[发明专利]自动退让的四轴飞行器玩具及其控制方法

权利要求书

1.一种自动退让的四轴飞行器玩具，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；还设有中央控制器，中央控制器控制各旋翼单元的电机转速而实现四轴飞行器玩具的垂直运动、水平自转运动、水平平移运动，中央控制器基于飞行器方向参照系而确定水平平移运动的方向参数值，依据该方向参数值控制水平平移运动的方向；框架上还安装有水平测距仪，水平测距仪的安装方向背向框架的中央区域；水平测距仪连接到中央控制器；其特征在于：所述水平测距仪的数量只有一个，该水平测距仪的朝向在飞行器方向参照系中的方向参数值定义为θ₀；当四轴飞行器玩具进入自动退让模式之后，中央控制器控制四轴飞行器玩具不停地进行角速度为ω的水平自转运动，且在水平自转运动的过程中，水平测距仪不停检测其与前方物体的水平距离,并将检测得到的水平距离值输送到中央控制器，中央控制器将检测得到的水平距离值与设定水平距离阀值m进行比较；当水平测距仪检测其得到的水平距离小于设定水平距离阀值m时，则中央控制器控制四轴飞行器玩具在保持进行角速度为ω的水平自转运动的基础上，还再进行一段时间长度为T的水平平移运动，水平平移运动的移动速度大小为v,且T≥m/v；且在水平平移运动的过程中,中央控制器不断在各个时刻对水平平移运动方向参数值θ地进行修正，每一时刻点的水平平移运动方向参数值θ根据以下公式确定：θ=π＋θ₀－ωt，其中t为该时刻点与刚开始进行水平平移运动时刻点两者之间的时间长度。

2.根据权利要求1所述的自动退让的四轴飞行器玩具，其特征在于：框架下部还安装有一个检测与下方物体垂直距离的第一竖向测距仪，第一竖向测距仪的方向朝向下方；在整个自动退让模式的过程中，第一竖向测距仪不断检测其与下方物体之间的竖向距离，并将第一竖向测距仪检测得到的竖向距离值输送到中央控制器，中央控制器将该竖向距离值与第一竖向距离阀值H进行比较；当第一竖向测距仪检测其得到的竖向距离值小于第一竖向距离阀值H时，则中央控制器控制飞行器玩具向上垂直运动，使第一竖向测距仪与下方物体的竖向距离保持为第一竖向距离阀值H。

3.根据权利要求1所述的自动退让的四轴飞行器玩具，其特征在于：框架上部还安装有一个检测与上方物体垂直距离的第二竖向测距仪，第二竖向测距仪的方向朝向上方；在整个自动退让模式的过程中，第二竖向测距仪不断检测其与上方物体之间的竖向距离，并将第二竖向测距仪检测得到的竖向距离值输送到中央控制器，中央控制器将该竖向距离值与第二竖向距离阀值h进行比较；当第二竖向测距仪检测其得到的竖向距离值小于第二竖向距离阀值h时，则中央控制器控制飞行器向下垂直运动，使第二竖向测距仪与上方物体的竖向距离保持为第二竖向距离阀值h。

4.根据权利要求1所述的自动退让的四轴飞行器玩具，其特征在于：水平平移运动的时间长度T符合以下关系：2m/v≥T≥m/v，其中m为设定水平距离阀值，v为水平平移运动的移动速度数值。

5.一种自动退让的四轴飞行器玩具的飞行控制方法，其特征在于采用权利要求1所述的四轴飞行器玩具；当四轴飞行器玩具进入自动退让模式之后，中央控制器控制四轴飞行器玩具不停地进行角速度为ω的水平自转运动，且在水平自转运动的过程中，水平测距仪不停检测其与前方物体的水平距离,并将检测得到的水平距离值输送到中央控制器，中央控制器将检测得到的水平距离值与设定水平距离阀值m进行比较；当水平测距仪检测其得到的水平距离小于设定水平距离阀值m时，则中央控制器控制四轴飞行器玩具在保持进行角速度为ω的水平自转运动的基础上，还再进行一段时间长度为T的水平平移运动，水平平移运动的移动速度大小为v,且T≥m/v；且在水平平移运动的过程中,中央控制器不断在各个时刻对水平平移运动方向参数值θ进行修正，每一时刻点的水平平移运动方向参数值θ根据以下公式确定：θ=π＋θ₀－ωt，其中t为该时刻点与刚开始进行水平平移运动时刻点两者之间的时间长度。