偏航控制方法、装置、旋翼飞行器及存储介质与流程

1.本发明涉及航天技术领域，特别是涉及一种偏航控制方法、一种偏航控制装置、相应的一种旋翼飞行器以及相应的一种计算机存储介质。


背景技术：

2.旋翼飞行器，例如直升机基于旋翼实现飞行器的控制，然而具有电动三旋翼的旋翼飞行器，仅具有两个前侧旋翼和尾部旋翼三个旋翼，其飞行控制器仅能解算得到三个转速控制量，而完全实现飞行器的控制至少需要四个控制量，其主要是欠缺偏航方向上的控制，此时需要引入新的独立控制量，实现偏航控制。
3.在偏航控制的相关技术中，主要是通过旋转旋翼来实现控制，但在这种方式下，用于实现偏航控制的偏航控制通道与其他通道(例如俯仰、滚转、垂向等控制通道)耦合严重，导致飞行控制器设计难度大，且飞行控制器效果差。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种偏航控制方法、一种偏航控制装置、相应的一种旋翼飞行器以及相应的一种计算机存储介质。
5.本发明实施例公开了一种偏航控制方法，涉及到旋翼飞行器，所述旋翼飞行器包括两侧旋翼，所述两侧旋翼安装有翼面，应用于所述旋翼飞行器的飞行控制器，所述方法包括：
6.基于所述旋翼飞行器处于非平衡态的飞行信息生成控制信号；
7.根据所述控制信号控制与非平衡态偏向方向同侧旋翼的翼面向第一方向偏转，以及控制非平衡态偏向方向反侧旋翼的翼面向与第一方向相反的第二方向偏转，对处于非平衡态的旋翼飞行器进行偏航控制。
8.可选地，所述基于所述旋翼飞行器处于非平衡态的飞行信息生成控制信号，包括：
9.获取所述旋翼飞行器处于非平衡态的飞行信息；所述飞行信息包括遥控器指令和传感器信息；
10.基于处于非平衡态的遥控器指令和传感器信息生成偏航虚拟控制量；
11.将所述偏航虚拟控制量进行解算得到一侧旋翼的第一舵面偏转信息以及另一侧旋翼的第二舵面偏转信息，并采用所述第一舵面偏转信息与所述第二舵面偏转信息生成控制信号。
12.可选地，所述第一舵面偏转信息与所述第二舵面偏转信息呈相反数关系；其中，所述第一舵面偏转信息包括第一舵面偏转角，所述第二舵面偏转信息包括第二舵面偏转角，所述第一舵面偏转角与所述第二舵面偏转角的和为零。
13.可选地，根据所述控制信号控制与非平衡态偏向方向同侧旋翼的翼面向第一方向偏转，以及控制非平衡态偏向方向反侧旋翼的翼面向与第一方向相反的第二方向偏转，对
处于非平衡态的旋翼飞行器进行偏航控制，包括：
14.基于控制与非平衡态偏向方向同侧旋翼的翼面向第一方向偏转，以及控制另一侧旋翼的翼面向与第一方向相反的第二方向偏转，生成与非平衡态偏向方向相反的偏转方向的偏航力矩；其中，所述第一方向和/或第二方向与所述非平衡态偏向方向不相同且不相反；
15.采用所述与非平衡态偏向方向相反的偏转方向的偏航力矩，控制处于非平衡态的旋翼飞行器恢复至平衡态，实现对所述旋翼飞行器的偏航控制。
16.可选地，所述生成与非平衡态偏向方向相反的偏转方向的偏航力矩，包括：
17.通过向第一方向偏转的翼面提供的与所述第一方向相反的第一升力，以及通过向第二方向偏转的翼面提供的与所述第二方向相反的第二升力，生成与非平衡态偏向方向相反的偏转方向的偏航力矩。
18.可选地，基于控制与非平衡态偏向方向同侧旋翼的翼面向第一方向偏转，以及控制另一侧旋翼的翼面向与第一方向相反的第二方向偏转，生成与非平衡态偏向方向相反的偏转方向的偏航力矩，包括：
19.若所述旋翼飞行器处于非平衡态为所述旋翼飞行器从平衡态向左偏转，则控制左侧旋翼的翼面向第一方向偏转，以及控制右侧旋翼的翼面向与第一方向相反的第二方向偏转，生成与向右偏转的偏航力矩；
20.和/或，若所述旋翼飞行器处于非平衡态为所述旋翼飞行器从平衡态向右偏转，则控制右侧旋翼的翼面向第一方向偏转，以及控制左侧旋翼的翼面向与第一方向相反的第二方向偏转，生成与向左偏转的偏航力。
21.可选地，所述旋翼的翼面基于所述旋翼飞行器的舵机驱动所述翼面上的舵面实现。
22.本发明实施例还公开了一种偏航控制装置，涉及到旋翼飞行器，所述旋翼飞行器包括两侧旋翼，所述两侧旋翼安装有翼面，应用于所述旋翼飞行器的飞行控制器，所述装置包括：
23.控制信号生成模块，用于基于所述旋翼飞行器处于非平衡态的飞行信息生成控制信号；
24.偏航控制模块，用于根据所述控制信号控制与非平衡态偏向方向同侧旋翼的翼面向第一方向偏转，以及控制非平衡态偏向方向反侧旋翼的翼面向与第一方向相反的第二方向偏转，对处于非平衡态的旋翼飞行器进行偏航控制。
25.可选地，所述控制信号生成模块包括：
26.飞行信息获取子模块，用于获取所述旋翼飞行器处于非平衡态的飞行信息；所述飞行信息包括遥控器指令和传感器信息；
27.偏航虚拟控制量生成子模块，用于基于处于非平衡态的遥控器指令和传感器信息生成偏航虚拟控制量；
28.偏航虚拟控制量解算子模块，用于将所述偏航虚拟控制量进行解算得到一侧旋翼的第一舵面偏转信息以及另一侧旋翼的第二舵面偏转信息，并采用所述第一舵面偏转信息与所述第二舵面偏转信息生成控制信号。
29.可选地，所述第一舵面偏转信息与所述第二舵面偏转信息呈相反数关系；其中，所
述第一舵面偏转信息包括第一舵面偏转角，所述第二舵面偏转信息包括第二舵面偏转角，所述第一舵面偏转角与所述第二舵面偏转角的和为零。
30.可选地，所述偏航控制模块包括：
31.偏航力矩生成子模块，用于基于控制与非平衡态偏向方向同侧旋翼的翼面向第一方向偏转，以及控制另一侧旋翼的翼面向与第一方向相反的第二方向偏转，生成与非平衡态偏向方向相反的偏转方向的偏航力矩；其中，所述第一方向和/或第二方向与所述非平衡态偏向方向不相同且不相反；
32.平衡态恢复子模块，用于采用所述与非平衡态偏向方向相反的偏转方向的偏航力矩，控制处于非平衡态的旋翼飞行器恢复至平衡态，实现对所述旋翼飞行器的偏航控制。
33.可选地，所述偏航力矩生成子模块包括：
34.升力提供单元，用于通过向第一方向偏转的翼面提供的与所述第一方向相反的第一升力，以及通过向第二方向偏转的翼面提供的与所述第二方向相反的第二升力，生成与非平衡态偏向方向相反的偏转方向的偏航力矩。
35.可选地，所述偏航力矩生成子模块包括：
36.偏航力矩生成单元，用于在所述旋翼飞行器处于非平衡态为所述旋翼飞行器从平衡态向左偏转时，控制左侧旋翼的翼面向第一方向偏转，以及控制右侧旋翼的翼面向与第一方向相反的第二方向偏转，生成与向右偏转的偏航力矩；
37.偏航力矩生成单元，还用于在所述旋翼飞行器处于非平衡态为所述旋翼飞行器从平衡态向右偏转时，控制右侧旋翼的翼面向第一方向偏转，以及控制左侧旋翼的翼面向与第一方向相反的第二方向偏转，生成与向左偏转的偏航力。
38.可选地，所述旋翼的翼面基于所述旋翼飞行器的舵机驱动所述翼面上的舵面实现。
39.本发明实施例还公开了一种旋翼飞行器，包括：所述偏航控制装置、处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现任一项所述偏航控制方法的步骤。
40.本发明实施例还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一项所述偏航控制方法的步骤。
41.本发明实施例包括以下优点：
42.本发明实施例中，在旋翼飞行器的偏航控制方法中，在旋翼飞行器的两侧旋翼安装有翼面，此时可旋翼飞行器处于非平衡态的飞行信息所生成的控制信号，控制与非平衡态偏向方向同侧旋翼的翼面向第一方向偏转，以及控制非平衡态偏向方向反侧旋翼的翼面向与第一方向相反的第二方向偏转，以对处于非平衡态的旋翼飞行器进行偏航控制。主要基于翼面的偏航控制方式，在两个旋翼的外侧分别安装翼面，并通过对翼面的控制改变翼面在旋翼下洗流作用下的气动力，基于两侧翼面的差动偏转，从而产生绕质心的偏航力矩，实现飞行器的偏航控制，使得在实现三旋翼偏航快速有效地控制的同时，实现各控制通道的解耦，降低飞行控制系统的设计难度。
附图说明
43.图1是本发明的一种偏航控制方法实施例的步骤流程图；
44.图2a至图2b是本发明实施例提供的翼面的安装示意图；
45.图3是本发明的另一种偏航控制方法实施例的步骤流程图；
46.图4是本发明实施例提供的舵面偏转信息的生成示意图；
47.图5是本发明的一种偏航控制装置实施例的结构框图。
具体实施方式
48.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
49.具有电动三旋翼的旋翼飞行器，其飞行控制器仅能解算得到三个转速控制量，欠缺偏航方向上的控制，此时需要引入新的独立控制量，实现偏航控制。在偏航控制的相关技术中，本质上主要是通过旋转旋翼来实现控制，具有可通过尾部旋翼左右倾斜以实现偏航控制，控制前侧两个旋翼进行差动倾转实现偏航控制，这两种控制旋转旋翼的方式大多验证与应用在小型多旋翼飞行器上，而所能够应用此方式的大型多旋翼较少，甚至于在大型多旋翼上不可用。
50.通过旋转旋翼进行控制的方式，其旋翼整体倾转多采用机器人关节实现，在倾转时通常会由于转动惯量过大而导致倾转所需要的控制力较大，这使得普通机器人关节难以承载过大的控制力，同时较大的惯性也将会导致飞行器机体的控制响应极差，容易出现振荡，难以实现期望的飞行姿态；且由于偏航控制需要控制飞行器的三个旋翼进行倾转实现，其倾转电机响应相较于其他控制量(即其他三个转速控制量，包括右前侧电机转速、左前侧电机转速、后侧电机转速)明显角码，其响应速度相较慢了两个量级以上，由于倾转控制响应的过慢，将会导致飞行姿态在受到干扰时难以及时回复并响应，降低飞行器的抗扰能力，进而危害飞行器的飞行安全；以及由于偏航控制需要控制飞行器的三个旋翼进行倾转实现，其偏航控制通道与其他通道(例如俯仰、滚转、垂向等控制通道)耦合严重，导致飞行控制器设计难度大，且飞行控制器效果差。
51.本发明实施例的核心思想之一在于基于翼面的偏航控制方式，在前侧两个旋翼外侧安装翼面，利用舵机控制翼面上的舵面从而改变翼面在旋翼下洗流作用下的气动力，通过两侧舵面的差动偏转，从而产生绕质心的偏航力矩，实现飞行器的偏航控制，以在实现三旋翼偏航快速有效地控制的同时，实现各控制通道解耦，降低控制系统设计难度。其中，基于可利用舵机来驱动小舵面，产生大的升力，进而产生更大的偏航力矩，可以实现控制力效果的放大，从而减小舵机载荷负担，提高操纵功效；同时，舵机的控制速度明显高于倾转伺服电机，能够实现快速控制，从而保证飞行器的动态响应；此外，舵面偏转不会引起机体其他自由度上力/力矩的变化，即偏航控制不会影响其他控制通道，能实现各控制通道的解耦控制，从而极大地降低控制系统设计的复杂性。
52.参照图1，示出了本发明的一种偏航控制方法实施例的步骤流程图，应用于旋翼飞行器的飞行控制器，具体可以包括如下步骤：
53.步骤101，基于旋翼飞行器处于非平衡态的飞行信息生成控制信号；
54.在本发明实施例中，可基于翼面的偏航控制方式，通过对翼面的控制改变翼面在旋翼下洗流作用下的气动力，基于两侧翼面的差动偏转，从而产生绕质心的偏航力矩，实现飞行器的偏航控制，以在实现三旋翼偏航快速有效地控制的同时，实现各控制通道解耦，降
低控制系统设计难度。
55.在本发明的一种实施例中，可基于旋翼飞行器处于非平衡态的飞行信息生成控制信号，其所生成的控制信号主要可用于控制旋翼飞行器产生预设偏转方向的偏航力矩，偏航力矩可用于控制飞行器的整体机体倾转，以便基于其偏航力矩对处于非平衡态的旋翼飞行器进行偏航控制。
56.在实际应用中，基于偏航力矩所控制的旋翼飞行器与普通的电动三旋翼的旋翼飞行器不同，其所具有的两侧旋翼上可以安装有翼面，具体的，参照图2a至图2b，示出了本发明实施例提供的翼面的安装示意图。
57.如图2a所示，其可以为其旋翼上安装有翼面的飞行器的俯视图，假设旋翼飞行器为电动三旋翼飞行器，其可以包括左侧旋翼、右侧旋翼以及尾部旋翼，此时主要可在飞行器的前侧两个旋翼的外侧安装翼面，即可在飞行器原来的左右侧旋翼上分别安装左外侧机翼和右外侧机翼。如图2b所示，其可以为其旋翼上安装有翼面的飞行器的后视图，在所安装的左外侧机翼和右外侧机翼上分别具有舵面，其舵面主要是基于舵机进行驱动，即旋翼的翼面主要是基于旋翼飞行器的舵机驱动翼面上的舵面实现的。
58.步骤102，根据控制信号控制与非平衡态偏向方向同侧旋翼的翼面向第一方向偏转，以及控制非平衡态偏向方向反侧旋翼的翼面向与第一方向相反的第二方向偏转，对处于非平衡态的旋翼飞行器进行偏航控制。
59.偏航力矩可以指的是由飞行器滚动运动引起的偏航力矩动导数，在本发明实施例中，其飞行器的滚动运动可以表现为对两侧舵面的差动偏转控制。
60.两侧舵面的差动偏转控制，主要可表现为在对其中一侧翼面进行某个方向的偏转时，另一侧的翼面需向另一方向进行偏转实现，通常两侧翼面的偏转方向相反。
61.具体的，根据控制信号所产生的偏航力矩，可基于控制信号控制与非平衡态偏向方向同侧旋翼的翼面向第一方向偏转，以及控制非平衡态偏向方向反侧旋翼的翼面向与第一方向相反的第二方向偏转实现，以便基于此控制实现对处于非平衡态的旋翼飞行器进行偏航控制。
62.本发明实施例中，在旋翼飞行器的偏航控制方法中，在旋翼飞行器的两侧旋翼安装有翼面，此时可旋翼飞行器处于非平衡态的飞行信息所生成的控制信号，控制与非平衡态偏向方向同侧旋翼的翼面向第一方向偏转，以及控制非平衡态偏向方向反侧旋翼的翼面向与第一方向相反的第二方向偏转，以对处于非平衡态的旋翼飞行器进行偏航控制。主要基于翼面的偏航控制方式，在两个旋翼的外侧分别安装翼面，并通过对翼面的控制改变翼面在旋翼下洗流作用下的气动力，基于两侧翼面的差动偏转，从而产生绕质心的偏航力矩，实现飞行器的偏航控制，使得在实现三旋翼偏航快速有效地控制的同时，实现各控制通道的解耦，降低飞行控制系统的设计难度。
63.参照图3，示出了本发明的另一种偏航控制方法实施例的步骤流程图，应用于旋翼飞行器的飞行控制器，具体可以包括如下步骤：
64.步骤301，基于旋翼飞行器处于非平衡态的飞行信息解算得到舵面偏转信息，并采用舵面偏转信息生成控制信号；
65.在本发明的一种实施例中，可在前侧两个旋翼外侧安装翼面，利用舵机控制翼面上的舵面从而改变翼面在旋翼下洗流作用下的气动力，通过两侧舵面的差动偏转，从而产
生绕质心的偏航力矩，实现飞行器的偏航控制，对两侧舵面的差动偏转需要对两侧翼面上的舵面进行控制。
66.对舵面的控制主要是通过针对两侧舵面的控制信号实现，具体的控制信号可基于旋翼飞行器处于非平衡态的飞行信息生成。
67.在实际应用中，可以获取旋翼飞行器处于非平衡态的飞行信息，所获取的飞行信息可以包括遥控器指令和传感器信息，其中遥控器指令可以包括例如控制飞行器俯仰、横滚、上升或下降等指令，传感器信息可以包括加速传感器、陀螺仪传感器等所检测得到的与飞行器飞行姿态相关的信息，可基于处于非平衡态的遥控器指令和传感器信息生成偏航虚拟控制量，此时可将偏航虚拟控制量进行解算得到一侧旋翼的第一舵面偏转信息以及另一侧旋翼的第二舵面偏转信息，并采用第一舵面偏转信息与第二舵面偏转信息生成控制信号，即所生成的控制信号可以携带有分别用于控制两侧旋翼的舵面偏转信息，以控制两侧旋翼进行差动倾转。
68.具体的，参照图4，示出了本发明实施例提供的舵面偏转信息的生成示意图，在整个飞行器的飞行控制中，可以分为控制器和混控器，控制器可用于接收遥控器指令和传感器信息，并产生四个通道的虚拟控制量，包括垂向虚拟控制量、滚转虚拟控制量、俯仰虚拟控制量和偏航虚拟控制量；虚拟控制量可通过混控器产生5个实际控制量，包括右前侧电机转速、左前侧电机转速、后侧电机转速、左侧舵面偏转角、右侧舵面偏转角。需要说明的是，三个电机转速的解算只依赖于垂向/滚转/俯仰虚拟控制量(不是一一对应关系)，而左侧舵面偏转角和右侧舵面偏转角只依赖于偏航虚拟控制量。
69.其中，由偏航虚拟控制量进行解算得到的一侧旋翼的第一舵面偏转信息以及另一侧旋翼的第二舵面偏转信息可以呈相反数关系，而基于偏航虚拟控制量解算得到的舵面偏转信息可以表现为偏转角，即第一舵面偏转信息可以包括第一舵面偏转角，第二舵面偏转信息可以包括第二舵面偏转角，那么左侧舵面偏转角与右侧舵面偏转角可以呈相反数关系，即第一舵面偏转角与第二舵面偏转角的和为零。其中第一舵面偏转角可表现为左侧舵面偏转角，第二舵面偏转角可以表现为右侧舵面偏转角。
70.假设θ
left
为左侧舵面偏转角，θ
right
为右侧舵面偏转角，ctr_yaw为偏航虚拟控制量，左侧舵面偏转角与右侧舵面偏转角所符合的基本数字关系式可以如下所示：
71.θ
left
＝ctr_yaw
72.θ
right
＝-ctr_yaw
73.需要说明的是，实际在解算时不会是这么简单的线性对应，需要根据理论分析得到一个非线性的对应关系，但是θ
left
总是与θ
right
呈相反数关系，即两者和为0，例如，左侧舵面偏转5deg，那么右侧舵面就会偏航-5deg，其正负号可以用于表示两者的偏转方向相反。
74.步骤302，根据控制信号生成与非平衡态偏向方向相反的偏转方向的偏航力矩；
75.所生成的控制信号主要可用于控制旋翼飞行器产生预设偏转方向的偏航力矩，偏航力矩可用于控制飞行器的整体机体倾转，以便基于其偏航力矩对处于非平衡态的旋翼飞行器进行偏航控制。
76.偏航力矩可以指的是由飞行器滚动运动引起的偏航力矩动导数，在本发明实施例中，其飞行器的滚动运动可以表现为对两侧舵面的差动偏转控制。
77.在实际应用中，两侧舵面的差动偏转控制，主要可表现为在对其中一侧翼面进行
某个方向的偏转时，另一侧的翼面需向另一方向进行偏转实现，通常两侧翼面的偏转方向相反。
78.具体的，基于控制与非平衡态偏向方向同侧旋翼的翼面向第一方向偏转，以及控制另一侧旋翼的翼面向与第一方向相反的第二方向偏转，生成与非平衡态偏向方向相反的偏转方向的偏航力矩。
79.其中，第一方向和/或第二方向与所述非平衡态偏向方向不相同且不相反，且与非平衡态偏向方向相反的偏转方向的偏航力矩，即实现对两侧舵面的差动偏转控制，主要是通过所偏转的翼面提供与其所偏转的方向相反的升力产生。具体可表现为通过向第一方向偏转的翼面提供的与第一方向相反的第一升力，以及通过向第二方向偏转的翼面提供的与第二方向相反的第二升力，生成与非平衡态偏向方向相反的偏转方向的偏航力矩。
80.作为一种示例，当飞行器的飞行姿态从平衡态向左偏转，即旋翼飞行器处于非平衡态为所述旋翼飞行器从平衡态向左偏转时，此时可控制左侧旋翼的翼面向第一方向偏转，以及控制右侧旋翼的翼面向与第一方向相反的第二方向偏转，生成与向右偏转的偏航力矩，其中第一方向可以为向后，第二方向可以为向前，那么此时可以控制左外侧机翼上的舵面向后偏转，控制右外侧机翼上的舵面向前偏转，从而在旋翼下洗流的作用下，使得左外侧机翼产生向前的升力，右外侧机翼产生向后的升力，从而作用到机体质心上产生向右的偏航力矩，使旋翼飞行器的机体恢复平衡态，实现偏航控制。
81.作为又一种示例，当飞行器的飞行姿态从平衡态向右偏转，即旋翼飞行器处于非平衡态为旋翼飞行器从平衡态向右偏转时，此时可控制右侧旋翼的翼面向第一方向偏转，以及控制左侧旋翼的翼面向与第一方向相反的第二方向偏转，生成与向左偏转的偏航力，其中第一方向可以为向后，第二方向可以为向前，那么此时可以控制左外侧机翼上的舵面向前偏转，控制右外侧机翼上的舵面向后偏转，从而在旋翼下洗流的作用下，使得左外侧机翼产生向后的升力，右外侧机翼产生向前的升力，从而作用到机体质心上产生向左的偏航力矩，使旋翼飞行器的机体恢复平衡态，实现偏航控制。
82.步骤303，采用与非平衡态偏向方向相反的偏转方向的偏航力矩，控制处于非平衡态的旋翼飞行器恢复至平衡态，实现对旋翼飞行器的偏航控制。
83.偏航力矩可用于控制飞行器的整体机体倾转，具体可采用与非平衡态偏向方向相反的偏转方向的偏航力矩，对两侧舵面的差动偏转控制从而产生绕质心的偏航力矩，实现飞行器的偏航控制。
84.所进行的偏航控制，具体可表现为控制处于非平衡态的旋翼飞行器恢复至平衡态。
85.在一种优选的实施例中，旋翼的翼面主要是基于旋翼飞行器的舵机驱动翼面上的舵面实现，即其飞行器的偏航控制可以由旋翼飞行器的飞行控制器进行控制，但翼面上舵面的转动具体由舵机进行驱动，即飞行控制器可基于飞行器的飞行姿态解算得到发送至舵机的控制信号。
86.在实际应用中，飞行控制器基于遥控器指令与传感器信息判定当前飞行姿态从平衡态向左/右偏转，则可以依据舵机偏航控制量解算得到左侧舵面偏转角以及右侧舵面偏转角，并向舵机传输携带有左侧舵面偏转角与右侧舵面偏转角信息的控制信号，以用于控制飞行器产生向右/向左的偏航力矩。具体可表现为按照左侧舵面偏转角与右侧舵面偏转
角，分别控制左外侧机翼上的舵面向前偏转，控制右外侧机翼上的舵面向后偏转得到向左的偏航力矩；或者，左外侧机翼上的舵面向后偏转，控制右外侧机翼上的舵面向前偏转得到向右的偏航力矩，进而基于所生成的偏航力矩控制处于非平衡态的旋翼飞行器恢复至平衡态，实现对旋翼飞行器的偏航控制。
87.本发明实施例中，基于可利用舵机来驱动小舵面，产生大的升力，进而产生更大的偏航力矩，可以实现控制力效果的放大，从而减小舵机载荷负担，提高操纵功效；同时，舵机的控制速度明显高于倾转伺服电机，能够实现快速控制，从而保证飞行器的动态响应；此外，舵面偏转不会引起机体其他自由度上力/力矩的变化，即偏航控制不会影响其他控制通道，能实现各控制通道的解耦控制，从而极大地降低控制系统设计的复杂性。
88.需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
89.参照图5，示出了本发明的一种偏航控制装置实施例的结构框图，涉及到旋翼飞行器，所述旋翼飞行器包括两侧旋翼，所述两侧旋翼安装有翼面，应用于所述旋翼飞行器的飞行控制器，具体可以包括如下模块：
90.控制信号生成模块501，用于基于所述旋翼飞行器处于非平衡态的飞行信息生成控制信号；
91.偏航控制模块502，用于根据所述控制信号控制与非平衡态偏向方向同侧旋翼的翼面向第一方向偏转，以及控制非平衡态偏向方向反侧旋翼的翼面向与第一方向相反的第二方向偏转，对处于非平衡态的旋翼飞行器进行偏航控制。
92.在本发明的一种实施例中，控制信号生成模块501可以包括如下子模块：
93.飞行信息获取子模块，用于获取所述旋翼飞行器处于非平衡态的飞行信息；所述飞行信息包括遥控器指令和传感器信息；
94.偏航虚拟控制量生成子模块，用于基于处于非平衡态的遥控器指令和传感器信息生成偏航虚拟控制量；
95.偏航虚拟控制量解算子模块，用于将所述偏航虚拟控制量进行解算得到一侧旋翼的第一舵面偏转信息以及另一侧旋翼的第二舵面偏转信息，并采用所述第一舵面偏转信息与所述第二舵面偏转信息生成控制信号。
96.在本发明的一种实施例中，所述第一舵面偏转信息与所述第二舵面偏转信息呈相反数关系；其中，所述第一舵面偏转信息包括第一舵面偏转角，所述第二舵面偏转信息包括第二舵面偏转角，所述第一舵面偏转角与所述第二舵面偏转角的和为零。
97.在本发明的一种实施例中，偏航控制模块502可以包括如下子模块：
98.偏航力矩生成子模块，用于基于控制与非平衡态偏向方向同侧旋翼的翼面向第一方向偏转，以及控制另一侧旋翼的翼面向与第一方向相反的第二方向偏转，生成与非平衡态偏向方向相反的偏转方向的偏航力矩；其中，所述第一方向和/或第二方向与所述非平衡态偏向方向不相同且不相反；
99.平衡态恢复子模块，用于采用所述与非平衡态偏向方向相反的偏转方向的偏航力
矩，控制处于非平衡态的旋翼飞行器恢复至平衡态，实现对所述旋翼飞行器的偏航控制。
100.在本发明的一种实施例中，偏航力矩生成子模块可以包括如下单元：
101.升力提供单元，用于通过向第一方向偏转的翼面提供的与所述第一方向相反的第一升力，以及通过向第二方向偏转的翼面提供的与所述第二方向相反的第二升力，生成与非平衡态偏向方向相反的偏转方向的偏航力矩。
102.在本发明的一种实施例中，偏航力矩生成子模块可以包括如下单元：
103.偏航力矩生成单元，用于在所述旋翼飞行器处于非平衡态为所述旋翼飞行器从平衡态向左偏转时，控制左侧旋翼的翼面向第一方向偏转，以及控制右侧旋翼的翼面向与第一方向相反的第二方向偏转，生成与向右偏转的偏航力矩；
104.偏航力矩生成单元，还用于在所述旋翼飞行器处于非平衡态为所述旋翼飞行器从平衡态向右偏转时，控制右侧旋翼的翼面向第一方向偏转，以及控制左侧旋翼的翼面向与第一方向相反的第二方向偏转，生成与向左偏转的偏航力。
105.在本发明的一种实施例中，所述旋翼的翼面基于所述旋翼飞行器的舵机驱动所述翼面上的舵面实现。
106.对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
107.本发明实施例还提供了一种旋翼飞行器，包括：
108.包括上述偏航控制装置、处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述偏航控制方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。本发明实施例提供的旋翼飞行器，可以为任意具有三旋翼的飞行器，其飞行器可以包括采用三旋翼的飞行汽车形态，对此，本发明实施例不加以限制。
109.本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述偏航控制方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
110.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
111.本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
112.本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
113.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
114.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
115.尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
116.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
117.以上对本发明所提供的一种偏航控制方法、一种偏航控制装置、相应的一种旋翼飞行器以及相应的一种计算机存储介质，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。