JP2014064914A - 屋内飛行玩具の高度制御 - Google Patents
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Abstract
【課題】ヘリコプター又はマルチローターコプター等の屋内用垂直飛行玩具の安定した高度制御を維持するための制御方法を提供する。
【解決手段】高度制御は、飛行体100の選択された高度レベルを設けることを含む。位置制御信号が飛行体のIREDセル135から表面136に向かって送信される。飛行体の受信機134が表面から反射した信号を受信する。受信機によって反射した信号のレベルが求められ、反射した信号の変化は、選択された高度レベルに対する飛行体の高度の変化を示す。飛行体の受信機はリモートコントローラーと通信し、リモートコントローラーは、飛行体の速度及び方向を調整及び制御することができる。
【選択図】図4
【解決手段】高度制御は、飛行体100の選択された高度レベルを設けることを含む。位置制御信号が飛行体のIREDセル135から表面136に向かって送信される。飛行体の受信機134が表面から反射した信号を受信する。受信機によって反射した信号のレベルが求められ、反射した信号の変化は、選択された高度レベルに対する飛行体の高度の変化を示す。飛行体の受信機はリモートコントローラーと通信し、リモートコントローラーは、飛行体の速度及び方向を調整及び制御することができる。
【選択図】図4
Description
本開示は飛行体に関し、より詳細には、表面又は別の物体に対する当該飛行体の高さを自動的に制御する制御システムを含むホバリング体に関する。
制御方法は基本的に、距離測定に関連する。飛行玩具によっては、超音波センサーによって距離測定に対処する。MCUがこのセンサーに接続し;センサーからパルス列を照射しながらタイマーを開始する。MCUは次いで、地面から反射した信号の経過時間を測定する。音速が分かっているため、移動距離を計算することができる。上記出願の欠点は、このセンサーが比較的大きく、長さが250mm未満のサイズの小さい飛行玩具に入れるには重いことである。
代替的には、正確な圧力センサーを用いて、屋内及び屋外双方の飛行玩具の絶対高度を明らかにすることができるが、この解決策のコストは高すぎるため玩具市場には適用することができず、そのデータは時折ずれが生じる。
本開示では、ヘリコプター又はマルチローターコプター等の屋内用垂直飛行玩具の安定した高度制御を維持するための制御方法が用いられる。この高度保持機能を用いると、初心者でもホバリング飛行させることが容易であり、初心者がスロットル制御に精通していない場合であっても飛行玩具が天井に衝突することを回避することができる。
その下を飛行機が飛行又はホバリングするはずである天井からの距離を規定するとともに保つことが可能であることによって、本開示の方法、システム及び玩具に関して大きな利点が得られる。
更なる特徴は、制御ボタンという意味であり得る緊急停止制御部;1つ又は複数の制御ボタンであり得る昇降制御部;並びに、高い及び/又は低い高さ感度制御部、離着陸制御部;ジェスチャーモード制御部;左右トリム制御部;高度制御モードと手動制御モードとの間の制御部の1つ又は複数を含むことができる。
本開示の多くの利点及び特徴は、本開示の以下の詳細な説明及びその実施形態、並びに添付の図面から容易に明らかとなるであろう。
本開示の上述した特徴及び目的は、同様の参照符号が同様の要素を指す添付の図面とともに以下の説明を参照することによってより明らかとなるであろう。
本開示は、複数の実施形態において多くの異なる形態で実施することが可能である。本開示の実施形態の幾つかが図面に示され、本明細書において詳細に説明される。本開示は、本開示の原理を例示するものであるとみなされるべきであり、本開示及び/又は示される実施形態の主旨又は範囲を限定することを意図するものではない。
本開示は、ヘリコプター等の飛行玩具を制御する方法、この制御に作用するシステム、及びこのように操作可能な玩具に関する。
屋内動作用の玩具飛行体の高度を遠隔制御する方法であって、飛行体は、飛行体の機体に対して回転するローター、及び玩具のプレーヤーが用いる別個のリモートコントローラーを有し、当該方法は、飛行体の選択された高度レベルを設けることを含む。
位置制御信号が飛行体から表面に向かって送信される。表面から反射した信号の受信機が飛行体に設けられている。
反射した信号のレベルが受信機によって求められ、反射した信号の変化は、選択された高度レベルに対する飛行体の高度の変化を示す。高度レベルの変化に応じてローターの動作が調整され、それによって選択された高度レベルが保たれる。
選択されるレベルは、上側レベル及び下側レベル間の範囲であるものとすることができる。代替的には、レベルは実質的に一定の高度である。
ローターの動作を調整することは、速度を下げて飛行体を選択された高度レベルに下降させること、又は速度を上げて飛行体を選択された高度レベルに上昇させることである。
飛行体がリモートコントローラーと通信するための受信機があり、リモートコントローラーは飛行体の速度及び方向を調整及び制御することが可能である。
位置制御信号は上方へ方向付けられ、それによって飛行体の上に位置する表面に対する高度を保つ。信号が反射する表面は、位置制御信号の反射とは別の信号発生特徴部を有しない受動的な屋内の表面である。したがって、表面上には能動的なエミッターはなく、信号は、屋内環境の通常の構造である壁又は天井又は床から跳ね返る。したがって、玩具の使用には、飛行玩具自体及びプレーヤー用のリモートコントローラー以外には何も必要ではない。
位置制御信号は下方へ方向付けられ、それによって飛行体の下に位置する表面に対する高度を保つ。
飛行体に対して横方向に方向付けられることによって飛行体に対して横方向に位置する表面から反射し、それによって横方向に位置する表面に対する飛行体の距離を保つ位置制御信号もある。
飛行体に対して複数のそれぞれの方向に横方向に方向付けられることによって飛行体に対して複数の横方向に位置する表面から反射される複数の位置制御信号があるものとすることができる。これは、飛行体が複数の横方向に位置する表面に対してその距離を保つことを可能にし、それによって、飛行体を横方向の表面に対して選択された距離に維持する。
複数の位置制御信号は、飛行体の相対的に横方向に、前方に及び横向きに方向付けられる。
飛行体に対して複数のそれぞれの方向において横方向に方向付けられることによって飛行体に対して複数の横方向に位置する表面から反射する複数の位置制御信号があるものとすることができる。これは、複数の横方向に位置する表面に対する飛行体の距離を保つ。複数の位置制御信号は、飛行体の相対的に横方向に、前方に及び横向きに方向付けられる。これは、飛行体を、横方向の表面に対して選択された距離に維持する。これらの信号は、飛行体から上方及び下方へ方向付けられ、それによって飛行体の高度を維持する。
反射される位置制御信号の所望の選択されるレベルは、飛行体の少なくとも1つの受信機において規定される。ローターの動作は、受信された反射した位置制御信号の差異によって判断される、指定位置からの変化に依存する。
反射される位置制御信号のそれぞれの所望の選択されるレベルは、飛行体の複数のそれぞれの受信機において規定することができ、それぞれの複数の受信機は、それぞれの異なる方向に方向付けられ、それぞれの受信機に対して合ったそれぞれの方向に方向付けられる複数のそれぞれの位置信号がある。ローターの動作は、受信された反射した位置制御信号の差異によって判断される、指定位置からの変化に依存する。
玩具の制御は、停止制御;上昇制御;下降制御の少なくとも一方による高度制御;高い高さ感度制御及び低い高さ感度制御の少なくとも1つから選択される制御によるものとすることができる。これらの制御のそれぞれ1つ又はこれらの制御の複数は、異なる感度を有することができる。したがって、例えば、上昇制御又は下降制御の制御部は、制御ボタン(単数又は複数)に対してより高いか又は低い感度の反応を有することができる。したがって、飛行玩具が天井により近づいているか又は床により近づいている場合、高さ制御部は、玩具がこれらの障壁から離れているときよりも迅速に反応することができる。これらの制御プロトコルのそれぞれについて適切な制御プログラムが確立される。
飛行玩具はそれによって、最大高さを制限しようとすることによって少なくとも1つの反射信号を受信する。ローター出力の制御は、時間(t−1)における以前の速度によって求められる時間(t)におけるローターのその時点の速度、及び飛行玩具内のバッテリーレベルによるものとすることができる。
反射信号のレベルはデジタル計測であり、それによって受信機は、受信した信号の強度ではなく受信したか又は受信していないかを明らかにする。
飛行体の受信機は、リモートコントローラーからスロットル及び方向制御コマンドを受信する。
1つの形態では、屋内ホバリング飛行用の玩具飛行体の高度を遠隔制御する方法であって、飛行体は、飛行体の機体に対して回転するローター、及び玩具のプレーヤーが用いる別個のリモートコントローラーを有し、当該方法は、飛行体の選択された高度レベルを設けることを含む。位置制御信号が飛行体から表面に向かって送信される。表面から反射した信号の受信機が飛行体に設けられている。反射信号のレベルが受信機によって求められ、反射信号の変化は、選択された高度レベルに対する飛行体の高度の変化を示す。
ローターの動作は、高度レベルの変化に応じて調整されることによって選択された高度レベルを保ち;このレベルは実質的に一定の高度である。
飛行体はリモートコントローラーとも通信し、リモートコントローラーは、飛行体の速度及び方向を調整及び制御することが可能である。飛行体の受信機はリモートコントローラーによる信号に応答し、リモートコントローラーからの信号はホバリング玩具の速度及び方向を変更するためのものである。
屋内ホバリング飛行用の玩具飛行体の高度を遠隔制御する方法であって、飛行体は、飛行体の機体に対して回転するローターを有する、方法が提供される。
玩具のプレーヤーが用いる別個のリモートコントローラーがある。
システムは、飛行体の選択された高度レベルを設けることを含む。位置制御信号が飛行体から表面に向かって送信される。飛行体の受信機が表面から反射した信号を受信する。受信機によって反射信号のレベルが求められ、反射信号の変化は、選択された高度レベルに対する飛行体の高度の変化を示す。
飛行体の受信機はリモートコントローラーと通信し、リモートコントローラーは飛行体の速度及び方向を調整及び制御することができる。
飛行体の受信機は、リモートコントローラーによる信号に応答し、リモートコントローラーからの信号は、ホバリング玩具の速度、及び方向も変更するためのものである。
位置制御信号は上方へ方向付けられ、それによって飛行体の上に位置する表面に対する高度を保ち、信号が反射する表面は、位置制御信号の反射とは別の信号発生特徴部を有しない受動的な屋内の表面である。飛行体に対して方向付けられることによって飛行体に対して付加的に位置する表面から反射し、それによって付加的に位置する表面に対する飛行体の距離を保つ付加的な位置制御信号がある。
本開示は多くの異なる形態の実施形態が可能であるが、本開示の好ましい実施形態が図面に示されるとともに本明細書において詳細に説明される。しかし、本開示は、本開示の原理を例示するものであるとみなされるべきであり、本開示及び/又は示される実施形態の主旨又は範囲を限定する意図はないことが理解されるべきである。
玩具飛行体100は、屋内で使用され、表面又は別の物体から離れた飛行体の高さ又は距離を制御するシステムが設けられている。飛行体100は、飛行体100を特定の方向に推進するローター110を含む。飛行体には機体すなわち本体120がある。
図1には、ホバリング玩具すなわちヘリコプターのシングルローターシステムが示されており、飛行体100の速度及び方向を制御するトグル124及び126を有するリモートコントローラー送信機122が示されている。図2a、図3、図4、図5a及び図5bには、二重回転ローター128及び129を有するヘリコプターが示されている。図2bには、本体120の回りに位置する4つの離間したローター130、131、132及び133を有するホバリング飛行玩具が示されている。
ホバリング玩具には制御システム及びバッテリー電源がある。制御システムは、リモートコントローラー送信機122、及びローター110の制御部と更に通信する回路基板138上のIR受信モジュールと無線通信する本体120の受信機134を含む。送信機122及び受信機134の対は好ましくは赤外線対であるが、他の送信機/受信機対又は通信プロトコルを用いてもよく、また組み込んでもよい。
反射表面136への信号を生成するIREDセル135があり、反射表面136は更に信号を受信モジュール134に反射するか又は跳ね返す。この信号は、送信機122からの任意の信号とともに、マイクロプロセッサ回路MCUによって処理される。MCUはこの場合は電圧レギュレーターを通じてバッテリーによって給電される。MCUは、ジャイロセンサー、モーター駆動制御部、LED及びホバリング体の出力制御部を制御する。モーター駆動制御部は、1つ又は複数のモーターを制御することで1つ又は複数のローターをそれぞれ制御する。
送信機の制御方法は赤外線に限定されない。制御方法は、27MHz、40MHz、49MHz若しくは2.4GHz等の無線周波数、又はBluetooth若しくはWiFiであってもよい。
光強度Iの増分は必ずしも直線的に増加する必要はなく、Iの二乗、すなわちI=12,22,32,..,n2であってもよく、又は一連の光強度減少であってもよい。
IRED及びIR受信モジュールを飛行玩具の上部に配置すること、並びに本発明のIR距離測定方法を適用することを用いて、地面ではなく部屋の天井を基準にした高度保持飛行を行うことができる(図5a)。
同様に、IRED及びIR受信モジュールの配置、並びにIR距離測定方法の適用を用いて、飛行玩具及び障害物、物体又はその回りの表面間の距離を検出することができる。飛行の方向を本開示におけるように上下移動以外で変更することによって、IRED及びIR受信モジュールの配置、並びにIR距離測定方法の適用は、障害物回避制御として作用することができる(図5b)。
複数のローター、赤外線発光ダイオード(IRED)及びIR受信モジュールを有する飛行玩具があるものとすることができる。このモジュールは、送信機からの信号及びIRED自体からの信号を受信するのに用いることができる。物理学では、光源からの距離に応じた光の強度又は輝度は、逆二乗の関係に従う。所与の反射地面、反射上面又は横面及び所与の感度のIR受信モジュールについて、光強度と距離との関係を得ることができる。
光反射方法を用いるため、測定することができる最大高さは約3メートル未満に限定される。
IR信号は通常、送信のためにおよそ30kHz〜40kHzに変調され、一方でIR受信モジュールは、これらの周波数範囲以外のノイズをフィルタリングし、MCUの復号化のために信号を復調することができる。IREDが生成するIR光の強度は電流に正比例する。IREDへの異なるレベルの電圧供給、したがって電流を制御することによって、異なる光強度を得ることができる。
IR強度をIによって示すものとすると、1,2,..,ImaxのImax強度レベルが存在する。また、IR受信モジュールの感度をSによって示し、この場合、距離rは逆二乗の式
同じ反射表面内でKが変わらないままであり、所与のIR受信モジュールに関してSが一定であると仮定すると、上記式は
K’は対応する反射表面に対して測定を行わない限り未知であるため、絶対距離ではなく相対距離r’を計算することができる。式は
以下の表及びグラフは、光強度と相対距離r’との関係を示し、この場合、光強度IはW/sr、すなわちワット毎ステラジアンで表され、相対距離r’はcmすなわちセンチメートルで表される。
高度保持制御方法は:
達成するべき地面からの相対目的距離dest_r’を設定すること、
光強度I=1及び受信信号の番号CNT=0に初期化すること、
0.4ms〜500msの時間内で光強度IのIR信号を地面に照射すること
を含む。
達成するべき地面からの相対目的距離dest_r’を設定すること、
光強度I=1及び受信信号の番号CNT=0に初期化すること、
0.4ms〜500msの時間内で光強度IのIR信号を地面に照射すること
を含む。
IR受信モジュールがこのIR信号を受信すると、CNTのステップがインクリメントし、すなわちCNT=CNT+1になる。
光強度のステップがインクリメントし、すなわちI=I+1になる。
I=Imax+1になるまで図7に示されるステップを繰り返す。
逆二乗の法則によると、受信したIR信号の番号は飛行玩具の高度及び信号強度に依存する。所与のr’の場合、より高い強度を有する信号は、地面からIR受信モジュールに反射することができる。
r’=1である場合、全てのIR信号を受信することができ、すなわちCNT=Imaxである。r’=1.41である場合、強度I=2以上のIR信号のみを受信することができ、すなわちCNT=Imax−1である。同様に、r’=1.73である場合、強度I=3以上のIR信号のみを受信することができ、すなわちCNT=Imax−2である。概して、CNT=Imax+1−Iである。
CNTが分かっているため、相対距離r’は表から得ることができる。
誤差E=r’−dest_r’を計算する。
Eが負数である場合、すなわち飛行玩具のその時点の高度が目的高度よりも低い場合、ローターの少なくとも1つが、上方へ飛行するために出力を増加し、この場合、出力増分はEに比例する。図7に示されるステップを繰り返す。
Eが正数である場合、すなわち飛行玩具のその時点の高度が目的高度よりも高い場合、ローターの少なくとも1つが、下方へ飛行するために出力を低下し、この場合、出力減少はEに比例する。図7に示されるステップを繰り返す。
Eがゼロ又はおよそゼロである場合、すなわち飛行玩具のその時点の高度が目的高度と同じである場合、ローターの出力は変わらないままである。図7に示されるステップを繰り返す。
ユーザーが飛行玩具の所望の高度を選択することを更に可能にするには、スロットルレベルを読み取り、それに従って相対目的距離を設定することができる。
選択可能な高度の保持制御方法は:
送信機からスロットルレベルを読み取ること、
スロットルレベルに従って地面からの相対目的距離dest_r’を設定すること、
光強度I=1及び受信信号の番号CNT=0に初期化すること、
0.4ms〜500msの時間内で光強度IのIR信号を地面に照射すること
を含む。
送信機からスロットルレベルを読み取ること、
スロットルレベルに従って地面からの相対目的距離dest_r’を設定すること、
光強度I=1及び受信信号の番号CNT=0に初期化すること、
0.4ms〜500msの時間内で光強度IのIR信号を地面に照射すること
を含む。
IR受信モジュールがこのIR信号を受信すると、CNTのステップがインクリメントし、すなわちCNT=CNT+1になる。
光強度のステップがインクリメントし、すなわちI=I+1になる。
I=Imax+1になるまで図7に示されるステップを繰り返す。
逆二乗の法則によると、受信したIR信号の番号は飛行玩具の高度及び信号強度に依存する。所与のr’の場合、より高い強度を有する信号は、地面からIR受信モジュールに反射することができる。
r’=1である場合、全てのIR信号を受信することができ、すなわちCNT=Imaxである。r’=1.41である場合、強度I=2以上のIR信号のみを受信することができ、すなわちCNT=Imax−1である。同様に、r’=1.73である場合、強度I=3以上のIR信号のみを受信することができ、すなわちCNT=Imax−2である。概して、CNT=Imax+1−Iである。
CNTが分かっているため、相対距離r’は表から得ることができる。
誤差E=r’−dest_r’を計算する。
Eが負数である場合、すなわち飛行玩具のその時点の高度が目的高度よりも低い場合、ローターの少なくとも1つが、上方へ飛行するために出力を増加し、この場合、出力増分はEに比例する。図8に示されるステップを繰り返す。
Eが正数である場合、すなわち飛行玩具のその時点の高度が目的高度よりも高い場合、ローターの少なくとも1つが、下方へ飛行するために出力を低下し、この場合、出力減少はEに比例する。図8に示されるステップを繰り返す。
Eがゼロ又はおよそゼロである場合、すなわち飛行玩具のその時点の高度が目的高度と同じである場合;ローターの出力は変わらないままである。図8に示されるステップを繰り返す。
図11〜図14において、構成要素は、100:ヘリコプター;122:送信機;601:緊急停止ボタン;602a:上昇ボタン;602b;下降ボタン、及び603:高/低感度スイッチである。
装置、デバイス、玩具、システム及び動作方法は、離着陸ボタン及び制御部;ジェスチャーモード制御部;並びに左右トリムボタン又は制御部を含む。これらの機能ボタンのいずれかの使用は、特別な特徴部を作動することができる。高度制御モードと手動制御モードとの間で制御方法を切り換えることが可能である。種々の制御プロセスが図12のフロー図に示されている。
図11に示されているように、制御ボタン/スイッチとは別に、また制御ボタン/スイッチに加えて、この送信機は以下のものも含む:
1.離着陸ボタン。飛行玩具は、このボタンの押下後に自動的にモーターを始動させて特定の高さまで飛行することができる。このボタンを再び押下することによって、飛行玩具は、地上に達するまで徐々に降下することができる。
2.ジェスチャーモード制御部。プレーヤーは、送信機を前後に傾けることができ、それによって飛行玩具がその傾斜角度に比例した方向及び速度の双方に追従する。同様に、プレーヤーは、送信機を時計回り方向又は反時計回り方向に回すことができ、それによって飛行玩具がその回転角度に比例した右又は左への旋回を行うことができる。
3.左右トリムボタン。プレーヤーは直線的な飛行のために飛行玩具を位置合わせすることができる。
1.離着陸ボタン。飛行玩具は、このボタンの押下後に自動的にモーターを始動させて特定の高さまで飛行することができる。このボタンを再び押下することによって、飛行玩具は、地上に達するまで徐々に降下することができる。
2.ジェスチャーモード制御部。プレーヤーは、送信機を前後に傾けることができ、それによって飛行玩具がその傾斜角度に比例した方向及び速度の双方に追従する。同様に、プレーヤーは、送信機を時計回り方向又は反時計回り方向に回すことができ、それによって飛行玩具がその回転角度に比例した右又は左への旋回を行うことができる。
3.左右トリムボタン。プレーヤーは直線的な飛行のために飛行玩具を位置合わせすることができる。
図13に示されているように、制御ボタン/スイッチとは別に、また制御ボタン/スイッチに加えて、この送信機は以下のものも含む:
1.離着陸ボタン。飛行玩具は、このボタンの押下後に自動的にモーターを始動させて特定の高さまで飛行することができる。このボタンを再び押下することによって、飛行玩具は、地上に達するまで徐々に降下することができる。
2.ジェスチャーモード制御部。プレーヤーは、送信機を前後左右に傾けることができ、それによって飛行玩具がその傾斜角度に比例した方向及び速度の双方に追従する。
3.左右トリムボタン。プレーヤーは直線的な飛行のために飛行玩具を位置合わせすることができる。
4.少なくとも1つの機能ボタン。ヘッドライト、発射体(複数の場合もあり)の発射、写真撮影、又は、モーター、ソレノイド若しくは形状記憶合金/ポリマー等のアクチュエーターの駆動といった、飛行玩具の1つ又は複数の特別な特徴部の作動に用いることができる。
1.離着陸ボタン。飛行玩具は、このボタンの押下後に自動的にモーターを始動させて特定の高さまで飛行することができる。このボタンを再び押下することによって、飛行玩具は、地上に達するまで徐々に降下することができる。
2.ジェスチャーモード制御部。プレーヤーは、送信機を前後左右に傾けることができ、それによって飛行玩具がその傾斜角度に比例した方向及び速度の双方に追従する。
3.左右トリムボタン。プレーヤーは直線的な飛行のために飛行玩具を位置合わせすることができる。
4.少なくとも1つの機能ボタン。ヘッドライト、発射体(複数の場合もあり)の発射、写真撮影、又は、モーター、ソレノイド若しくは形状記憶合金/ポリマー等のアクチュエーターの駆動といった、飛行玩具の1つ又は複数の特別な特徴部の作動に用いることができる。
図14に示されているように、制御ボタン/スイッチとは別に、また制御ボタン/スイッチに加えて、この送信機は以下のものも含む:
1.離着陸ボタン。飛行玩具は、このボタンの押下後に自動的にモーターを始動させて特定の高さまで飛行することができる。このボタンを再び押下することによって、飛行玩具は、地上に達するまで徐々に降下することができる。
2.スロットル、前方飛行、後方飛行、左旋回、右旋回、左飛行及び右飛行を制御する1つ又は複数のコントロールスティック。手動制御モードでは、高度制御機能は働かない。
3.左右トリムボタン。プレーヤーは直線的な飛行のために飛行玩具を位置合わせすることができる。
4.少なくとも1つの機能ボタン。ヘッドライト、発射体(複数の場合もあり)の発射、写真撮影、又は、モーター、ソレノイド若しくは形状記憶合金/ポリマー等のアクチュエーターの駆動といった、飛行玩具の1つ又は複数の特別な特徴部の作動に用いることができる。
5.制御方法を手動モードから高度制御モードに切り替えることができるボタン又はセレクター。
6.制御方法を高度制御モードから手動モードに戻すように切り替えることができる、コントロールスティック、主にスロットルスティックにおける操作手順。
1.離着陸ボタン。飛行玩具は、このボタンの押下後に自動的にモーターを始動させて特定の高さまで飛行することができる。このボタンを再び押下することによって、飛行玩具は、地上に達するまで徐々に降下することができる。
2.スロットル、前方飛行、後方飛行、左旋回、右旋回、左飛行及び右飛行を制御する1つ又は複数のコントロールスティック。手動制御モードでは、高度制御機能は働かない。
3.左右トリムボタン。プレーヤーは直線的な飛行のために飛行玩具を位置合わせすることができる。
4.少なくとも1つの機能ボタン。ヘッドライト、発射体(複数の場合もあり)の発射、写真撮影、又は、モーター、ソレノイド若しくは形状記憶合金/ポリマー等のアクチュエーターの駆動といった、飛行玩具の1つ又は複数の特別な特徴部の作動に用いることができる。
5.制御方法を手動モードから高度制御モードに切り替えることができるボタン又はセレクター。
6.制御方法を高度制御モードから手動モードに戻すように切り替えることができる、コントロールスティック、主にスロットルスティックにおける操作手順。
この操作手順は、以下を更に含む:
a.飛行玩具が高度制御モードである間に、スロットルスティックを解放することによってこのスティックはばねによって中立位置に戻る。この動作は飛行玩具のホバリング高さに影響を与えない。
b.スロットルステップがその時点のモーター速度以上になって制御方法を高度制御モードから手動制御モードに引き継ぐまで、スロットルスティックをゆっくりと押す。
c.制御方法を高度制御モードから手動制御モードに替えることについて飛行玩具及び/又は送信機に指示する。
a.飛行玩具が高度制御モードである間に、スロットルスティックを解放することによってこのスティックはばねによって中立位置に戻る。この動作は飛行玩具のホバリング高さに影響を与えない。
b.スロットルステップがその時点のモーター速度以上になって制御方法を高度制御モードから手動制御モードに引き継ぐまで、スロットルスティックをゆっくりと押す。
c.制御方法を高度制御モードから手動制御モードに替えることについて飛行玩具及び/又は送信機に指示する。
代替的な操作手順は、以下を含む:
a.飛行玩具が高度制御モードである間に、スロットルスティックを任意の領域から中央領域に押す、すなわちおよそ50%のスロットル。
b.スロットルスティックを、特定の時間、例えば1秒超、この領域において変えずに保つ。
c.スロットルスティックを上又は下によりゆっくりと押し、制御方法を高度制御モードから手動制御モードに引き継ぐ。
d.制御モードを高度制御モードから手動制御モードに替えることについて飛行玩具及び/又は送信機に指示する。
a.飛行玩具が高度制御モードである間に、スロットルスティックを任意の領域から中央領域に押す、すなわちおよそ50%のスロットル。
b.スロットルスティックを、特定の時間、例えば1秒超、この領域において変えずに保つ。
c.スロットルスティックを上又は下によりゆっくりと押し、制御方法を高度制御モードから手動制御モードに引き継ぐ。
d.制御モードを高度制御モードから手動制御モードに替えることについて飛行玩具及び/又は送信機に指示する。
装置及び方法を、最も実用的で好ましい実施形態であると現在考えられるものに関して説明したが、本開示を開示された実施形態に限定する必要はないことを理解されたい。
Claims (14)
- 屋内動作用の玩具飛行体の高度を遠隔制御する方法であって、前記飛行体は、該飛行体の機体に対して回転するローター、及び前記玩具のプレーヤーが用いる別個のリモートコントローラーを有し、該方法は:
前記飛行体の選択された高度レベルを設けること;
位置制御信号を前記飛行体から表面に向かって送信すること;
前記表面から反射した前記信号の受信機を前記飛行体に設けること;
前記受信機によって前記反射した信号のレベルを求めることであって、前記反射した信号の変化は、前記選択された高度レベルに対する前記飛行体の高度の変化を示す、求めること;
前記高度レベルの変化に応じてローターの動作を調整することであって、それによって前記選択された高度レベルを保って調整すること、又は、送信機からスロットルレベルを読み取ることを含む選択可能な高度の保持制御方法を適用して前記玩具を制御すること;及び
式
を含む、方法。 - IREDからの光強度(I)、表面からの相対目的距離(r’)及び受信信号の番号(CNT)間の関係の表に従って相対距離r’を適用することであって、IREDからの光強度(I)はImaxであり;表面からの相対距離(r’)は
- 達成するべき表面からの相対目的距離r’dを設定すること;前記光強度(I)及び受信信号の番号(CNT)を初期化すること;規定の時間内に光強度IのIR信号を前記表面に照射すること;IR受信モジュールが前記IR信号を受信するとCNTのステップをインクリメントすること;光強度のステップをインクリメントすること;及びI=Imax+1になるまで繰り返すことを含み;CNTが分かっているため、相対距離r’は前記表から得られる、請求項2に記載の方法。
- 前記選択された高度レベルは、上側レベル及び下側レベルの間の範囲であるか若しくは実質的に一定の高度であり、又は、前記位置制御信号は下方へ方向付けられ、それによって前記飛行体の下に位置する表面に対する前記高度を保ち、又は、該方法は、前記飛行体に対して横方向に方向付けられる位置制御信号を送信することによって前記飛行体に対して横方向に位置する表面から反射させ、それによって該横方向に位置する表面に対する前記飛行体の距離を保つ、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ローターの動作を調整することは、速度を下げて前記飛行体を前記選択された高度レベルに下降させること、又は速度を上げて前記飛行体を前記選択された高度レベルに上昇させることである、請求項1又は4に記載の方法。
- 前記飛行体は、前記リモートコントローラーと通信する受信機を含み、前記リモートコントローラーは、前記飛行体の速度及び方向を調整及び制御することが可能であり、任意選択的に、前記リモートコントローラーは、高度制御モードと手動制御モードとの間で選択するための制御部を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記信号が反射する前記表面は、前記位置制御信号の反射とは別の信号発生特徴部を有しない受動的な屋内の表面である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記飛行体に対して複数のそれぞれの方向に横方向に方向付けられることによって前記飛行体に対して複数の横方向に位置する表面から反射される複数の位置制御信号を送信することであって、それによって前記複数の横方向に位置する表面に対する前記飛行体の距離を保ち、またそれによって前記飛行体を前記横方向の表面に対して選択された距離に維持する、送信することを更に含み、前記飛行体から上方及び下方に方向付けられることによって前記飛行体の高度を維持する信号を選択的に含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法は、反射される位置制御信号の所望の選択されるレベルを前記飛行体の少なくとも1つの受信機において規定することを含み、前記ローターの動作は、受信された反射した位置制御信号の差異によって判断される、指定位置からの変化に依存する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法は、反射される位置制御信号のそれぞれの所望の選択されるレベルを前記飛行体の複数のそれぞれの受信機において規定することを含み、前記それぞれの複数の受信機は、それぞれの異なる方向に方向付けられ、前記それぞれの受信機に対して合ったそれぞれの方向に方向付けられる複数のそれぞれの位置信号があり、前記ローターの動作は、前記受信された反射した位置制御信号の少なくとも1つの差異によって判断される、指定位置からの少なくとも1つの変化に依存する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 時間(t−1)における以前の速度によって求められる時間(t)における前記ローターのその時点の速度、及び前記飛行玩具内のバッテリーレベルによってローター出力を制御することを含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 誤差E=r’−r’dを計算することであって、Eが負数であり、前記飛行玩具のその時点の高度が前記目的高度よりも低いことを示す場合、ローターは、上方へ飛行するために出力を増加し、この場合、出力増分はEに比例し;Eが正数であり、前記飛行玩具のその時点の高度が前記目的高度よりも高いことを示す場合、ローターは、下方へ飛行するために出力を低下し、この場合、出力減少はEに比例し、Eがゼロ又はおよそゼロであり、前記飛行玩具のその時点の高度が目的高度と同じであることを示す場合、ローターの出力は変わらないままである、計算することを含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 屋内ホバリング飛行用の玩具飛行体の高度を遠隔制御する方法であって、前記飛行体は、該飛行体の機体に対して回転するローター、及び前記玩具のプレーヤーが用いる別個のリモートコントローラーを有し、該方法は:
前記飛行体の選択された高度レベルを設けること;
位置制御信号を前記飛行体から表面に向かって送信すること;
前記表面から反射した前記信号の受信機を前記飛行体に設けること;
前記受信機によって前記反射した信号のレベルを求めることであって、前記反射した信号の変化は、前記選択された高度レベルに対する前記飛行体の高度の変化を示す、求めること;
前記高度レベルの変化に応じて前記ローターの動作を調整することであって、それによって前記選択された高度レベルを保ち;前記高度レベルは実質的に一定の高度である、調整すること;
なお、前記飛行体は、前記リモートコントローラーと通信し、前記リモートコントローラーは、前記飛行体の速度及び方向を調整及び制御することが可能であり、前記飛行体の前記受信機は前記リモートコントローラーによる信号に応答し、該リモートコントローラーからの該信号は前記ホバリング玩具の速度;方向を変化させ、前記位置制御信号は上方へ方向付けられ、それによって前記飛行体の上に位置する表面に対する高度を保ち、前記信号が反射する前記表面は、前記位置制御信号の反射とは別の信号発生特徴部を有しない受動的な屋内の表面であり;
付加的な位置制御信号を前記飛行体に対して方向付けることであって、前記飛行体に対して付加的に位置する表面から反射させ、それによって該付加的に位置する表面に対する前記飛行体の距離を保つ、方向付けること、及び
誤差(E)を計算することであって;
Eが負数であり、前記飛行玩具のその時点の高度が目的高度よりも低いことを示す場合、ローターは、上方へ飛行するために出力を増加し、この場合、出力増分はEに比例し;
Eが正数であり、前記飛行玩具のその時点の高度が目的高度よりも高いことを示す場合、ローターは、下方へ飛行するために出力を低下し、この場合、出力減少はEに比例し;
Eがゼロ又はおよそゼロであり、前記飛行玩具のその時点の高度が目的高度と同じであることを示す場合、ローターの出力は変わらないままである、計算すること、
を含む、方法。 - 前記玩具を、停止制御;上昇制御;下降制御の少なくとも一方による高度制御;高い高さ感度制御及び低い高さ感度制御、離着陸制御;ジェスチャーモード制御;左右トリム制御;高度制御モード及び手動制御モード間の制御の少なくとも1つから選択される制御によって制御することを含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
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