[发明专利]一种自动规避障碍物的飞行装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及飞行玩具领域，尤其涉及应用于飞行玩具的障碍物自动规避的方法与应用该方法的飞行装置。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们的文化生活越来越丰富，遥控飞行装置可以作为一种玩具，其一直受到青少年的喜爱，一方面娱乐了身心，另一方面激发了青少年对科学技术的兴趣。

科技日新月异，遥控玩具飞行器的体积日渐缩小，而可操作性和技术含量越来越高，一些遥控飞机已经能由5-6岁的儿童操纵，一些直升机或者其他飞行器比固定翼飞机所需的场地小，甚至可以在室内操作，这要求玩具飞行器在安全性上有所提高。

一般地，玩具飞行器在空中飞行时靠人为地遥控操作调整其飞行姿态，特别是在狭小的空间如室内飞行时容易碰撞障碍物，造成飞行器损坏，甚至引起安全隐患，如小孩操作玩具飞行器，很容易误操作引起自身或他人的伤害。

发明内容

为了解决现有技术中的上述的飞行装置特别是玩具飞行器容易碰撞障碍物，造成玩具飞碟损毁甚至引起安全隐患的问题，本发明提供了一种自动规避障碍物的飞行装置，所述的飞行装置包括：驱动模块M102，用于向所述飞行装置提供驱动动力；超声波发射模块M104，用于超声波的发射；超声波接收模块M105，用于障碍物反射超声波的接收；运动传感模块M101，用于所述飞行装置飞行状态参数的获取；环境参数传感模块M106，用于获取飞行环境的参数；微控制器模块M103，分别与上述各个模块连接，用于所述飞行装置飞行的计算与控制。

所述的微控制器模块M103具体包括：数据获取模块M201，用于获取包括发射超声波的时间、接收到反射超声波时间、飞行装置运动参数与环境参数；计算模块M202，用于包括实际环境声速的计算与障碍物的距离的计算；控制模块M203，用于控制包括超声波的发送与接收，控制驱动模块M102电机的转动等。

所述的运动传感模块M101设置包括加速度传感器，用于获取所述飞行装置即时飞行加速度；所述的环境参数传感模块M106设置温度传感器，用于获取环境温度。

作为本发明的进一步改进，所述的驱动模块M102包括四个分别设置在所述飞行装置四角的电机模块，每个电机模块由一个电机驱动一个风叶组成。

作为本发明的进一步改进，所述的超声波发射模块M104包括超声发射装置，所述的超声波接收模块M105包括超声接收装置，并且所述的超声发射装置与所述的超声接收装置对应设置在所述飞行装置的上、下、左、右、前、后六个方向。

作为本发明的进一步改进，所述的环境参数传感模块M106还设置环境湿度传感器，用于环境湿度参数的获取；设置大气压传感器，用于环境大气压参数的获取。

一种自动规避障碍物的方法，所述的方法包括如下步骤：

发射超声波，记录发射时间T1；

接收障碍物反射的超声波，判断是否收到反射的超声波回音，如果没有接收到回音，则返回并继续发射超声波，如果接收到反射超声波的回音则记录接收时间T2；

根据环境实际声速与时间T1与T2计算障碍物的距离；

判断该障碍物距离是否是危险的障碍物距离，如是则避开障碍物，否则继续飞行。

作为本发明的进一步改进，上述过程之前还包括环境实际声速的计算步骤，具体在于根据环境温度或者环境温度、空气湿度、气压参数等对声速传播速度的影响计算当前超声波传播的实际速度。

作为本发明的进一步改进，所述的计算危险障碍物的距离的步骤还包括计算在T2-T1时间内飞行器的飞行距离。

作为本发明的进一步改进，所述的避开障碍物具体在于调整每个电机的转速，进而调整飞行装置的飞行姿态，使得飞行装置的加速度不朝飞行速度的方向飞行，达到避开障碍物的效果。

本发明的有益效果是：通过超声波定位障碍物的距离，如在玩具飞行器与障碍物的距离等于或小于危险距离时，飞行装置能自动规避障碍物，降低了人工操作玩具飞行器的难度，降低了飞行器损坏的机会，消除了潜在的安全隐患。

【附图说明】

图1是本发明提供的飞行装置的内部结构模块示意图；

图2是本发明提供的飞行装置的微控制器模块内部结构模块示意图；

图3是本发明提供的飞行装置的外部结构图；

图4是本发明提供的飞行装置中超声波发射模块的电路实现图；

图5是本发明提供的飞行装置中超声波接收模块的电路实现图；

图6是本发明提供的自动规避障碍物的方法的实现流程图。

【具体实施方式】

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。