[发明专利]改进的多旋翼飞行器和接口设备

说明书

本发明涉及一种用于采集图像的遥控多旋翼飞行器(0)以及用于控制所述飞行器的接口设备(3、4)，其中，所述飞行器包括：接收装置，其适于接收能够由接口设备(3、4)发送的方向和/或方位信号，其中，所述方向和/或方位信号定义了所述飞行器必须移动和/或定向的方向；以及飞行控制装置，其适于控制所述飞行器的姿态，并且被配置用于读取所述方向和/或方位信号、基于所述方向和/或方位信号确定飞行器所必须移动和/或定向的方向并且生成控制信号，所述控制信号适于使所述飞行器采取使其在预定方向上移动和/或定向的姿态。

发明涉及一种用于采集图像(静止或运动)的遥控多旋翼飞行器和用于控制所述飞行器的接口设备；特别地，涉及一种用于从根据现有技术(例如“自拍杆”或其他)的支架难以到达的位置采集图像(例如摄影肖像，也称为“自拍照”)的多旋翼飞行器。

众所周知，多旋翼飞行器(例如，双旋翼机、三旋翼机、四旋翼机、六旋翼机等)本质上是不稳定的，因此需要电动机的速度的恒定调节，以保持由飞行员所设定的方位。速度控制通常是由合适的控制器(例如比例、积分和微分控制器-也称为PID)实现的，该控制器以独特的方式作用于飞行器的旋转的三个轴线中的每一个(也称为翻滚轴线、俯仰轴线和偏航轴线)，从而使沿这些轴线的角速度保持在尽可能接近于飞行员通过操纵诸如遥控、无线电控制或其他的遥控设备所选择的值。

典型的是缺乏经验的飞行员对所述遥控设备不当的操纵会不可避免地导致飞行器的震荡和/或沿其框架传播的振动。这样的震荡和/或振动使得图像采集变得困难，这是因为在某些曝光条件下，由视频采集装置采集的照片和/或视频可能会受到微模糊和/或滚动快门效应(也称为“果冻效应”)的影响。

当前在本领域中已知几种用于减少多旋翼飞行器中的微模糊和/或滚动快门效应的技术；特别地，通过将视频采集装置安装在能够吸收振动的支架(例如，位于基于硅酮凝胶上的支架)上能够部分地减弱这种效应。该解决方案允许吸收主要由电动机产生的应力(数百kHz量级)引起的框架的振动，但不能补偿飞行器的通常频率较低(即小于100Hz)的震荡，该震荡是由遥控设备的不当操纵引起的。用于减少飞行器的震荡的一种解决方案包括使用伺服辅助万向节支架(也称为“云台”)，当飞行器处于例如由风和/或使用者对遥控设备的不当操纵引起的震荡时，该万向节支架能够校正视频采集装置的方位。然而，该解决方案不适用于小型飞行器，这是因为这些伺服辅助万向节支架包括至少三个伺服电动机(每个轴线一个)，因此对于小型飞行器而言过于笨重。此外，对于一般公众而言，这些类型的飞行器还必须符合法规，在某些国家，该法规限制了允许起飞的重量，例如少于200-250克。因此，如果要遵守法规中规定的重量限制，通常就不可能使用伺服辅助万向节支架。

本发明旨在通过提供一种用于图像采集的遥控多旋翼飞行器来解决这些和其他问题。

此外，本发明旨在通过提供一种用于控制所述飞行器的接口设备来解决这些和其他问题。

基于本发明的思想是基于方向和/或方位信号来来控制用于采集图像(静止或移动)的遥控多旋翼飞行器，该方向和/或方位信号定义了所述飞行器必须移动和/或定向(其中飞行器方位还指当飞行器一旦被设置为飞行，由飞行器到达一定的静态位置并且保持一定时间段的飞行器的方位)的方向(而不是要做出的姿态或姿态变化)，其中所述方向和/或飞行器方向信号由用户能够操作的接口设备生成。