一种无人飞行器及防止该无人飞行器脱离控制区域的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无人飞行器，尤其是指一种无人飞行器及防止该无人飞行器脱离控制区域的方法。
【背景技术】
[0002]微小型多旋翼无人机在军事、民用和科技领域发挥着越来越重要的作用。旋翼无人机具有体积小、质量轻、无人驾驶、可垂直起降和定点悬停、操作性好等优势。无人机飞行控制系统的设计是实现无人机自主飞行的关键与核心，飞行控制系统的性能优劣直接决定了旋翼无人机的飞行性能及其完成任务的情况。因此研制适合多旋翼无人机的轻型化、低成本、低功耗的飞行控制系统具有重要的理论价值和工程应用价值。
[0003]中国发明专利申请(申请号:201310562022.2，公开号:CN104635742A)披露了一种无人机飞行控制装置，其安装在无人机本体上，并且包括有控制器本体、超声波传感器、姿态传感器、GPS/北斗双模芯片、遥控信号发射机和遥控接收机混合控制器。上述无人飞行器虽然可以实现自主姿态稳定和巡线飞行，以及无线遥控信号的级联控制，但是在实际使用过程中还存有以下不足之处:1、无人飞行器在使用过程中，容易受风的作用而产生基座偏离实际方向，甚至出现前后调头情况，这时由于很多使用者未能及时发现，从而想要对无人飞行器进行召回操作，却使得无人飞行器偏离使用者更远，一旦无人飞行器与使用者的距离超过遥控器的可控制区域，那么无人飞行器便脱离控制，从而因无法追寻而造成丢失。2、无人飞行器在使用过程中容易出现电量不足，一旦出现电量不足，无人飞行器通常是由其当前位置直线降落，在宽敞场合内寻找降落点较难，费时费力。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种无人飞行器及防止该无人飞行器脱离控制区域的方法，其主要目的在于克服现有无人飞行器容易受风作用脱离控制区域的缺陷。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
一种无人飞行器，包括飞行器本体以及用于操控该飞行器本体动作的遥控器，所述飞行器本体包括基座、用于带动该基座飞行的复数组传动装置、装设于基座内的信号接收器、中央处理器以及第一卫星定位模块，所述信号接收器的使能端无线连接于所述遥控器的输出端，所述遥控器内设置有一第二卫星定位模块，所述第一卫星定位模块提供一基座位置信息给中央处理器，所述第二卫星定位模块提供一遥控位置信息并通过信号接收器转给中央处理器，所述中央处理器根据该基座位置信息和遥控位置信息进行计算，实时获得遥控器与基座的相对距离A，当该相对距离A超出预先设定的阈值S，中央处理器停止接受实时遥控器的遥控指令并自动控制所述传动装置动作，使飞行器本体朝遥控器移动，直到所述相对距离A小于或者等于阈值S，所述中央处理器才根据所述遥控器的遥控指令控制所述传动装置动作。
[0006]进一步的，所述第一卫星定位模块为GPS定位模块或者北斗芯片，所述第二卫星定位模块为GPS定位模块或者北斗芯片。
[0007]进一步的，复数组传动装置包括分别设置于基座的前侧、后侧、左侧和右侧的前旋翼、后旋翼、左旋翼和右旋翼，所述前旋翼、后旋翼、左旋翼和右旋翼均包括连接于基座四侧位置的架体、可转动地装设于架体上的螺旋桨、控制该螺旋桨转动的电机以及控制该电机转动的伺服控制器，每个伺服控制器均电连接有一速度控制器，每个速度控制器的使能端均电连接于所述中央处理器上，所述前旋翼和后旋翼的螺旋桨为逆时针旋转，所述左旋翼和右旋翼为顺时针旋转。
[0008]进一步的，所述中央处理器还电连接有三个用于测量基座在飞行过程中角速度变化的陀螺仪。
[0009]进一步的，所述遥控器上还包括有发射天线、呈左右间隔布置的方向操纵杆和油门操纵杆；使用时，当信号接收器接收到油门操纵杆向上推升或者向下拨动操作动作的信号后，中央处理器可以控制前旋翼、后旋翼、左旋翼和右旋翼同时运转而产生加速上升的驱动力或者减速缓慢下降，控制基座进行垂直升降的动作；当信号接收器接收到油门操纵杆向左拨动或者向右拨动操作动作的信号后，会使得左旋翼或右旋翼其中一个的转速增加或者递减，利用其上螺旋桨的转速差来控制基座进行左右横移的动作；当信号接收器接收到方向操纵杆向左拨动或者向右拨动操作动作的信号后，会使得左旋翼和右旋翼的转速同时增加或者同时递减，同时前旋翼、后旋翼的转速保持不变，使得基座在空中进行顶端左右旋转的动作；当信号接收器接收到方向操纵杆向上拨动或者向下拨动操作动作的信号后，会使得前旋翼或后旋翼其中一个的转速增加或者递减，利用其上螺旋桨的转速差来控制基座进行前后横移的动作。
[0010]一种防止无人飞行器脱离控制区域的方法，包括以下步骤:在遥控器和飞行器本体的基座内同时装设卫星定位模块，基座内内的卫星定位模块提供一基座位置信息给中央处理器，遥控器内的卫星定位模块提供一遥控位置信息并通过信号接收器转给中央处理器，中央处理器根据该基座位置信息和遥控位置信息进行计算，实时获得遥控器与基座的相对距离A，当该相对距离A超出预先设定的阈值S，中央处理器停止接受实时遥控器的遥控指令并自动控制所述传动装置动作，使飞行器本体朝遥控器移动，直到所述相对距离A小于或者等于阈值S，中央处理器才根据所述遥控器的遥控指令控制所述传动装置动作。
[0011]进一步的，当中央处理器感应到飞行器本体内电池的电量低于阈值B，中央处理器停止接受实时遥控器的遥控指令并自动控制所述传动装置动作，使飞行器本体朝遥控器移动，直到所述相对距离A等于0，中央处理器才控制飞行器本体由当前位置水平下降到地面。
[0012]进一步的，所述卫星定位模块为GPS定位模块或者北斗芯片。
[0013]进一步的，飞行器本体内的传动装置包括分别设置于基座的前侧、后侧、左侧和右侧的前旋翼、后旋翼、左旋翼和右旋翼，所述前旋翼、后旋翼、左旋翼和右旋翼均包括连接于基座四侧位置的架体、可转动地装设于架体上的螺旋桨、控制该螺旋桨转动的电机以及控制该电机转动的伺服控制器，每个伺服控制器均电连接有一速度控制器，每个速度控制器的使能端均电连接于所述中央处理器上，所述前旋翼和后旋翼的螺旋桨为逆时针旋转，所述左旋翼和右旋翼为顺时针旋转。
[0014]进一步的，遥控器上还包括有发射天线、呈左右间隔布置的方向操纵杆和油门操纵杆；使用时，当信号接收器接收到油门操纵杆向上推升或者向下拨动操作动作的信号后，中央处理器可以控制前旋翼、后旋翼、左旋翼和右旋翼同时运转而产生加速上升的驱动力或者减速缓慢下降，控制基座进行垂直升降的动作；当信号接收器接收到油门操纵杆向左拨动或者向右拨动操作动作的信号后，会使得左旋翼或右旋翼其中一个的转速增加或者递减，利用其上螺旋桨的转速差来控制基座进行左右横移的动作；当信号接收器接收到方向操纵杆向左拨动或者向右拨动操作动作的信号后，会使得左旋翼和右旋翼的转速同时增加或者同时递减，同时前旋翼、后旋翼的转速保持不变，使得基座在空中进行顶端左右旋转的动作；当信号接收器接收到方向操纵杆向上拨动或者向下拨动操作动作的信号后，会使得前旋翼或后旋翼其中一个的转速增加或者递减，利用其上螺旋桨的转速差来控制基座进行前后横移的动作。
[0015]和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于:
1、本发明结构简单、实用性强，通过在遥控器内增设第二卫星定位模块，使得中央处理器根实时获得遥控器与基座的相对距离，因而当出现受风的作用而产生基座偏离实际方向，使用者即使未能及时发现情况，中央处理器也会优先根据相对距离的上限而控制飞行器本体朝遥控器移动，这样可以有效地避免无人飞行器脱离控制区域，满足用户的需求。
[0016]2、在本发明中，通过在遥控器内增设第二卫星定位模块，还可以使得无人飞行器当其上电池电量较低时自动飞到使用者的正上方并直线降落，因而使用者无需担心无人飞行器因电量耗尽而难以寻找的问题，解决了使用者的难题和顾虑，增强产品的使用性能，完善用户的需求。
[0017]3、在本发明中，通过设置所述陀螺仪，该陀螺仪可以感应到基座受风力作用而产生角度偏摆时，中央处理器便会相应调整