本發(fā)明涉及一種無人飛行載具(unmannedaerialvehicle，uav)，特別涉及一種任意角度空拋的多軸無人飛行載具及其平衡控制方法、電腦程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

無人飛行載具(uav)即是沒有飛行員在載具上操控，而是通過其他方法(如，遙控或自動(dòng)控制等方式)執(zhí)行特定任務(wù)的飛行器。其中，具有兩個(gè)旋翼軸以上的多軸無人飛行載具(multirotoruav)相對(duì)比較簡(jiǎn)單、穩(wěn)定且攜帶方便，其應(yīng)用面也越來越廣(如，空拍、跟拍、海釣放餌等)。

多軸無人飛行載具多是利用遙控器操控其起飛，進(jìn)而懸浮在空中執(zhí)行特定任務(wù)。然而，多軸無人飛行載具的遙控器操作上相當(dāng)復(fù)雜，使用者需具有一定的熟練度才得以順利地操控。此外，使用者亦利用空拋的方式，丟出去多軸無人飛行載具讓它懸浮在空中以執(zhí)行特定任務(wù)。但是目前多軸無人飛行載具的空拋技術(shù)有著很大的限制。在目前多軸無人飛行載具的平衡控制下，一旦多軸無人飛行載具的角度傾斜過大，多軸無人飛行載具的馬達(dá)便會(huì)無法收斂而致使多軸無人飛行載具失控。因此，使用者只能以水平方式空拋多軸無人飛行載具，而不能以垂直方式空拋多軸無人飛行載具。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一實(shí)施例中，一種任意角度空拋的多軸無人飛行載具的平衡控制方法，其適用于一多軸無人飛行載具。此方法包括利用慣性感測(cè)單元檢測(cè)多軸無人飛行載具的一空拋狀態(tài)、當(dāng)多軸無人飛行載具進(jìn)入空拋狀態(tài)時(shí)，利用慣性感測(cè)單元檢測(cè)多軸無人飛行載具在最高點(diǎn)的至少一軸的傾斜角度、比較各傾斜角度與一角度閾值、當(dāng)至少一傾斜角度均不大于角度閾值時(shí)，以一負(fù)反饋控制驅(qū)動(dòng)多軸無人飛行載具的多個(gè)馬達(dá)以收斂?jī)A斜角度、當(dāng)任一傾斜角度大于 角度閾值時(shí)，以一開環(huán)反饋控制驅(qū)動(dòng)多軸無人飛行載具的多個(gè)馬達(dá)、以及于開環(huán)反饋控制達(dá)一既定條件后，切換為以負(fù)反饋控制驅(qū)動(dòng)多軸無人飛行載具的多個(gè)馬達(dá)以收斂至少一傾斜角度。

在一實(shí)施例中，一種電腦程序產(chǎn)品，其包括至少一程序指令。當(dāng)此程序指令在載入至多軸無人飛行載具后，可使多軸無人飛行載具執(zhí)行前述之任意角度空拋的多軸無人飛行載具的平衡控制方法。多個(gè)電子變速器耦接多個(gè)馬達(dá)，并且根據(jù)多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)所耦接的馬達(dá)。

在一實(shí)施例中，一種任意角度空拋的多軸無人飛行載具，其包括：多個(gè)馬達(dá)、多個(gè)電子變速器、一慣性感測(cè)單元以及一處理單元。慣性感測(cè)單元用于測(cè)量加速度以及角速度。處理單元耦接電子變速器與慣性感測(cè)單元，并且根據(jù)慣性感測(cè)單元所測(cè)量到的加速度判定進(jìn)入一空拋狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)入空拋狀態(tài)時(shí)，處理單元根據(jù)加速度與角速度計(jì)算至少一軸的傾斜角度并比較各傾斜角度與一角度閾值。當(dāng)傾斜角度均不大于角度閾值時(shí)，處理單元以一負(fù)反饋控制輸出多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)任一傾斜角度大于角度閾值時(shí)，處理單元以一開環(huán)反饋控制輸出多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)并且于開環(huán)反饋控制達(dá)一既定條件后，切換為以負(fù)反饋控制輸出多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

綜上，根據(jù)本發(fā)明的多軸無人飛行載具及其平衡控制方法、電腦程序產(chǎn)品采用雙反饋控制來矯正的傾斜角度，以致能在無需額外增加硬件成本下矯正過大的傾斜角度，進(jìn)而提供使用者得以以任意空拋型式致使多軸無人飛行載具以簡(jiǎn)化多軸無人飛行載具的操作。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的任意角度空拋的多軸無人飛行載具的概要示意圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的任意角度空拋的多軸無人飛行載具的外觀示意圖。

圖3為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的任意角度空拋的多軸無人飛行載具的平衡控制方法的流程圖。

圖4為步驟s250的一實(shí)施例的細(xì)節(jié)流程圖。

圖5為步驟s254的一實(shí)施例的細(xì)節(jié)流程圖。

圖6為步驟s252的一實(shí)施例的細(xì)節(jié)流程圖。

圖7為步驟s252的另一實(shí)施例的細(xì)節(jié)流程圖。

圖8為步驟s252的又一實(shí)施例的局部流程圖。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

10多軸無人飛行載具

100機(jī)架

110處理單元

120儲(chǔ)存單元

130-1～130-n電子變速器

150-1～150-n馬達(dá)

160-1～160-n旋翼

170慣性感測(cè)單元

s210初始化慣性感測(cè)單元

s220利用慣性感測(cè)單元測(cè)量多軸無人飛行載具的三軸的加速度以及角速度

s230根據(jù)測(cè)量到的重力加速度檢測(cè)多軸無人飛行載具是否進(jìn)入空拋狀態(tài)

s240根據(jù)重力加速度與角速度計(jì)算多軸無人飛行載具在最高點(diǎn)的傾斜角度

s250根據(jù)各傾斜角度執(zhí)行一開環(huán)反饋控制以使多軸無人飛行載具平衡飛行

s251是否有任一傾斜角度大于角度閾值？

s252以開環(huán)反饋控制驅(qū)動(dòng)多軸無人飛行載具的馬達(dá)直至一既定條件

s254以一負(fù)反饋控制驅(qū)動(dòng)多軸無人飛行載具的馬達(dá)直至一平衡條件

s310利用比例積分微分控制技術(shù)根據(jù)傾斜角度輸出多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)

s320以多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)多個(gè)馬達(dá)

s410根據(jù)重力加速度計(jì)算多軸無人飛行載具的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)

s420根據(jù)旋轉(zhuǎn)圈數(shù)得到各馬達(dá)的相對(duì)位置

s440輸出固定值的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)

s442根據(jù)各馬達(dá)的相對(duì)位置輸出相對(duì)應(yīng)的固定值的驅(qū)動(dòng)信號(hào)

s450以固定值的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)多個(gè)馬達(dá)持續(xù)既定時(shí)間

s460切換為輸出常態(tài)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)

s470以常態(tài)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)多個(gè)馬達(dá)

s480根據(jù)重力加速度與角速度計(jì)算出多軸無人飛行載具的當(dāng)前的傾斜角度

s490是否有任一當(dāng)前的傾斜角度大于角度閾值？

具體實(shí)施方式

圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的任意角度空拋的多軸無人飛行載具的概要示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的任意角度空拋的多軸無人飛行載具的外觀示意圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的任意角度空拋的多軸無人飛行載具的平衡控制方法的流程圖。

參照?qǐng)D1及2，多軸無人飛行載具10包括一處理單元110、一儲(chǔ)存單元120、多個(gè)電子變速器(electronicspeedcontroller，esc)130-1～130-n、多個(gè)馬達(dá)150-1～150-n、多個(gè)旋翼160-1～160-n以及一慣性感測(cè)單元170。處理單元110耦接儲(chǔ)存單元120、電子變速器130-1～130-n與慣性感測(cè)單元170，并且電子變速器130-1～130-n分別耦接馬達(dá)150-1～150-n。馬達(dá)150-1～150-n分別軸接多組旋翼160-1～160-n。其中，n為大于1的正整數(shù)。于此，處理單元110、儲(chǔ)存單元120、電子變速器130-1～130-n、馬達(dá)150-1～150-n、旋翼160-1～160-n與慣性感測(cè)單元170是設(shè)置在多軸無人飛行載具10的機(jī)架100上。

于此，電子變速器130-1～130-n分別接收來自處理單元110的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)并且根據(jù)各自的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的馬達(dá)150-1～150-n，以致使馬達(dá)150-1～150-n轉(zhuǎn)動(dòng)各自軸接的旋翼160-1～160-n從而產(chǎn)生上升動(dòng)力。慣性感測(cè)單元170測(cè)量多軸無人飛行載具10的加速度以及角速度。處理單元110通過調(diào)整輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來控制多軸無人飛行載具10的飛行狀態(tài)。

在一些實(shí)施例中，搭配參照?qǐng)D3，在多軸無人飛行載具10啟動(dòng)(如，開機(jī)或重置)時(shí)，多軸無人飛行載具10置于地面或平臺(tái)上以進(jìn)行初始化程序。在初始化程序中，慣性感測(cè)單元170進(jìn)行初始化(步驟s210)。于初始化程序完成后，慣性感測(cè)單元170的初始化數(shù)據(jù)傳送給處理單元110，并且開始 持續(xù)測(cè)量多軸無人飛行載具10的三軸的加速度以及角速度(步驟s220)。處理單元110根據(jù)初始化數(shù)據(jù)計(jì)算多軸無人飛行載具10的初始狀態(tài)(未被空拋出去的狀態(tài)，例如：三軸的加速度或角度)，并將初始狀態(tài)記錄于儲(chǔ)存單元120中。

接著，處理單元110根據(jù)測(cè)量到的加速度檢測(cè)多軸無人飛行載具10是否進(jìn)入空拋狀態(tài)(步驟s230)。在一些實(shí)施例中，在多軸無人飛行載具10以任意型式拋到空中的那一刻，慣性感測(cè)單元170會(huì)測(cè)量到為負(fù)的加速度。因此，當(dāng)處理單元110第一次接收到來自慣性感測(cè)單元170的負(fù)的加速度時(shí)，處理單元110判定多軸無人飛行載具10進(jìn)入空拋狀態(tài)。

當(dāng)多軸無人飛行載具10未進(jìn)入空拋狀態(tài)時(shí)，處理單元110則繼續(xù)檢測(cè)。

舉例來說，當(dāng)多軸無人飛行載具10為靜止?fàn)顟B(tài)(如，靜置于地面或平臺(tái)上)時(shí)，x軸的加速度為0m/s²、y軸的加速度為0m/s²、而z軸的加速度為9.8m/s²。當(dāng)多軸無人飛行載具10由準(zhǔn)備拋飛到拋出之前，x軸的加速度的值會(huì)持續(xù)變化、y軸的加速度的值亦會(huì)持續(xù)變化為、但z軸的加速度則約為9.8m/s²(±2m/s²)。

當(dāng)多軸無人飛行載具10進(jìn)入空拋狀態(tài)時(shí)，處理單元110根據(jù)加速度與角速度計(jì)算多軸無人飛行載具10在最高點(diǎn)的傾斜角度(步驟s240)。在一些實(shí)施例中，當(dāng)多軸無人飛行載具10進(jìn)入空拋狀態(tài)時(shí)，處理單元110先根據(jù)加速度判定多軸無人飛行載具10是否達(dá)到最高點(diǎn)(即，加速度是否為零)。于多軸無人飛行載具10達(dá)到最高點(diǎn)(即，加速度為零)時(shí)，處理單元110根據(jù)加速度與角速度計(jì)算出多軸無人飛行載具10至少一軸的傾斜角度。至少一軸的傾斜角度包括翻滾(roll)角度、俯仰(pitch)角度、偏擺(yaw)角度或其組合。其中，翻滾角度是指多軸無人飛行載具10相對(duì)縱軸(longitudinalaxis)x作左右旋轉(zhuǎn)動(dòng)作所形成的變化角度。俯仰角度是指多軸無人飛行載具10相對(duì)橫軸(lateralaxis)y作上下抬頭低頭動(dòng)作所形成的變化角度。偏擺角度是指多軸無人飛行載具10相對(duì)垂直軸(verticalaxis)z作左右偏擺動(dòng)作所形成的變化角度。

舉例來說，當(dāng)z軸的加速度為0m/s²表示為最高點(diǎn)，并多軸無人飛行載具10將開始自由落體。接著，z軸加速度開始遞減，并且處理單元110通過下列式一可計(jì)算出傾斜角度。

其中，roll表示翻滾角度、而pitch表示俯仰角度。

處理單元110根據(jù)各傾斜角度執(zhí)行一開環(huán)反饋控制以使多軸無人飛行載具10平衡飛行(步驟s250)。

在一些實(shí)施例中，當(dāng)任一傾斜角度大于各自對(duì)應(yīng)的角度限制時(shí)，處理單元110以開環(huán)反饋控制驅(qū)動(dòng)多軸無人飛行載具10的馬達(dá)150-1～105-4直至一既定條件(步驟s252)。當(dāng)傾斜角度均不大于各自對(duì)應(yīng)的該角度限制時(shí)，處理單元110以一負(fù)反饋控制驅(qū)動(dòng)多軸無人飛行載具10的馬達(dá)150-1～105-4直至一平衡條件(步驟s254)。

在一些實(shí)施例中，各角度限制可為角度閾值。參照?qǐng)D4，處理單元110比較各傾斜角度與各自對(duì)應(yīng)的角度閾值以確認(rèn)是否有任一傾斜角度大于角度閾值(步驟s250)。在一些實(shí)施例中，各角度閾值可為45度。

當(dāng)傾斜角度均不大于角度閾值時(shí)，處理單元110執(zhí)行負(fù)反饋控制(即，步驟s254)以收斂多軸無人飛行載具10的傾斜角度。

當(dāng)任一傾斜角度大于角度閾值時(shí)，處理單元110執(zhí)行開環(huán)反饋控制(即，步驟s252)以縮小多軸無人飛行載具10的傾斜角度。于開環(huán)反饋控制(步驟s252)達(dá)既定條件后，處理單元110切換為執(zhí)行負(fù)反饋控制(即，步驟s254)以收斂多軸無人飛行載具10的傾斜角度。

圖5為步驟s254的一實(shí)施例的細(xì)節(jié)流程圖。

在一些實(shí)施例中，參照?qǐng)D5，在負(fù)反饋控制(步驟s254)下，處理單元110利用一比例積分微分控制技術(shù)根據(jù)傾斜角度分別輸出多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)給電子變速器130-1～130-n(步驟s310)，并且電子變速器130-1～130-n以各自的驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)所耦接的馬達(dá)150-1～150-n(步驟s320)。并且，處理單元110會(huì)隨著傾斜角度的變化調(diào)整所輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(即調(diào)整馬達(dá)150-1～150-n的轉(zhuǎn)速)直至傾斜角度達(dá)到水平角度。在一些實(shí)施例中，水平角度為小于或等于1度。較佳地，水平角度約為0度。

圖6為步驟s252的一實(shí)施例的細(xì)節(jié)流程圖。

在一些實(shí)施例中，參照?qǐng)D6，在開環(huán)反饋控制(步驟s252)下，處理單元110是輸出固定值的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)給電子變速器130-1～130-n(步驟s440)， 以致使給電子變速器130-1～130-n根據(jù)固定值的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)所耦接的馬達(dá)150-1～150-n持續(xù)一既定時(shí)間(步驟s450)。換言之，處理單元110在既定時(shí)間內(nèi)維持輸出固定值的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以致使馬達(dá)150-1～150-n以對(duì)應(yīng)此固定值的固定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)此既定時(shí)間。

圖7為步驟s252的另一實(shí)施例的細(xì)節(jié)流程圖。

在一些實(shí)施例中，參照?qǐng)D7，在開環(huán)反饋控制(步驟s252)下，處理單元110根據(jù)加速度與初始狀態(tài)以累加的方式計(jì)算多軸無人飛行載具10達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)(步驟s410)，然后根據(jù)旋轉(zhuǎn)圈數(shù)得到于最高點(diǎn)時(shí)馬達(dá)150-1～150-n的相對(duì)位置(步驟s420)。舉例來說，當(dāng)翻滾(roll)角度大于或等于360度時(shí)，處理單元110即可判定多軸無人飛行載具10翻滾一圈。當(dāng)俯仰角度大于或等于360度時(shí)，處理單元110即可判定多軸無人飛行載具10俯仰一圈。

接著，處理單元110根據(jù)馬達(dá)150-1～150-n的相對(duì)位置輸出相對(duì)應(yīng)的固定值的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)給電子變速器130-1～130-n(步驟s442)，以致使給電子變速器130-1～130-n根據(jù)固定值的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)所耦接的馬達(dá)150-1～150-n持續(xù)一既定時(shí)間(步驟s450)。換言之，處理單元110根據(jù)各馬達(dá)150-1～150-n處于上端位置、中間位置或下端位置而給予對(duì)應(yīng)所處位置的特定固定值的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在一些實(shí)施例中，處理單元110可以公式轉(zhuǎn)換或查表方式產(chǎn)生對(duì)應(yīng)各馬達(dá)150-1～150-n所處位置的特定固定值的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在一些實(shí)施例中，既定時(shí)間可為1-2秒。

舉例來說，假設(shè)多軸無人飛行載具10為四軸飛行器，其具有4個(gè)馬達(dá)150-1～150-4，并且各馬達(dá)150-1～150-4的規(guī)格為1000kv。在穩(wěn)定狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)電壓為11v，因此各馬達(dá)150-1～150-4的轉(zhuǎn)速約為11000轉(zhuǎn)(每分鐘)。為了清楚描述，以下例子中，將馬達(dá)150-1～150-4分別稱的為第一馬達(dá)150-1、第二馬達(dá)150-2、第三馬達(dá)150-3以及第四馬達(dá)150-4。

在傾斜角度約80-90度的一情況下，若第二馬達(dá)150-2明顯位于最下方(下端位置)、第四馬達(dá)150-4明顯位于最上方(上端位置)且第一馬達(dá)150-1與第三馬達(dá)150-3位于第二馬達(dá)150-2與第四馬達(dá)150-4之間(中間位置)，處理單元110會(huì)將第四馬達(dá)150-4的轉(zhuǎn)速調(diào)降500轉(zhuǎn)(約10.5v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))以及將第二馬達(dá)150-2的轉(zhuǎn)速調(diào)升500轉(zhuǎn)(約11.5v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))，而第一 馬達(dá)150-1與第三馬達(dá)150-3的轉(zhuǎn)速則維持不變(約11v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))。

在傾斜角度約80-90度的另一情況下，若第二馬達(dá)150-2與第三馬達(dá)150-3皆位于下方(下端位置)且第一馬達(dá)150-1與第四馬達(dá)150-4皆位于上方(上端位置)，處理單元110會(huì)將第一馬達(dá)150-1與第四馬達(dá)150-4的轉(zhuǎn)速個(gè)別調(diào)降250轉(zhuǎn)(約10.75v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))以及將第二馬達(dá)150-2與第三馬達(dá)150-3的轉(zhuǎn)速個(gè)別調(diào)升250轉(zhuǎn)(約11.25v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))。

在傾斜角度約80-90度的又一情況下，若第二馬達(dá)150-2與第三馬達(dá)150-3皆位于下方(下端位置)但第三馬達(dá)150-3略高于第二馬達(dá)150-2，并且第一馬達(dá)150-1與第四馬達(dá)150-4皆位于上方(上端位置)但第四馬達(dá)150-4略高于第一馬達(dá)150-1，處理單元110會(huì)將第一馬達(dá)150-1的轉(zhuǎn)速調(diào)降220轉(zhuǎn)(約10.78v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))、將第四馬達(dá)150-4的轉(zhuǎn)速調(diào)降280轉(zhuǎn)(約10.72v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))、將第三馬達(dá)150-3的轉(zhuǎn)速調(diào)升220轉(zhuǎn)(約11.22v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))以及將第二馬達(dá)150-2的轉(zhuǎn)速調(diào)升280轉(zhuǎn)(約11.28v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))。

在傾斜角度約65-80度的一情況下，若第二馬達(dá)150-2明顯位于最下方(下端位置)、第四馬達(dá)150-4明顯位于最上方(上端位置)且第一馬達(dá)150-1與第三馬達(dá)150-3位于第二馬達(dá)150-2與第四馬達(dá)150-4之間(中間位置)，處理單元110會(huì)將第四馬達(dá)150-4的轉(zhuǎn)速調(diào)降300轉(zhuǎn)(約10.7v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))以及將第二馬達(dá)150-2的轉(zhuǎn)速調(diào)升300轉(zhuǎn)(約11.3v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))，而第一馬達(dá)150-1與第三馬達(dá)150-3的轉(zhuǎn)速則維持不變(約11v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))。

在傾斜角度約65-80度的另一情況下，若第二馬達(dá)150-2與第三馬達(dá)150-3皆位于下方(下端位置)且第一馬達(dá)150-1與第四馬達(dá)150-4皆位于上方(上端位置)，處理單元110會(huì)將第一馬達(dá)150-1與第四馬達(dá)150-4的轉(zhuǎn)速個(gè)別調(diào)降150轉(zhuǎn)(約10.85v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))以及將第二馬達(dá)150-2與第三馬達(dá)150-3的轉(zhuǎn)速個(gè)別調(diào)升150轉(zhuǎn)(約11.15v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))。

在傾斜角度約65-80度的又一情況下，若第二馬達(dá)150-2與第三馬達(dá)150-3皆位于下方(下端位置)但第三馬達(dá)150-3略高于馬達(dá)150-2，并且第一馬達(dá)150-1與第四馬達(dá)150-4皆位于上方(上端位置)但第四馬達(dá)150-4略高于第一馬達(dá)150-1，處理單元110會(huì)將第一馬達(dá)150-1調(diào)降120轉(zhuǎn)(約10.88v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))、將第四馬達(dá)150-4的轉(zhuǎn)速調(diào)降180轉(zhuǎn)(約10.82v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))、將第三馬達(dá)150-3的轉(zhuǎn)速調(diào)升120轉(zhuǎn)(約11.12v的驅(qū)動(dòng)信號(hào)) 以及將第二馬達(dá)150-2的轉(zhuǎn)速調(diào)升180轉(zhuǎn)(約11.18v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))。

在傾斜角度約45-65度的一情況下，若第二馬達(dá)150-2明顯位于最下方(下端位置)、第四馬達(dá)150-4明顯位于最上方(上端位置)且第一馬達(dá)150-1與第三馬達(dá)150-3位于第二馬達(dá)150-2與第四馬達(dá)150-4之間(中間位置)，處理單元110會(huì)將第四馬達(dá)150-4的轉(zhuǎn)速調(diào)降200轉(zhuǎn)(約10.8v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))以及將第二馬達(dá)150-2的轉(zhuǎn)速調(diào)升200轉(zhuǎn)(約11.2v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))，而第一馬達(dá)150-1與第三馬達(dá)150-3的轉(zhuǎn)速則維持不變(約11v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))。

在傾斜角度約45-65度的另一情況下，若第二馬達(dá)150-2與第三馬達(dá)150-3皆位于下方(下端位置)且第一馬達(dá)150-1與第四馬達(dá)150-4皆位于上方(上端位置)，處理單元110會(huì)將第一馬達(dá)150-1與第四馬達(dá)150-4的轉(zhuǎn)速個(gè)別調(diào)降100轉(zhuǎn)(約10.9v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))以及將第二馬達(dá)150-2與第三馬達(dá)150-3的轉(zhuǎn)速個(gè)別調(diào)升100轉(zhuǎn)(約11.1v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))。

在傾斜角度約45-65度的又一情況下，若第二馬達(dá)150-2與第三馬達(dá)150-3皆位于下方(下端位置)但馬達(dá)150-3略高于馬達(dá)150-2，并且第一馬達(dá)150-1與第四馬達(dá)150-4皆位于上方(上端位置)但第四馬達(dá)150-4略高于第一馬達(dá)150-1，處理單元110會(huì)將第一馬達(dá)150-1調(diào)降20轉(zhuǎn)(約10.982v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))、將第四馬達(dá)150-4的轉(zhuǎn)速調(diào)降80轉(zhuǎn)(約10.92v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))、將第三馬達(dá)150-3的轉(zhuǎn)速調(diào)升20轉(zhuǎn)(約11.02v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))以及將第二馬達(dá)150-2的轉(zhuǎn)速調(diào)升80轉(zhuǎn)(約11.08v的驅(qū)動(dòng)信號(hào))。

在此些情況中，于轉(zhuǎn)速調(diào)整后，各馬達(dá)150-1～150-4會(huì)維持在調(diào)整后的轉(zhuǎn)速約2秒，即恢復(fù)為一般轉(zhuǎn)速(如前述的11000轉(zhuǎn))。即，處理單元110切換為輸出常態(tài)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(如前述的11v電壓)。

應(yīng)可理解的，轉(zhuǎn)速值會(huì)依據(jù)馬達(dá)的規(guī)格而有所不同，且調(diào)整量亦會(huì)依據(jù)馬達(dá)的規(guī)格而有不同的調(diào)整。

圖8為步驟s252的又一實(shí)施例的局部流程圖。

在一些實(shí)施例中，參照?qǐng)D8，在達(dá)既定時(shí)間時(shí)，各馬達(dá)150-1～150-4會(huì)切換為常態(tài)轉(zhuǎn)速，即，處理單元110輸出常態(tài)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)給電子變速器130-1～130-n(步驟s460)，以致使給電子變速器130-1～130-n根據(jù)接收到的驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)所耦接的馬達(dá)150-1～150-n(步驟s470)。

并且，處理單元110會(huì)再判斷一次傾斜角度。換言之，處理單元110會(huì) 根據(jù)慣性感測(cè)單元170測(cè)量到的加速度與角速度計(jì)算出多軸無人飛行載具10的至少一軸的當(dāng)前的傾斜角度(步驟s480)，并比較當(dāng)前的傾斜角度與角度閾值以確認(rèn)是否有任一當(dāng)前的傾斜角度大于角度閾值(步驟s490)。

當(dāng)當(dāng)前的傾斜角度均不大于角度閾值時(shí)，處理單元110完成開環(huán)反饋控制(步驟s252)并接續(xù)執(zhí)行負(fù)反饋控制(步驟s254)以收斂多軸無人飛行載具10的傾斜角度。

反之，當(dāng)仍有任一當(dāng)前的傾斜角度大于角度閾值時(shí)，處理單元110則再次調(diào)整馬達(dá)轉(zhuǎn)速持續(xù)一既定時(shí)間(即返回執(zhí)行步驟s410或s440)。處理單元110通過反復(fù)調(diào)整及判斷直到當(dāng)前的傾斜角度均不大于角度閾值。

在一些實(shí)施例中，當(dāng)傾斜角度達(dá)到水平角度時(shí)，處理單元110則進(jìn)行監(jiān)控程序，以持續(xù)監(jiān)控傾斜角度的變化。并且，當(dāng)傾斜角度大于水平角度時(shí)，處理單元110則再次啟動(dòng)反饋控制。

于此，儲(chǔ)存單元120用以儲(chǔ)存相關(guān)的軟件/固件程序、處理單元110運(yùn)作過程中所需的及所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)等。在一些實(shí)施例中，儲(chǔ)存單元120可由一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存元件所實(shí)現(xiàn)。其中，儲(chǔ)存元件可以是例如存儲(chǔ)器或暫存器等，但在此并不對(duì)其限制。

此外，前述任一實(shí)施例的任意角度空拋的多軸無人飛行載具的平衡控制方法可由一電腦程序產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)。電腦程序產(chǎn)品包括至少一程序指令，以致于當(dāng)多軸無人飛行載具10載入程序并執(zhí)行后可完成根據(jù)本發(fā)明任一實(shí)施例的任意角度空拋的多軸無人飛行載具的平衡控制方法。在一些實(shí)施例中，電腦程序產(chǎn)品可為一可讀取記錄媒體，而上述程序指令則儲(chǔ)存在可讀取記錄媒體中供多軸無人飛行載具10讀取并載入。在一些實(shí)施例中，上述程序指令本身即可為電腦程序產(chǎn)品，并且經(jīng)由有線或無線的方式傳輸至多軸無人飛行載具10中。

綜上，根據(jù)本發(fā)明的多軸無人飛行載具及其平衡控制方法、電腦程序產(chǎn)品采用雙反饋控制來矯正的傾斜角度，以致能在無需額外增加硬件成本下矯正過大的傾斜角度，進(jìn)而提供使用者得以以任意空拋型式致使多軸無人飛行載具以簡(jiǎn)化多軸無人飛行載具的操作。