本发明涉及飞行器技术领域，特别涉及一种新型代步飞行器及控制方法。
背景技术：
目前多旋翼式飞行器技术已经应用在多个领域，例如航拍、探测等，随着四旋翼或六旋翼式多旋翼式飞行器结构及控制技术的逐渐成熟，多旋翼式飞行器的承载能力也越来越大，已经出现将多旋翼式飞行器用来载人作为短途交通工具的技术，但是这样的改进往往只是将四旋翼或六旋翼多旋翼式飞行器的旋翼尺寸增大，电机功率提高，然后在多旋翼式飞行器中心位置放置驾驶座，导致飞行器的重量较大，且并不能有效保护驾驶员的安全性，且一般多旋翼飞行器用于100-1000m的低空范围内飞行，飞行速度一般在50-100km/h之间，而如果飞行器用于载人，则在100m以上的空域飞行是非常危险的，这样的高度无法使用降落伞，而飞行高度较高，无法提高驾驶室的强度来保证驾驶员的安全性。
实际上在一些特殊的场合，例如大型博物馆或大型图书馆等建筑的门口处的出入使用现有的地面交通设备是非常不方便的，往往在设置了楼梯、电梯等行人过道后，还需要设计一些无障碍式通道，而无障碍式通道也需要借助辅助设备来运送行人；在另外一些场景中，例如校园内或公园内，往往有一些观光车用于运送乘客，但是观光车只能走铺好的线路，不能攀爬一些楼梯或人行道，因此也存在一些不便；
面对上述问题，较容易联想到将多旋翼飞行器用在特殊场地运送乘客，且在运送时与地面尽量接近并保持慢速飞行的方式，即悬空一定距离保证一定的越障性能，同时具有较好的安全性的临地飞行器；但是现有的载人式飞行器的设置飞行高度较高，飞行速度较快，使得飞行器整体重量偏大，结构也不紧凑，因此需要专门针对悬空慢速飞行的特点设计一种体积更小，重量更轻的载人飞行器，才能有效适应上述使用环境，且现有的旋翼式飞行器一般是垂直起降，而离地面很近的时候，则需要考虑更好的起降方式以节约能耗，提高续航里程。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明目的是提供一种重量轻、结构紧凑的新型代步飞行器及控制方法。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种新型代步飞行器，所述的飞行器包括支架体，支架体包括多根z字型第一碳纤维管，第一碳纤维管的上部弯折和下部弯折均为圆角转折，中部为接近竖直的竖直部；
两根第一碳纤维管交叉放置，在一个竖直平面内形成x形状的支架单元，交叉点位于z字形状的下部弯折处，经过交叉点的竖直轴线设为支架体的中心线；
沿中心线的轴线方向，设置两个相互交叉的、可沿中心线旋转的支架单元，两个支架单元之间的交叉点位于第一纤维管的下部弯折处；
两个支架单元的交叉点上方、第一碳纤维管的内侧位置设置可使两个支架单元相互旋转的第一旋转环；所述第一碳纤维管的上部转折处的外侧设置可使两个支架单元相互旋转的第二旋转环；
所述第一碳纤维管的z字型上方水平部分的上端面设置横向导轨，横向导轨上设置可沿其滑动的电动导轮式滑块，滑块上安装旋翼电机，旋翼电机的输出轴连接旋翼；
所述第一旋转环的中央位置设置水平放置的半球形承载壳，承载壳的上端面与第一旋转环的底边所在的水平面平齐，承载壳的下部外侧面包裹橡胶垫，橡胶垫与第一碳纤维管的下部弯折处内侧接触；承载壳的内腔中设置多个半球形滚槽，滚槽中放置滚珠，滚珠同时还与半球形承载体的外侧面接触，承载体放置在承载壳的内腔中，使承载体可相对于承载壳沿任意方向滚动；所述承载体的上表面与第一旋转环的顶边所在的水平面平齐。
优选的，所述第一碳纤维管的z字型下部水平部分设置与飞机起升架的结构一致的折叠式导轮组件，导轮组件包括导轮，以及与导轮连接的连杆组件，连杆组件可在电动伸缩杆的作用下折叠或伸展，使导轮与地面接触或离开地面；
所述第一碳纤维管的内腔中或承载体的内部设置固态或锂离子蓄电池，蓄电池与旋翼电机的电源线连接。
优选的，所述第一碳纤维管的上部端头设置环境侦查组件，环境侦查组件包括360°激光扫描仪、距离传感器；所述承载体内设置人体姿态监测组件，所述承载壳上相应位置设置飞行器姿态监测组件，所述的人体姿态监测组件包括陀螺仪、三轴加速度传感器、重量传感器；所述的飞行器姿态监测组件包括陀螺仪、三轴加速度传感器、高度传感器；
所述的人体姿态监测组件与人体姿态控制模块通信连接；人体姿态控制模块还与中央处理器通信连接，中央处理器还分别与飞行控制模块、图像处理器、导轮组件通信连接，飞行控制模块分别与飞行器姿态监测组件、旋翼电机通信连接；所述图像处理器分别与激光扫描仪、距离传感器通信连接。
优选的，所述的支架单元中，位于中心线同一侧的一个第一碳纤维管的上部水平部分与另一个第一碳纤维管的下部水平部分之间设置多根竖直放置的第二碳纤维管；第二碳纤维管的两端与金属管接头的一端粘接在一起，金属管接头的另一端卡入套环的外侧面凸台端面设置的定位孔中，套环套在第一碳纤维管的上部水平部分的外侧面上或下部水平部分的外侧面上；定位孔的内侧壁上设置第一橡胶圈，第一橡胶圈的内侧壁上设置向上倾斜的锯齿状凸起部，接头套入定位孔中的部分外侧面套设第二橡胶圈，第二橡胶圈的外侧壁上设置向下倾斜的锯齿状凸起部；向上倾斜的锯齿状凸起部与向下倾斜的锯齿状凸起部相互交错，使接头与定位孔之间相互靠近的时候两种锯齿状凸起部可以沿凸起侧边相互滑动且不传递轴向力，接头与定位孔之间相互远离时一个锯齿状凸起部顶在另一个锯齿状凸起部的锯齿槽中并传递轴向力；
所述第二碳纤维管的内腔中设置同轴的金属压杆，金属压杆的两端分别与一个螺旋弹簧的一端连接，螺旋弹簧的另一端穿过接头的内腔后与套环的定位孔底面连接，金属压杆装入第二碳纤维管后，螺旋弹簧处于最大压缩状态。
优选的，第一旋转环包括水平放置的圆环状外圆环，外圆环的内腔中嵌套圆环状内圆环，外圆环左右两侧的外端与一个支架单元中的两根第一碳纤维管的竖直部面向中心线的侧面固定连接，外圆环前后两侧的侧壁外端设置圆弧形开槽，内圆环前后两侧的侧壁外端设置的凸台穿出圆弧形开槽，并与另一个支架单元中的两根第一碳纤维管的竖直部下端面向中心线的侧面固定连接；外圆环内腔的上边或下边设置圆弧导槽，圆弧导槽的底端设置圆弧形齿条，内圆环的内腔中设置水平放置的驱动电机，驱动电机的转轴上套设齿轮，齿轮伸出内圆环的侧壁并与圆弧形齿条啮合；第二旋转环的结构与第一旋转环的结构一致，第二旋转环和两个支架单元的连接方式与第一旋转环和两个支架单元的连接方式一致。
根据上述任意一种新型代步飞行器的控制方法，所述的控制方法包括人工驾驶步骤、自动驾驶步骤；
所述的人工驾驶步骤为：飞行器放置在地面上时，导轮组件的导轮与地面接触，驾驶员站上承载体后，承载体内设置的重量传感器向人体姿态控制模块发送驾驶员体重参数w，人体姿态控制模块根据w计算所需的升力，并将w和升力参数发送给中央处理器，中央处理器向飞行控制模块发送控制指令，飞行控制模块控制旋翼电机动作，使飞行器垂直起飞并离开地面；飞行器离开地面后，导轮组件中的导轮收起，飞行器姿态监测组件中的高度传感器始终监测承载壳的底面与地面之间的垂直距离h，中央处理器8根据w与h实时控制飞行控制模块，以改变旋翼电机的转速，使h保持在0.3-0.6m的范围之内；
飞行器起飞后，承载壳上设置的飞行器姿态监测组件监控飞行器的姿态，并根据飞行器的姿态适当修正各旋翼电机的转速，使飞行过程中承载壳始终保持水平状态；
当驾驶员身体向前或向后或向两侧倾斜时，承载体上设置的陀螺仪、三轴加速度传感器采集人体躯干所在的轴线与中心线之间的角度α，人体姿态控制模块根据α值判断驾驶员的驾驶意图，发送相应指令给中央处理器，中央处理器8再发送指令给飞行控制模块调整旋翼电机使飞行器前进或后退或向两边旋转；
所述的人体姿态监测组件的监测方法与平衡电动车中姿态传感器对人体的监测方法一致；所述的飞行器姿态监测组件的监测方法与四旋翼式飞行器的姿态传感器保持多旋翼式飞行器的平衡方法一致。
优选的，所述的自动驾驶步骤为：中央处理器根据gps定位装置显示的飞行器位置以及目的地位置，规划出飞行路线，并将飞行路线发送给飞行控制模块，使飞行器按照规划路线飞行；所述的gps定位装置中存储的地图与地面交通工具中导航设备使用的地图一致，例如使用汽车用或自行车用或步行用导航地图；
飞行过程中全景摄像头、距离传感器实时采集飞行器周围环境图像和障碍物距离参数，图像处理器将飞行器周围环境图像和障碍物距离参数转化为虚拟空间中的三维模型，并将三维模型发送给中央处理器，图像处理器内置的存储器或连接的云服务器中还存储标准三维模型库，图像处理器同时还对周围环境中的各三维模型与标准三维模型库中的标准模型进行对比，然后将对比结果一致的三维模型进行名称标记，对比结果不一致的三维模型标记为未识别模型；所述的标准三维模型库中至少包括人体模型、地面交通工具模型、道路模型；
当飞行器前方遇到障碍物，且障碍物的高度低于0.4m时，则飞行器以跨过障碍物的方式飞行，此时h的范围保持在0.3-1.2m之间，当飞行器前方的障碍物高度大于或等于0.4m时，则飞行器以绕过障碍物的方式飞行。
优选的，所述的自动驾驶步骤中，当飞行路线中出现需要横穿马路的情况时，即图像处理器识别出三维模型中存在横向挡在飞行路线前方的马路，则中央处理器提取三维模型的马路中行驶的多个障碍物的速度，并根据多个障碍物与飞行器之间的距离，计算出多个障碍物行驶到飞行器前进路线的时间t01、t02……t0n，以判断飞行器是否需要停止并等待；
若此时t01、t02……t0n均大于飞行器穿过马路所需要的时间t00，则飞行器保持原有速度穿过马路，否则飞行器进入等待状态，并从此时开始计算飞行器需要等待的时间t1，t1的计算方法为中央处理器从此时开始计时，并实时计算t01、t02……t0n，以及t00，直到t01、t02……t0n均大于t00时经过的时间；
当t1大于或等于某一个标准阈值，则中央处理器(8)控制飞行器行驶至马路附近然后垂直降落，并关闭旋翼电机等待，直到t01、t02……t0n均大于t00，飞行器以垂直方式起飞并穿过马路；当t1小于或等于某一个标准阈值，则中央处理器控制飞行器提前减速并以滑行方式降落，降落时导轮与地面接触，然后关闭旋翼电机，使飞行器在惯性的作用下滑行一段距离，当障碍物驶过飞行路线后，飞行器以滑行起飞方式或垂直起飞方式起飞并穿过马路。
本发明具有以下有益效果：飞行器的支架体由第一碳纤维管、第二碳纤维管、第一旋转环、第二旋转环组成，旋翼电机安装在第一碳纤维管的上部外端，支架体的结构紧凑，重量轻；驾驶员站在第一旋转环中央设置的承载体上，安全性高；第一旋转环、第二旋转环可实现两个支架单元之间的角度旋转，更好的适应飞行环境；飞行器可实现悬空慢速行驶并具有跨越一定高度障碍的能力，适应性强，使用方便。
附图说明
图1为飞行器正视图；
图2为飞行器俯视图；
图3为图2中a-a剖视图；
图4为图2中b-b旋转剖视图；
图5为图1中放大视图i；
图6为承载体结构示意图；
图7为飞行器控制系统电路原理图；
图8为自动驾驶步骤中飞行器穿过马路示意图；
图9为自动驾驶步骤中飞行器跨越楼梯示意图；
图10为自动驾驶步骤中飞行器搭乘电梯示意图；
图11为自动驾驶步骤中安全范围和探测范围示意图；
图12为自动驾驶步骤中飞行器飞过窄道时安全范围和探测范围示意图；
图13为飞行器控制过程流程图；
图14为自动驾驶步骤中遇到楼梯或电梯控制流程图；
图15为自动驾驶步骤中横穿道路控制流程图；
图16为自动驾驶步骤中穿过带有红绿灯的十字路口流程图；
图17为自动驾驶步骤中穿过窄道控制流程图。
具体实施方式
如图1-图17所示的一种续航里程高的代步飞行器，所述的飞行器包括支架体1，支架体1包括多根z字型第一碳纤维管11，第一碳纤维管11的上部弯折和下部弯折均为圆角转折，中部为接近竖直的竖直部；
两根第一碳纤维管11交叉放置，在一个竖直平面内形成x形状的支架单元12，交叉点位于z字形状的下部弯折处，经过交叉点的竖直轴线设为支架体1的中心线；
沿中心线的轴线方向，设置两个相互交叉的、可沿中心线旋转的支架单元12，两个支架单元12之间的交叉点位于第一纤维管11的下部弯折处；
两个支架单元12的交叉点上方、第一碳纤维管11的内侧位置设置可使两个支架单元12相互旋转的第一旋转环2；所述第一碳纤维管11的上部转折处的外侧设置可使两个支架单元12相互旋转的第二旋转环3；第一旋转环2、第二旋转环3用于调整两个支架单元12之间的角度，并将四根第一纤维管11相互连接，承受水平面内的载荷；第一旋转环2包括水平放置的圆环状外圆环21，外圆环21的内腔中嵌套圆环状内圆环22，所述的外圆环21、内圆环22各自分别由两个半圆环通过插销或螺栓连接成一个完整的圆环形状；
外圆环21左右两侧的外端与一个支架单元12中的两根第一碳纤维管11的竖直部面向中心线的侧面固定连接，外圆环21前后两侧的侧壁外端设置圆弧形开槽，内圆环22前后两侧的侧壁外端设置的凸台23穿出圆弧形开槽，并与另一个支架单元12中的两根第一碳纤维管11的竖直部下端面向中心线的侧面固定连接；外圆环21内腔的上边或下边设置圆弧导槽，圆弧导槽的底端设置圆弧形齿条24，内圆环22的内腔中设置水平放置的驱动电机25，驱动电机25的转轴上套设齿轮26，齿轮26伸出内圆环22的侧壁并与圆弧形齿条24啮合；第二旋转环3的结构与第一旋转环2的结构一致，第二旋转环3和两个支架单元12的连接方式与第一旋转环2和两个支架单元12的连接方式一致。
所述第一碳纤维管11的z字型上方水平部分的上端面设置横向导轨，横向导轨上设置可沿其滑动的电动导轮式滑块，滑块上安装旋翼电机5，旋翼电机5的输出轴连接旋翼6；也可以是第一碳纤维管11的上端端部设置可在水平面内伸缩的电动伸缩杆，电动伸缩杆的端头安装旋翼电机5，以实现旋翼6可向外扩张移动或向内收缩移动；
所述的横向导轨可以是ccmw45a型电动导轨滑块模组，也可以是sbr-80型滚珠导轨滑台模组，也可以是其他型号的电动式导轨滑块模组；
所述第一旋转环2的中央位置设置水平放置的半球形承载壳7，承载壳7的上端面与第一旋转环2的底边所在的水平面平齐，承载壳7的水平面外边缘与第一旋转环2的底边通过焊接或卡扣连接在一起；
承载壳7的下部外侧面包裹橡胶垫71，橡胶垫71与第一碳纤维管11的下部弯折处内侧接触；承载壳7的内腔中设置多个半球形滚槽，滚槽中放置滚珠73，滚珠73同时还与半球形承载体74的外侧面接触，承载体74放置在承载壳7的内腔中，使承载体74可相对于承载壳7沿任意方向滚动；所述承载体74的上表面与第一旋转环2的顶边所在的水平面平齐；所述滚槽内可放置摩擦系数不同的橡胶垫片或塑料垫片，改变滚珠73的滚动阻力，以调整承载体74的滚动阻力大小；
所述第一碳纤维管11的z字型下部水平部分设置与飞机起升架的结构一致的折叠式导轮组件9，导轮组件9包括导轮，以及与导轮连接的连杆组件，连杆组件是一个平面四连杆机构，其中一个连杆连杆与一个伸缩杆连接，使导轮在伸缩杆的作用下收起或伸展，使导轮与地面接触或离开地面；导轮的转轴上套设能量回收式制动装置，该制动装置包括套设在导轮转轴上的发电机，发电机的导线与整流器连接，整流器的输出端与蓄电池连接，当飞行器处于滑行状态且需要制动时，则启动发电机，由发电机产生阻力，并可将飞行器的动能转化为电能储存在蓄电池中，提高续航里程。
所述第一碳纤维管11的内腔中或承载体74的内部或第一旋转环2的内腔中设置固态或锂离子蓄电池，蓄电池与旋翼电机5的电源线连接；所述第一碳纤维管11、第二碳纤维管4的外侧面可以粘贴柔性太阳能电池板，太阳能电池板与蓄电池连接，以进一步提高续航里程。
更好的实施方式是：所述第一碳纤维管11的上部端头设置环境侦查组件，环境侦查组件包括360°激光扫描仪86、距离传感器87；所述承载体74内设置人体姿态监测组件，所述承载壳7上相应位置设置飞行器姿态监测组件，所述的人体姿态监测组件包括陀螺仪81、三轴加速度传感器82、重量传感器84；所述的飞行器姿态监测组件包括陀螺仪81、三轴加速度传感器82、高度传感器83；
所述的人体姿态监测组件与人体姿态控制模块80通信连接；人体姿态控制模块80还与中央处理器8通信连接，中央处理器8还分别与飞行控制模块81、图像处理器85、导轮组件9通信连接，飞行控制模块81分别与飞行器姿态监测组件、旋翼电机5通信连接；所述图像处理器85分别与激光扫描仪86、距离传感器87通信连接。
所述的陀螺仪81可以是enc-03mb或enc-03rc式单轴陀螺仪，或其他型号的用于双轮式平衡车或飞行器上的陀螺仪，所述的三轴加速度传感器82可以是adxl335型三轴加速度计或mma8451型三轴数字加速度传感器，也可以是其他型号的用于双轮式平衡车或飞行器上的加速度传感器；目前用于监测人体姿态或监测飞行器姿态的组件一般将陀螺仪与三轴加速度传感器集成在一个电路模块中，例如可以直接采用mpu6050加速度模块，其内部整合了三轴陀螺仪和三轴加速度传感器，该加速度模块可以使用smartm-m451芯片作为人体姿态控制模块80直接进行人体姿态计算，也可以通过杜邦线与其他型号的人体姿态控制模块80通信连接，例如使用stm32开发板或作为人体姿态控制模块80；所述的人体姿态控制模块80也可以采用现有双轮平衡小车的控制器，例如a8或a9型双轮平衡车通用控制器；所述的飞行控制模块81可以采用大疆djia2或a2m多旋翼式飞行控制器，也可以采用雷讯pixhawk飞行控制器，上述两种飞行控制器均在内部集成了gps模块，具有gps定位功能；
所述的360°激光扫描仪86可以是奥松机器人公司生产的rb-13k137型激光扫描测距雷达，该测距雷达内置图像处理芯片与定位模块，即同时还集成了距离传感器87和图像处理器85，可实现飞行器同步定位与地图构建slam，也可以在地图构建的基础上实现周围环境扫描并进行3d重建；激光扫描仪86也可以是sen-14117型360°激光扫描仪，该扫描仪同样可实现周围环境扫描与3d模型重建，并可以直接输出3d模型数据；也可以是3irobotics公司生产的b0602型全景激光扫描仪或其他类型的激光扫描仪；
由于激光扫描仪86的扫描半径通常较小，飞行器以较高速度移动时，激光扫描仪86难以保证飞行器安全，因此环境侦查组件还包括距离传感器87，距离传感器87可以是leddartechm16固态激光雷达，也可以是spxc8000g型激光雷达，也可以是其他类型的距离传感器；
所述的图像处理器85可以是qnx-x86图像识别开发板，该开发板内集成了cpu、ddrii、i/o端口等，配合qnx-opencv软件，可实现图形识别功能；也可以使用intercorei7处理器，配合matlab软件或photoshop软件实现图像识别；
所述的环境侦查组件也可以采用图漾公司的dm460-w型三维摄像头，该摄像头嵌入图像处理芯片，可以直接输出物体的tgb图、深度图、点云图和灰度图，并利用tgb图、深度图、点云图构建周围环境的三维模型，利用灰度图实现图象识别功能；
所述的高度传感器83可以采用现有多旋翼式飞行器上用于测量多旋翼式飞行器飞行高度的cjmcu-06spl06-001型气压传感器或ms5611-01ba03型气压传感器或其他型号的气压传感器，也可以采用激光测距传感器或超声波测距传感器；
所述的重量传感器84可以是欧路达tdb-01型称重变送器或中航l6e3-c3型承重传感器或其他型号的重量传感器；
所述的中央处理器8可以是intercorei72820型处理器或amdryzen51600型处理器或其他类型的处理器，并配合相应型号的主板、数据存储器、内存，使中央处理器8实际上构成了一个小型电脑；当飞行控制模块81或人体姿态控制模块80采用can总线传输相关参数时，中央处理器8还可以是3691-00075型can总线处理器或其他型号的can总线处理器；这时飞行器的整个控制系统构成了can总线网络，当然中央处理器8与其他模块的连接也可以采用rs-485总线或rs-232总线或其他类型的总线；
为了提高支架体1整体的抗拉压性能，更好的实施方式是：所述的支架单元12中，位于同一个平面中、中心线同一侧的一个第一碳纤维管11的上部水平部分与另一个第一碳纤维管11的下部水平部分之间设置多根竖直放置的第二碳纤维管4；第二碳纤维管4的两端分别与一个金属管接头41的一端粘接在一起，金属管接头41的另一端卡入套环42的外侧面凸台端面设置的定位孔中，套环42套在第一碳纤维管11的上部水平部分的外侧面上或下部水平部分的外侧面上；定位孔的内侧壁上设置第一橡胶圈45，第一橡胶圈45的内侧壁上设置向上倾斜的锯齿状凸起部，接头41套入定位孔中的部分外侧面套设第二橡胶圈46，第二橡胶圈46的外侧壁上设置向下倾斜的锯齿状凸起部；向上倾斜的锯齿状凸起部与向下倾斜的锯齿状凸起部相互交错，使接头41与定位孔之间相互靠近的时候两种锯齿状凸起部可以沿凸起侧边相互滑动且不传递轴向力，接头41与定位孔之间相互远离时一个锯齿状凸起部顶在另一个锯齿状凸起部的锯齿槽中并传递轴向力；
所述的金属管接头41、套环42由铝合金或钛合金制作而成；
所述第二碳纤维管4的内腔中设置同轴的金属压杆43，金属压杆43的两端分别与一个螺旋弹簧44的一端连接，螺旋弹簧44的另一端穿过接头41的内腔后与套环42的定位孔底面连接，金属压杆43装入第二碳纤维管4后，螺旋弹簧44处于最大压缩状态；所述金属压杆43由弹簧钢或铝合金材料制作而成。
当飞行器起飞时，旋翼电机5旋转产生的升力与飞行器重力相互抵消，这时第二碳纤维管4承受拉力作用，使接头41与定位孔之间相互远离，两个锯齿状凸起相互顶在一起并传递拉力，此时金属压杆43两端的螺旋弹簧44处于微微张开状态，不传递拉力；
当飞行器降落时，导轮组件与地面接触产生的冲击会由第一碳纤维管11向上传递，此时接头41与定位孔之间相互靠近，两个锯齿状凸起沿凸起侧边相互滑动而不传递力，由于金属压杆43两端的螺旋弹簧44已经处于最大压缩状态，可看做刚性连接，因此冲击力经螺旋弹簧44、金属压杆43向上传递，金属压杆43处于受压状态；
位于同一侧的两根第一碳纤维管11之间相互远离传递拉力时由第二碳纤维管4传递拉力，充分发挥碳纤维管材的抗拉强度高的能力；位于同一侧的两根第一碳纤维管11之间相互靠近传递压力时由金属压杆43传递压力，充分发挥金属杆件受压能力好的特点，同时避免第二碳纤维管4受压，有效提高了其使用寿命。
由于本飞行器的目的是代步用飞行，因此飞行高度控制范围大约为离地0.3-1.2m之间，这样既可以让驾驶员体验飞行的乐趣，同时还具有一定的越障能力，又能有效提高飞行安全性，而为了提高续航能力，同时使飞行器具有更好的适应性，还设置了导轮组件，由于本飞行器离地高度很低，且设置了可用于滑行的导轮组件，因此飞行器在实际飞行过程中会出现垂直升降或滑行升降的方式，因此需要针对其特点设计特殊的控制方法，所述的控制方法包括人工驾驶步骤、自动驾驶步骤；
所述的人工驾驶步骤为：飞行器停放在地面上时，导轮组件9的导轮与地面接触，驾驶员站上承载体74后，承载体74内设置的重量传感器84向人体姿态控制模块80发送驾驶员体重参数w，人体姿态控制模块80根据w计算所需的升力，并将w和升力参数发送给中央处理器8，中央处理器8向飞行控制模块81发送控制指令，飞行控制模块81控制旋翼电机5动作，使飞行器垂直起飞并离开地面；飞行器离开地面后，导轮组件9中的导轮收起，飞行器姿态监测组件中的高度传感器83始终监测承载壳7的底面与地面之间的垂直距离h，中央处理器8根据w与h实时控制飞行控制模块81，以改变旋翼电机5的转速，使h保持在0.3-0.6m的范围之内；
飞行器起飞后，承载壳7上设置的飞行器姿态监测组件监控飞行器的姿态，并根据飞行器的姿态适当修正各旋翼电机5的转速，使飞行过程中承载壳7始终保持水平状态；
当驾驶员身体向前或向后或向两侧倾斜时，承载体74上设置的陀螺仪81、三轴加速度传感器82采集人体躯干所在的轴线与中心线之间的角度d，人体姿态控制模块80根据α值判断驾驶员的驾驶意图，发送相应指令给中央处理器8，中央处理器8再发送指令给飞行控制模块81调整旋翼电机5使飞行器前进或后退或向两边旋转；
所述的人体姿态监测组件的监测方法与平衡电动车中姿态传感器对人体的监测方法一致；所述的飞行器姿态监测组件的监测方法与四旋翼式飞行器的姿态传感器保持多旋翼式飞行器的平衡方法一致；
当驾驶员的脚连续踩压承载体74，重量传感器84发送相应信号给中央处理器8，表示此时需要降落，则中央处理器8发送降落信号给飞行控制模块81，控制旋翼电机5的转速及旋转方向，同时控制导轮组件展开，使飞行器垂直降落或滑行降落，当飞行器滑行降落时，降落到地面后导轮上设置的制动装置开始制动，直到飞行器停止滑行；中央控制器8可以根据驾驶员踩压承载体74的次数来判断采取垂直降落或滑行降落。
所述的自动驾驶步骤为：中央处理器8根据gps定位装置显示的飞行器位置以及目的地位置，规划出飞行路线，并将飞行路线发送给飞行控制模块81，使飞行器按照规划路线飞行；所述的gps定位装置中存储的地图与地面交通工具中导航设备使用的地图一致，例如使用汽车用或自行车用或步行用导航地图；
飞行过程中全景摄像头86、距离传感器87实时采集飞行器周围环境图像和障碍物距离参数，图像处理器85将飞行器周围环境图像和障碍物距离参数转化为虚拟空间中的三维模型，并将三维模型发送给中央处理器8，图像处理器85内置的存储器或连接的云服务器中还存储标准三维模型库，图像处理器85同时还对周围环境中的各三维模型与标准三维模型库中的标准模型进行对比，然后将对比结果一致的三维模型进行名称标记，对比结果不一致的三维模型标记为未识别模型；所述的标准三维模型库中至少包括人体模型、地面交通工具模型、道路模型、楼梯模型，踏步式电梯模型；所述的地面交通工具模型至少包括乘用车模型、商用车模型、自行车模型；所述的道路模型至少包括公路模型、十字路口模型、过街天桥模型、平交道口模型；
所述的全景摄像头86为激光扫描仪时，可以采用以下方法进行三维模型构建：将扫描的轮廓进行地物分离和降噪处理，提取目标物，去除测量噪声和遮挡物，应用平面分割和hough变换对目标物识别并提取特征点、线、面，进行目标物立面整体匹配纠正，然后对原始测量数据进行重新采样和多站点拼接配准，得到修正后的、完整的目标物立面信息，通过构建三角网建立三维表面模型，最后通过纹理映射建立三维模型；当然全景摄像头86也可以直接选择市场中的现有产品，实现直接输出三维模型参数。
当飞行器前方遇到障碍物，且障碍物的高度低于0.4m时，则飞行器以跨过障碍物的方式飞行，此时h的范围保持在0.3-1.2m之间，当飞行器前方的障碍物高度大于或等于0.4m时，则飞行器以绕过障碍物的方式飞行。
所述的自动驾驶步骤中，当gps定位装置使用步行用导航地图进行飞行路线规划，规划的路线中可能出现楼梯需要攀爬，因此需要飞行器飞行时对楼梯进行识别，
如图9-图10所示的，当飞行过程中图像处理器85识别出经过的飞行路线中的三维模型出现楼梯或踏步式电梯模型时，中央控制器8对该模型进行判断，若该模型中的阶梯在一定时间内没运动，则判断该阶梯为楼梯，此时飞行器计算出楼梯的斜度，然后以固定的斜度向斜上方飞行并跨过楼梯；若该模型中的阶梯在一定时间内运动，则判断该阶梯为踏步式电梯，此时中央控制器8根据三维模型中阶梯的运动轨迹计算出踏步式电梯的运行速度，并使飞行器保持与踏步式电梯的运行速度相适应的速度，然后降落在踏步式电梯的阶梯上，关闭旋翼电机5，降落时导轮与阶梯表面接触；当踏步式电梯将飞行器向上运输至出口后，重新启动旋翼电机5进行飞行。
更好的实施方式是，如图8所示的，所述的自动驾驶步骤中，当飞行路线中出现需要横穿马路的情况时，即图像处理器85识别出三维模型中存在横向挡在飞行路线前方的马路，则中央处理器8提取三维模型的马路中行驶的多个障碍物的速度，并根据多个障碍物与飞行器之间的距离，计算出多个障碍物行驶到飞行器前方的前进路线的时间t01、t02……t0n，以判断飞行器是否需要停止并等待；
若此时t01、t02……t0n均大于飞行器穿过马路所需要的时间t00，则飞行器保持原有速度穿过马路，否则飞行器进入等待状态，并从此时开始计算飞行器需要等待的时间t1，t1的计算方法为中央处理器8从此时开始计时，实时计算t01、t02……t0n并与t00进行对比，直到t01、t02……t0n均大于t00时经过的时间；
当t1大于或等于某一个标准阈值，则中央处理器8控制飞行器行驶至马路附近然后垂直降落，并关闭旋翼电机5等待，直到t01、t02……t0n均大于t00，飞行器以垂直方式起飞并穿过马路；当t1小于或等于某一个标准阈值，则中央处理器8控制飞行器提前减速并以滑行方式降落，降落时导轮与地面接触，然后关闭旋翼电机5，使飞行器在惯性的作用下滑行一段距离，当障碍物驶过飞行路线后，飞行器以滑行起飞方式或垂直起飞方式起飞并穿过马路。
如图13所示的，当飞行器经过十字路口时，即使两旁没有来车，飞行器也会遇到等待红灯的情况，因此更好的实施步骤是：所述的自动驾驶步骤中，中央处理器8找出规划路线中需要穿过的带有红绿灯的路口，并接收交通道路控制系统发送的需要穿过的路口处红绿灯信号及信号持续时间；
交通道路控制系统一般由交管部门控制，该系统中各路口的红绿灯信号可通过云服务器以无线方式或4g信号方式传输给中央处理器8外接的无线信号收发器，这样可更好的实现飞行器自动驾驶时与公路交通相互适应；
飞行器穿过十字路口的方法如下：
a.飞行器飞至距十字路口一定距离时，判断红绿灯是否为绿灯，若是则进入步骤b，否则进入步骤c；
b.中央处理器判断绿灯信号持续的时间足够飞行器以原有速度通过，则进入步骤d，否则进入步骤e；
c.中央处理器80提取红灯信号持续时间t2，并将其与储存在云服务器或硬盘中的时间阈值tt1进行比较，若t2＞tt1，则进入步骤i，否则进入步骤j；
d.道路中出现的多个障碍物行驶到飞行器前方的前进路线的时间t01、t02……t0n均大于飞行器穿过路口使用的时间t0，则进入步骤f，否则进入步骤e；
e.此时飞行器与路边距离s大于飞行器滑行降落所需最小距离s1，则进入步骤g，否则进入步骤h；
f.飞行器保持原速度或垂直起飞或滑行起飞继续前进并穿过路口；
g.飞行器以滑行方式降落并停在路边，若飞行器已经处于静止状态，则保持不动，然后进入步骤m；
h.飞行器在离路边一定距离处悬停并垂直降落，若飞行器已经处于静止状态，则保持不动，然后进入步骤m；
i.飞行控制模块81调整旋翼电机5的转速，使飞行器降低高度并降速，同时导轮组件9中的导轮展开与地面接触，然后关闭旋翼电机5，控制导轮的刹车装置使其制动，飞行器从减速至落地停车的总距离不超过s0，s0小于s，然后进入步骤m；
j.若tt2<t2≤tt1，则进入步骤k，否则进入步骤1；
k.飞行控制模块81调整旋翼电机5的转速，使飞行器降低高度并降速，同时导轮组件9中的导轮展开与地面接触，然后关闭旋翼电机5，使飞行器处于滑行状态，并使飞行器在s0距离内滑行的时间大于t2；然后进入步骤m；
1.飞行控制模块81调整旋翼电机5的转速，使飞行器降低飞行速度，保证飞行器驶过s0的时间大于t2；然后进入步骤m；
m.红绿灯变为绿灯，然后返回步骤b。
飞行器经过十字路口时采用了多个判断步骤，以使飞行器可以实现悬停降落等待、滑行停止等待、滑行等待等方式来通过，更好的适应不同情况下通过十字路口的情况，有效节约了能耗，提高了飞行器的续航里程。
如图11-图12所示的，自动驾驶步骤中，全景摄像头86、距离传感器87实时采集飞行器周围环境图像和障碍物距离参数，得到以中心线为中心，半径为r1的圆范围内的所有物体的三维模型，以中心线为中心，以中心到旋翼中心的距离作为基准半径r0，将距飞行器中心的长度为1.5倍r0的圆的半径定义为安全半径；当两个支架单元12的夹角为90°时，环境侦测组的探测半径r1为3.0倍r0，安全半径为1.5倍r0；
当三维模型中显示飞行器前方道路可通过的区域宽度d小于或等于2倍的安全半径r0，且道路两边障碍物高度均大于等于0.3m，即飞行器无法以绕过两边障碍物的方式飞行时，中央处理器80根据d的大小，控制两个支架单元12绕支架体1的中心线旋转，使两个支架单元12相对于飞行器前进方向的夹角缩小，同时四个电动导轮式滑块沿横向导轨往飞行器中心方向导轨内端移动，使四个旋翼相对于中心线变为左右距离短，前后距离长的矩形点阵结构；相应的，此时安全半径r0所形成的圆形安全范围变成一个椭圆形安全范围，椭圆形的长轴沿飞行器前进方向设置；探测半径r1所形成的圆形探测半径变为一个椭圆形探测范围，椭圆形的长轴沿飞行器前进方向设置；
飞行器减速通过前方道路，当前方道路宽度大于某一个阈值，则两个支架单元12绕支架体1的中心线旋转，使两个支架单元12的夹角还原至90°，同时四个电动导轮式滑块沿横向导轨远离飞行器中心方向移动至原位置，飞行器恢复原速行驶；
若飞行器前方通道的宽度d小于两个支架单元12相对于飞行器前进方向的夹角旋转到最小安全夹角β时所形成的最小椭圆形安全范围的短轴长度，则飞行器放弃该路线并重新规划路线以绕行的方式飞行。
所述的自动驾驶步骤中，当两个支架单元12相对于飞行器前进方向的夹角旋转到最小安全夹角β时，左右两个旋翼沿圆心连线最近的两个旋翼边缘的距离达到安全距离l0，椭圆形探测范围的长半轴为3.5倍r0，短半轴为2倍r0；椭圆形安全范围的长半轴为2倍r0，短半轴为1.2倍r0。
在结构设计时，飞行器的两个支架单元12之间设计为角度可调整，同时旋翼电机是安装在导轨上，可以沿导轨滑动以改变旋翼电机的位置，使得飞行器在通过狭窄通道时，旋翼电机及旋翼的位置可以改变，飞行器的横向宽度也可以减小，提高了飞行器的通过性能及通过窄道时的安全性，而在通过时探测范围和安全范围都变成了椭圆形，更适合用于狭长通道内的行驶及探测，提高了飞行器的通过性能。