[发明专利]坐标系转换方法、其装置、飞行器航向控制方法及飞行器

权利要求书

1.一种飞行器航向控制方法，其特征在于，包括：

接收来自控制器的控制指令，该控制指令包含至少一个速度向量；

通过坐标系转换方法，将所述控制坐标系中的速度向量转换为当地水平坐标系中的第一速度向量；

通过欧拉角旋转矩阵，将所述当地水平坐标系中的第一速度向量转换为机身坐标系的目标加速度；

根据所述目标加速度控制所述飞行器的电机运转；

其中，所述坐标系转换方法包括：

分别获取机身坐标系的X轴和Y轴在当地水平坐标系的水平面上的投影的X轴单位向量和Y轴单位向量，所述机身坐标系为以飞行器为坐标原点的坐标系；

计算所述X轴单位向量k_x和Y轴单位向量k_y的向量和，并通过所述向量和表示倾斜角，所述倾斜角通过如下算式表示：

其中，Ψ为倾斜角，所述向量和为二维向量，k(2)和k(1)分别为所述向量和在当地水平坐标系Y轴和当地水平坐标系X轴上投影的长度。

2.根据权利要求1所述的飞行器航向控制方法，其特征在于，所述机身坐标系与所述当地水平坐标系之间通过欧拉角旋转矩阵进行转换；

所述欧拉角旋转矩阵的旋转顺序为依次绕飞行器自身的横滚轴、航向轴以及俯仰轴旋转。

3.根据权利要求2所述的飞行器航向控制方法，其特征在于，分别通过如下算式计算所述X轴单位向量和Y轴单位向量；

其中，T为从所述欧拉角旋转矩阵中前两行和前两列中取出的数据构成的2×2矩阵，k_x为X轴单位向量，k_y为Y轴单位向量，为矩阵乘积的范数。

4.一种无人飞行器，包括机身、旋翼、用于驱动所述旋翼旋转的电机以及控制器，其特征在于，所述旋翼在所述机身中对称设置；

所述控制器应用如权利要求1-3任意一项所述的飞行器航向控制方法，控制所述电机的运行。

5.根据权利要求4所述的无人飞行器，其特征在于，所述无人飞行器为四旋翼飞行器；四个旋翼之间沿所述机身两两对称设置。