一种多模态陆空两栖车辆起降控制方法及控制装置、计算机存储介质

摘要

本发明公开一种多模态陆空两栖车辆起降控制方法及控制装置、计算机存储介质，涉及车辆技术领域，以精确控制两栖车辆起降。该起降控制方法包括：接收多模态陆空两栖车辆的动力参数；采用多模态陆空两栖车辆的耦合动力学模型对动力参数进行处理，获得多模态陆空两栖车辆的动力控制参数；耦合动力学模型包括多模态陆空两栖车辆在着陆状态下的运动方程；多模态陆空两栖车辆在着陆状态下的运动方程由整车二自由度悬架动力学方程和着陆状态的六自由度运动方程确定；根据多模态陆空两栖车辆的动力控制参数控制多模态陆空两栖车辆起降。本发明提供的起降控制方法用于多模态陆空两栖车辆的起降控制。

说明书

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种多模态陆空两栖车辆起降控制方法及控制装置、计算机存储介质。

背景技术

多模态陆空两栖车辆(飞行汽车)是一种结合飞行器与汽车两者优点的交通工具。在交通拥堵问题越来越严重的今天，既可以在天空飞行又可以在地下行驶的多模态陆空两栖车辆，不仅解决了交通拥堵问题，还给人类带来新的出行方式。

但是，多模态陆空两栖车辆在起降过程受力复杂，难以精确控制多模态陆空两栖车辆的运动状态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多模态陆空两栖车辆起降控制方法及控制装置、计算机存储介质，以精确控制多模态陆空两栖车辆起降过程的运动状态。

为了实现上述目的，本发明提供一种多模态陆空两栖车辆起降控制方法。该多模态陆空两栖车辆包括刚性连接的飞行器和车辆，该多模态陆空两栖车辆起降控制方法包括：

接收多模态陆空两栖车辆的动力参数；

采用多模态陆空两栖车辆的耦合动力学模型对所述动力参数进行处理，获得多模态陆空两栖车辆的动力控制参数；所述多模态陆空两栖车辆的耦合动力学模型包括多模态陆空两栖车辆在着陆状态下的运动方程；所述多模态陆空两栖车辆在着陆状态下的运动方程由二自由度悬架动力学方程和多模态陆空两栖车辆在着陆状态的六自由度运动方程确定；

根据所述多模态陆空两栖车辆的动力控制参数控制多模态陆空两栖车辆起降。

与现有技术相比，本发明提供的多模态陆空两栖车辆起降控制方法，通过二自由度悬架动力学方程与多模态陆空两栖车辆在着陆状态的六自由度运动方程确定的多模态陆空两栖车辆在着陆状态下的运动方程，不仅能精确描述多模态陆空两栖车辆起降过程六自由度上的运动状态，还能精确的描述多模态陆空两栖车辆起降过程悬架二自由度(垂直方向)上的运动状态。此时，可以通过悬架垂直方向上的运动状态，确定与悬架连接的轮胎和车身垂直方向上的运动状态，从而能够通过包含多模态陆空两栖车辆在着陆状态下的运动方程的多模态陆空两栖车辆的耦合动力学模型，在起降过程控制多模态陆空两栖车辆六自由度上的运动状态以及轮胎、悬架、车身垂直方向上的运动状态，以达到精确控制起降过程中多模态陆空两栖车辆运动状态的目的，避免发生事故。

本发明还提供一种多模态陆空两栖车辆起降控制装置。该多模态陆空两栖车辆起降控制装置包括：处理器以及与所述处理器耦合的通信接口；所述处理器用于运行计算机程序或指令，执行上述多模态陆空两栖车辆起降控制方法。

与现有技术相比，本发明提供的多模态陆空两栖车辆起降控制装置的有益效果与上述技术方案所述多模态陆空两栖车辆起降控制方法的有益效果相同，在此不做赘述。

本发明还提供一种计算机存储介质。该计算机存储介质中存储有指令，当所述指令被运行时，实现上述多模态陆空两栖车辆起降控制方法。

与现有技术相比，本发明提供的计算机存储介质的有益效果与上述技术方案所述多模态陆空两栖车辆起降控制方法的有益效果相同，在此不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例大地坐标系下的飞行汽车示意图；

图2为本发明实施例飞行汽车起降控制方法流程示意图；

图3为本发明实施例建立飞行汽车的耦合动力学模型流程示意图；

图4为本发明实施例飞行汽车在着陆状态的车辆力学模型正视图；

图5为本发明实施例飞行汽车在着陆状态的车辆力学模型俯视图；

图6为本发明实施例飞行汽车的轮胎对应的二自由度悬架动力学模型图；

图7为本发明实施例飞行器力学模型示意图；

图8为本发明实施例飞行汽车动力学模型正视图；

图9为本发明实施例飞行汽车动力学模型侧视图；

图10为本发明实施例飞行汽车的耦合动力学模型运行图；

图11为本发明实施例飞行汽车纯地面行驶过程飞行汽车的平面映射轨迹；

图12为本发明实施例飞行汽车纯地面行驶过程输出变量曲线；

图13为本发明实施例飞行汽车纯地面行驶过程悬架位移曲线；

图14为本发明实施例飞行汽车纯地面行驶过程飞行动力参数曲线；

图15为本发明实施例飞行汽车纯地面行驶过程飞行器螺旋桨转速；

图16为本发明实施例飞行汽车纯地面行驶实过程车辆输入变量曲线；

图17为本发明实施例飞行汽车纯地面行驶过程中间变量曲线；

图18为本发明实施例飞行汽车纯空中飞行过程飞行汽车的立体行驶轨迹；

图19为本发明实施例飞行汽车纯空中飞行过程飞行汽车的平面映射轨迹；

图20为本发明实施例飞行汽车纯空过程飞行时输出变量曲线；

图21为本发明实施例飞行汽车纯空中飞行过程悬架位移曲线；

图22为本发明实施例飞行汽车纯空中飞行过程旋翼部分输入变量曲线；

图23为本发明实施例飞行汽车纯空中飞行过程旋翼部分螺旋桨转速；

图24为本发明实施例飞行汽车纯空中飞行过程车辆部分输入变量曲线；

图25为本发明实施例飞行汽车纯空中飞行过程中间变量曲线；

图26为本发明实施例飞行汽车起飞后双轮着陆飞行汽车的立体行驶轨迹；

图27为本发明实施例飞行汽车起飞后双轮着陆飞行汽车的平面映射轨迹；

图28为本发明实施例飞行汽车起飞后双轮着陆过程输出变量曲线；

图29为本发明实施例飞行汽车起飞后双轮着陆过程悬架位移曲线；

图30为本发明实施例飞行汽车起飞后双轮着陆过程旋翼部分输入变量曲线；

图31为本发明实施例飞行汽车起飞后双轮着陆过程旋翼部分螺旋桨转速；

图32为本发明实施例飞行汽车起飞后双轮着陆过程车辆部分输入变量曲线；

图33为本发明实施例飞行汽车起飞后双轮着陆过程中间变量曲线；

图34为本发明实施例飞行汽车起飞后双轮着陆过程碰撞时刻参数变化；

图35为本发明实施例飞行汽车起飞后单轮着陆飞行汽车的立体行驶轨迹；

图36为本发明实施例飞行汽车起飞后单轮着陆飞行汽车的平面映射轨迹；

图37为本发明实施例飞行汽车起飞后单轮着陆过程输出变量曲线；

图38为本发明实施例飞行汽车起飞后单轮着陆过程悬架位移曲线；

图39为本发明实施例飞行汽车起飞后单轮着陆过程旋翼部分输入变量曲线；

图40为本发明实施例飞行汽车起飞后单轮着陆过程旋翼部分螺旋桨转速；

图41为本发明实施例飞行汽车起飞后单轮着陆过程车辆部分输入变量曲线；

图42为本发明实施例飞行汽车起飞后单轮着陆过程中间变量曲线；

图43为本发明实施例飞行汽车起飞后单轮着陆过程碰撞时刻参数变化。

图1-图43中，横坐标的Time(s)指代时间(s)；纵坐标的m/s指代速度(m/s)，°指代角度(°)，m指代距离(m)，N指代作用力(N)，r/s指代转速(r/s)，rad/s指代角速度(rad/s)。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供一种多模态陆空两栖车辆起降控制方法。多模态陆空两栖车辆也可以称为飞行汽车。为了描述简洁，下面以飞行汽车进行描述。飞行汽车包括刚性连接的飞行器和车辆。例如，飞行器通过连接杆设置在车辆顶部。

上述飞行器主要为飞行汽车提供飞行驱动力，使飞行汽车能够在空中飞行。应理解，飞行器可以是六旋翼、四旋翼等旋翼飞行器，也可以是其他具有飞行功能的飞行器。

上述车辆主要为飞行汽车提供地面行驶的驱动力，使飞行汽车能够在地面行驶。应理解，车辆可以是四轮汽车，也可以是六轮汽车，还可以是两轮摩托车等，只要具有地面行驶能力即可，本发明实施例对车辆的具体结构不做具体限定。上述车辆可以为无人驾驶交通工具，也可以为有人驾驶的交通工具。交通工具可以为汽车，也可可以为其它车辆或采取其它车辆形式的装置，诸如轿车、卡车、摩托车、公交车等。

上述飞行汽车起降控制方法可以用于起降状态下飞行汽车的运动状态控制，也可以用于飞行状态下飞行汽车的运动状态控制，还可以用于着陆状态下飞行汽车的运动状态控制。

飞行汽车在飞行状态下或着陆状态下时，飞行汽车处于典型的单一行驶模式下，飞行汽车的运动状态由飞行器或车辆决定。当飞行汽车处于飞行状态时，飞行器为飞行汽车提供驱动力，飞行汽车的运功状态由飞行器的动力参数决定。此时，调控飞行器的动力参数，即可实现对整个飞行汽车的运动状态的控制。当飞行汽车处于着陆状态时，车辆为飞行汽车提供驱动力，飞行汽车的运动状态由车辆的动力参数决定。此时，调控车辆的动力参数，即可实现对整个飞行汽车的运动状态的控制。

当飞行汽车起飞或降落时，飞行汽车的飞行器和车辆同时工作，共同为飞行汽车提供驱动力，飞行器和车辆相互影响，使飞行汽车产生复杂的耦合效应。此时，通过单一的飞行器或车辆，难以精确的控制飞行汽车的运动状态。

为了解决上述问题，本发明实施例提供的飞行汽车起降控制方法可以由终端设备执行，也可以由应用于终端设备的芯片执行。如图1所示，下面实施例以终端设备为执行主体，在大地坐标系下，以四轮汽车为例进行描述。如图2所示，本发明实施例提供的一种飞行汽车起降控制方法包括：

步骤110：终端设备接收飞行汽车的动力参数。上述动力参数包括飞行汽车含有的各个轮胎的姿态参数和飞行动力参数。

各个轮胎的姿态参数包括角速度和转向角。各个轮胎的转向角为每个轮胎绕z轴转动的角度。各个轮胎的角速度为每个轮胎绕轮胎中心自转的角速度。飞行动力参数包括飞行器垂向运动的动力参数、滚动运动的动力参数、俯仰运动的动力参数、偏航运动的动力参数。

步骤120：终端设备采用飞行汽车的耦合动力学模型对动力参数进行处理，获得飞行汽车的动力控制参数。

飞行汽车的耦合动力学模型包括飞行汽车在着陆状态下的运动方程和飞行汽车在飞行状态下的运动方程。飞行汽车在着陆状态下的运动方程由二自由度悬架动力学方程和飞行汽车在着陆状态的六自由度运动方程确定。

上述动力控制参数包括飞行汽车六自由度的运动参数、飞行汽车的每个轮胎的垂向位移，飞行汽车的每个轮胎对应的车身垂向位移。

上述六自由度，是指沿x轴方向、沿y轴方向、沿z轴方向、绕x轴的滚动运动、绕y轴的俯仰运动及绕z轴的垂向运动。

飞行汽车六自由度的运动参数包括飞行汽车在x轴方向上的速度，飞行汽车在y轴方向上的速度，飞行汽车在z轴方向上的速度，飞行汽车绕x轴的滚动角，飞行汽车绕y轴的俯仰角，飞行汽车绕z轴的偏航角。

如图3所示，研究飞行汽车在着陆状态的六自由度运动方程、二自由度悬架动力学方程、飞行汽车在飞行状态的运动方程，同时考虑高度耦合、空气阻力、地面阻力、悬架振动等因素，建立飞行汽车的耦合动力学模型，从而获得飞行汽车的动力控制参数。

飞行汽车在着陆状态运动状态控制的复杂性主要体现在它在运动过程中受到各种力的影响，如地面接触力，摩擦力和干扰力等，这些不可预测的力给飞行汽车的控制工作带来挑战。图4示出飞行汽车在着陆状态的车辆力学模型正视图，图5示出飞行汽车在着陆状态的车辆力学模型俯视图。利用飞行汽车绕x轴的等效刚度K

式一中，M为飞行汽车质量，M

上述飞飞行汽车在着陆状态的运动方程中空气阻力F

式二中，ρ

利用飞行汽车绕x轴的等效刚度K

上述飞行汽车在着陆状态的运动方程中的飞行汽车的轮胎纵向力F

式三中，α

鉴于轮胎与地面之间的作用力主要产生于轮胎的弹性形变及局部的滑移，因此轮胎纵向力的分析上，为了便于其数学表达，利用轮胎纵向滑移率

式四中，R

上述轮胎的侧偏速度v

式五中，V

上述车辆的纵向速度V

V

V

式六中，V

当飞行汽车处于着陆状态，在地面行驶的过程中，行驶方向发生改变时，轮胎的运动方向会脱离其旋转平面的方向，即轮胎的侧偏现象。此时轮胎会产生相应的侧向滑动，进而与地面间产生相应的摩擦力，即轮胎侧向力F

式七中，k

上述轮胎纵向力F

F

式八中，F

由于飞行汽车在运动时常会有较大的角度姿态变化，因此利用F

式九中，L

鉴于轮胎垂直负载力F

X轴：(X

Y轴：(Y

Z轴：(Z

式十中，X

因为飞行汽车的坐标原点为飞行汽车的重心处，所以当每个轮胎的Z轴坐标(Z

式十一中，h

鉴于此，本发明实施例利用二自由度悬架动力学方程修正上述飞行汽车在着陆状态的运动方程，并额外建立飞行汽车绕y轴的姿态运动方程，得到飞行汽车在着陆状态的六自由度运动方程。

图6示出飞行汽车的轮胎对应的二自由度悬架动力学模型图。定义飞行汽车垂直位移的坐标原点为悬架不受力时的平衡位置，二自由度悬架动力学方程满足：

式十二中，F

上述飞行汽车在着陆状态的六自由度运动方程满足：

式十三中：M为飞行汽车质量，M

由上述二自由度悬架动力学方程和飞行汽车在着陆状态的六自由度运动方程确定的飞行汽车在着陆状态下的运动方程满足：

式十四中：M为飞行汽车质量，M

为了使上述飞行汽车的耦合动力学模型既能用于飞行汽车在着陆状态的运动状态控制，又能用于飞行汽车在飞行状态的运动状态控制，可以在飞行汽车的耦合动力学模型中增加飞行汽车在飞行状态下的运动方程。此时，飞行汽车的耦合动力学模型除了包括飞行汽车在着陆状态下的运动方程，还包括飞行汽车在飞行状态下的运动方程。该飞行汽车在飞行状态的运动方程满足：

式十五中，m为飞行器的质量，g为重力加速度，V

在飞行状态时，飞行汽车由飞行器提供驱动力，因此，上述飞行汽车在飞行状态下的运动方程的动力参数为u

示例性的，如图7所示，当飞行器为六旋翼飞行器时，六旋翼飞行器的六个旋翼布置在一个六边形的顶点位置上，采用六个旋翼的拉力作操纵力。可以设计六个旋翼的旋转方向不同，通过改变旋翼转速来改变六旋翼飞行器的姿态和位置。定义机体坐标系x轴为在机体左右对称面内指向机头方向，机体z轴在机体左右对称面内由机体中心指向机体上方，与x轴呈90°夹角，机体y轴垂直与xz平面指向机体右侧。如图6所示，1、3、5旋翼逆时针旋转，为“正桨”，2、4、6旋翼顺时针旋转，为“反桨”。位于中心的红色坐标系为机体坐标系。正是由于六个旋翼转速的差动匹配，才实现了飞行器的各种飞行动作变化。飞行器的飞行动作主要有四种。

垂向运动：通过改变油门指令信号使得六个旋翼的转速同时增加或同时减小，即可实现飞行器相对于大地坐标系向上或向下的纵向运动，特别的是当6个旋翼提供的升力等于飞行器自身的重力时，飞行器处于悬停飞行状态，并以u(1)来表示。

滚动运动：当有滚转指令信号产生时，1、3、5旋翼的转速增加(或减小)，同时2、4、6旋翼的转速减小(或增加)，由于机身两侧的空气动力矩无法抵消，故产生相对于机体轴的滚转力矩，引起飞行器沿机体x轴方向的横滚运动，并以u(2)来表示。

俯仰运动：当有俯仰指令信号产生时，1、2旋翼的转速增加(或减小)，同时4、5旋翼的转速减小(或增加)，3、6旋翼的转速不变，从而产生相对于机体轴的俯仰力矩，引起飞行器的俯仰运动。俯仰运动产生时，也会引起飞行器在水平面内沿机体y轴方向的水平运动，并以u(3)来表示。

偏航运动：当顺时针旋转的三个旋翼产生的逆时针方向的反扭矩和逆时针旋转的三个旋翼产生的顺时针的反扭矩无法抵消时，便会产生偏航力矩引起飞行器的偏航运动。当有偏航指令信号时，1、3、5旋翼(正桨)的转速增加(或减小)，同时2、4、6旋翼(反桨)的转速减小(或增加)，正桨与反桨产生的反扭矩大小不同，从而产生绕机体z轴的偏航力矩，引起飞行器的偏航运动，并以u(4)来表示。

上述飞行汽车在飞行状态下的运动方程中的u

式十六中，c

结合上述飞行汽车在飞行状态下的运动方程和飞行汽车在着陆状态下的运动方程，可以确定飞行汽车的耦合动力学模型。

图8示出飞行汽车动力学模型正视图、图9示出飞行汽车动力学模型侧视图，上述飞行汽车的耦合动力学模型满足：

式十七中，M为飞行汽车质量，M

如图10所示，在实际应用中，在上述飞行汽车的耦合动力学模型中，输入各轮胎角速度ω

飞行汽车的耦合动力学模型对动力参数进行处理，输出飞行汽车的动力控制参数的过程中，动力参数为飞行汽车的耦合动力学模型的输入变量，飞行汽车的动力控制参数为飞行汽车的耦合动力学模型的输出变量，飞行汽车的轮胎纵向力F

步骤130：终端设备根据飞行汽车的动力控制参数控制飞行汽车起降。

本发明实施例提供的飞行汽车起降控制方法，通过二自由度悬架动力学方程与飞行汽车在着陆状态的六自由度运动方程确定的飞行汽车在着陆状态下的运动方程，不仅能精确描述飞行汽车起降过程六自由度上的运动状态，还能精确的描述飞行汽车起降过程悬架二自由度(垂直方向)上的运动状态。此时，可以通过悬架垂直方向上的运动状态，确定与悬架连接的轮胎和车身垂直方向上的运动状态，从而能够通过包含飞行汽车在着陆状态下的运动方程的飞行汽车的耦合动力学模型，在起降过程控制飞行汽车六自由度上的运动状态以及轮胎、悬架、车身垂直方向上的运动状态，以达到精确控制起降过程中飞行汽车运动状态的目的，避免发生事故。

在实际应用中，可以根据飞行汽车的动力参数与飞行汽车的动力控制参数之间的关系，控制飞行汽车起降过程中运动状态。

例如，根据飞行汽车的耦合动力学模型输出的轮胎的垂向位移，调整轮胎角速度及轮胎转向角，从而获得理想的轮胎垂向位移。

又例如，根据飞行汽车的耦合动力学模型输出的飞行汽车在x轴方向上的速度V

为了验证上述飞行汽车的耦合动力学模型的可靠性，使用英特尔I5-7400处理器，在MATLAB软件中的Simulink模块搭建六旋翼飞行器与四轮汽车构成的飞行汽车的耦合动力学模型，并使用ode-45算法计算进行实施例仿真实验。由于飞行汽车在降落过程中各部分的耦合性体现较明显，同时考虑飞行汽车的实际用途，进行以下四个实施例：纯地面行驶实验、纯空中飞行实验，起飞后双轮着陆实验和起飞后单轮着陆实验。通过这四个实施例来验证本发明实施例的飞行汽车的耦合动力学模型的可靠性。以下实施例中所用参数如表1所示。

表1实施例参数表

(1)纯地面行驶实施例

该仿真实施例用于验证在地面行驶时，飞行汽车的耦合动力学模型的可靠性。该仿真实施例中，旋翼式飞行汽车从地面静止状态逐渐加速，并进行转向。本实施例仿真结果如图11～17所示。图11示出纯地面行驶过程飞行汽车的平面映射轨迹，图12示出纯地面行驶过程输出变量曲线，图13示出纯地面行驶过程悬架位移曲线，图14示出纯地面行驶过程飞行动力参数曲线，图15示出纯地面行驶过程飞行器螺旋桨转速，图16示出纯地面行驶实过程车辆输入变量曲线，图17示出纯地面行驶过程中间变量曲线。

根据图11～17可知，仿真结果符合车辆行驶的规律，本发明实施例所提出的飞行汽车的耦合动力学模型可以用于着陆状态下飞行汽车的运动状态控制。

(2)纯空中飞行实施例

该仿真实施例用于验证在空中飞行时，飞行汽车的耦合动力学模型的可靠性。该仿真实施例中，旋翼式飞行汽车从空中悬停状态下逐渐加速，并进行转向。本实施例仿真结果如图18～25所示。

图18示出纯空中飞行过程飞行汽车的立体行驶轨迹，图19示出纯空中飞行过程飞行汽车的平面映射轨迹，图20示出纯空过程飞行时输出变量曲线，图21示出纯空中飞行过程悬架位移曲线，图22示出纯空中飞行过程旋翼部分输入变量曲线，图23示出纯空中飞行过程旋翼部分螺旋桨转速，图24示出纯空中飞行过程车辆部分输入变量曲线，图25示出纯空中飞行过程中间变量曲线。

根据图18～25可知，仿真结果符合六旋翼飞行器的运动规律，本发明实施例所提出的飞行汽车的耦合动力学模型可以用于飞行状态下飞行汽车的运动状态控制。

(3)起飞后双轮着陆实施例

该仿真实施例用于验证在在起飞和降落时，飞行汽车的耦合动力学模型的可靠性。该仿真实施例中，旋翼式飞行汽车从地面静止状态下逐渐加速，再由旋翼部分逐渐提供升力起飞，降落时由于姿态的调整，有一定的起伏角θ角变化，最后双轮着陆。本实施例仿真结果如图26～34所示。

图26示出起飞后双轮着陆过程飞行汽车的立体行驶轨迹，图27示出起飞后双轮着陆过程飞行汽车的平面映射轨迹，图28示出起飞后双轮着陆过程输出变量曲线，图29示出起飞后双轮着陆过程悬架位移曲线，图30示出起飞后双轮着陆过程旋翼部分输入变量曲线，图31示出起飞后双轮着陆过程旋翼部分螺旋桨转速，图32示出起飞后双轮着陆过程车辆部分输入变量曲线，图33示出起飞后双轮着陆过程中间变量曲线。为了更加详细的说明飞行汽车在碰撞时的状态变化，图34示出起飞后双轮着陆过程碰撞时刻参数变化。

由上可知，在本实施例中，当车辆降落时，由于姿态的调整，有一定的起伏角θ角变化，该θ角造成车辆前后轮胎不会同时落地，并且因为降落时θ角为正，造成一对后轮先着陆，前轮后着陆，然后在着陆后前、后轮的悬架先后受到冲击，并在四轮均着陆后，在悬架不断振动中θ角逐渐回0。

根据图26～34可知，本发明实施例的飞行汽车的耦合动力学模型可以很好的模拟飞行汽车的起飞和降落过程的运动情况，可以用于起降状态下飞行汽车的运动状态控制。

(4)起飞后单轮着陆实施例

该仿真实施例用于验证在在起飞和降落时，飞行汽车的耦合动力学模型的可靠性。该仿真实施例中，旋翼式飞行汽车从地面静止状态下逐渐加速，再由旋翼部分逐渐提供升力起飞，降落时由于姿态的调整，有一定的起伏角θ角变化，最后降落。由于在降落过程中有5m/s的横风，造成旋翼式飞行汽车有比较大的横向速度，如果以此速度降落，容易造成车辆侧翻的情况。因此，旋翼式飞行汽车需要调整一定的横滚角φ角来抵消横风造成的横向速度变化，但是调整φ角后会造成旋翼式飞行汽车在降落时单轮着陆。本实施例仿真结果如图35～43所示。

图35示出起飞后单轮着陆过程飞行汽车的立体行驶轨迹，图36示出起飞后单轮着陆过程飞行汽车的平面映射轨迹，图37示出起飞后单轮着陆过程输出变量曲线，图38示出起飞后单轮着陆过程悬架位移曲线，图39示出起飞后单轮着陆过程旋翼部分输入变量曲线，图40示出起飞后单轮着陆过程旋翼部分螺旋桨转速，图41示出起飞后单轮着陆过程车辆部分输入变量曲线，图42示出起飞后单轮着陆过程中间变量曲线。为了更加详细的飞行汽车在碰撞时的状态变化，图43示出起飞后单轮着陆过程碰撞时刻参数变化。

由上可知，在本实施例中，当车辆降落时，由于姿态的调整，有一定的起伏角θ角变化，该θ角造成车辆前后轮胎不会同时落地，又因为降落时很较大横风，造成横滚角φ角变化。该φ角造成车辆左右轮胎不会同时落地。并且因为降落时θ角和φ角均为正，造成四轮均不同时落地，并且由图43可知3号轮胎先着陆。着陆后四个轮胎对应的悬架先后受到冲击，并在四轮均着陆后，在悬架不断振动中θ角和φ角逐渐回0。

根据图35～43可知，本发明实施例的飞行汽车的耦合动力学模型可以很好的模拟飞行汽车的起飞和降落过程的运动情况，可以用于起降状态下飞行汽车的运动状态控制。

本发明实施例还提供一种飞行汽车起降控制装置。该飞行汽车起降控制装置包括：处理器以及与所述处理器耦合的通信接口；所述处理器用于运行计算机程序或指令，执行上述飞行汽车起降控制方法。

与现有技术相比，本发明实施例提供的飞行汽车起降控制装置的有益效果与上述技术方案所述飞行汽车起降控制方法的有益效果相同，在此不做赘述。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质。该计算机存储介质中存储有指令，当所述指令被运行时，实现上述飞行汽车起降控制方法。

与现有技术相比，本发明实施例提供的计算机存储介质的有益效果与上述技术方案所述飞行汽车起降控制方法的有益效果相同，在此不做赘述。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。