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龙图腾网获悉北京航空航天大学杭州创新研究院申请的专利一种四旋翼无人机快速碰撞检测与恢复方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114625152B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210180324.2，技术领域涉及：G05D1/49；该发明授权一种四旋翼无人机快速碰撞检测与恢复方法是由郭雷;范大东;郭克信;余翔;贾伟设计研发完成，并于2022-02-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种四旋翼无人机快速碰撞检测与恢复方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种四旋翼无人机快速碰撞检测与恢复方法，首先，使用非线性干扰观测器对碰撞产生的外力和力矩进行检测；其次，将检测到的外力和力矩与导纳控制器结合，根据碰撞外力和力矩实时的调整无人机的位置和航向角；最后，提出使用倾斜‑旋转分离姿态控制器，将无人机姿态误差划分为水平姿态误差和航向误差，为水平姿态误差分配更高的增益，从而增强了无人机水平姿态恢复能力，以上所提出方法可实现四旋翼无人机的碰撞快速检测以及碰撞后无人机的状态恢复，可用于视觉退化，狭小空间等无人机感知避障失效场景下四旋翼无人机的安全控制。

本发明授权一种四旋翼无人机快速碰撞检测与恢复方法在权利要求书中公布了：1.一种四旋翼无人机快速碰撞检测与恢复方法，其特征在于，包括以下步骤： 第一步，将四旋翼无人机受到的碰撞作为外部干扰，利用非线性干扰观测器对碰撞外力和外力力矩进行估计，并进行碰撞检测，得到碰撞检测结果；采用如下策略进行碰撞检测： ； 为估计的碰撞外力矩，为估计的碰撞外力，是碰撞检测标志位，当为1的时候，表示检测到碰撞，当为0的时候代表没有碰撞，和分别为位置通道和航向通道上的碰撞检测阈值； 第二步，根据第一步估计的碰撞外力和外力矩以及碰撞检测结果，利用导纳控制器对碰撞后四旋翼无人机的位置和航向进行实时动态调整；导纳控制器如下： ； 式子中为根据碰撞外力生成参考轨迹，表示碰撞前无人机参考的路径和航向角，表示虚拟的惯性系数矩阵，代表了弹性系数矩阵，为非线性干扰观测器估计的外力和外力矩； 第三步，提出倾斜-旋转分离的姿态控制方法，用于四旋翼无人机水平姿态的快速恢复，将四旋翼无人机的姿态误差拆分为水平姿态误差和航向误差，在姿态控制器设计过程中为水平姿态误差设置更大的增益，从而实现水平姿态的快速镇定，避免四旋翼无人机失稳； 在分离出水平姿态误差和航向角误差以后，电机输出期望的力矩表示为： ； 其中为姿态控制器输出控制量，和分别为水平姿态四元数误差和航向误差的虚部，、和为控制器增益，和分别为角速度误差和角速度微分误差，它们通过以下式子进行计算： ； ； 式子中为期望姿态角误差，为期望姿态角误差微分。

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