[发明专利]飞行控制方法及相关装置

权利要求书

1.一种飞行控制方法，其特征在于，应用于包括旋翼和固定翼的无人飞行器，所述旋翼为多个，多个旋翼分别设置于所述无人飞行器的左右两侧，所述方法包括：

步骤S101，响应出航指令，控制所述旋翼处于第一工作模式以使所述无人飞行器垂直上升，其中，所述第一工作模式指从所述无人飞行器响应出航指令后控制所述旋翼启动起，至所述无人飞行器达到预设高度且处于预设出航方向止，其间所述旋翼的工作模式；

步骤S102，在当所述无人飞行器处于所述预设高度且处于所述预设出航方向时，控制所述旋翼处于第二工作模式并控制所述固定翼处于第一操作模式，其中，所述第二工作模式指从所述无人飞行器达到所述预设高度且处于所述预设出航方向起，至所述无人飞行器达到预定空速止，其间所述旋翼的工作模式，第一操作模式指所述无人飞行器达到所述预设高度且处于所述预设出航方向后控制所述固定翼启动起，至所述无人飞行器达到预定空速止，所述控制所述旋翼处于第二工作模式并控制所述固定翼处于第一操作模式的方式为：在所述无人飞行器垂直上升达到所述预设高度且处于所述预设出航方向后，所述旋翼开始以预设初始角度向所述无人飞行器的机头方向倾转，所述无人飞行器的机头方向指从所述无人飞行器的机尾指向所述无人飞行器的机头的方向，使所述旋翼提供垂直方向的第二升力和水平方向的第一前向力，该水平方向的第一前向力使得所述无人飞行器的空速变大，同时，所述固定翼提供的垂直方向的第三升力也随着所述无人飞行器的空速的变大而逐渐变大，所述无人飞行器依据不断增大的空速相应地调整所述旋翼提供的垂直方向的第二升力和水平方向的第一前向力及所述固定翼提供的垂直方向的第三升力继续水平加速；

多个旋翼分别设置于所述无人飞行器的左右两侧，通过控制不同旋翼以不同的角度向不同的方向进行倾转，以调节不同旋翼提供的垂直方向的垂直力和水平方向的水平力，使所述无人飞行器实现航向偏转、横滚、加速；

所述无人飞行器实现航向右偏转的过程为：所述无人飞行器水平加速的过程中，响应航向右偏转指令，控制位于所述无人飞行器左侧的旋翼向所述无人飞行器的机头方向倾转预设角度，同时控制位于所述无人飞行器右侧的旋翼向所述无人飞行器的机尾方向倾转所述预设角度，其中，所述无人飞行器的机尾方向指从所述无人飞行器的机头指向所述无人飞行器的机尾的方向，使得所述无人飞行器的左侧的旋翼提供的机头方向的水平力增大，所述无人飞行器的右侧的旋翼提供的机头方向的水平力减小，由此，所述无人飞行器获得顺时针旋转的力矩，所述无人飞行器获得顺时针旋转的力矩通过如下公式计算得到：

其中，L_plane为顺时针旋转的力矩，为左侧旋翼提供的力矢量，力矢量包括力的大小和方向，为左侧旋翼的自转轴到所述无人飞行器质心的距离矢量，距离矢量包括距离的大小和方向，为右侧旋翼提供的矢量力，为右侧旋翼的自转轴到所述无人飞行器质心的距离矢量，F_left为左侧旋翼提供的力的大小，l_left为左侧旋翼的自转轴到所述无人飞行器质心的距离的大小，θ为倾转角度，F_right为右侧旋翼提供的力的大小，l_right为右侧旋翼的自转轴到所述无人飞行器质心的距离的大小；

所述无人飞行器实现横滚的过程为：当所述无人飞行器接收到横滚指令时，控制位于所述无人飞行器左侧的旋翼向上半平面倾转预设横滚角度，同时控制位于所述无人飞行器右侧的旋翼向下半平面倾转所述预设横滚角度，使得所述无人飞行器的左侧的旋翼提供的向上半平面的垂直力增大，所述无人飞行器的右侧的旋翼提供的向下半平面的垂直力增大，由此，所述无人飞行器获得以所述无人飞行器的机头方向为参照向右滚转的力矩，使得所述无人飞行器实现右滚转；

所述无人飞行器实现向前加速的过程为：当所述无人飞行器接收到向前加速指令时，控制位于所述无人飞行器左侧的旋翼向所述无人飞行器的机头方向倾转预设加速角度，同时控制位于所述无人飞行器右侧的旋翼向所述无人飞行器的机头方向倾转所述预设加速角度，使得所述无人飞行器的左侧的旋翼提供的机头方向的水平力增大，所述无人飞行器的右侧的旋翼提供的机头方向的水平力增大，由此，所述无人飞行器获得的机头方向的水平力增大，使得所述无人飞行器实现向前加速前进；

步骤S103，当所述无人飞行器达到预定空速时，控制所述旋翼处于第三工作模式并控制所述固定翼处于第二操作模式，以使所述无人飞行器固定翼巡航飞行。