[发明专利]一种远程控制无人驾驶飞机、尤其是旋翼无人驾驶飞机的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及远程控制无人驾驶飞机，尤其是诸如直升机、四翼直升机之类的旋翼无人驾驶飞机。 

背景技术

这种无人驾驶飞机的典型例子为法国巴黎鹦鹉股份有限公司的AR.无人驾驶飞机，根据专利WO2009/109711(鹦鹉股份有限公司)所描述的原理，该无人驾驶飞机是装备有各种传感器(三轴加速计和陀螺仪，高度计，垂直定向照相机)、并且装备有用于使无人驾驶飞机在盘旋飞行时稳定的自动系统的四翼直升机，。无人驾驶飞机还设有前置照相机，以拾取无人驾驶飞机飞行方向所朝景象的图像。 

自动稳定系统具体用于使无人驾驶飞机能自动达到平衡点，并且一旦达到平衡点，通过调整提供保持驻点所需的校正，即，通过对诸如空气运动和传感器漂移之类的外部影响引起的包括平移运动的小变化来进行校正。 

无人驾驶飞机由使用者使用远程控制设备驾驶，该远程控制设备在此被称为“装置”，该装置通过无线电连接连接于无人驾驶飞机，例如WiFi(电气和电子工程师协会802.11标准)或蓝牙(注册商标)类型的无线局域网。 

在特别有利的方式中，无人驾驶飞机可借助远程控制装置来驾驶，该远程控制装置具有触摸屏、无线收发器、以及两轴倾斜传感器，该两轴倾斜传感器构成用于感测远程控制装置外壳相对于与地球参考系相关联的参考垂直方向的姿势的传感器。该远程控制装置的屏幕对通过无线连接传输的机载前置照相机的图像以及叠加在图像上的各种驾驶和命令标记进行复制，以使命令能通过使用者将手指头接触触摸屏而被激活。 

使用者有两种不同可能的驾驶模式，任一种驾驶模式都可以随意被激活。 

第一种驾驶模式，下文中被称作“自动驾驶模式”，是一种默认驾驶模式，并使用无人驾驶飞机的独立和自动稳定系统。无人驾驶飞机的运动被定义为由 一种从稳定状态到另一种稳定状态的运动，而通过独立命令(最简单的自动驾驶模式包括仅仅在驻点处伺服控制无人驾驶飞机)来获得驻点的相应变化。 

第二种驾驶模式，下文中被称作“反应模式”，是一种使用者借助以下组合更加直接地驾驶无人驾驶飞机的模式： 

首先由远程控制装置的倾斜探测器发出信号；例如，为了使无人驾驶飞机前进，使用者使远程控制装置绕相对应的俯仰轴线倾斜，而为了使无人驾驶飞机向右或向左移动，使用者使相同的远程控制装置相对于滚动轴线倾斜；以及 

其次从触摸屏上获得命令，具体是“上/下”的命令(对应于油门命令)和“向左转/向右转”的命令(使得无人驾驶飞机绕侧滑轴线枢转)。 

通过将手指按压在触摸屏上所显示的特殊标记上，获得从自动驾驶模式向激活模式的转变。在这个标记上按压手指使得反应模式立刻被激活，并且只要手指接触保持在那个位置，则反应模式保持被激活。然后，通过倾斜该远程控制装置和/或操纵触摸屏上显示的“上/下”和向“左/右”转的标记来实现驾驶。 

使用者一从相对应标记移开手指，自动驾驶模式(例如以上述专利WO2009/109711所描述的方式来实施)就被激活。 

该前进方法允许完全有效地和直观地进行驾驶；然而，该方法仍存在若干缺点。 

第一个缺点事实是，为了停用自动驾驶模式并转换为反应模式驾驶，使用者必须看着远程控制装置的屏幕，以将手指精确地放在如下位置上：该位置是与将要被激活的命令(激活/停用自动驾驶模式；上/下；绕侧滑轴线向左/右转)相对应的标记所定位的位置。 

使用者通常感到这种职责是一种限制，这是由于就在接管控制以在反应模式下驾驶无人驾驶飞机时、使用者必须停止看着无人驾驶飞机，而由于无人驾驶飞机需要在视野中驾驶且使用者不能将视线移开，这是很难处理的。相对于观看通过机载照相机传回的视频，在看着无人驾驶飞机的同时控制该无人驾驶飞机的运动更加容易，这是由于传回的视频不会显示位于照相机视域外(封闭空间的屋顶等)的某些障碍物。 

不管怎样，尽管反应模式包括一些直观的命令(通过使远程控制装置绕两根轴线倾斜而进行驾驶)，然而需要持续观察屏幕以获取上/下和侧滑轴线转向命令(通过按压触摸屏上显示的命令来进行驾驶)。 

第二个缺点事实是，为了通过以这样或其它方式绕两根轴线倾斜该远程控制装置来执行直观驾驶命令，必须保持该远程控制装置水平。以这种方式执行是很困难的，尤其是室外，这是由于太阳光的反射会影响完全地看清远程控制装置的屏幕；为了避免这种反射，使用者倾斜该远程控制装置，但是由于该远程控制装置不再水平，因而无法再转换成反应模式。