[发明专利]驾驶多转子旋翼遥控飞机沿曲线转弯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及驾驶诸如四螺旋桨直升机之类的旋翼遥控飞机。

背景技术

这样的遥控飞机被提供有由各自马达驱动的多个转子，这些转子可被控制以不同速度旋转从而以不同姿态和速度驾驶遥控飞机。

这样的遥控飞机的典型示例是来自Parrot SA，巴黎，法国的AR.遥控飞机，这是装配有一系列传感器(三轴陀螺、加速度计、以及高度计)的四螺旋桨直升机。该遥控飞机还配置有捕捉该遥控飞机被导向的场景的图像的前摄像头、以及捕捉正在飞越的地形的图像的垂直方向摄像头。

通过使用与该遥控飞机相分离的遥控设备(下文称为“用具”)的用户来驾驶该遥控飞机，且该遥控设备经由无线链路连接至遥控飞机。

WO 2010/061099A2(Parrot SA)具体描述了的一个这样的遥控飞机以及如何可通过具有触摸屏以及所结合的加速度计的多媒体播放器或电话(如，iPhone类型的手机、或者iPod Touch或iPad类型(商标由Apple Inc.，美国所注册)的多媒体播放器或平板)来驾驶它。这些用具包括经由WiFi的无线链路(IEEE 802.11)或蓝牙(注册商标)局域网络类型用于检测驾驶命令以及与遥控飞机的双向数据交换所需要的各种控制部件。具体地，该用具设置有触摸屏，显示由前摄像头捕捉的图像，在其上重叠有各种符号，只要通过用户用手指在触摸屏上与这些符号相接触能使命令被激活。这个显示还使得“埋头”驾驶变得可能，在“埋头”驾驶中用户不要通过看着遥控飞机本身而驾驶遥控飞机，而是利用摄像头图像就仿佛驾驶员正坐在遥控飞机上那样。

该遥控飞机可被用于包括沿着路径行进的竞赛，像滑雪障碍赛一样，路径由用单或双的栅或杆、以及终点线来定义。WO 2008/056049A1(Parrot)描述了这样的四螺旋桨直升机竞赛，其包括：绕着由路标塔(pylon)以及两个虚拟环(参赛者必须使四螺旋桨直升机穿过)所定义的环线行进。

为了赢得比赛，有必要快速地行进。且为了节省时间，有必要在保存最大量动能(即，相对快地行进)的同时尽可能近地绕杆回转。

这同样适用于如果比赛涉及向后转机动、八字形花样等的情况。

使用现有的四螺旋桨直升机，这些机动要求用户是专业的且有经验的，因为驾驶模式要求用户组合使用数个不同控制来执行这些图样。

更精确地，通过以下项相结合由用户直接驾驶该遥控飞机：

·首先，是通过用具的倾斜检测器传递的信号：例如为了使遥控飞机向前移动，用户围绕相应倾伏轴倾斜用具，以及为了使遥控飞机转向右边或转向左边，用户相对于其侧滚轴倾斜同一用具；以及

·其次，是在触摸屏上可用的控件，特别是“向上/向下”控件(对应于油门控制)以及“向右转/向左转”控件(使得遥控飞机绕偏航轴驾驶)。

因此，如果以这样的方式控制马达从而使得遥控飞机倾斜或“俯冲”向下(以倾伏角度被倾斜)，那么遥控飞机将以随增加的倾斜角而增加的速度向前移动；反之，如果遥控飞机采取“昂头飞”位置(在相反方向)，其速度逐渐减慢并反向，在相反方向加速。类似地，绕侧滚轴的倾斜(遥控飞机倾斜向右或向左)将加速遥控飞机向右或向左的水平平移的线性移动。

仅通过四个马达的转速的表现来获得的在向前/向后和向左/向右方向中的这种水平速度控制是四螺旋桨直升机的特性。

这不同与于诸如在JP 2006/312344A或US 2004/245378A1中所描述的那些其他类型的航行器(飞机、单-或双-马达直升机)的速度控制系统，这些速度控制系统实现伺服机构，用于机械地控制副翼或舵控制表面的位置、或者用于控制直升机转子的循环倾伏从而改变机翼的冲角从而实现创建水平速度分量。

在上述WO 2010/061099A2中所描述的遥控飞机还被提供有用于获得平稳点(自动稳定)的命令：当用户放开遥控用具上所有控件时，遥控飞机停止移动并以完全自动的方式停留在平稳点。

使用可用控件，用户可通过组合下列项控制由遥控飞机所沿着行进的路径：i)通过控制遥控飞机围绕其倾伏轴和侧滚轴的倾斜在XY平面平移的移动(向前/向后和向左/向右)、以及ii)通过控制遥控飞机绕其偏航轴的受控的转弯的枢转的移动。在这个讨论中，忽略了高度控制(向上/向下)，且假设遥控飞机在不变的高度行进其路径。