系留飞行器的助推方法、助推装置及系留飞行器系统与流程

本发明涉及系留飞行器技术领域，尤其涉及一种系留飞行器的助推方法、助推装置及系留飞行器系统。

背景技术：

随着飞行器或无人机的使用趋于平民化和娱乐化，市场上越来越多的飞行器或无人机产品备受消费者们追捧。系留飞行器是一种包括飞行器主体、供电绳以及地面供电及控制装置的飞行器。通过供电绳的一端与飞行器主体相连，另一端与地面供电及控制装置相连，地面供电及控制装置通过供电绳为飞行器主体提供电能。虽然现有的系留飞行器通过地面供电及控制装置拉扯供电绳，进而控制飞行器主体的飞行高度和飞行范围，但是从某个角度来说，系留飞行器的飞行器主的活动范围也因供电绳的在水平方向上的拉力而受到限制。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种系留飞行器的助推方法，以解决现有的系留飞行器在执行飞行任务时因供电绳在水平方向上的拉力而无法抵达目的位置的问题。

本发明是这样实现的，一种系留飞行器的助推方法，所述系留飞行器通过供电绳连接地面供电及控制装置，所述助推方法包括以下步骤：

控制所述系留飞行器执行飞行任务；

根据所述系留飞行器的当前位置信息和飞行参数判断是否需要在飞行任务中为系留飞行器提供水平位移推力；

若是，根据所述当前位置信息和所述飞行参数生成控制信号，以控制所述系留飞行器产生水平位移推力，进而克服所述供电绳对所述系留飞行器在水平方向上的拉力。

本发明的另一目的在于提供一种系留飞行器的助推装置，所述系留飞行器通过供电绳连接地面供电及控制装置，所述助推装置包括：

控制模块，用于控制所述系留飞行器执行飞行任务；

判断模块，用于根据所述系留飞行器的当前位置信息和飞行参数判断是否需要在飞行任务中为系留飞行器提供水平位移推力；

水平位移推动模块，用于在所述判断模块的判定结果为是时，根据所述当前位置信息和所述飞行参数生成控制信号，以控制所述系留飞行器产生水平位移推力，进而克服所述供电绳对所述系留飞行器在水平方向上的拉力。

本发明的另一目的在于提供一种系留飞行器系统，包括系留飞行器，所述系留飞行器系统还包括如上所述的系留飞行器的助推装置。

本发明提供的一种系留飞行器的助推方法，系留飞行器通过供电绳连接地面供电及控制装置，在控制系留飞行器执行飞行任务的过程中，根据系留飞行器的当前位置信息和飞行参数判断是否需要在飞行任务中为系留飞行器提供水平位移推力，若需要，则根据当前位置信息和飞行参数生成控制信号，进而控制系留飞行器产生水平位移推力，克服了供电绳对系留飞行器在水平方向上的拉力，使得系留飞行器在执行飞行任务过程中能够通过克服供电绳在水平方向上的拉力，抵达飞行任务中的目标位置，提高了系留飞行器执行飞行任务的能力。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的系留飞行器的助推方法的流程图；

图2是本发明第二实施例提供的系留飞行器的助推方法的流程图；

图3是本发明第二实施例提供的系留飞行器的助推方法中步骤s240的具体流程图；

图4是本发明第三实施例提供的系留飞行器的助推装置的结构示意图；

图5是本发明第二实施例中夹角θ与触发角度β之间的关系示意图；

图6为本发明一则优选实施例所提供的飞行器结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的目的在于提供一种系留飞行器的助推方法，以解决现有的系留飞行器在执行飞行任务时因供电绳在水平方向上的拉力而无法抵达目的位置的问题。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述：

图1示出了本实施例提供的系留飞行器的助推方法的流程图，为了便于说明，仅示出与本实施例相关的部分。

一种系留飞行器的助推方法，系留飞行器通过供电绳连接地面供电及控制装置，所述助推方法包括以下步骤：

s110：控制所述系留飞行器执行飞行任务；

s120：根据所述系留飞行器的当前位置信息和飞行参数判断是否需要在飞行任务中为系留飞行器提供水平位移推力；

s130：若是，根据所述当前位置信息和所述飞行参数生成控制信号，以控制所述系留飞行器产生水平位移推力，进而克服所述供电绳对所述系留飞行器在水平方向上的拉力。

在步骤s110中，地面供电及控制装置控制系留飞行器执行飞行任务。其中，飞行任务可以包括：升空、下降、盘旋以及驻留。

在步骤s120中，根据所述系留飞行器的当前位置信息和飞行参数判断是否需要在飞行任务中为系留飞行器提供水平位移推力。

需要说明的是，飞行参数包括所述系留飞行器在执行飞行任务时的飞行轨迹信息。步骤s120具体为：根据所述当前位置信息与所述飞行轨迹信息判断是否对系留飞行器提供水平位移推力。

可以理解的是，水平位移推力与飞行轨迹信息有关，用于描述系留飞行器在执行飞行任务时，在水平方向上的位移推力。

在步骤s130中，水平位移推力小于供电绳与地面供电及控制装置的连接力，水平位移推力小于供电绳与系留飞行器的连接力，水平位移推力小于供电绳的最大承受拉力，即系留飞行器不会在该水平位移推力下发生供电绳被拉断、系留飞行器与供电绳脱离或供电绳与地面供电及控制装置脱离的现象。

图6示出了本发明一则优选实施例所提供的飞行器结构示意图，如图6所示，本实施例提供的一种系留飞行器的助推方法基于设置在系留飞行器1上的至少一个水平助推器2实现的。

具体的，在根据所述系留飞行器1的当前位置信息和飞行参数判断是否需要在飞行任务中为系留飞行器提供水平位移推力时，先确定系留飞行器1的当前位置信息与飞行轨迹信息，根据飞行轨迹信息调整系留飞行器在水平面上的飞行朝向，以使得水平助推器2提供的水平位移推力的方向指向目标位置，再由水平助推器2向系留飞行器提供水平位移推力，使得系留飞行器1飞行至目标位置。

作为本实施例另一种可能实现的方式，本实施例提供的一种系留飞行器的助推方法基于设置在系留飞行器上的多个水平助推器实现的。

具体的，在根据控制信号判断需要在飞行任务中为系留飞行器提供水平位移推力时，确定系留飞行器的当前位置信息与飞行轨迹信息，根据系留飞行器的当前位置信息与飞行轨迹信息选用一个或多个水平助推器，以使得一个或多个水平助推器提供的水平位移推力的方向指向目标位置，再由一个或多个水平助推器向系留飞行器提供水平位移推力的合力，使得系留飞行器飞行至目标位置。

以系留飞行器上设置有四个方向上的水平助推器为例，四个方向上的水平助推器分别用于为系留飞行器提供东、西、南、北四个方向上的水平位移推力，四个方向上的水平助推器分别为第一水平助推器、第二水平助推器、第三水平助推器以及第四水平助推器。

在根据控制信号判断需要在飞行任务中为系留飞行器提供水平位移推力时，根据控制信号确定系留飞行器在水平面上的目标位置，例如抵达该目标位移需要系留飞行器向东方向水平前进0.5米，根据该目标位置选用第一水平助推器，并控制第一水平助推器向系留飞行器提供水平前进0.5米的水平位移推力，使得系留飞行器飞行至目标位置。

再例如，抵达该目标位移需要系留飞行器向东北方向水平前进0.3米，根据该目标位置选用第一水平助推器和第四水平助推器，并控制第一水平助推器与第四水平助推器向系留飞行器提供一水平合力，该合力使得系留飞行器能够向东北方向水平前进0.3米，使得系留飞行器飞行至目标位置。

在本实施例中，在控制系留飞行器执行飞行任务的过程中，根据系留飞行器的当前位置信息和飞行参数判断是否需要在飞行任务中为系留飞行器提供水平位移推力，若需要，则根据当前位置信息和飞行参数生成控制信号，进而控制系留飞行器产生水平位移推力，克服了供电绳对系留飞行器在水平方向上的拉力，使得系留飞行器在执行飞行任务过程中能够通过克服供电绳在水平方向上的拉力。

与上述实施例为基础，提出第二实施例。

图2示出了本实施例提供的系留飞行器的助推方法的流程图，为了便于说明，仅示出与本实施例相关的部分。

一种系留飞行器的助推方法，助推方法包括以下步骤：

s210：控制所述系留飞行器执行飞行任务；

s220：设定在飞行任务中向系留飞行器提供水平位移推力的触发角度β；

s230：根据所述当前位置信息与所述飞行轨迹信息判断是否对系留飞行器提供水平位移推力；

s240：若是，根据所述当前位置信息和所述飞行参数生成控制信号，以控制所述系留飞行器产生水平位移推力，进而克服所述供电绳对所述系留飞行器在水平方向上的拉力。

在步骤s220中，触发角度β为在飞行任务中触发向系留飞行器提供水平位移推力的阈值角度。具体可在实际应用中，根据飞行任务具体设定。

在步骤s230中，飞行轨迹信息包括至少一个目标位置信息，该目标位置信息用于描述系留飞行器在执行飞行任务过程中，以系留飞行器飞行起点在水平面上的投影点为参照原点，相对于该原点的驻留或飞行位置。

图3示出了本实施例提供的系留飞行器的助推方法中步骤s240的具体流程图，如图3所示，步骤s240包括以下步骤：

s241：根据所述目标位置信息确定目标位置；

s242：获取所述起点位置在水平面上的投影点与所述目标位置之间的连线，以及该连线与竖直方向的夹角θ；

s243：当所述夹角θ大于或等于所述触发角度β时，判定需要在飞行任务中为系留飞行器提供水平位移推力。

在步骤s241中，目标位置是相对于系留飞行器的飞行起点而言的，是除了系留飞行器的飞行起点以外的其他系留飞行器的驻留或飞行位置。

在步骤s242中，起点位置在水平面上的投影点为系留飞行器垂直于水平面上的一点。夹角θ的一个连线为竖直方向，另一条连线为起点位置在水平面上的投影点与所述目标位置之间的连线。

在步骤s243中，夹角θ大于或等于触发角度β，是指目标位置在竖直方向上偏移起点位置后，目标位置与起点位置分别做直线到起始位置在水平面上的投影点后形成的夹角θ大于或等于触发角度β。

在本实施例中，夹角θ与触发角度β的比较结果作为是否需要在飞行任务中为系留飞行器提供水平位移推力的判断条件。当夹角θ大于或等于触发角度β时，则判定为需要在飞行任务中为系留飞行器提供水平位移推力。

图5示出了本实施例中夹角θ与触发角度β之间的关系。以点a为起点位置同时也是竖直方向上的一点，点o为起点位置在水平面上的投影点，点c为目标位置，点b为触发位置为例，夹角θ为的大小为∠coa的角度，夹角β为的大小为∠boa的角度。虚线段co为起点位置a在水平面上的投影点o与目标位置c之间的连线，该连线与竖直方向的夹角为θ，夹角θ大于触发角度β，判定为需要在飞行任务中为系留飞行器提供水平位移推力。

本实施例提供的系留飞行器的助推方法，在控制系留飞行器执行飞行任务的过程中，根据系留飞行器的当前位置信息和飞行参数判断是否需要在飞行任务中为系留飞行器提供水平位移推力，若需要，则根据当前位置信息和飞行参数生成控制信号，进而控制系留飞行器产生水平位移推力，克服了供电绳对系留飞行器在水平方向上的拉力，使得系留飞行器在执行飞行任务过程中能够通过克服供电绳在水平方向上的拉力，抵达飞行任务中的目标位置，提高了系留飞行器执行飞行任务的能力。

与上述实施例相对应的，提出第三实施例。

图4示出了本实施例提供的系留飞行器的助推装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出与本实施例相关的部分。

一种系留飞行器的助推装置100，助推装置100包括：

控制模块110，用于控制所述系留飞行器执行飞行任务。

其中，地面供电及控制装置控制系留飞行器执行飞行任务。其中，飞行任务可以包括：升空、下降、盘旋以及驻留。

判断模块120，用于根据所述系留飞行器的当前位置信息和飞行参数判断是否需要在飞行任务中为系留飞行器提供水平位移推力。

需要说明的是，飞行参数包括所述系留飞行器在执行飞行任务时的飞行轨迹信息。判断模块120具体用于，根据所述当前位置信息与所述飞行轨迹信息判断是否对系留飞行器提供水平位移推力。

水平位移推动模块130，用于在所述判断模块120的判定结果为是时，根据所述当前位置信息和所述飞行参数生成控制信号，以控制所述系留飞行器产生水平位移推力，进而克服所述供电绳对所述系留飞行器在水平方向上的拉力。

其中，水平位移推力小于供电绳与地面供电及控制装置的连接力，水平位移推力小于供电绳与系留飞行器的连接力，水平位移推力小于供电绳的最大承受拉力，即系留飞行器不会在该水平位移推力下发生供电绳被拉断、系留飞行器与供电绳脱离或供电绳与地面供电及控制装置脱离的现象。

在本发明的其他实施例中，助推装置100还包括：

触发角度设定模块140，用于设定在飞行任务中向系留飞行器提供水平位移推力的触发角度β。

其中，触发角度β为在飞行任务中触发向系留飞行器提供水平位移推力的阈值角度。具体可在实际应用中，根据飞行任务具体设定。

需要说明的是，飞行轨迹信息包括至少一个目标位置信息，该目标位置信息用于描述系留飞行器在执行飞行任务过程中，以系留飞行器飞行起点在水平面上的投影点为参照原点，相对于该原点的驻留或飞行位置。

水平位移推动模块130还包括：目标位置获取单元131、夹角获取单元132以及判定单元133。

目标位置获取单元131，用于根据所述目标位置信息确定目标位置。

其中，目标位置是相对于系留飞行器的飞行起点而言的，是除了系留飞行器的飞行起点以外的其他系留飞行器的驻留或飞行位置。

夹角获取单元132，用于获取所述起点位置在水平面上的投影点与所述目标位置之间的连线，以及该连线与竖直方向的夹角θ。其中，起点位置在水平面上的投影点为系留飞行器垂直于水平面上的一点，夹角θ的一个连线为竖直方向，另一条连线为起点位置在水平面上的投影点与所述目标位置之间的连线。

判定单元133，用于当所述夹角θ大于或等于所述触发角度β时，判定需要在飞行任务中为系留飞行器提供水平位移推力。

其中，夹角θ大于或等于触发角度β，是指目标位置在竖直方向上偏移起点位置后，目标位置与起点位置分别做直线到起始位置在水平面上的投影点后形成的夹角θ大于或等于触发角度β。

本发明的实施例还在于提供一种系留飞行器系统，系留飞行器系统包括系留飞行器，系留飞行器系统还包括上述实施例中的系留飞行器的助推装置100。

由于本实施例中的系留飞行器系统与本发明相关的实现方案以及工作原理在上述实施例中已经详细说明，故此处不再赘述。

本发明提供的一种系留飞行器的助推方法、助推装置即系留飞行器系统，在控制系留飞行器执行飞行任务的过程中，根据系留飞行器的当前位置信息和飞行参数判断是否需要在飞行任务中为系留飞行器提供水平位移推力，若需要，则根据当前位置信息和飞行参数生成控制信号，进而控制系留飞行器产生水平位移推力，克服了供电绳对系留飞行器在水平方向上的拉力，使得系留飞行器在执行飞行任务过程中能够通过克服供电绳在水平方向上的拉力，抵达飞行任务中的目标位置，提高了系留飞行器执行飞行任务的能力。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的步骤或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤，而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。