[发明专利]一种基于主动式姿态检测的航模飞行器安全遥控方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于主动式姿态检测的航模飞行器安全遥控方法及系统，属于无线电遥控技术领域。

背景技术

目前，市面上的航模飞行器都是需要遥控器来控制。在航模遥控器中包括有飞行姿态控制操作杆和油门信号控制操作杆，飞行姿态控制操作杆是一个可在X方向和Y方向上动作的摇杆，摇杆连接一个Y方向上的摇架和一个X方向上的摇架，Y方向上的摇架通过电信号器件输出升降舵控制信号，X方向上的摇架通过电信号器件输出副翼控制信号，油门信号控制操作杆是另一个可在Y方向上动作的摇杆，其连接的电信号器件输出油门信号。实际操作控制时，操作人员在遥控器面板上对飞行姿态的控制是基于飞行器实际所处位置而言的。由于航模飞行器操控人员与飞行器处于不同坐标系中，操控人员需要通过观察飞行器姿态判断操作方式，即要正确判断飞行器的机头方向，遥控控制的姿态向前、向后、向左、向右都是根据这个机头方向来确定的。当航模飞行器朝向与操控人员朝向不同时，操控人员需要将预定飞行路线转换到航模飞行器所在坐标系中。现在的控制方式并不符合人们实际使用的需求，通常情况下我们希望的是，飞行器的左右前后运动都是基于操作人员的位置而言的。另外，若航模飞行器距离操控人员较远，操控人员可能无法判断航模飞行器姿态，从而无法进行正确操作；同时，在紧急情况下，操控人员来不及进行坐标转换，容易触发误操作。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于主动式姿态检测的航模飞行器安全遥控方法及系统，所述的基于主动式姿态检测的航模飞行器安全遥控系统通过在遥控发射装置中引入姿态检测实现遥控器姿态的主动检测，并将姿态数据发送给航模飞行器，让航模飞行器自动完成坐标转换，从而实现飞行器相对于操作人员的前后左右方向控制，使得操控人员仅凭直觉就能完成操作，更加简单、直观，提高了安全性。

本发明的主要技术方案如下：

一种基于主动式姿态检测的航模飞行器安全遥控系统，包括遥控发射装置和航模飞行器，所述的航模飞行器上设有姿态传感器、遥控器接收器及航模飞行器主控，所述的航模飞行器主控设有姿态转换芯片，所述的遥控发射装置设有姿态检测电路，姿态检测电路与遥控发射装置保持相对固定，遥控发射装置的面板上设有方向操作杆及天线，遥控发射装置通过天线发送控制信号与航模飞行器无线连接。

所述的姿态检测电路设有姿态芯片，姿态芯片用于测量收集遥控发射装置朝向信息，所述的遥控发射装置用于将方向操作杆的操控指令和姿态芯片测量收集的遥控发射装置朝向信息通过天线发送至航模飞行器上的遥控器接收器，继而发送给航模飞行器主控，所述的姿态传感器用于测量收集航模飞行器朝向信息，所述的姿态转换芯片用于利用接收到的遥控发射装置朝向信息和航模飞行器朝向信息建立遥控发射装置坐标和航模飞行器坐标之间的转换，同时将方向操作杆的操控指令进行坐标转换，得到航模飞行器坐标空间中正确动作的实际偏航角，据此控制航模飞行器电机的转速，做出正确动作。

作为优选方案，所述的姿态芯片测量收集的遥控发射装置朝向信息具体为遥控发射装置当前朝向与预先设置的大地坐标系中一固定方向A之间的夹角α，所述的姿态传感器所测量收集的航模飞行器朝向信息具体为航模飞行器当前朝向与预先设置的大地坐标系中一固定方向A之间的夹角β，所述的姿态转换芯片用于将方向操作杆的操控指令转换为当前操控指令的朝向与预先设置的大地坐标系中一固定方向A之间的夹角γ，通过公式γ'＝γ+α-β得到航模飞行器坐标空间中正确动作的实际偏航角γ'。

所述的大地坐标系中一固定方向A可设定为为地磁北极或地磁南极等。

本发明还涉及一种基于主动式姿态检测的航模飞行器安全遥控方法，包括如下步骤：

步骤1)：遥控发射装置将方向操作杆的操控指令和遥控发射装置朝向信息通过天线发送至航模飞行器；

步骤2)：航模飞行器正确接收数据和指令；

步骤3)：航模飞行器利用自带的姿态传感器测量出航模飞行器朝向信息；

步骤4)：航模飞行器利用接收到的遥控发射装置朝向信息和航模飞行器朝向信息建立遥控发射装置坐标和航模飞行器坐标之间的转换，同时将方向操作杆的操控指令进行坐标转换，得到航模飞行器坐标空间中正确动作的实际偏航角；

步骤5)：根据步骤4)得到的实际偏航角控制航模飞行器电机的转速，做出正确动作。