[发明专利]一种轻型无人翼帆车的自动行驶的控制方法

权利要求书

1.一种轻型无人翼帆车的自动行驶的控制方法，其特征在于，所述轻型无人翼帆车包括：

车架；

车轮组件，设置于所述车架；

桅杆，与所述车架转动连接；

翼帆，设置于所述桅杆；

车轮转向装置，设置于所述车架，所述车轮转向装置与所述车轮组件连接并用于转动所述车轮组件以改变所述车轮组件的行驶方向；

翼帆转向装置，设置于所述车架，所述翼帆转向装置与所述桅杆连接并用于转动所述桅杆以改变所述翼帆的朝向；

风速传感器、惯性测量单元以及定位模块，设置于所述车架；

其中，所述风速传感器用于检测所述轻型无人翼帆车的风速风向信息，所述惯性测量单元用于检测所述轻型无人翼帆车的惯量信息，所述定位模块用于检测所述轻型无人翼帆车的位置信息；

所述控制方法包括步骤：

获取所述轻型无人翼帆车风速风向信息、惯量信息以及位置信息；其中，所述惯量信息包括：朝向信息；

根据所述惯量信息和所述位置信息，确定所述轻型无人翼帆车的速度信息；

当所述轻型无人翼帆车逆风行驶时，根据所述朝向信息和所述风速风向信息，确定所述轻型无人翼帆车的攻角；

根据所述攻角，控制所述翼帆转向装置调整所述翼帆的朝向；

根据所述速度信息、所述位置信息以及所述朝向信息，控制所述车轮转向装置调整所述车轮组件的行驶方向；

所述行驶方向包括转向行驶；

所述根据所述速度信息、所述位置信息以及所述朝向信息，控制所述车轮转向装置调整所述车轮组件的行驶方向，包括：

当所述速度信息大于最小转向速度时，根据所述位置信息和所述朝向信息，调整所述车轮组件实现转向行驶；

所述最小转向速度为：

其中，V_min表示最小转向速度，m表示翼帆车的质量，s₀为开始转向时翼帆车的位置信息，s₁为结束转向时翼帆车的位置信息，F_h表示翼帆所受风的合力在翼帆车朝向上的分力，R表示翼帆车的转向半径，s表示翼帆车的路程。

2.根据权利要求1所述的轻型无人翼帆车的自动行驶的控制方法，其特征在于，所述朝向信息采用航向角；所述攻角为：

α＝f(C_L，C_D)

(C_L，C_D)＝argmax[F cos(180°-β-γ+θ)]

其中，f(·)表示攻角与升力系数、阻力系数之间的函数关系，α表示攻角，argmax(·)表示取得最大值所对应的变量，cos(·)表示余弦函数，β表示翼帆车所受风的合力与阻力之间的夹角，F表示翼帆车所受风的合力，ρ表示空气的密度，V_r表示风速信息，S表示翼帆的横截面积，C_D表示升力系数，C_L表示阻力系数，γ表示航向角。

3.根据权利要求1所述的轻型无人翼帆车的自动行驶的控制方法，其特征在于，所述惯量信息还包括：加速度信息；

所述根据所述惯量信息和所述位置信息，确定所述轻型无人翼帆车的速度信息，包括：

根据所述加速度信息和所述位置信息，确定所述轻型无人翼帆车的速度信息。

4.根据权利要求1所述的轻型无人翼帆车的自动行驶的控制方法，其特征在于，所述行驶方向还包括直线行驶；

所述根据所述速度信息、所述位置信息以及所述朝向信息，控制所述车轮转向装置调整所述车轮组件的行驶方向，还包括：

当所述速度信息小于或等于最小转向速度时，根据所述位置信息和所述朝向信息，调整所述车轮组件实现直线行驶。