一种三维飞行器姿态控制方法、系统及电子设备技术方案

本发明专利技术涉及三维飞行器控制技术领域，公开了一种三维飞行器姿态控制方法、系统及电子设备，包括：在控制飞行的过程中，获取所述三维飞行器在飞行过程中每根所述牵引绳的实时长度和每个所述伺服电机的实时扭矩，根据伺服电机的实时扭矩计算得到跟该伺服电机在所述立体框架同一顶点处的两个摆动滑轮之间的实时力矩调整偏移长度，根据所述实时力矩调整偏移长度对在所述三维飞行器飞行过程中对应牵引绳的实时长度进行调整。提高了三维飞行器的可靠性和安全性，很有效地呈现了三维飞行器在空间中的各种姿态展示，使得三维飞行器按照规划好的空间运动曲线进行运动，提供了多样化的呈现方式。方式。方式。

【技术实现步骤摘要】
一种三维飞行器姿态控制方法、系统及电子设备


[0001]本专利技术涉及三维飞行器控制
，具体为一种三维飞行器姿态控制方法、系统及电子设备。

技术介绍

[0002]当今三维飞行器的发展已经给我们的生活带来了极大的便利条件，各行各业中的人们在一些问题的解决上都使用了三维飞行器，例如，在文化事业中，为了适应舞台多样化的表现形式，增加舞台与观众的互动，通常会在舞台或观众厅上方配置三维飞行器，常规的三维飞行器，一般是把将四个顶点集中挂在一个物体，然后拖动物体在空间内运行，使所述物体在空中呈现一些姿态，但这样的方式无法进行更多的姿态表演，不能实现复杂位态的变化，灵活度有限。
[0003]而随着文化事业的蓬勃发展，出现了使用8个顶点吊动物体进行运动的三维飞行器，但这样的三维飞行器也存在着可靠性不佳等问题，在文化事业的发展过程中成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有三维飞行器存在着可靠性不佳的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种三维飞行器姿态控制方法，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维飞行器姿态控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取三维飞行器在不同时间点的位置信息，其中，所述三维飞行器悬空于立体框架的中间，所述立体框架的八个顶点处都设有伺服电机和两个摆动滑轮，所述三维飞行器的八个顶点处各自连接一根牵引绳，每根牵引绳都通过对应的两个摆动滑轮连接一个伺服电机，用于拉紧所述三维飞行器；根据所述三维飞行器在不同时间点的位置信息建立控制模型，根据所述控制模型控制所述三维飞行器运动；在控制飞行的过程中，获取所述三维飞行器在飞行过程中每根所述牵引绳的实时长度和每个所述伺服电机的实时扭矩，根据伺服电机的实时扭矩计算得到跟该伺服电机在所述立体框架同一顶点处的两个摆动滑轮之间的实时力矩调整偏移长度，根据所述实时力矩调整偏移长度对在所述三维飞行器飞行过程中对应牵引绳的实时长度进行调整。2.根据权利要求1所述的三维飞行器姿态控制方法，其特征在于，获取三维飞行器在不同时间点的位置信息的步骤具体包括：获取基于三维飞行器的运动规划曲线，所述运动规划曲线包括时间信息，根据所述运动规划曲线获取三维飞行器在不同时间点的位置信息；或者，通过空间位置扑捉系统实时采集指挥棒的位置信息，将采集到的所述指挥棒的实时位置信息作为三维飞行器在不同时间点的位置信息。3.根据权利要求1所述的三维飞行器姿态控制方法，其特征在于，获取每个所述伺服电机的实时扭矩，根据伺服电机的实时扭矩计算得到跟该伺服电机在所述立体框架同一顶点处的两个摆动滑轮之间的实时力矩调整偏移长度的步骤具体包括：以预定时间段为一个周期获取每个所述伺服电机的扭矩作为每个伺服电机的实时扭矩，根据获取到的伺服电机的实时扭矩和额定扭矩得到在所述立体框架同一顶点处的两个摆动滑轮之间的实时力矩调整偏移长度。4.根据权利要求1所述的三维飞行器姿态控制方法，其特征在于，所述两个摆动滑轮包括位于牵引绳进绳处的第一摆动滑轮和位于牵引绳出绳处的第二摆动滑轮，获取所述三维飞行器每根所述牵引绳的实时长度和每个所述伺服电机的实时扭矩，根据伺服电机的实时扭矩计算得到跟该伺服电机在所述立体框架同一顶点处的两个摆动滑轮之间的实时力矩调整偏移长度，根据所述实时力矩调整偏移长度对在所述三维飞行器飞行过程中对应牵引绳的实时长度进行调整的步骤包括：获取所述三维飞行器的中心点坐标和所述三维飞行器的长、宽、高，根据所述三维飞行器的中心点坐标和所述三维飞行器的长、宽、高分别计算所述三维飞行器的顶点坐标，对所述三维飞行器的顶点坐标进行旋转得到旋转后的顶点坐标；获取每个所述第一摆动滑轮的中心点坐标，根据第一摆动滑轮的中心点坐标和对应旋转后的顶点坐标计算得到所述第一摆动滑轮的中心点到所述旋转后的顶点之间的距离；获取每个所述第二摆动滑轮的中心点坐标和每个所述伺服电机的实时扭矩，获取在所述立体框架同一顶点处的第一摆动滑轮和第二摆动滑轮的中心距，根据伺服电机的实时扭矩计算得到在所述立体框架同一顶点处的第一摆动滑轮和第二摆动滑轮之间的实时力矩调整偏移长度，在所述中心距的基础上虚拟增加对应的实时力矩调整偏移长度，得到各个顶点处第一摆动滑轮和第二摆动滑轮之间的目标中心距，根据所述目标中心距、对应的第
一摆动滑轮的中心点到对应旋转后的顶点的距离进行计算得到对应的第二摆动滑轮的中心点到对应所述旋转后的顶点的距离；获取每个所述牵引绳在与第二摆动滑轮相切的出绳处与所述第二摆动滑轮相切的切点坐标，根据切点坐标、对应的第二摆动滑轮的中心点坐标计算得到所述切点到对应所述第二摆动滑轮的中心点的距离，根据切点到对应的第二摆动滑轮的中心点的距离、所述第二摆动滑轮的中心点到对应的旋转后的顶点的距离计算得到对应的所述切点到所述旋转后的顶点的距离；根据实时计算得到的切点到对应旋转后的顶点的距离，对所述三维飞行器飞行过程中对应牵引绳的实时长度进行调整。5.根据权利要求1所述的三维飞行器姿态控制方法，其特征在于，当顶点A为所述三维飞行器上的八个顶点之一，所述顶点A连接有一根牵引绳，所述牵引绳通过第二摆动滑轮和第一摆动滑轮连接伺服电机，且所述第二摆动滑轮、所述第一摆动滑轮和所述伺服电机都位于与所述顶点A对应的所述立体框架的同一个顶点上，在控制飞行的过程中，对连接所述顶点A的牵引绳的实时长度进行调整的步骤具体包括：在控制飞行的过程中，获取所述三维飞行器的中心点坐标为O(x，y，z)，所述三维飞行器的长、宽、高分别为L、W、H，根据所述三维飞行器的中心点坐标O(x，y，z)和所述三维飞行器的长、宽、高分别计算所述顶点A的坐标为A(x1，y1，z1)，计算过程为：A(x1)＝O(x)
‑
L/2，A(y1)＝O(y)
‑
W/2，A(z1)＝O(z)+H/2，式中，A(x1)、A(y1)、A(z1)分别为顶点A的x轴坐标、y轴坐标、z轴坐标，O(x)、O(y)、O(z)分别为中心点O的x轴坐标、y轴坐标、z轴坐标；将所述顶点A旋转α、β的角度，得到旋转后的顶点A
’
的坐标为A
’
(x1，y1，z1)，计算过程为：A'(x1)＝A(x1)
×
COS(β)+A(y1)
×
SIN(α)
×
SIN(β),A'(y1)＝A(y1)
×
COS(α),A'(z1)＝
‑
A(x1)
×
SIN(β)+A(y1)
×
SIN(α)
×
COS(β)+A(z1),式中，A(x1)、A(y1)、A(z1)分别为所述顶点A的x轴坐标、y轴坐标、z轴坐标，A'(x1)、A'(y1)、A'(z1)分别为所述旋转后的顶点A'的x轴坐标、y轴坐标、z轴坐标；获取所述顶点A
’
对应的第一摆动滑轮的中心点坐标为I(x1，y1，z1)，根据所述第一摆动滑轮的中心点坐标I(x1，y1，z1)和所述顶点坐标A
’
(x1，y1，z1)，计算得到所述第一摆动滑轮的中心点I到对应所述顶点A
’
之间的距离A1，具体计算过程如下：A1＝SQRT((I(x1)
–
A'(x1))2+(I(y1)
–
A'(y1))2+(I(z1)
–
A'(z1))2)，式中，I(x1)、I(y1)、I(z1)分别为所述第一摆动滑轮的中心点I的x轴坐标、y轴坐标、z轴坐标，A'(x1)、A'(y1)、A'(z1)分别为所述顶点...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小君，王辉，张航，潘巍，徐建明，
申请(专利权)人：浙江大丰实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：