[发明专利]自动全方位跟踪目标的四轴飞行器玩具及其控制方法

权利要求书

1.一种自动全方位跟踪目标的四轴飞行器玩具，包括有框架，框架上安装有四个旋翼单元，每个旋翼单元包括有旋翼、驱动旋翼转动的电机；从水平投影位置看，四个旋翼的竖向转轴分别位于框架中心点的前后左右四个方向上，且它们与框架中心点的距离等同；框架中间安装有中央控制器， 中央控制器控制各旋翼单元的电机转速而实现垂直运动、偏航运动、水平移动，其特征在于其特征在于：框架上还安装有一个检测与地面垂直距离的竖向测距仪，竖向测距仪设有竖向信号发射器和竖向信号接收器，竖向信号发射器和竖向信号接收器的方向朝向下方的地面；竖向测距仪连接到中央控制器，中央控制器根据竖向测距仪的信号控制飞行器垂直运动，使竖向测距仪与地面的竖向距离保持在设定范围内；框架上还安装有八个水平测距仪， 水平测距仪包括有水平信号接收器、水平信号发射器，水平信号发射器、水平信号接收器的安装方向都是背向框架的中央区域；每条主干射线的旁边对称地安装其中两个水平测距仪的水平信号接收器，其中一个水平信号接收器位于该主干射线的顺时针侧，另一个水平信号接收器位于该主干射线的逆时针侧；各水平信号接收器连接到中央控制器，中央控制器根据与目标物水平距离最短的水平信号接收器的方位控制飞行器的偏航运动，当与目标物距离最短的水平信号接收器位于对应主干射线的顺时针侧，中央控制器命令飞行器顺时针偏航，反之则命令飞行器逆时针偏航， 直至该对应主干射线旁边的两个水平信号接收器测得的距离信号处于等同范围；中央控制器还根据该与目标物距离最短的水平信号接收器的的信号控制飞行器沿着该水平信号接收器对应主干射线的方向水平移动，使该水平信号接收器与目标物的水平距离保持在设定范围内。

2.根据权利要求1所述的自动全方位跟踪目标的四轴飞行器玩具四轴飞行器玩具，其特征在于： 水平信号发射器为超声波信号发射器，水平信号接收器为超声波信号接收器，中央控制器根据超声波发射后反射回来的时间判断该水平信号接收器与目标物距离。

3.根据权利要求1所述的自动全方位跟踪目标的四轴飞行器玩具 ，其特征在于：水平信号发射器为红外信号发射器，水平信号接收器为红外信号接收器，中央控制器根据红外线发射后反射回来的强度判断该水平信号接收器与目标物距离。

4.根据权利要求1、2或3所述的自动全方位跟踪目标的四轴飞行器玩具 ，其特征在于：每个水平信号接收器配合设有一个水平信号发射器；每条主干射线的旁边对称地安装两个水平信号发射器。

5.根据权利要求1、2或3所述的自动全方位跟踪目标的四轴飞行器玩具，其特征在于：每条主干射线旁边的两个水平测距仪共用一个水平信号发射器，该水平信号发射器布置在对应主干射线上并朝向该主干射线的前方。

6.一种自动全方位跟踪目标的四轴飞行器玩具的控制方法，其特征在于采用权利要求1所述的自动全方位跟踪目标的四轴飞行器玩具 ，包括以下步骤：（1）、竖向测距仪测量与下方地面的距离，并将信号输送到中央控制器，中央控制器根据竖向测距仪的信号控制飞行器垂直运动，使竖向测距仪与地面的竖向距离保持在设定范围内；（2）、各水平测距仪各自测量与目标物水平距离，并将信号输送到中央控制器，中央控制器根据与目标物水平距离最短的水平信号接收器的方位控制飞行器的偏航运动，当与目标物水平距离最短的水平信号接收器位于对应主干射线的顺时针侧，中央控制器命令飞行器顺时针偏航，反之则命令飞行器逆时针偏航， 直至该主干射线旁边的两个水平信号接收器测得的距离信号处于等同范围；（3）、中央控制器根据该与目标物距离最短的水平信号接收器的的信号控制飞行器沿着该水平信号接收器对应主干射线的方向水平移动，使该水平信号接收器与目标物的水平距离保持在设定范围内；不断重复上述（1）、（2）、（3）步骤。