[发明专利]无人机控制方法

权利要求书

1.一种无人机控制方法，其特征在于，包括步骤：

通过控制系统设置无人机的飞行模式；

所述飞行模式包括巡航模式和工作模式，所述巡航模式时所述无人机的螺旋桨轴线向上延伸方向与所述无人机飞行前方水平面夹角为锐角，所述无人机的机身水平设置；

在所述无人机飞往预设区域前规划飞行路径，且在所述无人机到达预设区域前采用巡航模式。

2.根据权利要求1所述的无人机控制方法，其特征在于，所述无人机的控制系统根据工作任务或远程信号指示调整所述无人机对应的所述工作模式。

3.根据权利要求2所述的无人机控制方法，其特征在于，所述工作模式包括恒定俯角飞行模式、目标直线跟踪模式、目标环绕跟踪模式和原地悬停模式，所述原地悬停模式时所述无人机的螺旋桨轴线向上延伸方向与所述无人机飞行后方水平面夹角为锐角。

4.根据权利要求2所述的无人机控制方法，其特征在于，所述无人机通过任务载荷设备的安装类型对所挂载的任务载荷进行识别，并将所述任务载荷作为工作任务时工作模式选择的输入条件。

5.根据权利要求4所述的无人机控制方法，其特征在于，所述无人机通过电器接口对所挂载的任务载荷设备进行识别，所述电器接口包括第一接口和第二接口，所述任务挂载设备包括通过第一接口与所述机身连接的消防水枪和通过所述第二接口与所述机身连接的光电吊舱，所述光电吊舱用于对目标区域进行监控。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的无人机控制方法，其特征在于，包括机身、前机臂、后机臂、安装在所述前机臂上的前螺旋桨组件及安装在所述后机臂上的后螺旋桨组件，所述前机臂和所述后机臂安装在所述机身上，所述前机臂能够绕所述前机臂轴线方向转动以进行飞行模式的转换。

7.根据权利要求6无人机控制方法，其特征在于，所述后机臂与所述机身固定连接，所述后螺旋桨组件的螺旋桨轴线与所述机身轴线垂直，所述前螺旋桨组件为两个，所述后螺旋桨组件为两个；

当所述无人机在巡航模式时满足：

T₂＝(G-F_L)/4

T₁cosθ＝(G-F_L)/4

T₁sinθ＝F_D/2

式中，θ为前机臂向前的倾斜角，G为无人机总重，T₁为无人机前机臂螺旋桨产生拉力，T₂为无人机后机臂螺旋桨产生拉力，F_L为无人机飞行时机身所产生升力，F_D为无人机飞行时机身所产生阻力。

8.根据权利要求7所述的无人机控制方法，其特征在于，当所述无人机在恒定俯角飞行时满足：

式中，F_H为机身所受重力、阻力以及升力的合力，β为F_H与机身轴线所成角度，为飞控系统根据预设俯角。

9.根据权利要求6所述的无人机控制方法，其特征在于，所述前机臂和所述后机臂同方向转动，且转角相同；

所述无人机在巡航模式时满足：

Tcosθ＝(G-F_L)/4

Tsinθ＝F_D/2

式中T为螺旋桨拉力；

当所述无人机以恒定俯角飞行时，螺旋桨倾斜角及拉力满足：

θ＝90°-β

T＝F_H/4；

当所述无人机以追踪固定目标模式飞行时，螺旋桨倾斜角及拉力满足：

θ＝90°-β

式中T₁、T₂分别为前后螺旋桨拉力，L为机身重心至前/后机臂的距离，I为无人机绕自身重心的俯仰转动惯量，为无人机保持对目标跟踪时，所需的俯仰角加速度。

10.根据权利要求6所述的无人机控制方法，其特征在于，所述前机臂通过第一动作机构绕所述前机臂轴线运动，所述后机臂通过第二动作机构绕所述后机臂轴线运动，

在所述无人机处于巡航模式时，各螺旋桨产生升力满足：

T₁cosθ₁＝(G-F_L)/2

T₂cosθ₂＝(G-F_L)/2

T₁sinθ₁+T₂sinθ₂＝F_D/2

式中T1、T2分别为前后螺旋桨拉力，θ1、θ2分别为前后螺旋桨倾斜角；

当所述无人机恒定俯角飞行时满足：

θ＝90°-β

T＝F_H/4；

在所述无人机追踪固定目标模式飞行时满足：

F_Hcosβ＝T₁sinθ₁+T₂sinθ₂

F_Hsinβ+T₂cosθ₂＝T₁cosθ₁

式中T₁、T₂分别为前后螺旋桨拉力，L为机身重心至前/后机臂的距离，I为无人机绕自身重心的俯仰转动惯量，为无人机保持对目标跟踪时，所需的俯仰角加速度。