本實用新型屬于飛行器玩具的技術領域，尤其涉及一種自動召回的多軸飛行器玩具。

背景技術：

多軸飛行器玩具包括遙控器和飛行器。飛行器設有中央控制器和多個旋翼單元，每個旋翼單元包括有旋翼、驅動旋翼轉動的電機，各旋翼單元的電機由中央控制器統一控制。

多軸飛行器玩具飛行時，中央控制器使一部分旋翼順時針轉動，另一部分旋翼逆時針轉動，中央控制器協調各個電機的轉速而控制整個飛行器的飛行動作,各旋翼之間的不同狀態可以組成很多種組合方式，使飛行器的飛行模式豐富多樣，能夠自如做出各種飛行動作。常見的動作有豎向運動、水平轉向運動（水平自轉）、水平平移運動等。

所謂豎向運動，包括上升及下降；所謂水平轉向運動，包括順時針轉動、逆時針轉動；所謂水平平移運動，包括前進、后退、左平移、右平移。

多軸飛行器玩具的遙控器和飛行器之間通過無線信號連接，遙控器向飛行器發送出動作命令，飛行器執行該動作命令，這些動作命令大多需要涉及到方位的問題；具體地說，遙控器命令飛行器運動時，必須告訴飛行器向哪個方向飛行運動，即必須向飛行器傳送一個方位角度參數（簡稱方位參數,方位參數例如是前方，或者后方，或者左方，或者右方，或者前方偏左若干度，或者前方偏右若干度，或者后方偏左若干度，或者后方偏右若干度,等等），飛行器在接收命令后，根據該方向參數作出自身的動作。所以，遙控器必須形成有用以定義前后左右方向的方向參照系，否則遙控器就無法落實操作者關于前后左右方向的操控意念；同樣，飛行器必須形成有定義前后左右方向的方向參照系，否則，飛行器即使接收到遙控器涉及方向的命令，也無法落實執行。

通常情況下，遙控器涉及前后左右的方向參照系基于自身基準軸線方向而構建，本申請文件中稱之為第一方向參照系，第一方向參照系定義了哪個方向是遙控器的前方，并據此進一步可以確定哪個方向是遙控器的后方、哪個方向是遙控器的左方、哪個方向是遙控器的右方，還可以再鑒別出某一具體方向為前方偏左多少度、或者前方偏右多少度、或者后方偏左多少度、或者后方偏右多少度，等等。

同樣，飛行器涉及前后左右的方向參照系基于自身基準軸線方向而構建，本申請文件中稱為第二方向參照系；第二方向參照系定義了哪個方向是飛行器的前方，并據此進一步可以確定哪個方向是飛行器的后方、哪個方向是左方、哪個方向是右方，還可以再鑒別出某一具體方向為前方偏左多少度、或者前方偏右多少度、或者后方偏左多少度、或者后方偏右多少度，等等。飛行器根據第二方向參照系執行相應的飛行動作（因為飛行器各個不同的動力機構是對應于第二方向參照系進行布置、管理和控制的）。大多數情況下，遙控器所指的前方（即第一方向參照系所指的前方）和飛行器所指的前方（即第二方向參照系所指的前方）并不相同，且兩者不存在恒定的對應關系。

另一方面，現有部分多軸飛行器玩具設置有“一鍵返航”功能，所謂一鍵返航，是指當多軸飛行器玩具飛離操控者一定距離后，不管飛行器離開操控者的路徑多么曲折，只要按下某一個按鍵，多軸飛行器玩具都能自動返回，這樣顯示出多軸飛行器玩具馴服而智能的特性。

現有多軸飛行器實現“一鍵返航”功能的實現方式主要有以下兩種，第一種是依靠GPS全球定位系統進行導航；第二種是依靠中央控制器記住離開原始點之后的一系列動作過程，當需要一鍵返航時，則執行按照原來動作過程的相反過程，即遵循離開時的軌跡逆向返航。

現有上述“一鍵返航”方式存在以下不足：

上述第一種方式需要依賴于GPS全球定位系統，而上述第二種方式的返回路徑不夠直接，顯得很傻瓜和啰嗦；

另外，上述兩種“一鍵返航”方式還共同存在有一個缺點：當多軸飛行器玩具返航后，只能回到出發時的原始點；但如果在多軸飛行器玩具從原始點起飛后，操作者由于自身的移動而遠離該原始點，則多軸飛行器玩具返航后也只能是返回其原始點，而不能接近操作者，即返航后不能回到操作者身邊。從這個角度上講，現有多軸飛行器只能實現自動返回原始點，而不能實現自動召回。所謂 “召回”，是指讓多軸飛行器玩具在起飛后命令其自動回到操作者身邊，而不管多軸飛行器玩具返回時，操作者所在的地點是否發生了變化移動（相對于多軸飛行器玩具起飛時）。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于克服上述缺點而提供一種自動召回的多軸飛行器玩具，它在多軸飛行器玩具在起飛后，能夠一鍵使其返回操作者身邊，而不管操作者在發出返回命令時所在的位置是否相對于操作者在飛行器起飛時所在的位置發生了改變。

其目的可以按以下方案實現：該自動召回的多軸飛行器玩具包括遙控器和飛行器，遙控器通過無線信號控制飛行器，飛行器設有中央控制器；

遙控器基于自身基準軸線的朝向而形成有定義前后左右方向的第一水平方向參照系；

飛行器基于自身基準軸線的朝向而形成有定義前后左右方向的第二水平方向參照系，飛行器采用第二水平方向參照系的方位參數執行相應的飛行動作；

其特征在于，遙控器設有第一電子指南針，第一電子指南針測量遙控器基準軸線方向相對于地理北極的第一偏轉角度；遙控器將第一電子指南針測量結果通過無線信號傳送給飛行器的中央控制器；

飛行器設有第二電子指南針，第二電子指南針測量飛行器基準軸線方向相對于地理北極的第二偏轉角度；第二電子指南針連接中央控制器，第二電子指南針將其測量結果傳送到中央控制器；

飛行器上還安裝有一個檢測與地面垂直距離的豎向測距儀，豎向信號接收器連接到中央控制器；

遙控器還設有紅外信號發射器，遙控器的紅外信號發射器朝向遙控器的前方；飛行器還安裝多個紅外信號接收器，各個紅外信號接收器的水平朝向各不相同，有的朝向飛行器前方，有的朝向飛行器后方；有的朝向飛行器左方，有的朝向飛行器右方，各紅外信號接收器連接到中央控制器；

遙控器還設有召回按鍵；當該召回按鍵按下后，遙控器及飛行器執行以下動作：豎向測距儀啟動，中央控制器根據豎向測距儀的信號判斷飛行器與地面的垂直距離；飛行器調整飛行高度，直至飛行器與地面之間的豎向距離達到設定的豎向距離參數；中央控制器根據第一電子指南針和第二電子指南針的檢測結果，計算第二水平方向參照系中的方位參數，使計算出來的第二水平方向參照系中的方位參數與第一水平方向參照系的后方指向相同的地理方向；飛行器根據該第二水平方向參照系中的方位參數飛行；在飛行器根據該方位參數飛行的過程中，遙控器的紅外信號發射器不斷發送出紅外信號，當其中部分紅外信號接收器接收到紅外信號后，中央控制器根據紅外信號接收器接收的紅外信號強度判斷紅外信號接收器與紅外信號發射器的距離，當有其中一個紅外信號接收器與紅外信號發射器的距離縮短到設定距離參數后，飛行器停止飛行移位。

飛行器上還安裝還設有攝像頭，飛行器有兩個紅外信號接收器的中間朝向與攝像頭的朝向相反；當飛行器被召回并且停止飛行移位后，飛行器進行水平自轉，直至該兩個紅外信號接收器接收到的紅外信號強度相等后，飛行器才停止水平自轉。這樣，當飛行器被召回后，飛行器的攝像頭將自動基本對準操作者的前方；此時，攝像頭拍攝到的圖像與操作者前方看到的景象基本相同，如果進一步將攝像頭拍攝到的圖像傳送到手機或其它屏幕上，則屏幕顯示的圖像將與操作者前方看到的景象相同。

飛行器上還安裝還設有攝像頭，飛行器有兩個紅外信號接收器的中間朝向與攝像頭的朝向相同；當飛行器被召回并且停止飛行移位后，飛行器進行水平自轉，直至該兩個紅外信號接收器接收到的紅外信號強度相等后，飛行器才停止水平自轉。這樣，當飛行器被召回后，飛行器的攝像頭將自動基本對準操作者；由于操作者的朝向一般與遙控器的前方相同，此時，攝像頭將拍攝到操作者的正面，如果進一步將攝像頭拍攝到的圖像傳送到手機或其它屏幕上，則屏幕顯示的內容將包括操作者本人的正面圖像。

所述豎向測距儀設有豎向信號發射器和豎向信號接收器，豎向信號發射器和豎向信號接收器的方向朝向下方的地面，豎向信號發射器發射出的信號經地面反射后傳送到豎向信號接收器。

所謂紅外信號接收器“朝向飛行器前方”，并不需要是嚴格地朝向正前方，可以是偏向于飛行器前方即可；以此類推，所謂朝向飛行器后方，并不需要是嚴格地朝向正后方，可以是偏向于飛行器后方即可；所謂朝向飛行器左方，并不需要是嚴格地朝向正左方，可以是偏向于飛行器左方即可；所謂朝向飛行器右方，并不需要是嚴格地朝向正右方，可以是偏向于飛行器右方即可。所謂紅外信號發射器朝向“遙控器的前方”，也與此類同。

所謂“兩個紅外信號接收器的中間朝向”，在本申請文件中，其定義如下：設兩個紅外信號接收器的水平朝向分別為朝向a和朝向b,并且設兩個紅外信號接收器的中間朝向為朝向c,則朝向c與朝向a的夾角大小等于朝向c與朝向b的夾角大小,且該兩個夾角都為銳角。

本實用新型具有以下優點和效果：

一、本實用新型巧妙地將以下五種要素結合起來而實現將飛行器“召回”操作者身邊：（1）、遙控器的前方朝向飛行器；（2）、中央控制器利用兩電子指南針使飛行器朝向遙控器的后方飛行；（3）、飛行器調整到設定的飛行高度位置；（4）、遙控器發射出用于檢測距離的紅外信號，提供給供飛行器作為定位的目標基準點；（5）、當飛行器與遙控器的空間距離減少到一定程度時，飛行器停止移位。由于上述五種要素的結合，就實現將飛行器直接召回到操控者身邊（遙控器旁邊），實現一鍵召回，而且無需依賴于GPS全球定位系統，也無需讓飛行器沿著原路返航，召回的路徑簡單、直接。

二、即使發出召回命令時，操作者所在的位置相對于飛行器起飛時的操作者位置發生了大幅度改變，飛行器也能回到操作者身邊，而不是回到飛行器起飛時的原點。

三、當飛行器回到操作者身邊后，飛行器還能自動調整為端正的姿勢，即自動將攝像頭朝向前方或后方，更加顯示出智能性和趣味性。

附圖說明

圖1是本實用新型第一種具體實施例的結構及使用狀態示意圖。

圖2是兩個紅外信號接收器的中間朝向的定義的解析示意圖。

圖3是本實用新型第二種具體實施例的結構及使用狀態示意圖。

具體實施方式

實施例一

實施例一為一種自動召回的多軸飛行器玩具。圖1所示，該自動召回的多軸飛行器玩具包括遙控器1和飛行器3，遙控器1通過無線信號控制飛行器3，飛行器3設有中央控制器；

遙控器1基于自身基準軸線的朝向而形成有定義前后左右方向的第一水平方向參照系；

飛行器3基于自身基準軸線的朝向而形成有定義前后左右方向的第二水平方向參照系，飛行器采用第二水平方向參照系的方位參數執行相應的飛行動作；

遙控器1設有第一電子指南針，第一電子指南針測量遙控器基準軸線方向相對于地理北極的第一偏轉角度；遙控器將第一電子指南針測量結果通過無線信號傳送給飛行器的中央控制器；

飛行器3設有第二電子指南針，第二電子指南針測量飛行器基準軸線方向相對于地理北極的第二偏轉角度；第二電子指南針連接中央控制器，第二電子指南針將其測量結果傳送到中央控制器；

飛行器3上還安裝有一個檢測與地面垂直距離的豎向測距儀，豎向測距儀設有豎向信號發射器和豎向信號接收器，豎向信號發射器和豎向信號接收器的方向朝向下方的地面，豎向信號發射器發射出的信號經地面反射后傳送到豎向信號接收器，豎向信號接收器連接到中央控制器；

圖1所示，遙控器1還設有紅外信號發射器11，遙控器的紅外信號發射器11朝向遙控器的前方，紅外信號發射器11朝向如圖1中箭頭e所示；飛行器2上還安裝六個紅外信號接收器，各個紅外信號接收器的水平朝向各不相同，其中兩個紅外信號接收器31、32朝向飛行器前方，兩個紅外信號接收器34、35朝向飛行器后方，一個紅外信號接收器33朝向飛行器左方，一個紅外信號接收器36朝向飛行器右方（各紅外信號接收器的水平朝向如圖1中各紅外信號接收器旁邊的箭頭所示）；各紅外信號接收器31、32、33、34、35、36都連接到中央控制器；

飛行器上還安裝還設有攝像頭2，飛行器有兩個紅外信號接收器31、32的中間朝向與攝像頭的朝向(如圖1箭頭d所示)相同，即圖2箭頭c和圖1箭頭d的朝向相同，如圖1、圖2所示。所謂兩個紅外信號接收器31、32的中間朝向，其定義如圖2及以下文字所示：設其中一個紅外信號接收器31的水平朝向為朝向a，另一個紅外信號接收器32的水平朝向為朝向b,并且設兩個紅外信號接收器的中間朝向為朝向c,則朝向c與朝向a的夾角（如圖2中∠4）大小等于朝向c與朝向b的夾角（如圖2中∠5）大小,且該兩個夾角（如圖2中∠5和∠4）都為銳角。在圖1中，兩個紅外信號接收器31、32的中間朝向如圖2箭頭c所示。

遙控器1還設有召回按鍵，當該召回按鍵按下后，遙控器及飛行器執行以下動作：豎向測距儀啟動，中央控制器根據豎向測距儀的信號判斷飛行器與地面的垂直距離；飛行器調整飛行高度，直至飛行器與地面之間的豎向距離達到設定的豎向距離參數；中央控制器根據第一電子指南針和第二電子指南針的檢測結果，計算第二水平方向參照系中的方位參數，使計算出來的第二水平方向參照系中的方位參數與第一水平方向參照系的后方指向相同的地理方向；飛行器根據該第二水平方向參照系中的方位參數飛行；在飛行器根據該參數飛行的過程中，遙控器的紅外信號發射器不斷發送出紅外信號，當其中部分紅外信號接收器接收到紅外信號后，中央控制器根據紅外信號接收器接收的紅外信號強度判斷紅外信號接收器與紅外信號發射器的距離，當有其中一個紅外信號接收器與紅外信號發射器的距離縮短到設定距離參數后，飛行器停止飛行移位；當飛行器被召回并且停止飛行移位后，接下來進行后續的操作，即飛行器進行水平自轉，直至位于前方的兩個紅外信號接收器31、32接收到的紅外信號強度相等后，飛行器才停止水平自轉。這樣，當飛行器被召回后，飛行器的攝像頭2將自動基本對準操作者；此時，如果進一步將攝像頭2拍攝到的圖像傳送到手機或其它屏幕上，則屏幕顯示的內容將包括操作者本人的正面圖像。

上述實施例一的使用過程如下:

（a）. 利用遙控器1操控飛行器3，使飛行器3飛行離開操作者；

（b）. 操作者手握遙控器1，并使遙控器1的前方方向剛好朝向飛行器3；

（c）.按下遙控器的“召回”按鍵；豎向測距儀啟動，中央控制器根據豎向測距儀的信號判斷飛行器與地面的垂直距離；飛行器調整飛行高度，直至飛行器與地面之間的豎向距離達到設定的豎向距離參數（在實施例三中，豎向距離參數為1.2米）；中央控制器根據第一電子指南針和第二電子指南針的檢測結果，計算第二水平方向參照系中的方位參數，使計算出來的第二水平方向參照系中的方位參數與第一水平方向參照系的后方指向相同的地理方向；飛行器根據該第二水平方向參照系中的方位參數飛行；在飛行器根據該參數飛行的過程中，遙控器的紅外信號發射器不斷發送出紅外線信號，

當其中部分紅外信號接收器接收到紅外信號后，中央控制器根據紅外信號接收器接收的紅外信號強度判斷紅外信號接收器與紅外信號發射器的距離，當有其中一個紅外信號接收器與紅外信號發射器的距離縮短到設定距離參數后（在實施例三中，設定距離參數為1.0米），飛行器停止飛行移位； 當飛行器停止飛行移位后，飛行器進行水平自轉，直至位于前方的兩個紅外信號接收器31、32接收到的紅外信號強度相等后，飛行器才停止水平自轉。這樣，當飛行器3被召回后，飛行器3的攝像頭2將自動基本對準操作者，如圖1所示，飛行器的攝像頭2的朝向如圖1中的箭頭d所示；此時，如果進一步將攝像頭2拍攝到的圖像傳送到手機或其它屏幕上，則屏幕顯示的內容將包括操作者本人的正面圖像。

實施例二

實施例二也是一種自動召回的多軸飛行器玩具。在該實施例二中，飛行器有兩個紅外信號接收器34、35的中間朝向（如圖3中箭頭c所示）與攝像頭2的朝向（如圖3中箭頭d所示）相反；當飛行器被召回并且停止飛行移位后，飛行器進行水平自轉，直至該兩個紅外信號接收器34、35接收到的紅外信號強度相等后，飛行器才停止水平自轉；也就是說，在實施例二中，控制飛行器才停止水平自轉的是紅外信號接收器34、35。這樣，當飛行器被召回后，飛行器的攝像頭將自動基本對準操作者的前方；此時，如果進一步將攝像頭拍攝到的圖像傳送到手機或其它屏幕上，則屏幕顯示的圖像將與操作者的前方景象相同。實施例二其余方面與實施例一相同。

上述實施例使用過程中，飛行器與地面之間設定的豎向距離參數可以改為2.3米，或者2.0米，或者1.5米，或者1.0米，或者0.8米，等等；

上述實施例使用過程中，用以控制飛行器停止飛行移位的設定距離參數（即紅外信號接收器與紅外信號發射器之間的設定距離參數）可以改為2.0米，或者1.5米，或者0.8米，或者0.5米，等等。