，m为飞行装置的质量，V为飞行装置的速度矢量，Fi为第i个旋翼的旋翼升力，L为飞行装置的机翼升力，D为飞行装置的机体阻力，Y为气流在飞行装置的机体上的侧力，Gxa为飞行装置的重力在气流坐标系上的第一分量，Gya为飞行装置的重力在气流坐标系上的第二分量，Gza为飞行装置的重力在气流坐标系上的第三分量，rw为气流坐标系下的偏航角速率，qw为气流坐标系下的滚转角速率，i为第i个旋翼，n为总旋翼数量。
在上述实现过程中，通过分别建立该飞行装置在气动坐标系下三个方向的受力平衡关系，可以更加准确地确定出每个旋翼需要提高的旋翼升力，提高计算旋翼升力的准确性。
在一个实施例中，其中，所述当前运动状态包括：地面模态和水面模态，所述机体状态信息包括旋翼升力信息、轮桨转动信息和机体姿态；所述根据所述当前运动状态，确定所述飞行装置的机体状态信息，包括：根据所述地面模态或所述水面模态，确定所述飞行装置的所述旋翼升力信息、所述轮桨转动信息和所述机体姿态。
在上述实现过程中，在飞行装置处于地面模态或水面模态时，飞行装置的旋翼和轮桨均要参与该飞行装置的运动。因而，在确定出飞行装置的当前运动状态为地面模态或水面模态时，需要进一步确定飞行装置的旋翼升力信息与轮桨转动信息，以控制相应的旋翼和轮桨转动，在控制在飞行装置在地面或水面运动，以增加该飞行装置的实用场景。
在一个实施例中，所述根据所述地面模态或所述水面模态，确定所述飞行装置的所述旋翼升力信息、所述轮桨转动信息和所述机体姿态，包括：若所述当前运动状态为所述地面模态，则根据所述飞行装置的重力和所述轮桨的支撑力确定所述旋翼升力信息，根据所述飞行装置的前进速度和摩擦力确定所述轮桨转动信息，以及确定所述机体为水平姿态。
在上述实现过程中，当该飞行装置处于地面运动时，根据该飞行装置在地面的受力情况，可以确定出该飞行装置的旋翼升力和轮桨转动信息，进而控制该飞行装置在地面运动，由于飞行装置在地面仅需要克服较小的摩擦力，而空中需要克服空气阻力和机体本身重力等阻力，水面需要克服较大的水流阻力。因而相对于水面和空中，飞行装置在地面需要克服的阻力较少，因而具有良好的运载能力和续航能力，因而可以提高该飞行装置的运载能力和续航能力。
在一个实施例中，所述飞行装置包括长度方向和宽度方向；所述根据所述飞行装置的重力和所述轮桨的支撑力确定所述旋翼升力信息的公式为：所述根据所述飞行装置的前进速度和摩擦力确定所述轮桨转动信息的公式为：/>所述确定所述机体为水平姿态的公式为：F11d11+21d21+…+i1di1＝12d12+F22d22+…+i2di2；其中，i为第i个旋翼，n为总旋翼数量，Fi为第i个旋翼的旋翼升力，D为飞行装置的机体阻力，G为飞行装置的重力，N1为沿长度方向第一侧轮桨的轮桨支撑力，N2为沿长度方向第二侧轮桨的轮桨支撑力，T1为沿长度方向第一侧轮桨的轮桨驱动力，T2为沿长度方向第二侧轮桨的轮桨驱动力，Fi1为沿长度方向第一侧第i个旋翼的旋翼升力，di1为沿长度方向第一侧第i个旋翼对质心的力臂，Fi2为沿长度方向第二侧第i个旋翼的旋翼升力，di2为沿长度方向第二侧第i个旋翼对质心的力臂。
在上述实现过程中，由于该飞行装置在地面主要受沿长度方向和沿高度方向的力，因而通过分别建立该飞行装置在气动坐标系下沿长度方向和沿高度方向的受力平衡关系，可以更加准确地确定出每个旋翼需要提供的旋翼升力以及每个轮桨需要提供的驱动力，提高计算旋翼升力和驱动力的准确性。
在一个实施例中，所述根据所述地面模态或所述水面模态，确定所述飞行装置的所述旋翼升力信息、所述轮桨转动信息和所述机体姿态，还包括：若所述当前运动状态为所述水面模态，则根据所述飞行装置的重力和水面浮力确定所述旋翼升力信息，根据所述飞行装置的前进速度和水流阻力确定所述轮桨转动信息，以及确定所述机体为水平姿态。
在上述实现过程中，当该飞行装置处于水面运动时，根据该飞行装置在水面的受力情况，可以确定出该飞行装置的旋翼升力和轮桨转动信息，进而控制该飞行装置在水面运动，增加了该飞行装置的使用场景。
在一个实施例中，所述飞行装置包括长度方向和宽度方向；所述根据所述飞行装置的重力和水面浮力确定所述旋翼升力信息的公式为：所述根据所述飞行装置的前进速度和水流阻力确定所述轮桨转动信息的公式为：所述确定所述机体为水平姿态的公式为：F11d11+F21d21+…+Fi1di1＝F12d12+F22d22+…+Fi2di2+FLΔL；其中，i为第i个旋翼，n为总旋翼数量，Fi为第i个的旋翼升力，D为飞行装置的机体阻力，G为飞行装置的重力，FL为机体浮力，θ为俯仰角，Fw1为沿长度方向第一侧轮桨的轮桨驱动力，Fw2为沿长度方向第二侧轮桨的轮桨驱动力，ΔL为质心偏离轮桨轴线的偏移量，Fi1为沿长度方向第一侧第i个旋翼的旋翼升力，di1为沿长度方向第一侧第i个旋翼对质心的力臂，Fi2为沿长度方向第二侧第i个旋翼的旋翼升力，di2为沿长度方向第二侧第i个旋翼对质心的力臂。
在上述实现过程中，由于该飞行装置在水面主要受沿长度方向和沿高度方向的力，因而通过分别建立该飞行装置在气动坐标系下沿长度方向和沿高度方向的受力平衡关系，可以更加准确地确定出每个旋翼需要提供的旋翼升力以及每个轮桨需要提供的驱动力，提高计算旋翼升力和驱动力的准确性。
第二方面，本申请实施例还提供一种飞行装置控制装置，包括：第一确定模块，用于根据飞行装置的当前环境确定所述飞行装置的当前运动状态，所述当前环境为水面环境、空中环境和地面环境中的一种；第二确定模块，用于根据所述当前运动状态，确定所述飞行装置的机体状态信息；控制模块，用于根据所述机体状态信息，控制所述飞行装置的旋翼和/或轮桨动作。
第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行上述第一方面，或第一方面的任一种可能的实施方式中的方法的步骤。
第四方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面，或第一方面的任一种可能的实施方式中飞行装置控制方法的步骤。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的飞行装置三维示意图；
图2为本申请实施例提供的电子设备的方框示意图；
图3为本申请实施例提供的飞行装置控制方法的流程图；
图4为本申请实施例提供的飞行装置在空中旋翼模态的受力示意图；
图5为本申请实施例提供的飞行装置在空中前行模态的受力示意图；
图6为本申请实施例提供的飞行装置在地面模态的受力示意图；
图7为本申请实施例提供的飞行装置在水面模态的受力示意图；
图8为本申请实施例提供的飞行装置控制装置的功能模块示意图。
附图说明：10-旋翼、20-旋翼臂、30-轮桨、40-机体、C-长度方向、K-宽度方向、H-高度方向、100-电子设备、111-存储器、113-处理器、301-第一确定模块、302-第二确定模块、303-控制模块。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
随着环境的恶化，各种灾害频发，例如，泥石流和地震等。这些灾害严重威胁着人们的生命安全，造成重大生命和财产损失。洪涝、泥石流灾害发生后，通常会发生建筑物倾斜变形或者山体发生滑坡等险情，进而造成道路堵塞、救援难等问题。尤其是山体滑坡，由于山区道路崎岖且部分山区中还有河流等，因而受灾现场的环境通常较为复杂。因此，需要根据受灾现场的不同环境控制飞行装置通过在水面运动、地面运动和空中运动等多种复杂区域执行下相应的搜救、救援等任务。但是，现有的飞行装置仅能控制其在两种环境下执行相应任务，无法适应复杂的环境。
有鉴于此，本申请提出一种飞行装置控制方法，包括：根据飞行装置的当前环境确定飞行装置的当前运动状态，并根据其当前运动状态确定飞行装置的机体状态信息，并基于机体状态信息控制其旋翼和/或轮桨动作，以控制飞行装置在水面环境、地面环境或空中环境中运动，实现了飞行装置在水陆空三种环境中的运动控制，以使该飞行装置在水陆空三种环境中均能运动，增加该飞行装置的应用场景。
为便于对本实施例进行理解，首先对执行本申请实施例所公开的一种飞行装置控制方法的飞行装置进行详细介绍。
如图1所示，是本申请实施例提供的飞行装置三维示意图。该飞行装置包括旋翼10、旋翼臂20、轮桨30以及机体40。
其中，旋翼10用于旋转产生升力，轮桨30用于旋转产生驱动力。该飞行装置在该升力的作用下保持机体40平衡以及克服机体40重力在空中运动。该飞行装置在该驱动的作用下在地面或水面运动。
这里的机体40可以是翼型机体，也可以是普通机体。该机体40可以根据实际情况进行选择。
上述的飞行装置可以包括长度方向C、宽度方向K和高度方向H。该长度方向C和宽度方向K与地平面平行，且宽度方向K与长度方向C正交，该高度方向H与长度和宽度方向K所在平面相交。
在一些实施例中，该飞行装置上还可以设置信息采集装置。该信息采集装置可以包括定位设备、图像采集设备、红外传感器、激光设备等设备中的一种或多种。该信息采集装置可以根据实际情况进行选择。
下面对执行本申请实施例所公开的飞行装置控制方法的电子设备进行详细介绍。
如图2所示，是电子设备的方框示意图。电子设备100可以包括存储器111和处理器113。本领域普通技术人员可以理解，图2所示的结构仅为示意，其并不对电子设备100的结构造成限定。例如，电子设备100还可包括比图2中所示更多或者更少的组件，或者具有与图2所示不同的配置。
上述的存储器111和处理器113相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。上述的处理器113用于执行存储器中存储的可执行模块。
其中，存储器111可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，只读存储器(Read Only Memory，简称ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory，简称PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，简称EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-OnlyMemory，简称EEPROM)等。其中，存储器111用于存储程序，所述处理器113在接收到执行指令后，执行所述程序，本申请实施例任一实施例揭示的过程定义的电子设备100所执行的方法可以应用于处理器113中，或者由处理器113实现。
上述的处理器113可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器113可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(digital signalprocessor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
可选地，该电子设备100可以设置在该飞行装置上，也可以设置在该飞行装置外，该电子设备100的设置位置及方式可以根据实际情况进行调整。
本实施例中的电子设备100可以用于执行本申请实施例提供的各个方法中的各个步骤。
请参阅图3，是本申请实施例提供的飞行装置控制方法的流程图。下面将对图3所示的具体流程进行详细阐述。
步骤201，根据飞行装置的当前环境确定飞行装置的当前运动状态。
其中，当前环境为水面环境、空中环境和地面环境中的一种。该当前环境可以根据信息采集装置确定，也可以根据该飞行装置的历史运动情况确定，该当前环境的具体确定方式可以根据实际情况进行选择。
例如，若信息采集装置为定位设备，该定位装置设置在飞行装置上，则该定位装置可以实时获取该飞行装置的位置信息，以根据该飞行装置的位置信息确定该飞行装置的当前环境。
若信息采集装置为图像采集设备，该图像采集设备设置在飞行装置上，则该图像采集设备可以实时获取该飞行装置的周围环境信息，以根据该周围环境信息确定该飞行装置的当前环境。
在一些实施例中，该飞行装置在执行某一任务之前，其运动路线为提前规划好的路径。该飞行装置在执行某一任务时，按照提前规划好的路线运动即可。在这种情况下，可以根据飞行装置的历史运动路线确定该飞行装置的当前环境。
可以理解地，该飞行装置在不同的环境下，其运动状态不同。例如，该飞行装置在水面环境，其飞行状态可以包括水平前进、水平后退、水平左转、水平右转等。该飞行装置在地面环境，其飞行状态可以包括水平前进、水平后退、水平左转、水平右转等。该飞行装置在水空中境，其飞行状态可以包括垂直起飞、垂直降落、悬停、水平前飞、滑动降落等。
当然，该飞行装置所在的当前环境还可以进一步确定。例如，在确定出该飞行装置在水面环境时，还可以获取该飞行装置周围环境信息(如，障碍物、浅水区、深水区等)。根据该飞行装置的周围环境信息和水面环境确定该飞行装置当前的运动状态。
步骤202，根据当前运动状态，确定飞行装置的机体状态信息。
这里的当前运动状态可以包括：空中模态、地面模态和水面模态。其中，空中模态包括空中旋翼模态、机翼增升模态和空中前行模态。
上述的机体状态信息可以包括姿态控制信息、高度控制信息、速度控制信息等。
可选地，该机体状态信息可以是滚转角信息、俯仰角信息、旋翼升力信息、轮桨转动信息和机体姿态等。
可以理解地，飞行装置在不同运动状态，其对应的姿态不同。例如，飞行装置的当前运动状态为地面模态时，其对应的姿态包括水平前进、水平后退、水平左转、水平右转等。飞行装置的当前运动状态为水面模态时，其对应的姿态包括水平前进、水平后退、水平左转、水平右转等。飞行装置的当前运动状态为空中模态时，其对应的姿态包括垂直起飞、垂直降落、垂直转向、悬停、水平前飞、滑行降落等。
该飞行装置在不同姿态下，可以根据该飞行装置在不同姿态的受力情况，确定对应不同的机体状态信息。
例如，若该飞行装置的姿态为水平前进，则可以根据飞行装置的重力和轮桨30的支撑力确定旋翼升力信息，根据飞行装置的前进速度和摩擦力确定轮桨转动信息。
若该飞行装置的姿态为水平左转，则可以根据飞行装置的重力和轮桨30的支撑力确定旋翼升力信息，根据飞行装置的转向速度、转向角度和摩擦力确定轮桨转动信息。
若该飞行装置的姿态为水平前飞，则可以确定该飞行装置的滚转角的角度为0°和俯仰角的角度为负值，以及确定机体姿态为倾斜姿态等。
上述的飞行装置的姿态和机体状态信息仅为示意，其并不对飞行装置的姿态和机体状态信息造成限定。在该飞行装置的实际应用中，还可以包括更多或更少的运动状态和机体状态信息。
步骤203，根据机体状态信息，控制飞行装置的旋翼10和/或轮桨30动作。
可以理解地，在根据飞行装置的当前运动状态确定出飞行装置的机体状态信息时，还可以根据当前机体状态信息和每个姿态对应的受力情况确定出该飞行装置的旋翼10需要产生的旋翼升力以及轮桨30需要产生的驱动力，并基于旋翼升力控制对应旋翼10旋转，以及基于驱动力控制对应轮桨30旋转。
在上述实现过程中，通过根据飞行装置的当前环境，确定出飞行装置的当前运动状态，并进一步确定出飞行装置的机体状态信息，以控制飞行装置在水面环境、地面环境或空中环境中运动，实现了飞行装置在水陆空三种环境中的运动控制，以使该飞行装置在水陆空三种环境中均能运动，增加了该飞行装置的应用场景。
在一种可能的实现方式中，步骤202，包括：根据空中模态确定滚转角信息、俯仰角信息和机体姿态。
可以理解地，如图4和图5所示，当该飞行装置处于空中模态时，由于飞行装置需要在空中运动，其旋翼10需要产生一定的旋翼升力以克服飞行装置机体40的重力和空气阻力，以使该飞行装置能够轻易跨越地面和水面障碍。因而，在空中模态时，该飞行装置仅旋翼10工作，轮桨30可以不工作。
在一些实施例中，当该飞信装置处于空中旋翼模态时，该飞行装置需要保持机体40水平姿态或倾斜姿态。
当飞行装置保持机体40水平姿态时，该飞行装置的旋翼10产生的旋翼升力需要相同。当飞行装置保持机体40倾斜姿态时，该飞行装置靠近飞行装置头部的旋翼10产生的旋翼升力应当略低于靠近飞行装置尾部的旋翼10产生的旋翼升力。
当该飞信装置处于水平前飞模态时，该飞行装置需要低头前飞。此时，该飞行装置靠近飞行装置头部的旋翼10产生的旋翼升力应当略低于靠近飞行装置尾部的旋翼10产生的旋翼升力。
通常情况下，该飞行装置在空中模态的不同机体姿态下，其对应的滚转角、俯仰角等都是在一定范围内，即飞行装置在空中模态的不同机体姿态下，其滚转角、俯仰角等是固定的。例如，该飞行装置在空中旋翼模态时，其对应的滚转角和俯仰角在第一预设范围内。该飞行装置在水平前飞模态时，其对应的滚转角为0°，其俯仰角为-10°到0°等。因而，在确定出飞行装置的当前运动状态为空中模态时，可以通过确定该飞行装置的旋转角信息、俯仰角信息和机体姿态确定飞行装置的各个旋翼10的旋翼升力。
在上述实现过程中，在飞行装置处于空中模态时，由于飞行装置在空中运动时的机体姿态会影响该飞信装置在空中的运动状态。因而，在确定出飞行装置的当前运动状态为空中模态时，可以通过确定飞行装置的机体姿态、滚转角信息和俯仰角信息进一步确定飞行装置的旋翼升力，以控制相应的旋翼10转动，在实现控制在飞行装置在空中运动的同时，简化了机体状态信息的确定，提高了机体状态信息确定效率。
在一种可能的实现方式中，根据空中模态确定滚转角信息、俯仰角信息和机体姿态，包括：若空中模态为空中旋翼模态，则确定滚转角的角度和俯仰角的角度均在第一预设范围内，以及确定机体姿态为水平姿态或机体姿态为倾斜姿态。
这里的空中旋翼模态包括但不限于垂直起飞、垂直降落、悬停、旋转飞行和悬停转向等运动。
可选地，该飞行装置的具体空中旋翼模态可以根据该飞行装置在当前空中位置确定，也可以根据该飞行装置历史运动路线确定，还可以直接根据外部输入的控制信息确定，该飞行装置的具体空中盘旋状态可以根据实际情况进行调整。
可以理解地，当飞行装置处于空中旋翼模态时，该飞行装置处于水平状态或倾斜姿态，其俯仰角和滚转角的角度均在第一预设范围内，且该飞行装置在转向过程中航向角随机体40转向而变化。进而可以通过调节该飞行装置的俯仰角和滚转角的角度调整该飞行装置的姿态。
这里的第一预设范围可以是-25°～+25°。例如，该俯仰角和滚转角的角度为0°、10°、15°、20°、25°、-10°、-5°、-15°、-20°、-25°等。该俯仰角和滚转角的角度可以根据实际情况进行调整。在一些实施例中，该飞行装置的每种空中旋翼模态对应的滚转角的角度、俯仰角的角度以及确定机体姿态可以提前存储在存储装置中，也可以实时获取外部输入的信息。
在上述实现过程中，在该飞行装置为空中旋翼模态时，飞行装置可以在空中保持水平姿态或保持倾斜姿态，因而可以将飞行装置的滚转角和俯仰角设置在第一预设范围内，以使得飞行装置在空中旋翼模态可以在保持水平姿态和倾斜姿态切换，增加飞行装置在空中旋翼模态时运动的多样性。在一种可能的实现方式中，根据空中模态确定滚转角信息、俯仰角信息和机体姿态，包括：若空中模态为空中前行模态，则确定滚转角的角度为0°和俯仰角的角度为负值，以及确定机体姿态为倾斜姿态；飞行装置的增升机翼产生升力。
这里的空中前行模态包括但不限于水平前飞运动、滑行降落等运动。其中，水平前飞运动包括高速水平前飞运动和低速水平前飞运动。
在水平前飞运动，机体40低头，俯仰角为﹣10°到0°，滚转角为0°，旋翼升力的水平前向分量提供前向飞行动力，旋翼升力的垂直分量与飞行装置的增升机翼升力竖直分量提供飞行升力。
其中，当飞行装置处于高速水平前飞运动时，该飞行装置的俯仰角为﹣10°到0°，滚转角为0°。当飞行装置处于低速水平前飞运动时，该飞行装置的俯仰角为﹣10°到﹣5°，滚转角为0°。
当该飞行装置处于滑行降落状态时，该飞行装置的机体40抬头，俯仰角逐渐转正，旋翼10转速增加，增升机翼产生的升力减少。
可选地，该飞行装置的具体空中前行模态可以根据该飞行装置在当前空中位置确定，也可以根据该飞行装置历史运动路线确定，还可以直接根据外部输入的控制信息确定，该飞行装置的具体空中前行模态可以根据实际情况进行调整。
可以理解地，当飞行装置处于空中前行模态时，该飞行装置处于倾斜姿态，其滚转角为0°，但其俯仰角为负值，以使该飞行装置的头部略低于尾部，且该飞行装置在转向过程中航向角随机体40转向而变化。
在一些实施例中，该飞行装置的每种空中旋翼模态对应的滚转角的角度、俯仰角的角度以及确定机体姿态可以提前存储在存储装置中，也可以实时获取外部输入的信息。
在上述实现过程中，在该飞行装置为空中前行模态时，飞行装置需要提供向前飞行的飞行动力和向上飞行的飞行升力。将给飞行装置的姿态设置为倾斜姿态，在飞行装置在空中前行运动时飞行装置的增升机翼处于正升力系数，产生正升力，减少空气阻力，进而可以减少旋翼10产生的升力，降低飞行装置的功率损耗。
在一种可能的实现方式中，根据空中模态确定滚转角信息、俯仰角信息和机体姿态，包括：若空中模态为机翼增升模态，则确定飞行速度大于速度阈值，滚转角的角度在第二预设范围内和俯仰角的角度为负值，以及确定所述机体姿态为倾斜姿态；所述飞行装置的增升机翼产生升力。
这里的机翼增升模态包括但不限于低速水平前飞等运动。
上述的速度阈值可以是10m/s。当然，该速度阈值也可以根据实际情况进行调整。例如，该速度阈值可以为15m/s、8m/s、7m/s、5m/s、20m/s、18m/s等。该第二预设范围可以是-15°～+15°。例如，该滚转角的角度为0°、10°、15°、5°、8°、-10°、-5°、-15°、-8°、-13°等。该滚转角的角度可以根据实际情况进行调整。
示例性地，若在水平前飞运动，机体40低头，俯仰角可以设置为﹣10°到0°，滚转角为0°，旋翼升力的水平前向分量和增升机翼产生的升力水平前向分量提供前向飞行动力，旋翼升力的垂直分量与飞行装置的增升机翼升力竖直分量提供飞行升力。
可选地，该飞行装置的具体机翼增升模态可以根据该飞行装置在当前空中位置确定，也可以根据该飞行装置历史运动路线确定，还可以直接根据外部输入的控制信息确定，该飞行装置的具体机翼增升模态可以根据实际情况进行调整。
在上述实现过程中，在该飞行装置为机翼增升模态时，飞行装置需要提供向前飞行的飞行动力。通过将飞行装置的滚转角设置在第二预设范围内，可以使得该飞行装置的姿态设置为低头前倾姿态，在飞行装置在空中前行运动时飞行装置的增升机翼处于正升力系数，产生正升力，进而可以减少旋翼产生的升力，降低飞行装置的功率损耗。另外，通过设置飞行装置的飞行速度大于速度阈值，可以使得飞行装置能够在为机翼增升模态下快速飞行，提高该飞行装置的飞行速度。在一种可能的实现方式中，步骤203，包括：根据机体状态信息与飞行装置的受力情况确定旋翼10的旋翼升力；根据旋翼升力控制旋翼10的旋转速度；以及控制轮桨30不动作。
可以理解地，当该飞行装置处于不同飞行姿态时，其对应的受力会有所不同。
示例性地，若该飞行装置处于起飞姿态，则该飞行装置沿宽度方向K的第一侧和第二侧的旋翼10产生的力矩相等，该飞行装置沿长度方向C的第一侧和第二侧的旋翼10产生的旋翼升力相等，飞行装置沿宽度方向K的第一侧和第二侧的旋翼10产生的旋翼升力相等，且该飞行装置的升力之和大于飞行装置的机体40重力G，机体40起飞。
若该飞行装置处于空中悬停姿态，则该飞行装置沿宽度方向K的第一侧和第二侧的旋翼10产生的力矩相等，该飞行装置所有的旋翼10产生的旋翼升力相等，且该飞行装置的旋翼升力之和等于飞行装置的机体40重力G，机体40悬停。
若该飞行装置处于垂直降落姿态，则该飞行装置沿宽度方向K的第一侧和第二侧的旋翼10产生的力矩相等，该飞行装置沿长度方向C的第一侧和第二侧的旋翼10产生的旋翼升力相等，飞行装置沿宽度方向K的第一侧和第二侧的旋翼10产生的旋翼升力相等，且该飞行装置的旋翼升力之和小于飞行装置的机体40重力G，机体40悬停。
若该飞行装置处于悬停转向姿态，则该飞行装置沿宽度方向K的第一侧和第二侧的旋翼10产生的力矩不相等，该飞行装置沿长度方向C的第一侧和第二侧的旋翼10产生的旋翼升力相等，飞行装置沿宽度方向K的第一侧和第二侧的旋翼10产生的旋翼升力相等，且该飞行装置的旋翼升力之和等于飞行装置的机体40重力G，机体40悬停转向。
若该飞行装置处于前向飞行姿态，则该飞行装置沿宽度方向K的第一侧和第二侧的旋翼10产生的力矩相互平衡，飞行装置沿宽度方向K的第一侧的旋翼10产生的旋翼升力置和小于飞行装置沿宽度方向K的第二侧的旋翼10产生的旋翼升力之和，且该飞行装置的旋翼升力在竖直方向的合力等于飞行装置的机体40重力G，机体40前向飞行。
若该飞行装置处于空中巡航飞行姿态，飞行装置的旋翼10和增升机翼共同提供升力，调整机体40俯仰姿态、滚转姿态以及航向。可以减少旋翼10提供的旋翼升力，同时可以不依赖舵面调整机体姿态。
此时，该飞行装置的所有旋翼10产生的力矩在该飞行装置低头俯仰点保持平衡。旋翼10产生的旋翼升力在水平方向的分力和增升机翼在水平方向的分力共同作用，产生机体40向前的驱动力。飞行装置的旋翼升力在竖直方向的分力与增升机翼在竖直方向的分力置和等于飞行装置的机体40重力G，机体40前向飞行。
在确定出该飞行装置的不同姿态后，可以根据该姿态下该飞行装置的受力情况分别求解各个旋翼10应该提供的旋翼升力，进而控制相应的旋翼10通过旋转产生相应的旋翼升力。
在上述实现过程中，在确定出飞行装置的当前姿态信息后，根据其当前姿态信息和受力分析确定出该飞行装置的每个旋翼10的旋翼升力，进而根据该旋翼升力控制相应旋翼10的旋转速度，以通过控制旋翼10的旋转速度控制该飞行装置在空中模态时完成多种姿态，增加了该飞行装置在空中的多种动作执行，提高该飞行装置的运动速度和越障能力。
在一种可能的实现方式中，根据机体状态信息与飞行装置的受力情况确定旋翼10的旋翼升力的计算公式为：
θ|φ＝β＝0＝μ+α-εT；
其中，θ为俯仰角，μ为航迹倾角，εT为安装角，φ为滚转角，α为攻角，β为侧滑角，m为飞行装置的质量，V为飞行装置的速度矢量，Fi为第i个旋翼10的旋翼升力，L为飞行装置的机翼升力，D为飞行装置的机体40阻力，Y为气流在飞行装置的机体40上的侧力，Gxa为飞行装置的重力在气流坐标系上的第一分量，Gya为飞行装置的重力在气流坐标系上的第二分量，Gza为飞行装置的重力在气流坐标系上的第三分量，rw为气流坐标系下的偏航角速率，qw为气流坐标系下的滚转角速率，i为第i个旋翼10，n为总旋翼10数量。
在上述实现过程中，通过分别建立该飞行装置在气动坐标系下三个方向的受力平衡关系，可以更加准确地确定出每个旋翼10需要提高的旋翼升力，提高计算旋翼升力的准确性。
在一种可能的实现方式中，步骤202，包括：根据地面模态或水面模态，确定飞行装置的旋翼升力信息、轮桨转动信息和机体姿态。
可以理解地，如图6所示，当该飞行装置处于地面模态时，由于飞行装置需要在地面运动，其旋翼10需要产生一定的旋翼升力以实现机体40俯仰姿态稳定。轮桨30需要提供在地面运动的驱动力。因而，在地面模态时，该飞行装置的旋翼10和轮桨30均需要工作。
如图7所示，当该飞行装置处于水面模态时，由于飞行装置需要在水面运动，其旋翼10需要产生一定的旋翼升力以实现机体40俯仰姿态稳定。轮桨30需要提供在水面运动的驱动力。因而，在水面模态时，该飞行装置的旋翼10和轮桨30均需要工作。
可以理解地，当该飞行装置在水面模态或地面模态时，该飞行装置的旋翼10仅需要提供保持飞行装置的机体40俯仰姿态稳定的旋翼升力即可。因而，该飞行装置的旋翼10低速转动，旋翼10产生的力矩围绕轮桨30与地面(或水面)的支撑点，在机体40水平条件下保持平衡。沿长度方向C对称设置的轮桨30差速转动，产生前进、后退、左转和右转等运动。沿长度方向C对称设置的轮桨30同步前向转动，机体40前向运动。沿长度方向C对称设置的轮桨30同步后向转动，机体40后向运动。沿长度方向C对称设置的轮桨30转动不同步，机体40则左转或右转。
在上述实现过程中，在飞行装置处于地面模态或水面模态时，飞行装置的旋翼10和轮桨30均要参与该飞行装置的运动。因而，在确定出飞行装置的当前运动状态为地面模态或水面模态时，需要进一步确定飞行装置的旋翼升力信息与轮桨转动信息，以控制相应的旋翼10和轮桨30转动，在控制在飞行装置在地面或水面运动，以增加该飞行装置的实用场景。
在一种可能的实现方式中，根据地面模态或水面模态，确定飞行装置的旋翼升力信息、轮桨转动信息和机体姿态，包括：若当前运动状态为地面模态，则根据飞行装置的重力和轮桨30的支撑力确定旋翼升力信息，根据飞行装置的前进速度和摩擦力确定轮桨转动信息，以及确定机体40为水平姿态。
可以理解地，当该飞行装置在地面运动时，其在沿高度方向H的受力包括重力、轮桨30支撑力、旋翼升力。其在沿长度方向C的受力包括轮桨30驱动力、摩擦力等。
由于该飞行装置在地面的姿态为水平姿态，则该飞行装置在沿长度方向C和沿高度方向H的受力均应该保持平衡。因而，可以根据该飞行装置沿长度方向C的受力平衡关系确定出轮桨30的驱动力，以及根据该飞行装置沿高度向的受力平衡关系确定出旋翼10的旋翼升力。
在上述实现过程中，当该飞行装置处于地面运动时，根据该飞行装置在地面的受力情况，可以确定出该飞行装置的旋翼升力和轮桨转动信息，进而控制该飞行装置在地面运动，由于飞行装置在地面仅需要克服较小的摩擦力，而空中需要克服空气阻力和机体本身重力等阻力，水面需要克服较大的水流阻力。因而相对于水面和空中，飞行装置在地面需要克服的阻力较少，因而具有良好的运载能力和续航能力，因而可以提高该飞行装置的运载能力和续航能力。
在一种可能的实现方式中，根据飞行装置的重力和轮桨30的支撑力确定旋翼升力信息的公式为：
根据飞行装置的前进速度和摩擦力确定轮桨转动信息的公式为：
确定机体40为水平姿态的公式为：
F11d11+F21d21+…+Fi1di1＝F12d12+F22d22+…+Fi2di2；
其中，i为第i个旋翼10，n为总旋翼10数量，Fi为第i个旋翼10的旋翼升力，D为飞行装置的机体40阻力，G为飞行装置的重力，N1为沿长度方向C第一侧轮桨30的轮桨30支撑力，N2为沿长度方向C第二侧轮桨30的轮桨30支撑力，T1为沿长度方向C第一侧轮桨30的轮桨30驱动力，T2为沿长度方向C第二侧轮桨30的轮桨30驱动力，Fi1为沿长度方向C第一侧第i个旋翼10的旋翼升力，di1为沿长度方向C第一侧第i个旋翼10对质心的力臂，Fi2为沿长度方向C第二侧第i个旋翼10的旋翼升力，di2为沿长度方向C第二侧第i个旋翼10对质心的力臂。
在上述实现过程中，由于该飞行装置在地面主要受沿长度方向C和沿高度方向H的力，因而通过分别建立该飞行装置在气动坐标系下沿长度方向C和沿高度方向H的受力平衡关系，可以更加准确地确定出每个旋翼10需要提供的旋翼升力以及每个轮桨30需要提供的驱动力，提高计算旋翼升力和驱动力的准确性。
在一种可能的实现方式中，根据地面模态或水面模态，确定飞行装置的旋翼升力信息、轮桨转动信息和机体姿态，还包括：若当前运动状态为水面模态，则根据飞行装置的重力和水面浮力确定旋翼升力信息，根据飞行装置的前进速度和水流阻力确定轮桨转动信息，以及确定机体40为水平姿态。
可以理解地，当该飞行装置在水面运动时，其在沿高度方向H的受力包括重力、浮力、旋翼升力。其在沿长度方向C的受力包括轮桨30驱动力、水流阻力等。
由于该飞行装置在水面的姿态为水平姿态，则该飞行装置在沿长度方向C和沿高度方向H的受力均应该保持平衡。因而，可以根据该飞行装置沿长度方向C的受力平衡关系确定出轮桨30的驱动力，以及根据该飞行装置沿高度向的受力平衡关系确定出旋翼10的旋翼升力。
在上述实现过程中，当该飞行装置处于水面运动时，根据该飞行装置在水面的受力情况，可以确定出该飞行装置的旋翼升力和轮桨转动信息，进而控制该飞行装置在水面运动，增加了该飞行装置的使用场景。
在一种可能的实现方式中，根据飞行装置的重力和水面浮力确定旋翼升力信息的公式为：
根据飞行装置的前进速度和水流阻力确定轮桨转动信息的公式为：
确定机体40为水平姿态的公式为：
F11d11+F21d21+…+Fi1di1＝F12d12+F22d22+…+Fi2di2+FLΔL；
其中，i为第i个旋翼10，n为总旋翼10数量，Fi为第i个的旋翼升力，D为飞行装置的机体40阻力，G为飞行装置的重力，FL为机体40浮力，θ为俯仰角，Fw1为沿长度方向C第一侧轮桨30的轮桨30驱动力，Fw2为沿长度方向C第二侧轮桨30的轮桨30驱动力，ΔL为质心偏离轮桨30轴线的偏移量，Fi1为沿长度方向C第一侧第i个旋翼10的旋翼升力，di1为沿长度方向C第一侧第i个旋翼10对质心的力臂，Fi2为沿长度方向C第二侧第i个旋翼10的旋翼升力，di2为沿长度方向C第二侧第i个旋翼10对质心的力臂。
在上述实现过程中，由于该飞行装置在水面主要受沿长度方向C和沿高度方向H的力，因而通过分别建立该飞行装置在气动坐标系下沿长度方向C和沿高度方向H的受力平衡关系，可以更加准确地确定出每个旋翼10需要提供的旋翼升力以及每个轮桨30需要提供的驱动力，提高计算旋翼升力和驱动力的准确性。
基于同一申请构思，本申请实施例中还提供了与飞行装置控制方法对应的飞行装置控制装置，由于本申请实施例中的装置解决问题的原理与前述的飞行装置控制方法实施例相似，因此本实施例中的装置的实施可以参见上述方法的实施例中的描述，重复之处不再赘述。
请参阅图8，是本申请实施例提供的飞行装置控制装置的功能模块示意图。本实施例中的飞行装置控制装置中的各个模块用于执行上述方法实施例中的各个步骤。飞行装置控制装置包括第一确定模块301、第二确定模块302、控制模块303；其中，
第一确定模块301用于根据飞行装置的当前环境确定所述飞行装置的当前运动状态，所述当前环境为水面环境、空中环境和地面环境中的一种。
第二确定模块302用于根据所述当前运动状态，确定所述飞行装置的机体状态信息。
控制模块303用于根据所述机体状态信息，控制所述飞行装置的旋翼10和/或轮桨30动作。
一种可能的实施方式中，第二确定模块302，还用于：根据所述空中模态确定所述滚转角信息、所述俯仰角信息和所述机体姿态。
一种可能的实施方式中，第二确定模块302，具体用于：若所述空中模态为空中旋翼模态，则确定滚转角的角度和俯仰角的角度均在第一预设范围内，以及确定所述机体姿态为水平姿态或所述机体姿态为倾斜姿态。
一种可能的实施方式中，第二确定模块302，具体用于：若所述空中模态为空中前行模态，则确定滚转角的角度为0°和俯仰角的角度为负值，以及确定所述机体姿态为倾斜姿态；所述飞行装置的增升机翼产生升力。
一种可能的实施方式中，第二确定模块302，具体用于：若所述空中模态为机翼增升模态，则确定飞行速度大于速度阈值,滚转角的角度在第二预设范围内和俯仰角的角度为负值，以及确定所述机体姿态为倾斜姿态；所述飞行装置的增升机翼产生升力。
一种可能的实施方式中，控制模块303，还用于：根据所述机体状态信息与所述飞行装置的受力情况确定所述旋翼10的旋翼升力；根据所述旋翼升力控制所述旋翼10的旋转速度；以及控制所述轮桨30不动作。
一种可能的实施方式中，第二确定模块302，还用于：根据所述地面模态或所述水面模态，确定所述飞行装置的所述旋翼升力信息、所述轮桨转动信息和所述机体姿态。
一种可能的实施方式中，第二确定模块302，具体用于：若所述当前运动状态为所述地面模态，则根据所述飞行装置的重力和所述轮桨30的支撑力确定所述旋翼升力信息，根据所述飞行装置的前进速度和摩擦力确定所述轮桨转动信息，以及确定所述机体40为水平姿态。
一种可能的实施方式中，第二确定模块302，具体用于：若所述当前运动状态为所述水面模态，则根据所述飞行装置的重力和水面浮力确定所述旋翼升力信息，根据所述飞行装置的前进速度和水流阻力确定所述轮桨转动信息，以及确定所述机体40为水平姿态。
此外，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述方法实施例中所述的飞行装置控制方法的步骤。
本申请实施例所提供的飞行装置控制方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行上述方法实施例中所述的飞行装置控制方法的步骤，具体可参见上述方法实施例，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品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)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (17)
1.一种飞行装置控制方法，其特征在于，所述方法应用于具有旋翼和轮桨的飞行装置；所述方法包括：
根据飞行装置的当前环境确定所述飞行装置的当前运动状态，所述当前环境为水面环境、空中环境和地面环境中的一种；
根据所述当前运动状态，确定所述飞行装置的机体状态信息；
根据所述机体状态信息，控制所述飞行装置的旋翼和/或轮桨动作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前运动状态包括：空中模态，所述机体状态信息包括滚转角信息、俯仰角信息和机体姿态；
所述根据所述当前运动状态，确定所述飞行装置的机体状态信息，包括：
根据所述空中模态确定所述滚转角信息、所述俯仰角信息和所述机体姿态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中，所述空中模态包括空中旋翼模态；
所述根据所述空中模态确定所述滚转角信息、所述俯仰角信息和所述机体姿态，包括：
若所述空中模态为空中旋翼模态，则确定滚转角的角度和俯仰角的角度均在第一预设范围内，以及确定所述机体姿态为水平姿态或所述机体姿态为倾斜姿态。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一预设范围为-25°～+25°。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中，所述空中模态包括空中前行模态；
所述根据所述空中模态确定所述滚转角信息、所述俯仰角信息和所述机体姿态，包括：
若所述空中模态为空中前行模态，则确定滚转角的角度为0°和俯仰角的角度为负值，以及确定所述机体姿态为倾斜姿态；
所述飞行装置的增升机翼产生升力。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中，所述空中模态包括空中机翼增升模态；
所述根据所述空中模态确定所述滚转角信息、所述俯仰角信息和所述机体姿态，包括：
若所述空中模态为机翼增升模态，则确定飞行速度大于速度阈值,滚转角的角度在第二预设范围内和俯仰角的角度为负值，以及确定所述机体姿态为倾斜姿态；
所述飞行装置的增升机翼产生升力。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述速度阈值为10m/s，所述第二预设范围为-15°～+15°。
8.根据权利要求2-7任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述机体状态信息，控制所述飞行装置的旋翼和/或轮桨动作，包括：
根据所述机体状态信息与所述飞行装置的受力情况确定所述旋翼的旋翼升力；
根据所述旋翼升力控制所述旋翼的旋转速度；以及
控制所述轮桨不动作。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，其中，根据所述机体状态信息与所述飞行装置的受力情况确定所述旋翼的旋翼升力的计算公式为：
θ|φ＝β＝0＝μ+-T；
其中，θ为俯仰角，μ为航迹倾角，εT为安装角，φ为滚转角，α为攻角，β为侧滑角，m为飞行装置的质量，V为飞行装置的速度矢量，Fi为第i个旋翼的旋翼升力，L为飞行装置的机翼升力与Fi在升力方向的分力之和，D为飞行装置的机体阻力，Y为气流在飞行装置的机体上的侧力，Gxa为飞行装置的重力在气流坐标系上的第一分量，Gya为飞行装置的重力在气流坐标系上的第二分量，Gza为飞行装置的重力在气流坐标系上的第三分量，rw为气流坐标系下的偏航角速率，qw为气流坐标系下的滚转角速率，i为第i个旋翼，n为总旋翼数量。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述当前运动状态包括：地面模态和水面模态，所述机体状态信息包括旋翼升力信息、轮桨转动信息和机体姿态；
所述根据所述当前运动状态，确定所述飞行装置的机体状态信息，包括：
根据所述地面模态或所述水面模态，确定所述飞行装置的所述旋翼升力信息、所述轮桨转动信息和所述机体姿态。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述地面模态或所述水面模态，确定所述飞行装置的所述旋翼升力信息、所述轮桨转动信息和所述机体姿态，包括：
若所述当前运动状态为所述地面模态，则根据所述飞行装置的重力和所述轮桨的支撑力确定所述旋翼升力信息，根据所述飞行装置的前进速度和摩擦力确定所述轮桨转动信息，以及确定所述机体为水平姿态。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述飞行装置包括长度方向和宽度方向；
所述根据所述飞行装置的重力和所述轮桨的支撑力确定所述旋翼升力信息的公式为：
所述根据所述飞行装置的前进速度和摩擦力确定所述轮桨转动信息的公式为：
所述确定所述机体为水平姿态的公式为：
F11d11+21d21+…+i1di1＝12d12+22d22+…+i2di2；
其中，i为第i个旋翼，n为总旋翼数量，Fi为旋翼的旋翼升力，D为机体阻力，G为飞行装置的重力，N1为沿长度方向第一侧轮桨的轮桨支撑力，N2为沿长度方向第二侧轮桨的轮桨支撑力，T1为沿长度方向第一侧轮桨的轮桨驱动力，T2为沿长度方向第二侧轮桨的轮桨驱动力，Fi1为沿长度方向第一侧第i个旋翼的旋翼升力，di1为沿长度方向第一侧第i个旋翼对质心的力臂，Fi2为沿长度方向第二侧第i个旋翼的旋翼升力，di2为沿长度方向第二侧第i个旋翼对质心的力臂。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据所述地面模态或所述水面模态，确定所述飞行装置的所述旋翼升力信息、所述轮桨转动信息和所述机体姿态，还包括：
若所述当前运动状态为所述水面模态，则根据所述飞行装置的重力和水面浮力确定所述旋翼升力信息，根据所述飞行装置的前进速度和水流阻力确定所述轮桨转动信息，以及确定所述机体为水平姿态。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述飞行装置包括长度方向和宽度方向；
所述根据所述飞行装置的重力和水面浮力确定所述旋翼升力信息的公式为：
所述根据所述飞行装置的前进速度和水流阻力确定所述轮桨转动信息的公式为：
所述确定所述机体为水平姿态的公式为：
F11d11+21d21+…+i1di1＝12d12+22d22+…+i2di2+LΔL；
其中，i为第i个旋翼，n为总旋翼数量，Fi为旋翼i的旋翼升力，D为机体阻力，G为飞行装置的重力，FL为机体浮力，θ为俯仰角，Fw1为沿长度方向第一侧轮桨的轮桨驱动力，Fw2为沿长度方向第二侧轮桨的轮桨驱动力，ΔL为质心偏离轮桨轴线的偏移量，Fi1为沿长度方向第一侧第i个旋翼的旋翼升力，di1为沿长度方向第一侧第i个旋翼对质心的力臂，Fi2为沿长度方向第二侧第i个旋翼的旋翼升力，di2为沿长度方向第二侧第i个旋翼对质心的力臂。
15.一种飞行装置控制装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于根据飞行装置的当前环境确定所述飞行装置的当前运动状态，所述当前环境为水面环境、空中环境和地面环境中的一种；
第二确定模块，用于根据所述当前运动状态，确定所述飞行装置的机体状态信息；
控制模块，用于根据所述机体状态信息，控制所述飞行装置的旋翼和/或轮桨动作。
16.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至14任一所述的方法的步骤。
17.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至14任一所述的方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310560349.XA CN117850441A (zh) | 2023-05-15 | 2023-05-15 | 飞行装置控制方法、装置、电子设备及可读存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310560349.XA CN117850441A (zh) | 2023-05-15 | 2023-05-15 | 飞行装置控制方法、装置、电子设备及可读存储介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117850441A true CN117850441A (zh) | 2024-04-09 |
Family
ID=90538763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310560349.XA Pending CN117850441A (zh) | 2023-05-15 | 2023-05-15 | 飞行装置控制方法、装置、电子设备及可读存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117850441A (zh) |
-
2023
- 2023-05-15 CN CN202310560349.XA patent/CN117850441A/zh active Pending
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