DE102017211829B4

DE102017211829B4 - Multicopter

Info

Publication number: DE102017211829B4
Application number: DE102017211829.6A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Maier; Maxime Chalon
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2017-07-11
Filing date: 2017-07-11
Publication date: 2022-04-28
Anticipated expiration: 2037-07-12
Also published as: DE102017211829A1

Abstract

Multicopter (10) mit
einem Grundkörper (12);
mindestens einer mit dem Grundkörper (12) verbunden Antriebsvorrichtung (20) zur Erzeugung einer Antriebskraft; und
mindestens einer Sensorvorrichtung (30) zur Erfassung einer Ist-Antriebskraft (26),
wobei die Ist-Antriebskraft (26) einem effektiven Schub der Antriebsvorrichtung (20) entspricht, welcher von der Antriebsvorrichtung (20) auf den Grundkörper (12) übertragen wird zur Bewegung des Multicopters (10)
dadurch gekennzeichnet,
dass der Multicopter (10) mindestens einen Messträger (14) aufweist, der zwischen dem Grundkörper (12) und der Antriebsvorrichtung (20) angeordnet ist, wobei der Messträger (14) die Ist-Antriebskraft (26) aufnimmt zur Übertragung der Ist-Antriebskraft (26) von der Antriebsvorrichtung (20) auf den Grundkörper (12), wobei die Sensorvorrichtung (30) am Messträger (14) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Multicopter. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Schubkontrolle einer Antriebsvorrichtung von Multicoptern. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Multicopters.
Multicopter, wie beispielsweise Quadrocopter, welche häufig auch als Drohnen bezeichnet werden, finden in der privaten und gewerblichen Luftfahrt immer häufiger Anwendung. Beispielsweise werden Quadrocopter in der Luftbildfotografie für Foto- und Filmaufnahmen oder zum Transport von Gegenständen über kurze Strecken eingesetzt. Im Allgemeinen verfügen Multicopter über einen Grundkörper und über mehrere Antriebseinrichtungen mit senkrecht nach unten wirkenden Rotoren oder Propellern, die für Auf- oder Abtrieb sorgen. Es ist auch möglich, dass durch ein Neigen der Rotoren oder Propeller Vortrieb erzeugt wird.
Im Folgenden werden die Funktion und der Aufbau von Multicoptern beispielhaft an einem elektrisch betriebenen Quadrocopter (vier Antriebseinrichtungen) dargestellt. In Analogie hierzu lassen sich die Funktion und der Aufbau auf andere Arten von Multicoptern, beispielsweise Quadrocopter oder Hexacopter oder auf andere Antriebsarten, beispielsweise Antriebe mit Verbrennungsmotoren, hydraulische Antriebe oder auf Antriebe ohne Propeller bzw. Rotoren, wie beispielsweise Raketentriebwerke anwenden. Elektrische Quadrocopter verfügen über einen Grundkörper und vier symmetrisch daran angeordnete Elektromotoren, die über Propeller verfügen. Die Propeller sind beispielsweise fest am Motor montiert und über ein Getriebe mit diesem verbunden. Änderungen des Auf- bzw. Abtriebs erfolgen ausschließlich durch Erhöhung oder Verringerung der Motordrehzahl. Die Verringerung bzw. Erhöhung der Drehzahl aller Motoren gleichzeitig führt dazu, dass der Quadrocopter sinkt bzw. steigt. Durch ein individuelles Anpassen der Drehzahl einzelner Motoren kann einseitig mehr Auf- bzw. Abtrieb erzeugt werden und der Quadrocopter durch das entstehende Drehmoment angekippt werden. Hierdurch sind Roll-, Gier- und Nickbewegungen möglich. Generell ist es somit nicht nötig, die Rotoren oder Propeller bzw. den Motor zu neigen. Somit verläuft die Antriebskraft, auch Schub genannt, entlang der Motor- bzw. Rotorwelle. Die Richtung aller Antriebskräfte des Quadrocopters verändert sich nicht relativ zu der Antriebskraft der anderen Motoren bzw. Rotoren und auch nicht relativ zum Grundkörper des Quadrocopters.
Herkömmliche Multicopter verfügen über eine zentrale Haupt-Flugsteuerung, die mehrere Sensoren, wie beispielsweise Gyrometer, Beschleunigungssensoren, GPS-Empfänger und Fernsteuerungsempfänger aufweisen kann. Anhand der Daten der Sensoren ermittelt die Haupt-Flugsteuerung Bewegungs- bzw. Positionshaltebefehle für den gesamten Multicopter. Diese Befehle werden von der Haupt-Flugsteuerung an die einzelnen Antriebe weitergegeben. Beispielsweise wird bei einem elektrischen Multicopter die Stromzufuhr zu den einzelnen Elektromotoren reguliert und somit, wie oben beschrieben, unterschiedliche Bewegungen des Multicopters ausgelöst.
Nachteilig an einer solchen Steuerung aller Antriebseinrichtungen durch die zentrale Haupt-Flugsteuerung ist, dass eine solche Steuerung sehr träge ist und eine schnelle Regelung bzw. schnelle Reaktion auf Außeneinflüsse nicht möglich sind. Abweichungen werden stets nur durch die zentralen Sensoren registriert und durch die Haupt-Flugsteuerung hierauf durch Anpassungen meist aller Antriebseinrichtungen reagiert. Äußere Einflüsse oder Funktionsstörungen, die lediglich eine Antriebseinrichtung betreffen, können nicht von dieser Antriebseinrichtung erkannt bzw. korrigiert werden. Bei solchen äußeren Einflüssen bzw. Funktionsstörungen kann es sich unter anderem um Schäden an den Antriebseinrichtungen, Schäden an den Befestigungen der Antriebseinrichtungen oder fehlende Abstimmung der Bauteile der Antriebseinrichtungen, beispielsweise Motoren und Rotoren, zueinander sowie untereinander handeln. Weitergehend sind Luftbewegungen, wie Winde, oder anliegende (Zusatz-)Gewichte möglich, die sich insbesondere nur auf eine Antriebseinrichtung auswirken. Hierdurch ergeben sich zahlreiche Nachteile.
So müssen die Bauteile der Antriebseinrichtungen sowie die Antriebseinrichtungen untereinander exakt zueinander abgestimmt werden, was zu einem hohen Kosten- und Zeitaufwand führt. Darüber hinaus ist es nicht möglich, dass die Haupt-Flugsteuerung zur Ausführung einer bestimmten Bewegung vorgegebene Auftriebskräfte bzw. Schubkräfte an die einzelnen Antriebseinrichtungen weitergibt, da bei kleinsten Abweichungen stets Korrekturen durch die Haupt-Flugsteuerung vorgenommen werden müssen. Hierdurch kommt es zu hohen Reaktionszeiten sowie zu einem erhöhten Energieverbrauch des Multicopters.
Die Dokumente DE 10 2011 116 975 B3 , KR 10 0 929 260 B1 , DE 10 2016 216 931 A1 und US 2015 / 0 041 598 A1 zeigen Fluggeräte mit Sensorvorrichtung zur Erfassung einer Ist-Antriebskraft, wobei die Ist-Antriebskraft einem effektiven Schub einer Antriebsvorrichtung des Fluggeräts entspricht, welcher von der Antriebsvorrichtung auf eine Grundkörper des Fluggeräts übertragen wird.
EP 3 170 746 A1 zeigt allgemeinen Stand der Technik zu vorliegender Erfindung.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Multicopter zu schaffen, durch den eine verbesserte Kontrolle des Multicopters möglich ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Schubkontrolle einer Antriebsvorrichtung von Multicoptern zu schaffen. Letztendlich besteht eine weitere Aufgabe der Erfindung darin, ein verbessertes Verfahren zur Steuerung eines Multicopters zu schaffen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch einen Multicopter gemäß Anspruch 1, ein Verfahren zur Schubkontrolle einer Antriebsvorrichtung von Multicoptern gemäß Anspruch 9 sowie einer Verfahren zur Steuerung eines Multicopters gemäß Anspruch 12.
Der erfindungsgemäße Multicopter weist einen Grundkörper auf. Mit diesem Grundkörper ist mindestens eine Antriebsvorrichtung zur Erzeugung einer Antriebskraft verbunden. Darüber hinaus weist der Grundkörper mindestens eine Sensorvorrichtung zur Erfassung einer resultierenden Kraft auf, wobei die resultierende Kraft einem effektiven Schub der Antriebsvorrichtung entspricht, welcher von der Antriebsvorrichtung auf den Grundkörper übertragen wird, um mit Hilfe dieses Schubs eine Bewegung des Multicopters zu bewirken. Bei der Antriebskraft, die von der Antriebsvorrichtung erzeugt wird, handelt es sich um einen Schub, der beispielsweise von dem Propeller erzeugt wird. Die Antriebskraft bzw. der Schub der Antriebsvorrichtung kann insbesondere der Auftriebskraft der Antriebsvorrichtung entsprechen. Infolgedessen ist die Antriebsvorrichtung derart angeordnet, dass die Antriebsvorrichtung sowie die Auftriebskraftrichtung, insbesondere vor dem Start des Multicopters rechtwinklig zu der Erdoberfläche bzw. der Startfläche ist. Aufgrund der oben beschriebenen äußeren Einwirkungen sowie Funktionsstörungen liegt generell eine andere reale oder effektive Antriebskraft, bzw. Ist-Antriebskraft der Antriebsvorrichtung vor, verglichen mit der gewünschten oder definierten Antriebskraft, bzw. Soll-Antriebskraft. Die Sensorvorrichtung erfasst diese Ist-Antriebskraft, die synonym auch als resultierende Antriebskraft bezeichnet wird, wobei es sich bei dieser Ist- Antriebskraft um einen effektiven Schub handelt, welcher von der Antriebsvorrichtung auf den Grundkörper übertragen wird, um somit den Multicopter selbst in Bewegung zu versetzen. Je nach Anzahl der Antriebsvorrichtungen definiert die Kombination bzw. Addition aller effektiven Schübe der Antriebsvorrichtungen den Gesamtantrieb oder Gesamtschub bzw. die letztendliche Bewegung des Multicopters. Die Ist-Antriebskraft kann somit unter anderem die folgenden Kräfte umfassen, wobei insbesondere von den Kräften jeweils nur die Komponenten einbezogen werden, deren Richtung parallel zu der Richtung der Ist-Antriebskraft verlaufen: Schubkraft der Antriebsvorrichtung, Windkraft, Gewichtskraft und/ oder Reibungskraft. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Multicopters mit Sensorvorrichtung zur Erfassung der Ist-Kraft liegt darin, dass die momentan real herrschende Antriebskraft, die Ist-Antriebskraft jeder Antriebsvorrichtung des Multicopters, erfasst werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Multicopter kann es sich wahlweise um einen Bicopter, Tricopter, Quadrocopter, Hexacopter oder Octacopter handeln. Bevorzugt ist es, dass der Multicopter elektrisch angetrieben wird. Ferner ist auch der Antrieb mittels Verbrennungsmotor, Strahltriebwerk oder Raketentriebwerk möglich.
Je nach Ausführungsform des Multicopters weist dieses eine entsprechende Anzahl an Antriebsvorrichtungen auf. Bei der als Bicopter, Tricopter, Quadrocopter, Hexacopter oder Octacopter weist der Multicopter dann entsprechend zwei, drei, vier, sechs oder acht Antriebsvorrichtungen auf. Je nach Art des Antriebs des Multicopters ist eine Antriebsvorrichtung unterschiedlich ausgebildet.
Vorzugsweise weist die Antriebsvorrichtung einen Elektromotor mit Rotor bzw. Propeller auf. Anstelle des Elektromotors kann auch ein Verbrennungsmotor eingesetzt werden. Weitergehend ist es auch möglich, anstelle des Motors mit Rotor bzw. Propeller einen Strahl- bzw. Raketenantrieb zu verwenden. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Antriebsvorrichtung eine Propellervorrichtung aufweist, jedoch über keinen eigenen Antrieb wie beispielsweise einen Motor verfügt. Dementsprechend könnte ein zentraler Motor, beispielsweise innerhalb des Grundkörpers vorgesehen sein, der die Propellervorrichtung antreibt. Hierbei ist beispielsweise eine hydraulische Energieübertragung von dem zentralen Motor zu der Propellervorrichtung möglich.
Bevorzugt ist es, dass für jede Antriebsvorrichtung des Multicopters eine insbesondere separate Sensorvorrichtung vorgesehen ist.
Der Multicopter weist mindestens einen Messträger auf, der zwischen dem Grundkörper und der Antriebsvorrichtung vorgesehen ist. Dieser Messträger nimmt die Ist-Antriebskraft auf, welche von der Antriebsvorrichtung auf den Grundkörper übertragen wird.
Die Sensorvorrichtung wird vorzugsweise an diesem Messträger angeordnet. Hierbei sowie bei der Anordnung der Sensorvorrichtung ohne Messträger ist es bevorzugt, dass die Sensorvorrichtung derart angeordnet ist, dass deren Messrichtung parallel zu der Kraftrichtung der Ist-Antriebskraft verläuft.
Bevorzugt wird für jede Antriebsvorrichtung des Multicopters ein Messträger zwischen Grundkörper und Antriebsvorrichtung angeordnet.
Vorzugsweise weist der Messträger einen anderen Werkstoff und/oder eine andere Materialstärke als der Grundkörper auf, so dass sich der Messträger, insbesondere im Vergleich zum Grundkörper, stärker verformt bzw. verbiegt.
Bevorzugte Werkstoffe des Messträgers weisen eine geringe Steifigkeit, insbesondere eine geringere Steifigkeit als der Werkstoff des Grundkörpers auf.
Bevorzugt ist es, dass der Messträger ein U-Profil mit einem ersten und einem zweiten Flansch aufweist, wobei der erste und der zweite Flansch über ein Zwischenelement miteinander verbunden sind. Bevorzugt ist es hierbei, dass die Antriebsvorrichtung mit dem ersten Flansch und der Grundkörper mit dem zweiten Flansch verbunden ist. Hierbei ist die Sensorvorrichtung insbesondere am Zwischenelement angeordnet. Anstelle des Messträgers mit U-Profil ist die Verwendung jeglicher anderer Formen von Messträgern möglich. Beispielsweise können Hohlbalken oder Vierkantrohre als Messträger eingesetzt werden. Bei der Form des Messträgers ist es bevorzugt, dass dieser in Richtung der Antriebskraft eine geringe Steifigkeit aufweist, sodass bei einer Kraftmessung über Verbiegungen durch eine, insbesondere am Messträger angeordnete Sensorvorrichtung, eine im Vergleich zum restlichen Multicopter hohe Verbiegung und somit eine optimale Messbarkeit der Antriebskraft vorliegt.
Vorzugsweise weist die Sensorvorrichtung mindestens einen Kraftsensor auf. Bei dem Kraftsensor kann es sich beispielsweise um einen Dehnungsmessstreifen (DMS) oder eine Kraftmessdose oder einen Mehrkomponentenkraftaufnehmer handeln. Es ist auch möglich, dass die Sensorvorrichtung mehrere gleiche oder verschiedene Kraftsensoren aufweist. Werden Dehnungsmessstreifen für die Kraftmessung eingesetzt, können diese vorzugsweise als Messbrücke angeordnet werden. Bei Verwendung einer Messbrücke aus Dehnungsmessstreifen und einem Messträger mit U-Profil ist es bevorzugt, dass die Vorder- und Rückseite des Zwischenelements des U-Profils Dehnungsmessstreifen aufweisen, so dass durch diese Anordnung eine Messbrücke verwirklicht wird. Anstelle von Kraftsensoren, die die Sensorvorrichtung aufweist, ist es auch möglich, derartige Sensoren zu verwenden, die beispielsweise indirekt eine Kraftmessung zulassen. So ist es möglich, Abstandssensoren, beispielsweise Laserabstandsmesser einzusetzen und mit Hilfe der gemessenen Abstandsänderung auf Grund der Verformung des Messträgers und der Werkstoffeigenschaften eine Kraft zu bestimmen.
Vorzugsweise weist der Multicopter eine Antriebssteuerung auf. Hierbei handelt es sich beispielsweise um eine Regel- oder Steuereinrichtung. Über die Antriebssteuerung wird die Antriebsvorrichtung geregelt bzw. kontrolliert. Handelt es sich beispielsweise bei der Antriebsvorrichtung um einen Motor, entspricht die Antriebssteuerung einer Motorsteuerung, auch Motorsteuergerät genannt. Die Antriebssteuerung ist derart ausgebildet, dass diese Abweichungen von der erfassten Ist-Antriebskraft zu einer definierten Soll-Antriebskraft ermittelt. Es ist zusätzlich bevorzugt, dass die Antriebssteuerung die Antriebsleistung der Antriebsvorrichtung derart anpasst, dass die Ist-Antriebskraft der Soll-Antriebskraft entspricht. Vorteilhaft an der Antriebssteuerung ist, dass mit Hilfe der ermittelten Ist-Antriebskraft eine direkte Regelung bzw. Steuerung jeder Antriebsvorrichtung des Multicopters möglich ist. Es ist somit nicht mehr nötig, eine externe Regelung bzw. Steuerung der Antriebsvorrichtung vorzunehmen, die auf andere Werte als die Ist-Antriebskraft zurückgreift, um die Antriebsleistung der Antriebsvorrichtung anzupassen.
Bevorzugt ist es, dass eine Flugsteuerung mit dem Multicopter verbunden ist. Hierbei handelt es sich erneut um eine Regel- oder Steuereinrichtung. Die Flugsteuerung ist derart ausgebildet, dass diese die Gesamtbewegung des Multicopters bestimmt und ausgehend von der Gesamtbewegung entsprechende individuelle Soll-Antriebskräfte, auch Soll-Schübe genannt, für die Antriebsvorrichtungen definiert bzw. festlegt. Zur Steuerung kann die Flugsteuerung auf festgelegte oder ermittelte Daten zurückgreifen. Hierfür ist es möglich, dass die Flugsteuerung mit Sensoren, Empfängern oder dergleichen verbunden ist. Es ist möglich, dass der Multicopter diese Sensoren, Empfänger oder dergleichen aufweist, wobei es bevorzugt ist, dass der Grundkörper diese Sensoren oder Empfänger aufweist. Der Multicopter kann eine beliebige Anzahl an Empfänger- und/oder Sensoreinrichtungen aufweisen, wobei bestimmte Empfänger und/oder Sensoren auch mehrfach eingesetzt werden können. Als Sensoren können beispielsweise Gyrometer und/oder Beschleunigungssensoren und/oder Telemetriesensoren oder dergleichen eingesetzt werden. Als Empfänger sind GPS-Empfänger und/oder Fernsteuerungsempfänger oder dergleichen möglich. Bevorzugt ist es, dass die Flugsteuerung zur Übertragung der ermittelten Ist-Antriebskraft und/oder der ermittelten Soll-Antriebskraft mit der Antriebssteuerung verbunden ist.
Vorzugsweise ist die Antriebssteuerung bzw. sind die Antriebssteuerungen in die Flugsteuerung integriert, und somit werden die Steuerung des Multicopters sowie die Steuerung der Antriebsvorrichtungen zentral in einem integrierten Steuergerät vorgenommen. Vorzugsweise weist der Grundkörper des Multicopters eine Kameraeinrichtung und/oder Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme von einem zu transportierenden Körper bzw. Gegenstand auf, insbesondere eine Kombination aus einer Mehrzahl solcher Einrichtungen.
Vorzugsweise weist je nach Ausführungsform des Multicopters der Grundkörper eine Batterie zur Stromversorgung oder einen Tank zur Treibstoffversorgung auf.
Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Multicopter mit der Flugsteuerung und der Antriebssteuerung ist, dass die Flugsteuerung eine festgelegte Soll-Antriebskraft bzw. einen Soll-Schub an die Antriebssteuerung weitergeben kann, ohne dass diese Größe bei Abweichungen des Soll- vom Ist-Wert durch die Flugsteuerung angepasst werden muss. Die Antriebssteuerung nutzt selbständig die Soll- und Ist-Antriebskraft und führt hiermit eine Regelung durch, die es ermöglicht, dass die Antriebsvorrichtung für eine korrekte Antriebskraft, die Soll-Antriebskraft, sorgt. Es ist somit nicht mehr nötig, dass die Flugsteuerung auf externe Daten, wie beispielsweise Beschleunigungsdaten, Lagedaten, GPS-Daten oder dergleichen zurückgreift, um eine Anpassung der Antriebskraft der Antriebsvorrichtung vorzunehmen. Die erfindungsgemäße Flugsteuerung ist demgegenüber, insbesondere nur noch für die Auswertung der Umgebungs- und Steuerdaten zuständig, um hieraus einzelne Soll-Antriebskräfte der Antriebsvorrichtungen für die Gesamtbewegung des Multicopters zu definieren. Infolgedessen ist eine schnellere, energiesparendere sowie fehlerfreiere Steuerung des Multicopters möglich.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Schubkontrolle einer Antriebsvorrichtung von Multicoptern. Mit Hilfe dieses Verfahrens wird insbesondere eine einzelne Antriebsvorrichtung gesteuert bzw. kontrolliert. Hierbei wird eine Ist-Antriebskraft gemäß der oben aufgeführten Definition erfasst, die von der Antriebsvorrichtung auf den gesamte Multicopter wirkt. Aus dieser erfassten Ist-Antriebskraft wird ein effektiver Schub der Antriebsvorrichtung als Teil der Gesamtbewegungskraft des Multicopters ermittelt. Das Verfahren zur Schubkontrolle einer Antriebsvorrichtung von Multicoptern, welches die Ist-Antriebskraft erfasst, weist die gleichen Vorteile auf wie der oben beschriebene Multicopter mit Sensorvorrichtung zur Erfassung der Ist-Antriebskraft.
Bevorzugt ist es, dass die Ist-Antriebskraft mit einer feststehenden bzw. definierten Soll-Antriebskraft verglichen wird. Bevorzugt ist es zusätzlich, dass die Antriebsleistung der Antriebsvorrichtung und somit letztendlich die Ist-Antriebskraft an eine definierte oder festgelegte Soll-Antriebskraft angepasst wird. Somit wird erreicht, dass die Ist-Antriebskraft der Soll-Antriebskraft entspricht. Das Verfahren zur Schubkontrolle einer Antriebsvorrichtung von Multicoptern, welches die Ist-Antriebskraft mit der Soll-Antriebskraft vergleicht und insbesondere zusätzlich die Antriebsleistung wie beschrieben anpasst, weist die gleichen Vorteile auf wie der oben beschriebene Multicopter, welches eine erfindungsgemäße Antriebssteuerung aufweist.
Bevorzugt ist es, dass das Verfahren zur Schubkontrolle mit einem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Multicopter durchgeführt wird. Hierbei lassen sich die einzelnen Komponenten des Multicopters bzw. die Vorrichtungen, die oben beschrieben sind, verwenden, um die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Schubkontrolle einer Antriebsvorrichtung von Multicoptern auszuführen.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Multicopters. Das Verfahren besteht aus zwei Regelschleifen. Die erste Regelschleife ermittelt anhand von Lage- und Bewegungsdaten eine Soll-Antriebskraft gemäß der obenstehenden Definition für eine Antriebsvorrichtung des Multicopters. Vorzugsweise entstammen diese Daten Werten aus Gyrometern und/oder Beschleunigungssensoren und/oder GPS-Empfängern und/oder Telemetriesensoren und/oder Fernsteuerungs-empfängern oder dergleichen. Bevorzugt ist es, dass diese Lage- und Bewegungsdaten in einer Flugsteuerung gemäß der oben aufgeführten Definition verarbeitet werden und mit Hilfe der Flugsteuerung die Soll-Antriebskraft ermittelt wird. Darüber hinaus besteht das erfindungsgemäße Verfahren aus einer zweiten Regelschleife, mit der die Ist-Antriebskraft ermittelt und/oder die Antriebsleistung der Antriebsvorrichtung derart angepasst werden kann, dass die Ist-Antriebskraft an die Soll-Antriebskraft angeglichen wird. Das Verfahren zur Steuerung eines Multicopters weist die gleichen Vorteile auf wie der oben beschriebene erfindungsgemäße Multicopter, welches eine mit dem Grundkörper verbundene Flugsteuerung aufweist.
Es zeigen:

1 ein schematischer perspektivischer Ausschnitt eines Multicopters,
2 ein schematischer perspektivischer Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Multicopters,
3 ein schematischer perspektivischer Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Multicopters,
4 ein schematischer perspektivischer Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Multicopters,
5 ein schematischer perspektivischer Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Multicopters,
6 ein Flussdiagramm eines bisherigen Verfahrens zur Steuerung eines Multicopters gemäß dem Stand der Technik, und
7 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung eines Multicopters inkl. einer Flussdiagramm-Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Schubkontrolle einer Antriebsvorrichtung von Multicoptern.

Der erfindungsgemäße Multicopter ist in 1 als ein Quadrocopter 10 ausschnittsweise dargestellt. Der Quadrocopter 10 weist einen vereinfacht dargestellten Grundkörper 12 auf. Je Seite des Grundkörpers 12 ist eine Antriebsvorrichtung 20 angeordnet. Somit verfügt der Quadrocopter 10 über vier Antriebsvorrichtungen, von denen in 1 beispielhaft lediglich eine zu sehen ist, wobei die anderen Antriebsvorrichtungen gleich oder ähnlich ausgebildet sein können. In dargestellter Ausführungsform ist die Antriebsvorrichtung als ein elektrischer Antrieb ausgeführt. Die elektrische Antriebsvorrichtung 20 weist einen Elektromotor 22 sowie einen Rotor oder Propeller 24 auf. Mit Hilfe der Antriebsvorrichtung 20 kann eine Ist-Antriebskraft 26 erzeugt werden. Die Ist-Antriebskraft 26 setzt sich aus verschiedenen Kraftkomponenten zusammen und kann dementsprechend entweder positiv oder negativ bezüglich der Pfeilrichtung 26 verlaufen. Die Pfeilrichtung des Pfeils 26 ist in den Figuren nur beispielhaft dargestellt. Die Anordnung der Pfeilrichtung in die entgegengesetzte Richtung ist je nach Kraftdefinition gleichermaßen möglich. Eine zentrale Komponente der Ist-Antriebskraft 26 stellt die Schubkraft der Antriebsvorrichtung 20 dar. Je nach Drehrichtung der Antriebsvorrichtung 20 wird ein Schub in oder entgegen der Pfeilrichtung 26 erzeugt. Einen weiteren Bestandteil der Ist-Antriebskraft 26 stellt die Gewichtskraft der Antriebsvorrichtung 20 dar. Je nach Gewicht des Propellers 24 bzw. des Motors 22 ist diese kleiner oder größer. Darüber hinaus nehmen die Ausführung der Antriebsvorrichtung 20 sowie die Abstimmung des Propellers 24 mit dem Motor 22 Einfluss auf die Ist-Antriebskraft 26. Vergleicht man beispielsweise einen Motor mit einer hohen Effizienz mit einem Motor mit einer niedrigen Effizienz, wirken sich diese unterschiedlich stark auf die Ist-Antriebskraft aus. Sind Propeller 24 und Motor 22 nicht optimal aufeinander abgestimmt, kann es beispielsweise zum „Eiern“, also zu einem nicht optimalen Drehen, des Propellers 24 kommen. Hierdurch wird eine Schubkraft erzeugt, die nicht parallel zu der Ist-Antriebskraft 26 verläuft. Somit geht nur ein Teil dieser Schubkraft als Komponente in die Ist-Antriebskraft ein. Kommt es zu Beschädigungen des Propellers 24 oder des Motors 22, nehmen auch diese Einfluss auf die Ist-Antriebskraft 26. Gleiches gilt, falls die Antriebsvorrichtung 20 Störgewichte wie beispielsweise Schmutz aufweist. Einen entscheidenden Einfluss auf die Ist-Antriebskraft 26 kann darüber hinaus die Thermik, wie beispielsweise Winde, nehmen. Trifft beispielsweise ein Wind oder eine Komponente der Windkraft entlang des Pfeils 26 auf die Antriebsvorrichtung 20, so verstärkt der Wind die Ist-Antriebskraft 26.
Diese Einflüsse auf die Ist-Antriebskraft 26 haben insbesondere Auswirkungen auf das Gesamtflugverhalten des Quadrocopters 10, falls diese lediglich bei einer oder mehreren Antriebsvorrichtungen 20 auftreten, jedoch nicht gleichartig bei allen Antriebsvorrichtungen 20.
Zur Erfassung der real vorherrschenden Antriebskraft, also der Ist-Antriebskraft 26, wird erfindungsgemäß eine Sensorvorrichtung 30 eingesetzt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Sensorvorrichtung 30 um eine Kraftmessdose 30. Die dargestellte Kraftmessdose 30 weist eine Messrichtung auf, die deckungsgleich mit der Richtung der Rotorwelle des Elektromotors 22 bzw. der Schubrichtung, die durch die Antriebsvorrichtung 20 erzeugt wird, ist. Bei der gemessenen Kraft der Kraftmessdose 30 handelt es sich um die Ist-Antriebskraft 26. Diese Ist-Antriebskraft 26 kann in einem nächsten Schritt in einer nicht dargestellten Antriebssteuerung verarbeitet, insbesondere geregelt und/oder gesteuert werden. Hierbei werden die Ist-Antriebskraft 26 mit einer definierten Soll-Antriebskraft verglichen und Abweichungen ermittelt. Bevorzugt ist es zusätzlich, dass mit Hilfe der Antriebssteuerung die Antriebsleistung der Antriebsvorrichtung 20 derart anpasst werden, dass die Ist-Antriebskraft 26 an die Soll-Antriebskraft angeglichen wird. Dies kann beispielsweise über eine Regulierung des Stroms erfolgen, der am Elektromotor 22 anliegt.
Die Soll-Antriebskraft kann hierbei vorher fest definiert sein und unverändert bleiben, oder es ist möglich, dass die Soll-Antriebskraft, beispielsweise zur Steuerung des gesamten Multicopters, ständig angepasst wird, was insbesondere mit Hilfe einer nicht dargestellten Flugsteuerung verwirklicht werden kann.
Eine derartige Flugsteuerung kann in den Grundkörper 12 des Multicopters 10 integriert sein. Darüber hinaus ist es generell möglich, dass die Flugsteuerung die Antriebssteuerung aufweist, bzw. dass die Antriebssteuerung Teil der Flugsteuerung ist. Zur Ermittlung der Soll-Antriebskraft können Daten von verschiedenen Sensoren und/oder Empfängern genutzt werden, um Bewegungen oder ein Positionshalten vorzugeben und entsprechend an die Antriebsvorrichtung 20 bzw. an die Antriebssteuerung weiterzuleiten, um die Antriebsleistung der Antriebsvorrichtung 20 derart anzupassen, dass die Ist-Antriebskraft 26 an die Soll-Antriebskraft angeglichen wird. Zur Ermittlung der Daten für die Flugsteuerung können nicht dargestellte Gyrometer, auch Gyroskope genannt, und/oder Beschleunigungssensoren und/oder GPS-Empfänger und/oder Telemetriesensoren und/oder Fernsteuerungsempfänger oder dergleichen eingesetzt werden. Mit Hilfe eines Gyrometers bzw. Gyroskops kann beispielsweise eine räumliche Lagebestimmung und somit eine räumliche Stabilisierung des Multicopters 10 erreicht werden. Beschleunigungssensoren ermitteln die Beschleunigung des Multicopters 10 im Raum. Anhand der Daten des GPS-Empfängers kann die zweidimensionale Position des Multicopters 10 auf Basis von Satellitendaten ermittelt werden. Als Telemetriesensoren können beispielsweise Barometer bzw. Höhenmesser und/oder Sonar- bzw. Ultraschallsensoren und/oder Abstandsmesser, wie Laserabstandsmesser eingesetzt werden. Hiermit kann die Höhe bzw. der Abstand des Multicopters 10 zu einem Körper bestimmt werden. Mit Hilfe des Fernsteuerungsempfängers lassen sich Befehle eines Nutzers, eines Computersystems oder dergleichen, beispielsweise per Funk, an den Multicopter 10 übertragen, um somit insbesondere Bewegungen des Multicopters herbeizuführen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ermittelt die Flugsteuerung anhand dieser Daten jeweils eine Soll-Antriebskraft für jede der vier Antriebsvorrichtungen 20 und leitet diese an die Antriebssteuerung weiter. Daraufhin vergleicht die Antriebssteuerung die Soll-Antriebskraft mit der Ist-Antriebskraft 26, die mit Hilfe der Sensorvorrichtung, der Kraftmessdose 30, ermittelt wurde. Anschließend passt die Antriebssteuerung die Antriebsleistung des Elektromotors 22 derart an, dass die Ist-Antriebskraft 26 an die Soll-Antriebskraft angeglichen wird.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Multicopters 10. Der Aufbau des Multicopters 10 entspricht dem aus 1. Im Gegensatz zu der Ausführungsform aus 1 besteht der Grundkörper 12 aus einem Hauptkörper 13 und vier Stegen 15, von denen in der dargestellten Ausführungsform beispielhaft einer dargestellt ist. Die Verwendung solcher Stege 15 wird in der Praxis häufig vorgenommen, um einen größeren Abstand zwischen den Antriebsvorrichtungen 20 zu erzeugen und somit eine größere Wirkungsfläche des Antriebsschubs aller Antriebsvorrichtungen 20 zu verwirklichen. Nichtsdestotrotz kann es sich bei dem Grundkörper 12 bestehend aus Hauptkörper 13 und Stegen 15 um ein einzelnes Bauteil handeln, das beispielsweise zusammenhängend mittels Spritzgussverfahren hergestellt wird. Nebengeordnet ist es auch möglich, dass es sich bei den Stegen 15 und dem Hauptkörper 13 um separate Bauteile handelt, die verbunden werden und somit den Grundkörper 12 darstellen.
Häufig weisen bisherige Quadrocopter 10 direkt am Ende der Stege 15 Antriebsvorrichtungen 20 auf.
In dargestellter Ausführungsform wird erfindungsgemäß zwischen der Antriebsvorrichtung 20 und dem Steg 15 des Grundkörpers 12 eine Kraftmessdose 30 angeordnet. Diese misst, wie bereits in den Ausführungen zu 1 beschrieben, die Ist-Antriebskraft 26.
Vorteilhaft bei dieser Ausfügungsform ist, dass der Grundaufbau der heutzutage häufig verwendeten Quadrocopter nicht verändert werden muss. Es ist einfach möglich, zwischen Steg 15 und Antriebsvorrichtung 20 einen Kraftmesser einzusetzen. Häufig sind an den Stegen Befestigungsvorrichtungen für einen Motor vorgesehen, wobei der Motor entsprechende Aufnahmevorrichtungen als Gegenstück für die Befestigungsvorrichtungen aufweist. Somit können Kraftmesser, bspw. Kraftmessdosen eingesetzt werden, die auf diese Aufnahmevorrichtungen passen und andererseits eigene Aufnahmevorrichtungen aufweisen, an denen der Motor angeordnet werden kann.
Das Ausführungsbeispiel aus 3 entspricht dem aus 2. Im Gegensatz zu der in 2 dargestellten Ausführungsform ist die Sensorvorrichtung 30 nicht direkt zwischen Antriebsvorrichtung 20 und Grundkörper 12 angeordnet, sondern innerhalb des Grundkörpers 12. Hierbei weist der Grundkörper 12 einen Kraftmesser 30 zwischen Hauptkörper 13 und Steg 15 auf. Einerseits kann es sich bei dem Kraftmesser 30 um einen Einkomponentenkraftmesser handeln, dessen Messrichtung parallel zu der Ist-Antriebskraft 26 verläuft. Andererseits ist es auch möglich, einen Mehrkomponentenkraftsensor 30 einzusetzen. Beispielsweise kann ein Sechs-Achsenkraftsensor eingesetzt werden. Hierüber ist es möglich, neben der Ist-Antriebskraft 26 sämtliche Kräfte und Momente zu erfassen, die von der Antriebsvorrichtung 20 auf den Grundkörper 12 wirken.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Multicopters 10. Die dargestellte Ausführungsform entspricht der Ausführungsform aus 1, jedoch ist die Antriebsvorrichtung 20 nicht direkt am Grundkörper 12 angeordnet, sondern über einen Messträger 14 mit diesem verbunden.
Der Messträger 14 weist hierbei die Sensorvorrichtung 30 auf. Bei der Sensorvorrichtung 30 handelt es sich um eine Messbrücke aus Dehnungsmessstreifen 32, 34. Hierbei sind zwei Dehnungsmessstreifen 32 auf der Oberseite des Messträgers 14 und zwei Dehnungsmessstreifen 34 auf der Unterseite des Messträgers 14 angeordnet. Mit Hilfe von Messbrücken lassen sich höhere Messauflösungen erzielen sowie unerwünschte thermische und/ oder mechanische Dehnungen kompensieren. Neben der dargestellten Vollbrücke aus vier Dehnungsmessstreifen 32, 34 ist es auch möglich, lediglich zwei Dehnungsmessstreifen 32, 34 als Halbbrücke einzusetzen bzw. nur einen Dehnungsmessstreifen 32, 34 auf der Ober- oder Unterseite des Messträgers 14 anzubringen.
Die Ist-Antriebskraft 26 wird über den Messträger 14 auf den Grundkörper 12 übertragen. Somit führt die Ist-Antriebskraft 26 zu einer Verformung, insbesondere Biegung des Messträgers 14, die entsprechend von der Sensorvorrichtung 30 erfasst wird. Hierbei können für den Messträger bestimmte Werkstoffe eingesetzt werden, die beispielsweise eine geringere Steifigkeit als der Werkstoff des Grundkörpers 12 aufweisen. Darüber hinaus kann der Messträger 14 eine geringere Material- bzw. Wandstärke aufweisen. Somit lässt sich die Verformbarkeit des Messträgers 14 und somit die Messbarkeit der Ist-Antriebskraft 26 mit Hilfe der Sensorvorrichtung 30 beeinflussen.
Die in 5 dargestellte Ausführungsform weist einen Grundkörper 12 mit Hauptkörper 13 und Stegen 15 sowie einen Messträger 14 auf. Bei dem Messträger 14 handelt es sich um einen Messträger mit U-Profil mit einem ersten Flansch 17 und einem zweiten Flansch 19, wobei der erste Flansch 17 und der zweite Flansch 19 über eine Zwischenelement 18 miteinander verbunden sind. An dem ersten Flansch 17 ist der Elektromotor 22 der Antriebsvorrichtung 20 angeordnet. Der zweite Flansch 19 ist mit dem Steg 15 des Grundkörpers 12 verbunden. Am Zwischenelement 18 ist eine Sensorvorrichtung 30, ausgebildet als Dehnungsmessstreifen-Messbrücke 30, mit Dehnungsmessstreifen 32, 34 angeordnet. Vorteilhaft an dieser Anordnung ist, dass der bisherige in der Praxis weitverbreitete Aufbau von Quadrocoptern nicht verändert werden muss, da der Messträger 14 einfach zwischen dem häufig vorhandenen Steg 15 und der Antriebsvorrichtung 20 angeordnet werden kann. Somit sind keine konstruktiven Änderungen des Quadrocopters nötig.
6 zeigt das bisherige Verfahren zur Steuerung eines Multicopters 200. Der erste Schritt 111 besteht aus der Ermittlung eines Lage-Soll- und Lage-IstWerts anhand von Lage- und Bewegungsdaten, beispielsweise mit Hilfe der oben beschriebenen Sensoren und Empfänger. Bei dem Lage-Ist-Wert kann es sich beispielsweise um die aktuelle Positionskoordinate des Multicopters 10 im Raum handeln. Der Lage-Soll-Wert kann dementsprechend beispielsweise einer zukünftig gewünschten Positionskoordinate im Raum entsprechen. In einem zweiten Schritt 112 wird festgestellt, ob der Lage-Ist-Wert vom Lage-Soll-Wert abweicht. Liegt keine Lageabweichung vor, so erfolgt eine Rückschleife zum ersten Schritt 111. Liegt eine Lageabweichung vor, so wird im dritten Schritt 113 eine Soll-Antriebskraft für die Antriebsvorrichtung 20 bestimmt. Im vierten Schritt 114 erfolgt anschließend die Steuerung der Antriebsvorrichtung 20, bei dem beispielsweise die Leistung eines Elektromotors 22 reguliert wird. Daraufhin kommt es zu einer Rückschleife zum ersten Schritt 111.
Kommt es bei diesem bisherigen Verfahren zu einer Abweichung der Soll-Antriebskraft der Antriebsvorrichtung 20 von der Ist-Antriebskraft 26 der Antriebsvorrichtung 20, kann diese nicht ermittelt, geschweige denn die Ist-Antriebskraft 26 an die Soll-Antriebskraft angepasst werden. Abweichungen der Antriebskraft lassen sich nur indirekt mit Hilfe der Lage- und Bewegungsdaten ermitteln. Es herrscht somit eine träge, energieineffiziente und fehleranfällige Steuerung.
7 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung eines Multicopters 100 sowie beispielhaft das erfindungsgemäße Verfahren zur Schubkontrolle einer Antriebsvorrichtung von Multicoptern 120.
Das Verfahren zur Schubkontrolle 120 ist Teil des Verfahrens zur Steuerung 100. Hierbei entsprechen der erste Schritt 111, der zweite Schritt 112, der dritte Schritt 113 und der vierte Schritt 114 den Schritten des bisherigen Verfahrens zur Steuerung eines Multicopters 200, auch erste Regelschleife genannt, wobei jedoch in der Rückschleife zwischen dem vierten Schritt 114 und ersten Schritt 111 eine zweite Regelschleife, nämlich das Verfahren zur Schubkontrolle 120 bestehend aus dem fünften Schritt 121 und dem sechsten Schritt 122, eingeschoben ist.
Hierbei wird im fünften Schritt 121 eine Ist-Antriebskraft 26 erfasst, die von der Antriebsvorrichtung 20 auf den gesamte Multicopter 10 wirkt. Diese erfasste Ist-Antriebskraft 26 entspricht somit einem effektiven Schub zur Bewegung des Multicopters 10.
In einem daran anschließenden sechsten Schritt 122 wird festgestellt, ob eine Abweichung der Ist-Antriebskraft von der Soll-Antriebskraft vorliegt. Die Soll-Antriebskraft kann einerseits festgelegt sein oder andererseits mit Hilfe eines vorherigen dritten Schritts 113 definiert worden sein. Liegt keine Abweichung der Ist-Antriebskraft 26 von der Soll-Antriebskraft vor, erfolgt eine Rückschleife zum ersten Schritt 111. Liegt eine solche Abweichung vor, erfolgt eine Steuerung der Antriebsvorrichtung durch den vierten Schritt 114, bei dem beispielsweise der Elektromotor 22 einer Antriebsvorrichtung 20 durch Anpassung der Antriebsleistung reguliert wird.
Somit ist bei Abweichungen der Ist-Antriebskraft 26 von der Soll-Antriebskraft eine direkte Kraftanpassung möglich, ohne dass eine solche Anpassung über Umwege, bspw. durch die Ermittlung von Lage- und Bewegungsdaten, erfolgen muss. Es kommt somit zu einer schnelleren, energieeffizienteren und fehlerfreieren Steuerung des Multicopters.

Claims

Multicopter (10) mit einem Grundkörper (12); mindestens einer mit dem Grundkörper (12) verbunden Antriebsvorrichtung (20) zur Erzeugung einer Antriebskraft; und mindestens einer Sensorvorrichtung (30) zur Erfassung einer Ist-Antriebskraft (26), wobei die Ist-Antriebskraft (26) einem effektiven Schub der Antriebsvorrichtung (20) entspricht, welcher von der Antriebsvorrichtung (20) auf den Grundkörper (12) übertragen wird zur Bewegung des Multicopters (10) dadurch gekennzeichnet, dass der Multicopter (10) mindestens einen Messträger (14) aufweist, der zwischen dem Grundkörper (12) und der Antriebsvorrichtung (20) angeordnet ist, wobei der Messträger (14) die Ist-Antriebskraft (26) aufnimmt zur Übertragung der Ist-Antriebskraft (26) von der Antriebsvorrichtung (20) auf den Grundkörper (12), wobei die Sensorvorrichtung (30) am Messträger (14) angeordnet ist.
Multicopter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass je Antriebsvorrichtung (20) eine Sensorvorrichtung (30) vorgesehen ist.
Multicopter (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass je Antriebsvorrichtung (20) des Multicopters (10) ein Messträger (14) eingesetzt wird.
Multicopter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messträger (14) einen anderen Werkstoff, insbesondere mit einer geringeren Steifigkeit, als der Werkstoff des Grundkörpers (12) und/oder eine andere Materialstärke als der Grundkörper (12) aufweist, so dass sich der Messträger (14) aufgrund der Kraftübertragung verformt.
Multicopter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Messträger (14) ein U-Profil aufweist mit einem ersten Flansch (17) und einem zweiten Flansch (19), wobei der erste Flansch (17) und der zweite Flansch (19) über ein Zwischenelement (18) miteinander verbunden sind, wobei die Antriebsvorrichtung mit dem einen Flansch (17) und der Grundkörper (12) mit dem anderen Flansch (19) verbunden ist und insbesondere die Sensorvorrichtung (30) am Zwischenelement (18) angeordnet ist.
Multicopter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorrvorrichtung (30) mindestens einen Kraftsensor aufweist, der insbesondere einen Dehnungsmessstreifen (32, 34), vorzugsweise eine Messbrücke aus Dehnungsmessstreifen (32, 34), und/oder eine Kraftmessdose und/oder einen Mehrkomponentenkraftaufnehmer aufweist.
Multicopter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch mindestens eine Antriebssteuerung, ausgebildet um die Ist-Antriebskraft (26) mit einer definierten Soll-Antriebskraft zu vergleichen und insbesondere zusätzlich die Antriebsleistung der Antriebsvorrichtung (20) an die definierten Soll-Antriebskraft anzupassen.
Multicopter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine insbesondere mit dem Grundkörper verbundene Flugsteuerung, wobei die Flugsteuerung insbesondere ein Gyrometer und/oder einen Beschleunigungssensor und/oder einen GPS-Empfänger und/oder einen Telemetriesensor und/oder einen Fernsteuerungsempfänger aufweist, wobei die Flugsteuerung ausgebildet ist, um die Soll-Antriebskraft zu ermitteln, wobei die Flugsteuerung mit der Antriebssteuerung verbunden ist zur Übertragung der ermittelten Soll-Antriebskraft.
Verfahren zur Schubkontrolle einer Antriebsvorrichtung von Multicoptern, bei welchem eine Ist-Antriebskraft (26) erfasst wird, die von der Antriebsvorrichtung auf den gesamten Multicopter (10) wirkt; und aus der erfassten Ist-Antriebskraft (26) ein effektiver Schub der Antriebsvorrichtung für den Multicopter (10) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Antriebskraft (26) mit einer definierten Soll-Antriebskraft verglichen wird.
Verfahren zur Schubkontrolle einer Antriebsvorrichtung von Multicoptern nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsleistung der Antriebsvorrichtung und somit die Ist-Antriebskraft (26) an die definierten Soll-Antriebskraft angepasst wird.
Verfahren zur Schubkontrolle einer Antriebsvorrichtung von Multicoptern (10) nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Multicopters (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Verfahren zur Steuerung eines, insbesondere nach einem der Ansprüche 1-8 ausgeführten, Multicopters (100) mit einer ersten Regelschleife (110), um anhand von Lage- und Bewegungsdaten eine Soll-Antriebskraft für eine Antriebsvorrichtung des Multicopters (10) zu ermitteln; und einer zweiten Regelschleife (120), um die Ist-Antriebskraft 26 zu kontrollieren, wobei in der zweiten Regelschleife (120): eine Ist-Antriebskraft (26) erfasst wird, die von der Antriebsvorrichtung auf den gesamten Multicopter (10) wirkt; und aus der erfassten Ist-Antriebskraft (26) ein effektiver Schub der Antriebsvorrichtung für den Multicopter (10) ermittelt wird.
Verfahren zur Steuerung eines Multicopters (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der zweiten Regelschleife (120) die Ist-Antriebskraft (26) mit einer definierten Soll-Antriebskraft verglichen wird
Verfahren zur Steuerung eines Multicopters (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsleistung der Antriebsvorrichtung und somit die Ist-Antriebskraft (26) an die definierten Soll-Antriebskraft angepasst wird.