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专利号: 2016101298572
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种遥控飞行器的控制设备,其特征在于:所述控制设备包括主遥控设备和从遥控设备,通过主遥控设备和从遥控设备间的交互确定主遥控设备和从遥控设备相互间的三维空间位置关系,从而控制飞行器的飞行状态。

2.根据权利要求1所述的一种遥控飞行器的控制设备,其特征在于:所述主遥控设备包括高精度惯性导航模块、第一无线通信模块、第二无线通信模块、电源模块,MCU模块和存储模块;

所述从遥控设备包括高精度惯性导航模块、无线通信模块、电源模块,MCU模块和存储模块;

所述高精度惯性导航模块由陀螺仪、加速度传感器及地磁场传感器组成,高精度惯性导航模块实时输出三维空间加速度、角速度、方向偏移等物理参数,从遥控设备中的MCU模块将采集到的实时参数数据通过无线通信模块发送给主遥控设备的第一无线通信模块,从而主遥控设备实时获知主遥控设备和从遥控设备当前的三维空间位置物理参数;所述主遥控设备将接收到的三维空间位置物理参数转换为三维坐标,通过主/从遥控设备的坐标关系得到对飞行器的控制命令,并将飞行控制命令通过第二无线通信模块发送到飞行器。

3.根据权利要求2所述的一种遥控飞行器的控制设备,其特征在于:所述主遥控设备和从遥控设备采用手套造型,但不限于此种造型;操作者两手穿戴手套,通过控制两手间相对的三维空间位置关系对飞行器进行遥控。

4.一种遥控飞行器的控制方法,其特征在于:在该方法中,采用主/从遥控设备实现对飞行器的飞行控制;通过主遥控设备和从遥控设备间的交互确定主遥控设备和从遥控设备相互间的三维空间位置关系,并通过主/从遥控设备的坐标关系得到对飞行器的控制命令,从而控制飞行器的飞行状态。

5.根据权利要求4所述的一种遥控飞行器的控制方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:

步骤一:主遥控设备和从遥控设备接触,完成初始化;

步骤二:主遥控设备和从遥控设备分离,主/从遥控设备上的高精度惯性导航模块输出三维空间加速度、角速度、方向偏移等物理参数,从遥控设备将实时参数数据通过射频模块发送给主遥控设备第一无线通信模块,主遥控设备实时获知主/从设备当前三维空间位置物理参数;

步骤三:主遥控设备对接收到的三维空间位置物理参数采用相关算法将其转换为三维坐标;

步骤四:主遥控设备上的飞行控制模块通过主/从遥控设备的三维坐标关系得到对飞行器的控制命令,并将飞行控制命令通过第二无线通信模块发送到飞行器,实现对飞行器的控制。

6.根据权利要求5所述的一种遥控飞行器的控制方法,其特征在于:在所述步骤中,主/从遥控设备与飞行器处于不同的三维坐标系,但两个坐标系方向相同,坐标系原点可以不同,且Z轴方向与物理地面垂直;所述主遥控设备三维空间位置坐标为A(XA,YA,ZA),从遥控设备三维空间位置坐标为B(XB,YB,ZB),飞行器在三维空间的飞行速度V(Vx,Vy,Vz)。

7.根据权利要求6所述的一种遥控飞行器的控制方法,其特征在于:在步骤四中,飞行器速度按三维方向分解后,某方向上的速度V与主/从设备在该方向上的距离ΔS关系满足V=F(ΔS),其中F(ΔS)函数满足ΔS越大函数值的绝对值越大的特性,且返回的速度值正负与ΔS一致;

设置垂直方向距离基准参数S′,飞行器垂直方向速度Vz=F(|ZA-ZB|-S′),|ZA-ZB|为主/从遥控器之间垂直方向距离差的绝对值,设置固定距离阈值Slimit,S′与Slimit关系满足飞行器水平方向分解速度Vx=F(XA-XB),Vy=F(YA-YE);飞行器最终飞行速度为Vx、Vy、Vz、三方向速度合成。

8.根据权利要求7所述的一种遥控飞行器的控制方法,其特征在于:飞行器起飞前,主/从遥控器接触,分离前最后一刻双方坐标相同,且设置为坐标系原点;主/从遥控器分离后,在垂直方向的距离绝对值|ZA-ZB|达到Slimit前,飞行器在垂直方向的速度方向始终向上;飞行器在飞行过程中,若主/从遥控器接触,则飞行器进入自动着陆流程,直到自动着陆完成,在着陆过程中,主/从遥控器位置变化不再对飞行器的控制产生影响。