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首页 / 专利库 / 无人地面载具 / 用于无人飞行器运输和数据采集的系统和方法

用于无人飞行器运输和数据采集的系统和方法
申请号 CN202210028377.2 申请日 2016-04-29 公开(公告)号 CN114228599B 公开(公告)日 2023-11-17
申请人 深圳市大疆创新科技有限公司; 发明人 贝世猛; 关毅骏;
摘要 本发明提供了一种用于运输无人飞行器(UAV)(110)和数据采集的方法和系统。该方法可以包括确定无人飞行器(110)是处于地面模式还是处于飞行模式。该方法还可以包括自动调节照相机(118)的状态，以使照相机在无人飞行器(110)处于地面模式时具有第一状态，并且在无人飞行器(110)处于飞行模式时具有第二状态。当无人飞行器的重量由被构造成携载无人飞行器(110)的无人载具(130)承载时，无人飞行器(110)可以处于地面模式。当无人飞行器(110)从无人载具(130)释放时，无人飞行器(110)可以处于飞行模式。
权利要求

1.一种使用可移动物体采集图像的方法，所述方法包括：

借助于一个或多个处理器单独地或共同地确定所述可移动物体是处于地面模式还是处于飞行模式，其中所述可移动物体被构造为携载成像装置；

自动调节所述成像装置的状态，以使所述成像装置在所述可移动物体处于所述地面模式时具有第一状态，并且在所述可移动物体处于所述飞行模式时具有第二状态，其中，在所述可移动物体处于所述地面模式时，所述可移动物体的重量被载具承载且所述可移动物体被所述载具运输；在所述可移动物体处于所述飞行模式时，所述可移动物体从所述载具释放；以及控制所述成像装置采集图像，当所述可移动物体处于所述地面模式时，使所述成像装置处于所述第一状态，并且当所述可移动物体处于所述飞行模式时，使所述成像装置处于所述第二状态；所述第一状态下所述成像装置相对于重力方向的角度与所述第二状态下所述成像装置相对于重力方向的角度不同；

其中，所述成像装置能够被构造为在所述第一状态下当载具穿越各种环境时采集图像，在所述第二状态下采集航拍图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

基于所述可移动物体和所述载具之间的相对位置信息，所述可移动物体在所述地面模式和所述飞行模式之间切换。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述载具还包括：

一个或多个推进部件，所述一个或多个推进部件被构造成推进所述载具；

着陆区域，所述着陆区域被构造成当所述可移动物体在所述载具上着陆时支撑所述可移动物体；以及联接单元，所述联接单元被构造为当所述可移动物体由所述着陆区域承载时与所述可移动物体可释放地联接。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，

所述联接单元包括一个或多个夹持结构，所述一个或多个夹持结构被构造成将所述可移动物体的一个或多个起落架可释放地锁定在所述着陆区域上。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，

附接到所述载具的成像装置被构造为在所述飞行模式中采集地面环境或所述可移动物体的图像，并且其中由附接到所述载具的所述成像装置采集的图像和由附接到所述可移动物体的成像装置采集的图像被发射到远程控制终端。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，

来自所述载具的图像和来自所述可移动物体的图像彼此互补；

或者，

来自所述载具的图像和来自所述可移动物体的图像在所述远程控制终端处被合并。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，

自动调节所述成像装置的状态包括调节所述成像装置相对于重力方向的角度。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，

在所述第一状态下，所述角度在70°至90°的范围内；

或者，在所述第二状态下，所述角度在0°至30°的范围内。

9.一种使用可移动物体采集图像的系统，所述系统包括：

一个或多个处理器，所述一个或多个处理器单独地或共同地被构造为：确定所述可移动物体是处于地面模式还是处于飞行模式，其中所述可移动物体被构造为携载成像装置；

自动调节所述成像装置的状态，以使所述成像装置在所述可移动物体处于所述地面模式时具有第一状态，并且在所述可移动物体处于所述飞行模式时具有第二状态，其中，在所述可移动物体处于所述地面模式时，所述可移动物体的重量被载具承载且所述可移动物体被所述载具运输，在所述可移动物体处于所述飞行模式时，所述可移动物体从所述载具释放；以及控制所述成像装置在所述可移动物体处于所述地面模式时以所述第一状态采集图像，并且在所述可移动物体处于所述飞行模式时以所述第二状态采集图像；所述第一状态下所述成像装置相对于重力方向的角度与所述第二状态下所述成像装置相对于重力方向的角度不同；

其中，所述成像装置能够被构造为在所述第一状态下当载具穿越各种环境时采集图像，在所述第二状态下采集航拍图像。

10.一种使用载具采集图像的方法，所述方法包括：

借助于一个或多个处理器单独地或共同地确定可移动物体与所述载具之间的相对状态，其中所述可移动物体能够着陆在所述载具上或从所述载具上起飞，并且其中所述载具被构造为携载成像装置；

基于所述相对状态调节所述成像装置的状态，以使所述成像装置在所述可移动物体正在飞行时的状态不同于所述成像装置在所述可移动物体着陆在所述载具时的状态；以及控制所述成像装置以采集图像；

其中，所述成像装置能够被构造为在所述可移动物体正在飞行时采集所述可移动物体飞行时的图像，在所述可移动物体着陆在所述载具上时采集所述载具穿越各种环境时的图像。

11.一种使用载具采集图像的系统，所述系统包括：

一个或多个处理器，所述一个或多个处理器单独地或共同地被构造为：确定可移动物体与所述载具之间的相对状态，其中所述可移动物体能够着陆在所述载具上或者从所述载具上起飞以飞行，并且其中所述载具被构造为携载成像装置；

基于所述可移动物体的状态产生用于调节附接到所述载具的所述成像装置的状态的第一信号，以使所述成像装置在所述可移动物体正在飞行时的状态不同于所述成像装置在所述可移动物体着陆在所述载具时的状态；以及产生用于控制所述成像装置以采集图像的第二信号；

其中，所述成像装置能够被构造为在所述可移动物体正在飞行时采集所述可移动物体飞行时的图像，在所述可移动物体着陆在所述载具上时采集所述载具穿越各种环境时的图像。

12.一种相对于可移动物体控制载具的方法，所述方法包括：借助于一个或多个处理器单独地或共同地确定所述可移动物体的状态；和基于所述可移动物体的状态调节所述载具的状态；

其中所述可移动物体的状态至少包括：第一状态，其中所述可移动物体对接在所述载具上；第二状态，其中所述可移动物体处于飞行模式并与所述载具分开；

其中，所述载具携载成像装置，所述成像装置被构造成能够基于所述可移动物体和所述载具的相对状态调节所述成像装置的状态；

其中，在所述第一状态时，所述成像装置能够被构造为采集所述载具穿越各种环境时的图像；在所述第二状态时，所述成像装置能够被构造为采集可移动物体飞行时的图像。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，

所述可移动物体的状态还包括：第三状态，其中所述可移动物体准备好对接在所述载具上；或第四状态，其中所述可移动物体准备好从所述载具起飞。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，

确定所述可移动物体的状态还包括确定所述可移动物体与所述载具之间的相对位置；

或者，当所述状态处于第二状态时，控制器被构造为：确定所述载具的位置；向所述可移动物体发送第一信号以使所述可移动物体飞行到基本位于所述载具上方的空中位置；当所述可移动物体到达所述空中位置时，向所述可移动物体发送第二信号以使所述可移动物体降落以对接在所述载具上；向所述载具发送第三信号以准备接收所述可移动物体；

或者，控制器被构造为：确定所述载具的位置和所述可移动物体的位置；确定所述载具和所述可移动物体均可到达的汇合位置；向所述可移动物体发送第一信号以使所述可移动物体飞行到位于所述汇合位置上方的空中位置；向所述载具发送第二信号以使所述载具移动至所述汇合位置；当所述可移动物体到达所述空中位置时，向所述可移动物体发送第三信号以使所述可移动物体降落以便对接在所述载具上；向所述载具发送第四信号以准备接收所述可移动物体；

或者，当所述状态处于第二状态时，控制器被构造为：通过从所述可移动物体所携载的一个或多个传感器接收所述可移动物体的位置数据来确定所述可移动物体的位置；向所述载具发送控制信号以跟踪正在飞行的所述可移动物体；

或者，随着所述状态从第一状态改变到第二状态，所述载具的位置保持不变；

或者，所述载具还包括：一个或多个推进部件，所述一个或多个推进部件被构造成推进所述载具；着陆区域，所述着陆区域被构造成当所述可移动物体在所述载具上着陆时支撑所述可移动物体；联接单元，所述联接单元被构造为当所述可移动物体由所述着陆区域承载时与所述可移动物体可释放地联接。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，

控制器被构造为向所述载具发送信号以在所述状态处于第三状态时准备接收所述可移动物体，并且其中所述载具上的联接单元被构造为基于所述信号接收所述可移动物体；

或者，控制器被构造为向所述载具发送信号以在所述状态处于第四状态时准备将所述可移动物体与所述载具分离，并且其中所述载具被构造为当所述可移动物体已经从所述载具上起飞时使联接单元缩回。

16.根据权利要求12所述的方法，其中，

当所述状态处于第二状态时，控制器被构造为：

确定所述可移动物体的位置；

向所述载具发送第一信号以使所述载具移动到地面上用于接收所述可移动物体的位置，其中所述位置在距所述可移动物体的位置的预定范围内；以及向所述载具发送第二信号，以便为所述可移动物体着陆做好准备。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述控制器还被构造为发送用于调节附接到所述载具的成像装置的第三信号，以使所述成像装置指向正在飞行的所述可移动物体的方向；

或者，所述第二信号包括用于提升和打开所述载具的联接单元以接收所述可移动物体的指令；

或者，所述控制器还被构造为当所述载具到达所述地面上的位置时向所述可移动物体发送第四信号以使所述可移动物体降落。

18.一种用于相对于可移动物体控制载具的系统，所述系统包括：一个或多个处理器，所述一个或多个处理器单独地或共同地被构造为：确定所述可移动物体的状态；以及

基于所述可移动物体的状态调节所述载具的状态，

其中所述可移动物体的状态至少包括：第一状态，其中所述可移动物体对接在所述载具上；第二状态，其中所述可移动物体处于飞行模式并与所述载具分开；

其中，所述载具携载成像装置，所述成像装置被构造成能够基于所述可移动物体和所述载具的相对状态调节所述成像装置的状态；

其中，在所述第一状态时，所述成像装置能够被构造为采集所述载具穿越各种环境时的图像；在所述第二状态时，所述成像装置能够被构造为采集可移动物体飞行时的图像。

19.一种用于携载可移动物体的载具，所述载具包括：

着陆区域，所述着陆区域被构造成当所述可移动物体在所述载具上着陆时支撑所述可移动物体；

联接单元，所述联接单元被构造成当所述可移动物体由所述着陆区域支撑时与所述可移动物体的一个或多个起落架可释放地联接；以及被构造成推进所述载具的一个或多个推进部件；以及

成像装置，所述成像装置被构造成携载于所述载具上，能够基于所述可移动物体和所述载具的相对状态调节所述成像装置的状态；

其中，所述成像装置能够被构造为在所述可移动物体正在飞行时采集所述可移动物体飞行时的图像，在所述可移动物体着陆在所述载具上时采集所述载具穿越各种环境时的图像。

20.根据权利要求19所述的载具，其中，

所述联接单元被构造成在所述载具处于运动中时保持所述可移动物体附接到所述载具；

或者，所述联接单元被构造成防止在所述载具以1m/s和2m/s之间的速度移动时所述可移动物体从所述载具分离；

或者，所述着陆区域是平台；

或者，所述联接单元包括一个或多个夹持结构，所述一个或多个夹持结构被构造成锁定或解锁位于所述可移动物体的底部处的所述一个或多个起落架；

或者，所述联接单元允许所述可移动物体对接在距所述载具的着陆区域的中心的预定范围内；

或者，被构造成将所采集的图像发射到远程终端的发射机；

或者，一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被构造成当所述载具穿越各种环境时收集环境数据；

或者，一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被构造成当所述载具穿越各种环境时收集环境数据，所收集的环境数据被实时发射到远程终端；

或者，被构造成获取所述载具的定位数据的定位感测装置；

或者，通信部件，所述通信部件被构造为中继在所述可移动物体和远程终端之间发射的信号；

或者，充电单元，所述充电单元被构造成当所述可移动物体在所述充电单元的可充电范围内时对所述可移动物体的电池充电；

或者，所述载具被构造成直接向所述可移动物体供电；

或者，所述载具由远程终端无线地控制；

或者，在不需要用户输入的情况下，所述载具自主地操作；

或者，所述联接单元包括：第一刚性构件，所述第一刚性构件包括连接到马达的第一端部和连接到第一铰接接头的第二端部，所述马达被构造成提供所述第一刚性构件的枢转运动；第二刚性构件，所述第二刚性构件包括连接到所述第一铰接接头的第一端部和连接到铰接板的第二端部，其中所述铰接板能够在与相对的板联接时锁定所述可移动物体；以及第三刚性构件，所述第三刚性构件包括连接到所述铰接板的第一端部和连接到第二铰接接头的第二端部，其中所述铰接板被构造成当所述第一刚性构件枢转时与所述相对的板联接或分离；

或者，所述联接单元包括：第一刚性构件，所述第一刚性构件包括连接到马达的第一端部以及连接到铰接接头的第二端部，所述马达被构造成提供所述第一刚性构件的枢转运动；以及第二刚性构件，所述第二刚性构件包括连接到所述铰接接头的第一端部和连接到滑块的第二端部，其中当所述第一刚性构件枢转时，所述滑块滑动以便与相对的板联接或分离，以便分别锁定或解锁所述可移动物体；

或者，所述联接单元包括气缸，所述气缸被构造为提供连接到所述气缸的突起部的线性运动以便与停止板联接或分离，以便锁定或解锁所述可移动物体，并且其中所述突起部插入所述可移动物体的底部处的中空结构中，以便与所述停止板连接以锁定所述可移动物体；

或者，所述联接单元经由磁性连接而联接到所述可移动物体；

或者，所述联接单元包括：开口，所述开口被构造成装配所述可移动物体的着陆部件；

以及阻挡器，所述阻挡器被构造成转动以阻挡或开启所述开口，以锁定或解锁所述可移动物体的着陆部件；

或者，所述一个或多个推进部件由电池系统供电；

或者，所述一个或多个推进部件包括：由马达驱动的后轮；被构造成控制所述载具的转动的前轮；和为每个轮减少震动的独立的防震悬架。

21.一种用于在载具上携载可移动物体的方法，所述方法包括：提供被构造成当所述可移动物体着陆在所述载具上时支撑所述可移动物体的着陆区域；

提供联接单元，所述联接单元被构造成当所述可移动物体由所述着陆区域支撑时与所述可移动物体的一个或多个起落架可释放地联接；并且使用一个或多个推进部件来推进所述载具；

提供成像装置，所述成像装置被构造成携载于所述载具上，能够基于所述可移动物体和所述载具的相对状态调节所述成像装置的状态；

其中，所述成像装置能够被构造为在所述可移动物体正在飞行时采集所述可移动物体飞行时的图像，在所述可移动物体着陆在所述载具上时采集所述载具穿越各种环境时的图像。

22.一种用于将可移动物体对接在载具上的方法，所述方法包括：操作一个或多个推进单元以推进所述载具；

接收与所述载具对接在所述可移动物体上有关的信号；以及

准备所述载具的用于接收所述可移动物体的联接单元，其中所述联接单元被构造成联接至所述可移动物体的一个或多个起落架；以及基于所述可移动物体和所述载具之间的相对状态调节所述载具的成像装置的状态；

其中，所述成像装置能够被构造为在所述可移动物体正在飞行时采集所述可移动物体飞行时的图像，在所述可移动物体着陆在所述载具上时采集所述载具穿越各种环境时的图像。

23.一种用于在载具上对接可移动物体的系统，所述系统包括：动力控制模块，该动力控制模块被构造成控制一个或多个推进单元来推进所述载具；

通信模块，所述通信模块被构造为接收与在所述载具上对接所述可移动物体相关的信号；和对接模块，所述对接模块被构造成准备所述载具的用于接收所述可移动物体的联接单元，其中所述联接单元被构造成联接至所述可移动物体的一个或多个起落架；

成像装置模块，所述成像装置模块被构造成能够基于所述可移动物体和所述载具之间的相对状态调节所述成像装置模块的状态；

其中，所述成像装置模块能够被构造为在所述可移动物体正在飞行时采集所述可移动物体飞行时的图像，在所述可移动物体着陆在所述载具上时采集所述载具穿越各种环境时的图像。
说明书全文

用于无人飞行器运输和数据采集的系统和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及无人飞行器技术领域，具体涉及一种用于无人飞行器运输和数据采集的系统和方法。

背景技术

[0002] 无人飞行器(UAV)等飞行器可用于军事和民用应用的监视，侦察和勘探任务。这种飞行器可以携载被构造成执行特定功能的搭载物。在某些情况下，飞行器可能需要在特定地点对接或卸货，并且可能受到可起飞或着陆的环境类型的限制。另外，飞行器可能仅限于在飞行期间收集空中信息。在某些情况下，飞行器可能无法收集飞行器在飞行中无法轻易获得的地面信息。

发明内容

[0003] 因此，存在对被构造成携载无人飞行器并且能够穿越各种类型的环境的载具的需求。例如，载具可以携载无人飞行器穿越水体，沙漠，泥地，森林，丘陵，山区和/或其他类型的地形，这些地形对于人(例如无人飞行器的使用者)步行或依靠车辆行进而言具有生理上的挑战性。载具还可以为无人飞行器提供充电站，为无人飞行器充电，使无人飞行器可以长时间运行。载具可以单独和/或共同与无人飞行器合作收集环境信息。在某些情况下，载具可能是无人载具。在一些示例中，无人飞行器可以包括用于采集航拍图像的成像装置，并且该载具可以包括用于采集地面图像的成像装置。无人飞行器可与载具协作以收集和/或生成各种类型的环境信息。
[0004] 在本发明的一些方面中，提供了一种使用无人飞行器(UAV)以采集图像的方法。该方法可以包括借助一个或多个处理器单独地或共同地确定无人飞行器是处于地面模式还是处于飞行模式。该无人飞行器可以被构造成携载照相机。该方法还可以包括自动调节照相机的状态以在无人飞行器处于地面模式时具有第一状态，并且当无人飞行器处于飞行模式时具有第二状态。当无人飞行器的重量由被构造成携载无人飞行器的载具承载时，无人飞行器可以处于地面模式。无人飞行器从载具上释放时，无人飞行器可处于飞行模式。该方法可以进一步包括控制照相机采集图像，当所述无人飞行器处于地面模式时，使所述照相机处于第一状态，并且当所述无人飞行器处于飞行模式时，使所述照相机处于第二状态。
[0005] 根据本发明的另一方面，提供了一种使用无人飞行器采集图像的系统。该系统可以包括单独地或共同地被构造成确定无人飞行器是处于地面模式还是处于飞行模式的一个或多个处理器。该无人飞行器可以被构造成携载照相机。该系统还可以包括一个或多个处理器，一个或多个处理器单独地或共同地被构造成在无人飞行器处于地面模式时自动调节照相机的状态以具有第一状态，并且当无人飞行器处于飞行模式时自动调节照相机的状态以具有第二状态。当无人飞行器的重量由被构造成携载无人飞行器的载具承载时，无人飞行器可以处于地面模式。无人飞行器从载具上释放时，无人飞行器可处于飞行模式。该系统可以进一步包括一个或多个处理器，一个或多个处理器单独地或共同地被构造成控制照相机以在无人飞行器处于地面模式时以第一状态和当无人飞行器处于飞行模式时以第二状态采集图像。
[0006] 根据本发明的另一方面，可以提供使用载具采集图像的方法。该方法可以包括借助于一个或多个处理器单独地或共同地确定无人飞行器(UAV)与载具之间的相对状态。无人飞行器可以着陆于载具或从载具起飞进行飞行。载具可以被构造成携载照相机。该方法可以进一步包括基于相对状态以调节照相机的状态，并且控制照相机以采集图像。
[0007] 本发明的其他方面可以涉及使用载具来采集图像的设备。该设备可以包括单独地或共同地被构造成确定无人飞行器(UAV)和载具之间的相对状态的一个或多个处理器。无人飞行器可以着陆于载具或从载具起飞进行飞行。载具可以被构造成携载照相机。所述一个或多个处理器可以进一步被构造成基于所述无人飞行器的状态生成用于调节附接到所述载具的所述照相机的状态的第一信号，并生成用于控制所述照相机采集图像的第二信号。
[0008] 根据本发明的另一方面，可以提供一种相对于无人飞行器(UAV)控制载具的方法。该方法可以包括借助于一个或多个处理器单独地或共同地确定无人飞行器的状态；以及基于无人飞行器的状态调节载具的状态。无人飞行器的状态可以至少包括：(1)第一状态，其中无人飞行器对接在载具上；(2)第二状态，其中无人飞行器处于飞行模式并与载具分开；
(3)第三状态，其中无人飞行器准备好对接在载具上；或(4)第四状态，其中无人飞行器准备好从载具起飞。
[0009] 在本发明的一些方面中，可以提供一种相对于无人飞行器(UAV)来控制载具的设备。该系统可以包括单独地或共同地被构造成确定无人飞行器的状态的一个或多个处理器。该系统还可以包括控制器，该控制器被构造成基于无人飞行器的状态来调节载具的状态。无人飞行器的状态可以至少包括：(1)第一状态，其中无人飞行器对接在载具上；(2)第二状态，其中无人飞行器处于飞行模式并与载具分开；(3)第三状态，其中无人飞行器准备好对接在载具上；或(4)第四状态，其中无人飞行器准备好从载具起飞。
[0010] 根据本发明的另一方面，可以提供用于携载无人飞行器(UAV)的载具。载具可以包括被构造成当无人飞行器着陆在载具上时支撑无人飞行器的着陆区域；联接单元，所述联接单元被构造成当所述无人飞行器由所述着陆区域支撑时与所述无人飞行器的一个或多个起落架可释放地联接；以及被构造成推进载具的一个或多个推进部件。
[0011] 本发明的其他方面可以涉及用于在载具上携载无人飞行器的方法。该方法可以包括：提供被构造成当无人飞行器着陆在载具上时支撑无人飞行器的着陆区域；提供联接单元，所述联接单元被构造成当所述无人飞行器由所述着陆区域支撑时与所述无人飞行器的一个或多个起落架可释放地联接；并且使用一个或多个推进部件来推进载具。
[0012] 根据本发明的另一方面，可提供一种用于将无人飞行器对接在载具上的方法。该方法可以包括操作一个或多个推进单元来推进载具；接收与载具上的无人飞行器对接有关的信号；以及准备用于接收无人飞行器的载具的联接单元，其中联接单元被构造成联接至无人飞行器的一个或多个起落架。
[0013] 在本发明的一些方面中，可以提供一种用于在载具上对接无人飞行器的系统。该系统可以包括：动力控制模块，该动力控制模块被构造成控制一个或多个推进单元来推进载具；通信模块，该通信模块被构造成接收与所述载具上的所述无人飞行器的对接有关的信号；以及对接模块，该对接模块被构造成准备用于接收所述无人飞行器的所述载具的联接单元，其中所述联接单元被构造成联接至所述无人飞行器的一个或多个起落架。
[0014] 应该理解，本发明的不同方面可以单独地，共同地或彼此组合地被认识到。这里描述的本发明的各个方面可以应用于下面阐述的任何特定应用或者用于任何其他类型的可移动物体。本文中对飞行器的任何说明，例如无人飞行器，均可适用于任何可移动物体，如任何车辆。此外，这里公开的在空中运动(例如，飞行)的背景下的系统，设备和方法也可以应用于其他类型的运动，例如地面或水上的运动，水下运动或在太空中的运动。通过阅读说明书，权利要求书和附图，本发明的其他目的和特征将变得显而易见。
[0015] 参考引用
[0016] 本说明书中提及的所有出版物，专利和专利申请均通过引用并入本文，其程度如同每个单独的出版物，专利或专利申请被具体地和单独地指出以通过引用并入。

附图说明

[0017] 本发明的新颖特征在所附权利要求中具体阐述。通过参考以下详细描述以及附图来获得对本发明的特征和优点的更好理解，所述详细描述阐述了利用本发明原理的说明性实施例，其中：
[0018] 图1示出了根据一些实施例的可以与载具相关联的无人飞行器(UAV)的示例。
[0019] 图2是示出根据一些实施例的当无人飞行器处于地面模式时处于第一状态的无人飞行器照相机的示意图。
[0020] 图3是示出根据一些实施例的当无人飞行器处于飞行模式时处于第二状态的无人飞行器照相机的示意图。
[0021] 图4是示出根据一些实施例的在无人飞行器处于飞行中时无人载具照相机指向无人飞行器的示意图。
[0022] 图5是示出根据一些实施例的在无人飞行器对接到无人载具时无人载具照相机采集地面图像的示意图。
[0023] 图6是示出根据一些实施例的在准备对接在无人载具上时的飞行中的无人飞行器的示意图。
[0024] 图7是示出根据一些实施例的对接在无人载具上的无人飞行器的示意图。
[0025] 图8示出了根据一些实施例的无人载具的不同示意图。
[0026] 图9和图10示出根据一些实施例的联接单元的不同示意图。
[0027] 图11和图12示出根据一些实施例的附接到着陆区域的联接单元的不同示意图。
[0028] 图13，14和15示出了根据一些实施例的支撑物体的无人载具的不同示意图。
[0029] 图16和17示出了根据一些实施例的不同类型的联接单元。
[0030] 图18示出根据一些实施例的包括支撑平台和搭载物的可移动物体。
[0031] 图19是根据一些实施例的通过用于控制可移动物体的系统的框图方式示出的示意图。

具体实施方式

[0032] 根据本发明的不同实施例可以提供用于携载无人飞行器(UAV)的载具。载具可能会被构造成遍历不同类型的环境。这里对无人飞行器的描述可以应用于任何其他类型的无人载运工具或任何其他类型的可移动物体。本文对载具的描述可适用于任何陆上，地下，水下，水面，空中或天基车辆。无人飞行器与载具之间的相互作用可以包括无人飞行器在载具上的对接和/或从载具处卸下无人飞行器。当无人飞行器与载具分离时和/或无人飞行器连接或联接到载具时，无人飞行器与载具之间可能发生通信。
[0033] 该载具可能是无人载具。无人载具可以携载无人飞行器在各种环境中穿行。例如，无人载具可以携载无人飞行器穿越水体，沙漠，泥地，森林，丘陵，山区和/或其他类型的地形，这些地形对于人(例如无人飞行器的使用者)步行或依靠车辆行进而言具有生理上的挑战性。无人载具也可以为无人飞行器提供充电站，为无人飞行器充电，使无人飞行器能够长时间运行。无人载具可以单独和/或共同与无人飞行器一起工作以收集环境信息。无人飞行器可与无人载具协作以收集和/或生成各种类型的环境信息。在一些示例中，无人飞行器可以包括用于采集航拍图像的成像装置，并且该无人载具可以包括用于采集地面图像的成像装置。
[0034] 接下来参考附图详细描述本发明的各种实施例。
[0035] 图1示出了根据一些实施例的可以与载具相关联的无人飞行器的示例。根据本发明的一些实施例提供无人飞行器‑载具系统100。无人飞行器‑载具系统可以包括无人飞行器110和载具130。如图1所示，载具130是无人载具，但这不是本发明的限制。在一些替代实施例中，载具可以由载具上随行的个人操作。此处对无人飞行器和/或无人载具的任何描述都可以适用于任何类型的可移动物体。而且，本文关于无人飞行器和/或无人载具的任何描述可适用于任何类型的无人可移动物体(例如，其可以穿过空中，陆地，水或空间)。
[0036] 无人飞行器110可以是飞行器。无人飞行器可以具有一个或多个推进单元114，其可以允许无人飞行器在空中移动。一个或多个推进单元可以使得无人飞行器能够移动大约一个或更多个，两个或更多个，三个或更多，四个或更多，五个或更多，六个或更多个自由度。在一些情况下，无人飞行器能够围绕一个，两个，三个或更多个转动轴线转动。转动轴线可以彼此正交。在整个无人飞行器飞行过程中，转动轴线可以保持彼此正交。转动轴线可以包括俯仰轴线，横滚轴线和/或偏航轴线。无人飞行器能够沿着一个或多个维度移动。例如，由于一个或多个旋翼产生的升力，无人飞行器能够向上移动。在一些情况下，无人飞行器能够沿Z轴(其可以相对于无人飞行器定向向上)，X轴和/或Y轴(其可以是横向的)移动。无人飞行器能够沿着彼此正交的一个，两个或三个轴线移动。
[0037] 无人飞行器110可以是旋翼飞机。在一些情况下，无人飞行器可以是可包括多个旋翼的多旋翼飞行器。多个旋翼能够转动以产生用于无人飞行器的升力。旋翼可以是可以使无人飞行器能够在空中自由移动的推进单元。旋翼可以以相同的速度转动和/或可以产生相同量的升力或推力。旋翼可以可选地以变化的速度转动，这可以产生不同量的升力或推力和/或允许无人飞行器转动。在一些情况下，可以在无人飞行器上提供一个，两个，三个，四个，五个，六个，七个，八个，九个，十个或更多个旋翼。旋翼可以布置成使得它们的转动轴线彼此平行。在一些情况下，旋翼可能具有相对于彼此成任何角度的转动轴线，这可能影响无人飞行器的运动。
[0038] 可以通过维持和/或调节到无人飞行器的一个或多个推进单元的输出来控制无人飞行器110的竖直位置和/或速度。例如，增加无人飞行器的一个或多个旋翼的转动速度可以有助于使无人飞行器增加高度或以更快的速度增加高度。增加一个或多个旋翼的转动速度可以增加旋翼的推力。降低无人飞行器的一个或多个旋翼的转动速度可以有助于使无人飞行器降低高度或以更快的速度降低高度。降低一个或多个旋翼的转动速度可以减小一个或多个旋翼的推力。当无人飞行器起飞时，例如从无人载具起飞时，可能向推进单元提供的输出可能会从其先前的着陆状态增加。相反，当无人飞行器着陆例如在无人载具上时，提供给推进单元的输出可以从其先前的飞行状态降低。
[0039] 可以通过维持和/或调节到无人飞行器的一个或多个推进单元的输出来控制无人飞行器110的横向位置和/或速度。无人飞行器的姿态和无人飞行器的一个或多个旋翼的转动速度可能会影响无人飞行器的横向运动。例如，无人飞行器可以沿特定方向倾斜以沿该方向移动，并且无人飞行器的旋翼的速度可以影响横向运动的速度和/或运动的轨迹。可以通过改变或维持无人飞行器的一个或多个旋翼的转动速度来控制无人飞行器的横向位置和/或速度。
[0040] 无人飞行器110可以具有较小的尺寸。无人飞行器能够被人抬起和/或携载。无人飞行器可以被人携载在一个手中。无人飞行器能够装配在无人载具130的顶部或无人载具内。无人飞行器能够由无人载具的顶部携载。无人飞行器能够在无人载具的后备箱的顶部上被携载。无人飞行器能够由无人载具的前罩携载。无人飞行器尺寸可以可选地不超过无人载具的宽度。无人飞行器尺寸可以选择不超过载具的长度。
[0041] 无人飞行器110可以具有主体112。无人飞行器主体可以可选地包括可以包围无人飞行器的一个或多个部件的壳体。例如，壳体可以包围无人飞行器的一个或多个电气部件。电气部件的示例可以包括但不限于无人飞行器的飞行控制器，惯性测量单元，电源单元，存储器存储单元，一个或多个处理器，导航单元(例如GPS)，通信单元，一个或多个电子速度控制器(ESC)，一个或多个致动器或一个或多个传感器。传感器的示例可以包括但不限于位置传感器(例如全球定位系统(GPS)传感器，实现位置三角测量的移动装置发射机)，视觉传感器(例如能够检测可见光，红外或紫外光的成像装置，例如照相机)，接近传感器(例如，超声传感器，激光雷达，飞行时间照相机)，惯性传感器(例如，加速度计，陀螺仪，惯性测量单元(IMU))，高度传感器，压力传感器(例如气压计)，音频传感器(例如麦克风)或场传感器(例如磁力计，电磁传感器)。可以使用传感器的任何合适的数量和组合，例如一个，两个，三个，四个，五个或更多个传感器。可选地，可以从不同类型的传感器(例如，2，3，4，5或更多类型)接收数据。不同类型的传感器可以测量不同类型的信号或信息(例如，位置，定向，速度，加速度，接近度，压力等)和/或利用不同类型的测量技术来获得数据。例如，传感器可以包括有源传感器(例如，从它们自己的源产生和测量能量的传感器)和无源传感器(例如，检测可用能量的传感器)的任何合适的组合。无人飞行器主体可以支撑一个或多个部件，例如一个或多个电气部件。该一个或多个部件可以在壳体内，壳体外部，嵌入壳体中或其任何组合。
[0042] 无人飞行器主体可以是中心体。可选地，一个或多个臂可以从中心体延伸。臂可以支撑一个或多个推进单元，这些单元可以帮助无人飞行器飞行。推进单元可以包括可以为无人飞行器产生升力的一个或多个旋翼。推进单元可以包括旋翼叶片和可以影响旋翼叶片围绕轴线的转动的相应致动器。升力可以在轴线的方向上。在一些实施方式中，一个或多个，两个或更多个，三个或更多，四个或更多，五个或更多，六个或更多，七个或更多，八个或更多，十个或更多，十二个或更多，二十个或更多或三十个或者更多的臂可以从中心体延伸。每个臂可以具有由臂支撑的一个或多个，两个或更多，三个或更多，四个或更多，或五个或更多个推进单元。
[0043] 无人飞行器可具有任何其他特征，如本文其他地方更详细描述的。这里对无人飞行器的任何描述都可以应用于具有本文别处更详细描述的特性的任何可移动物体。
[0044] 无人飞行器110可以被构造成携载搭载物118。搭载物可以包括用于测量或跟踪周围环境中的物体的一个或多个传感器。搭载物的示例可以包括图像采集装置或成像装置(例如照相机或摄像机，红外成像装置，紫外成像装置等)，音频采集装置(例如抛物面麦克风)，红外成像装置等。任何合适的传感器都可以结合到搭载物中以采集任何视觉，音频，电磁或任何其他所需的信号。传感器可以提供静态感测数据(例如照片)或动态感测数据(例如，视频)。传感器可以实时或以高频率连续采集感测数据。在一些情况下，搭载物可以是可以以10Hz，20Hz，30Hz，40Hz，50Hz，60Hz，70Hz，80Hz，90Hz，100Hz或更高的频率采集图像的照相机。
[0045] 在一些实施例中，搭载物118可以经由支撑平台120可操作地联接到无人飞行器的主体。支撑平台可以被构造成支撑所述搭载物。支撑平台可以允许搭载物相对于无人飞行器移动。例如，支撑平台可以允许搭载物围绕一个，两个，三个或更多个轴线转动。例如，搭载物可以围绕横滚，偏航和/或俯仰轴线移动。可选地或另外地，支撑平台可以允许搭载物沿着一个，两个，三个或更多个轴线线性移动。用于转动或平移运动的轴线可以彼此正交或者可以不彼此正交。
[0046] 在替代实施例中，搭载物可以刚性地联接到无人飞行器或与无人飞行器连接，使得搭载物相对于无人飞行器保持基本静止。例如，连接无人飞行器和搭载物的支撑平台可能不允许搭载物相对于无人飞行器移动。替代地，在不需要支撑平台的情况下搭载物可以直接联接到无人飞行器。
[0047] 在一些实施例中，无人飞行器可以包括着陆支架116。着陆支架可以被构造成在无人飞行器不是空运的情况下承载无人飞行器的重量。在一些情况下，可以在无人飞行器的着陆支架和无人载具的联接单元之间形成机械连接，如稍后在说明书中详细描述的。
[0048] 无人载具130可以是任何类型的可移动物体。无人载具的例子可以包括任何能够运动的可移动类型的底盘。无人载具可用于携载无人飞行器在各种环境中穿越。
[0049] 无人载具130可以具有一个或多个推进部件132，一个或多个推进部件132可以允许无人载具行进。无人载具可以穿越陆地，空中，水域或空间。无人载具能够在陆地，地下，水下，水面，空中和/或太空中移动。一个或多个推进部件可以使无人载具能够移动大约一个或多个，两个或更多，三个或更多，四个或更多，五个或更多，六个或更多个自由度。一个或多个推进部件可以允许无人载具在任何环境内移动。例如，推进部件可以包括可以允许无人载具在陆地上移动的轮。推进部件的其他示例可以包括但不限于履带，螺旋桨，旋翼，喷嘴，立柱或任何其他类型的推进部件。推进部件可以使无人载具能够在单一类型或多种类型的地形上移动。推进部件可允许无人载具向上倾斜或向下倾斜。无人载具可以是自推进的。
[0050] 无人载具130可以具有发动机，电池或任何类型的驱动器。在一些情况下，无人载具可以具有内燃机。无人载具可以使用燃料和/或电力运行。无人载具的推进部件可以由发动机，电池或其他类型的动力源驱动。
[0051] 无人载具130可以具有主体。无人载具可以可选地包括可围绕无人载具的一个或多个部件的壳体。例如，壳体可以围绕无人载具的一个或多个电气部件。电子部件的示例可以包括但不限于无人载具的运动控制器，惯性测量单元，电源单元，存储器存储单元，一个或多个处理器，导航单元(例如GPS)，通信单元，一个或多个电子速度控制器(ESC)，一个或多个致动器或一个或多个传感器。传感器的示例可以包括但不限于位置传感器(例如全球定位系统(GPS)传感器，实现位置三角测量的移动装置发射机)，视觉传感器(例如能够检测可见光，红外或紫外光的成像装置，例如照相机)，接近传感器(例如，超声传感器，激光雷达，飞行时间照相机)，惯性传感器(例如，加速度计，陀螺仪，惯性测量单元(IMU))，高度传感器，压力传感器(例如气压计)，音频传感器(例如麦克风)或场传感器(例如磁力计，电磁传感器)。可以使用传感器的任何合适的数量和组合，例如一个，两个，三个，四个，五个或更多个传感器。可选地，可以从不同类型的传感器(例如，2，3，4，5或更多类型)接收数据。不同类型的传感器可以测量不同类型的信号或信息(例如，位置，定向，速度，加速度，接近度，压力等)和/或利用不同类型的测量技术来获得数据。例如，传感器可以包括有源传感器(例如，从它们自己的源产生和测量能量的传感器)和无源传感器(例如，检测可用能量的传感器)的任何合适的组合。无人载具可以支撑一个或多个部件，例如一个或多个电气部件。该一个或多个部件可以在壳体内，壳体外部，嵌入壳体中或是其任何组合。
[0052] 在图1的例子中，无人载具可以包括成像装置140(例如，照相机)。成像装置可以安装在无人载具的前侧上。成像装置可以可选地安装在无人载具的任何其他侧上。成像装置可以刚性地联接到无人载具或与无人载具连接，使得成像装置相对于无人载具保持基本静止。替代地，无人载具上的成像装置140能够在无人飞行器在飞行时相对于无人飞行器移动。在成像装置正在拍摄图像时，成像装置140的拍摄角度可以同时或单独地被调节。在一些实施例中，无人载具可以进一步包括用于测量或跟踪周围环境中的物体的一个或多个传感器。
[0053] 无人飞行器110能够与无人载具130相互作用。无人载具和/或无人飞行器可以由一个或多个人远程操作。无人载具和/或无人飞行器能够响应来自控制终端150的命令。控制终端可以或者不可以物理连接到无人载具和/或无人飞行器。在一些情况下，无人载具和/或无人飞行器能够自主或半自主地操作。无人载具和/或无人飞行器能够遵循一组预编程指令。无人载具可以由控制终端无线控制。无人载具可以自主操作，而无需用户输入。
[0054] 无人载具130可以是无人飞行器110可与之对接的对接车辆。无人飞行器可以着陆在无人载具上。无人飞行器可以从无人载具起飞。当无人飞行器对接到无人载具时，无人飞行器可由无人载具携载。在一些实施例中，当无人飞行器对接到无人载具时，可以在无人飞行器和无人载具之间形成机械连接。当无人飞行器对接在无人载具上时，无人载具会运动。在无人飞行器对接到无人载具时，无人载具可以保持静止和/或移动。
[0055] 无人飞行器110可以在无人载具的任何部分上对接到无人载具130。例如，无人飞行器可以对接到无人载具的着陆区域134。无人飞行器可以对接到无人载具的顶部表面。无人飞行器可以对接在无人载具的后备箱上。例如，无人飞行器可以被携载在无人载具的后备箱的顶部表面上。在另一个例子中，无人飞行器可以对接到无人载具的前罩。无人飞行器可以被携载在无人载具的前罩的顶部表面上。在某些情况下，无人飞行器可以与无人载具所拖曳的拖车或无人载具的侧部对接。
[0056] 无人飞行器110可以从无人载具130起飞。在一些情况下，无人飞行器可以在无人载具操作时起飞。当无人载具被驱动时和/或当个人使用控制终端150远程操作无人载具时，无人飞行器可以起飞。当无人载具发动机或马达运行时，无人飞行器可以起飞。当无人载具静止时和/或无人载具运动时，无人飞行器可以起飞。起飞时，无人飞行器可以相对于无人载具上升。例如，如果无人飞行器是多旋翼飞行器，则无人飞行器的一个或多个旋翼可以转动以产生无人飞行器的升力。无人飞行器可以增加高度并与无人载具分离。在某些情况下，可能会出现额外的分离步骤，将无人飞行器从无人载具上脱离。
[0057] 无人载具在运行时，无人飞行器可能正在飞行。在一些实施例中，无人飞行器可以保持与无人载具的通信。无人飞行器可以向无人载具发送信息。无人飞行器在飞行时，无人载具可能会或可能不会向无人飞行器发送信息。
[0058] 可以在无人飞行器110的一部分和无人载具130的联接单元136之间形成机械连接。无人飞行器的可以形成连接的部分可以在无人飞行器的下表面上。在一些示例中，无人飞行器的可以形成连接的部分可以是延伸部，例如无人飞行器的着陆支架116。着陆支架可以被构造成在无人飞行器不是空运的情况下承载无人飞行器的重量。在一些情况下，无人飞行器的可以形成连接的部分可以是无人飞行器的壳体的表面，诸如无人飞行器的底部表面，侧表面或顶部表面。在一些情况下，壳体本身可以是可以形成连接的部分。在其他情况下，可以使用无人飞行器的突起，凹陷或任何其他部分来形成连接。无人飞行器可以包括可以相对于无人飞行器移动(例如，伸出，缩回)以形成连接的部分。在一个示例中，当无人飞行器处于飞行中时，无人飞行器的连接构件可以处于缩回状态，但是当无人飞行器与无人载具对接以形成连接时可以伸出。
[0059] 无人飞行器110和/或无人载具130可以被构造成从用户接收控制数据。控制终端150可以被构造成提供控制数据。控制数据可以基于来自操作控制终端的用户的输入来生成。可选地或附加地，控制数据可以由其他非用户源提供，例如远程或本地数据存储器，可操作地连接到控制终端的其他计算装置，无人载具的机载控制和通信装置等。控制数据可以用于直接或间接地控制无人飞行器，无人载具，搭载物，一个或多个传感器等的各个方面。在一些实施例中，控制数据可以包括用于控制无人飞行器和/或无人载具的导航参数的导航命令，例如无人飞行器和/或无人载具的位置，速度，定向或姿态。控制数据可以用来控制无人飞行器的飞行。控制数据也可以用来控制或影响无人载具的移动。控制数据可能会影响一个或多个推进系统的运行，一个或多个推进系统的运行可能影响无人飞行器的飞行。
[0060] 在一些实施例中，控制数据可以包括用于控制由无人飞行器搭载或携载的单独部件的命令。例如，控制数据可以包括用于控制无人飞行器的支撑平台120的操作的信息。例如，控制数据可以用于控制支撑平台的致动机构(例如，马达)，以便引起搭载物相对于无人飞行器的角度和/或线性移动。作为另一个例子，控制数据可以用于调节搭载物的一个或多个操作参数，例如拍摄静止或移动图片，放大或缩小，打开或关闭，切换成像模式，改变图像分辨率，改变焦点，改变景深，改变曝光时间，改变镜头速度，改变观看角度或视野等。在其他实施例中，控制数据可以用于控制无人飞行器所搭载的其他部件，例如感测系统(未示出)，通信系统(未示出)等。
[0061] 无人飞行器110和/或无人载具130可以被构造为提供数据，并且控制终端150可以被构造为接收数据。在各种实施例中，由控制终端接收的数据可以包括原始数据(例如，原始图像数据)和/或经处理的数据(例如压缩的图像数据)。例如，数据可以包括由无人飞行器所搭载的照相机118采集的原始图像数据和/或基于由无人飞行器照相机采集的图像在无人飞行器上生成的压缩图像数据的处理数据。例如，实时或接近实时的视频可以从无人飞行器和/或无人飞行器照相机传输到控制终端。类似地，数据可以包括由无人载具所搭载的照相机140采集的原始图像数据，和/或基于由无人载具照相机采集的图像在无人载具上产生的经处理的数据，例如压缩图像数据。例如，实时或接近实时的视频可以从无人载具和/或无人载具照相机传输到控制终端。
[0062] 控制终端150可以位于远离或较远地离开无人飞行器和/或无人载具的位置。控制终端可以设置在或固定在基部平台上。替代地，控制终端可以是手持式或可穿戴式装置。例如，控制终端可以包括智能手机，平板电脑，膝上型计算机，计算机，眼镜，手套，头盔，麦克风或其合适的组合。
[0063] 控制终端150可以被构造为经由一个或多个图形显示器显示从无人飞行器和/或无人载具接收的数据。显示的数据可以包括由无人飞行器和/或无人载具携载的成像装置采集的图像(例如，静止图像或视频)。例如，可以并行地在控制终端的显示器上同时显示无人飞行器图像和无人载具图像。替代地，可以以覆盖模式，画中画模式或其他合适的模式显示无人飞行器图像和无人载具图像。显示的数据还可以包括可以与图像数据分开显示或叠加在图像数据之上的其他信息。在一些实施例中，在图像被生成和/或传输到控制终端时，图像数据可以基本上实时显示。例如，图像和/或其它数据可以在由无人飞行器照相机和/或无人载具照相机采集的10秒，5秒，3秒，2秒，1秒，0.5秒，0.1秒内显示。在其他实施例中，该显示可以在一些延迟之后提供。在一些实施例中，全景图像和/或其它数据可以被控制终端存储，传输或以其他方式处理。
[0064] 控制终端可以被构造为经由输入装置接收用户输入。输入装置可以包括操纵杆，键盘，鼠标，触摸屏，指示笔，麦克风，图像或运动传感器，惯性传感器等。控制终端处的显示装置可以是与输入装置相同的装置。替代地，显示装置可以是与输入装置分离的装置。而在另一个实施例中，显示装置可以是输入装置的部件。
[0065] 可以使用任何合适的用户输入来与控制终端相互作用，诸如手动输入的命令，语音控制，手势控制或位置控制(例如，经由终端的移动，位置或倾斜)。例如，控制终端可以被构造成允许用户通过操纵操纵杆，改变控制终端的定向或姿态，使用键盘，鼠标，手指或触控笔与图形用户界面来相互作用，或使用任何其他合适的方法，以控制无人飞行器，无人载具，搭载物或其任何部件的状态。例如，控制终端可以被构造为允许用户控制如本文所讨论的全景操作模式的各个方面。控制终端还可以包括眼睛跟踪设备，其包括用于在用户正在显示器上观看图像时跟踪用户的眼睛注视的传感器。跟踪的眼睛注视可以用于实时确定用户的兴趣区域(ROI)。确定的ROI可以发送给无人飞行器照相机和/或无人载具照相机。图像编码器可以用于基于ROI调节图像压缩策略。无人飞行器照相机和/或无人载具照相机可以被构造为基于用于采集图像的ROI来调节一个或多个图像采集参数。
[0066] 无人飞行器110和/或无人载具130能够响应来自控制终端150的命令。控制终端可以远离无人飞行器和/或无人载具。可选地，控制终端可以位于无人载具上。无人飞行器和/或无人载具可以使用分别位于无人飞行器和无人载具上的一个或多个通信部件与控制终端进行通信。例如，无人飞行器可以包括通信部件122，并且无人载具可以包括通信部件142。控制终端可以或可以不连接到无人飞行器和/或无人载具。无人飞行器和无人载具可以通过控制终端相互通信。可选地，无人飞行器和无人载具可以彼此直接通信，而不需要通过控制终端进行传输。在一些情况下，无人飞行器和/或无人载具能够自主或半自主地操作。无人飞行器和/或无人载具能够遵循一组预编程指令。在一些情况下，无人飞行器和/或无人载具可以通过响应来自控制终端的一个或多个命令来半自主地操作，否则自主地操作。
[0067] 用户可以使用控制终端来控制无人飞行器和/或无人载具。在一些情况下，用户可以使用控制终端影响无人飞行器和/或无人载具的移动。例子可以包括影响：(1)无人载具在载运无人飞行器时的移动，(2)无人飞行器在无人载具上对接时无人飞行器从无人载具上的起飞，(3)无人飞行器在飞行时无人飞行器在无人载具上的着陆，(4)当无人飞行器在飞行中时，无人飞行器和无人载具中的至少一个的移动，(5)无人飞行器和无人载具到相同的位置或不同的位置的移动，(6)无人载具和无人飞行器在相同时间，不同时间点或不同持续时间有序的移动，和/或(7)无人飞行器和无人载具之间的相对移动，使得(i)在无人飞行器飞行期间，无人载具跟随无人飞行器，或者(ii)在无人载具运动时，无人飞行器跟随无人载具。
[0068] 用户也可以使用控制终端来激活无人飞行器和/或无人载具所支撑的一个或多个搭载物。搭载物可以包括被构造为收集关于无人飞行器和/或无人载具所位于的环境的信息的一个或多个传感器。一个或多个传感器可以包括一个或多个成像装置，例如照相机。
[0069] 如图1所示，控制终端150可以包括被构造为显示一个或多个图像154的计算机实现的图形显示器152。一些图像可以由无人飞行器所搭载的成像装置采集。可选地，一些图像可以由无人载具所搭载的成像装置采集。图像可以在控制终端上显示给用户。在一些情况下，图像可以基本实时地被采集并显示在控制终端上。
[0070] 无人飞行器所搭载的成像装置可以被构造成采集第一组图像。无人载具上所搭载的成像装置可以被构造成采集第二组图像。第一组图像可以在控制终端上显示154a。第二组图像可以在控制终端上显示154b。在一些情况下，第一组图像和第二组图像可以分别显示在控制终端的不同部分上，例如如图1所示。可选地，第一组图像和第二组图像可以顺序地显示在控制终端上。在一些实施例中，第一组图像和第二组图像可以融合在一起以形成包含环境的空中和地面视图的第三组图像。在一些情况下，控制终端可以被构造成部分基于第一和/或第二组图像来显示环境数据。
[0071] 如前所述，无人飞行器110可以包括成像装置118，并且无人载具130可以包括成像装置140。这里使用的成像装置可以用作图像采集装置。成像装置可以是物理成像装置。成像装置可以被构造为检测电磁辐射(例如，可见光，红外线和/或紫外光)并基于检测到的电磁辐射生成图像数据。成像装置可以包括响应于光的波长生成电信号的电荷耦合装置(CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。所得到的电信号可以被处理以产生原始图像数据。由成像装置生成的原始图像数据可以包括一个或多个图像，一个或多个图像可以是静态图像(例如照片)，动态图像(例如视频)或其适当的组合。图像数据可以是多色的(例如，RGB，CMYK，HSV)或单色的(例如，灰度，黑白，棕褐色)。成像装置可以包括被构造为将光引导到图像传感器上的透镜。
[0072] 成像装置可以是照相机。照相机可以是采集动态图像数据(例如视频)的摄像机或照相机。照相机可以是采集静态图像(例如照片)的静态照相机。照相机可以采集动态图像数据和静态图像。照相机可以在采集动态图像数据和静态图像之间切换。虽然本文提供的某些实施例是在照相机的情况中描述的，但是应该理解，本公开可以应用于任何合适的成像装置，并且本文中与照相机有关的任何描述也可以应用于任何合适的成像装置，并且这里涉及照相机的任何描述也可以应用于其他类型的成像装置。照相机可用于生成3D场景的2D图像(例如，环境，一个或多个物体等)。照相机生成的图像可以表示3D场景投影到2D图像平面上。因此，2D图像中的每个点对应于场景中的3D空间坐标。照相机可以包括光学元件(例如，透镜，反射镜，滤光器等)。照相机可以采集彩色图像，灰度图像，红外图像等。
[0073] 成像装置可以采集原始图像或一系列原始图像(例如，在一系列时间点时采集的原始图像数据)。在一些实施例中，图像分辨率可以由图像中的像素的数量来限定。在一些实施例中，图像分辨率可以大于或等于大约352×420像素，480×320像素，720×480像素，1280×720像素，1440×1080像素，1920×1080像素，2048×1080像素，3840×2160像素，
4096×2160像素，7680×4320像素或15360×8640像素。在一些实施例中，照相机可以是4K照相机或具有更高分辨率的照相机。可选地或附加地，由成像装置采集的图像可以具有彼此相同或不同的视野。
[0074] 成像装置可以以特定的采集速度采集一系列原始图像。在一些实施例中，该系列图像可以以诸如大约24p，25p，30p，48p，50p，60p，72p，90p，100p，120p，300p，50i或60i的标准视频帧速度被采集。在一些实施例中，可以以小于或等于每0.0001秒，0.0002秒，0.0005秒，0.001秒，0.002秒，0.005秒，0.01秒，0.02秒，0.05秒，0.1秒，0.2秒，0.5秒，1秒，2秒，5秒或10秒大约一个图像的速度采集该系列图像。在一些实施例中，采集速度可以根据用户输入和/或外部条件(例如，雨，雪，风，环境的不明显的表面纹理)而改变。
[0075] 成像装置可具有可调节的参数。在不同的参数下，不同的图像可以在受到相同外部条件(例如，位置，照明)的同时由成像装置采集。可调节的参数可以包括曝光(例如，景深，曝光时间，快门速度，光圈，胶片速度)，变焦，增益，伽马，感兴趣区域，合并/子采样，像素时钟，偏移，触发，ISO等。与曝光有关的参数可以控制到达成像装置中的图像传感器的光量。例如，快门速度可以控制光到达图像传感器的时间量，并且光圈可以控制在给定时间内到达图像传感器的光量。与增益相关的参数可以控制来自光学传感器的信号的放大。ISO可以控制照相机对可用光线的灵敏度。控制曝光和增益的参数可以被统一考虑并且在本文中被称为EXPO。
[0076] 采集的图像数据可以从可移动物体(例如，无人飞行器)上的通信接口朝向控制终端上的通信接口传输。采集的图像可以从无人载具上的通信接口传输到控制终端上的通信接口。
[0077] 控制终端150可以远离无人飞行器和/或无人载具定位。例如，控制终端可以位于地面上。控制终端可以经由上行链路(例如无线链路)向无人飞行器和/或无人载具发送各种控制信号。无线链路可以包括RF(射频)链路，Wi‑Fi链路，蓝牙链路，3G链路或LTE链路。无线链路可用于长距离传输控制数据。例如，无线链路可用于等于或大于约5m，10m，15m，20m，25m，50m，100m，150m，200m，250m，300m，400m，500m，750m，1000m，1250m，1500m，1750m，
2000m，2500m，3000m，3500m，4000m，4500m，5000m，6000m，7000m，8000m，9000m或10000m的距离。接收机可以位于无人飞行器和/或无人载具上。例如，无人飞行器的通信部件122可以包括接收机，并且无人载具的通信部件142可以包括接收机。控制终端可以包括包含收发机的通信部件156。无人飞行器/无人载具与控制终端之间的通信带宽可以在大约10Kbps至大约
1Mbps的范围内。在传输到控制终端之前，原始图像数据可以在无人飞行器和/或无人载具上使用任何合适的技术压缩。
[0078] 在图1的例子中，无人载具130可以包括一个或多个推进部件132，着陆区域134和联接单元136。无人载具还可以包括照相机140。一个或多个推进部件可以被构造为在环境中(例如，在物理地形上)推进无人载具。着陆区域可以被构造成当无人飞行器着陆在无人载具上时支撑无人飞行器。联接单元可以被构造为当无人飞行器由着陆区域承载时可释放地与无人飞行器联接。
[0079] 可以基于无人飞行器和无人载具之间的相对状态来控制无人载具。无人载具的控制可以包括调节无人载具的状态。无人载具的状态可以包括无人载具的与无人飞行器相关联的操作状态。例如，操作状态可以取决于无人飞行器是否着陆到无人载具上或与无人载具联接，或者无人飞行器是否在飞行中并且与无人载具分离。无人载具的状态可以根据无人飞行器与无人载具之间的相对状态进行调节。
[0080] 可以使用一个或多个处理器来确定无人飞行器的状态。一个或多个处理器可以位于无人飞行器上，无人载具上和/或远程控制终端上。使用一个或多个处理器实现的控制器可以被构造为基于无人飞行器的状态来调节无人载具的状态。控制器可以位于无人载具上。替代地，控制器可以位于远程控制终端上。在一些实施例中，控制器可以在无人载具和远程控制终端处实现。在一些替代实施例中，控制器可以位于无人飞行器上。控制器可以被构造为基于无人飞行器的状态来调节无人载具的状态。
[0081] 在一些实施例中，无人载具的状态可以包括至少(1)第一状态，其中无人飞行器对接在无人载具上的第一状态，(2)第二状态，其中无人飞行器处于飞行模式并且与无人载具分离，(3)第三状态，其中无人飞行器准备好对接在无人载具上，或者(4)第四状态，其中无人飞行器准备好从无人载具起飞。
[0082] 在一个示例中，当无人飞行器对接在无人载具上时，无人飞行器的一个或多个部件(例如，无人飞行器的起落架)可以联接到无人载具。无人载具上搭载的一个或多个传感器可以被构造为检测无人飞行器和无人载具之间的连接/联接状态。联接单元可以被构造成当无人飞行器对接在无人载具上时联接到无人飞行器的一个或多个部件。当不使用时，联接单元可缩回到无人载具的储存空间中。储存空间可以位于无人载具的壳体内，或者位于无人载具的侧面/顶部/底部。在一些情况下，储存空间可以位于连接到无人载具的分离壳体中。在一些实施例中，当无人飞行器准备对接在无人载具上时，联接单元可从储存空间伸出以接收无人飞行器。相反地，当联接单元释放以与无人飞行器的一个或多个部件解除联接时，无人飞行器可准备从无人载具起飞。
[0083] 在某些情况下，无人飞行器可能正在飞行中。当无人飞行器准备对接在无人载具上时(例如，当无人载具处于第三状态时)，控制器可以发送信号给无人载具以准备接收无人飞行器。例如，无人载具上的联接单元可以被构造为基于该信号接收无人飞行器。
[0084] 在其他一些情况下，无人飞行器可以对接在无人载具上。当无人飞行器准备从无人载具起飞时(例如，当无人载具处于第四状态时)，控制器可以向无人载具发送信号，以准备将无人飞行器与无人载具分离。在一些情况下，联接单元可以被构造成在无人飞行器从无人载具起飞后缩回到无人载具的储存空间中。
[0085] 在一些实施例中，当无人飞行器处于飞行模式并且与无人载具分离时(例如，当无人载具处于第二状态时)，控制器可以被构造为确定无人飞行器的位置。控制器可以发送第一信号到无人载具以移动到地面上的用于接收无人飞行器的位置。在一些示例中，地面上的位置可以在距离无人飞行器的位置的预定范围内。控制器还可以发送第二信号给无人载具以准备无人飞行器的着陆。第二信号可以包括用于提升和/或打开无人载具的联接单元以接收无人飞行器的指令。在一些示例中，控制器可以被进一步被构造为发送第三信号，以用于调节附接到无人载具的照相机以指向飞行中的无人飞行器的方向。在一些示例中，控制器可以被进一步被构造成当无人载具到达地面上的位置时向无人飞行器发送第四信号以降落。
[0086] 在一些其它实施例中，当无人飞行器处于飞行模式并且与无人载具分离时(例如，当无人载具处于第二状态时)，控制器可以被构造为确定无人载具的位置。控制器可以发送第一信号给无人飞行器以飞行到基本在无人载具的位置之上的空中位置。当无人飞行器到达空中位置时，控制器还可以向无人飞行器发送第二信号以降落以对接在无人载具上。控制器还可以向无人载具发送第三信号以准备接收无人飞行器。
[0087] 在一些实施例中，当无人飞行器处于飞行模式并且与无人载具分离时(例如，当无人载具处于第二状态时)，控制器可以被构造为确定无人载具的位置和无人飞行器的位置。控制器可以确定无人载具和无人飞行器都可到达的汇合位置。控制器可以发送第一信号给无人飞行器以飞到基本在汇合位置上方的空中位置。控制器可以发送第二信号给无人载具以移动到汇合位置。当无人飞行器到达空中位置时，控制器可以向无人飞行器发送第三信号以降落以对接在无人载具上。控制器可以发送第四信号给无人载具以准备接收无人飞行器。
[0088] 在一些实施例中，当无人飞行器处于飞行模式并且与无人载具分离时(例如，当无人载具处于第二状态时)，控制器可以被构造为通过从无人飞行器所搭载的一个或多个传感器接收无人飞行器的位置数据来确定无人飞行器的位置。控制器可以发送控制信号给无人载具以跟踪正在飞行的无人飞行器。
[0089] 在一些实施例中，当无人飞行器对接在无人载具上时(例如，当无人载具处于第一状态时)，控制器可以被构造为向附接到无人载具的照相机140发送信号以采集地面图像。当无人载具从一个状态改变到另一个状态时(例如，从第一状态改变到第二状态)，无人载具的位置可以保持不变。
[0090] 在一些实施例中，控制器可以是手持式远程控制终端。可选地，控制器可以搭载在无人载具上。控制器可以包括至少一个显示器，至少一个显示器被构造为显示由无人飞行器采集的图像和由无人载具采集的图像。无人飞行器图像和无人载具图像可以同时或分开显示在单个显示器上或多个显示器上。在一些实施例中，无人飞行器图像和无人载具图像可以彼此互补。控制器可以被构造为基于由无人飞行器采集的图像和由无人载具采集的图像来调节无人载具的状态。
[0091] 在一些实施例中，控制器可以被构造为确定无人飞行器的状态，确定无人飞行器和无人载具之间的相对位置。可以基于由无人飞行器携载的一个或多个传感器测量的位置数据来确定无人飞行器和无人载具之间的相对位置。可选地，可以基于由无人载具上的一个或多个传感器测量的位置数据来确定无人飞行器与无人载具之间的相对位置。
[0092] 根据一些实施例可以提供使用图1的无人飞行器采集图像的方法。该方法可以使用硬件和/或软件的组合来执行。例如，该方法可以借助于一个或多个处理器单独地或共同地实施。该一个或多个处理器可以位于控制终端上。可选地，该一个或多个处理器可以位于无人载具和/或无人飞行器上。如前所述，无人载具可以包括：一个或多个推进部件，该一个或多个推进部件被构造成推进无人载具；着陆区域，该着陆区域被构造成当无人飞行器着陆在无人载具上时支撑无人飞行器；以及联接单元，该联接单元被构造为当无人飞行器由着陆区域承载时可释放地与无人飞行器联接。联接单元可以包括一个或多个夹持结构，该一个或多个夹持结构被构造成将无人飞行器的一个或多个起落架可释放地锁定在着陆区域上。
[0093] 该方法可以包括确定无人飞行器是处于地面模式还是处于飞行模式。图2示出了地面模式下的无人飞行器的示例，图3显示了飞行模式下的无人飞行器的示例。如图2所示，当无人飞行器的重量由被构造为携载无人飞行器的无人载具承载时，无人飞行器可处于地面模式。如图3所示，当无人飞行器从无人载具释放时，无人飞行器可处于飞行模式。在一些实施例中，当无人飞行器低于预定高度阈值时，无人飞行器可处于地面模式。相反，当无人飞行器高于预定高度阈值时，无人飞行器可处于飞行模式。预定高度阈值可以或可以不由无人载具和/或无人飞行器的操作者/用户限定。预定高度阈值可以由任何高度水平来限定。预定高度阈值可以相对于无人载具来限定或可以不相对于无人载具来限定。在一些情况下，预定高度阈值可以被限定在无人载具的着陆区域的高度水平。可选地，预定高度阈值可以被限定在无人载具的着陆区域上方的预定高度处。预定高度阈值可以是恒定的。例如，当无人载具在平坦地形上横穿时，预定高度阈值可以是恒定的。可选地，预定高度阈值可以动态地改变。例如，当无人载具正在穿越具有不同高度的地形时，预定高度阈值可以基于不同海拔高度而改变。
[0094] 根据从控制终端接收到的信号，无人飞行器可以在地面模式和飞行模式之间切换。无人飞行器的通信部件122可以被构造为从控制终端接收关于在地面模式和飞行模式之间切换的信号。根据无人飞行器和无人载具之间的相对位置信息，无人飞行器可以在地面模式和飞行模式之间切换。可以基于由无人飞行器携载的一个或多个传感器测量的位置数据来确定相对位置信息。可选地，可以基于由无人载具上的一个或多个传感器测量的位置数据来确定相对位置信息。
[0095] 来自控制终端的信号可以指示可以包括无人飞行器和无人载具之间的相对位置信息的相对状态。相对位置信息可以基于由无人飞行器携载的一个或多个传感器测量的位置数据来确定。可选地，可以基于由无人载具上的一个或多个传感器测量的位置数据来确定相对位置信息。
[0096] 在一些实施例中，无人载具可以包括被构造为采集无人载具的定位数据的定位感测装置。定位数据可以在无人飞行器对接之前从无人载具提供给无人飞行器。定位数据也可以提供给控制终端，用于远程控制无人载具的导航。在无人飞行器对接在无人载具上之前，定位数据可以经由一个或多个通信部件无线或有线地提供给无人飞行器。在一些情况下，可以将定位数据提供给控制终端，使得控制终端处的用户或操作员可以使用定位数据来远程控制无人载具的导航。
[0097] 无人飞行器可以被构造为携载照相机118。照相机可以连接到安装在无人飞行器上的云台(支撑平台120)。由无人飞行器携载的照相机在本文中可以被称为“无人飞行器照相机”。该方法可以包括：自动地调节无人飞行器照相机的状态以使无人飞行器照相机在无人飞行器处于地面模式时具有第一状态，以及在无人飞行器处于飞行模式时具有第二状态。图2示出了当无人飞行器处于地面模式时具有第一状态202的无人飞行器照相机的示例。图3示出了当无人飞行器处于飞行模式时具有第二状态302的无人飞行器照相机的示例。无人飞行器照相机的状态可以包括无人飞行器照相机的位置，无人飞行器照相机关于一个或多个轴线的定向，无人飞行器照相机的焦距增大/减小和/或无人飞行器照相机的电源接通/断开。无人飞行器照相机的一个或多个上述特征或功能可以在第一状态和第二状态之间不同。如图2和3所示，无人飞行器照相机在第一状态和第二状态下可以具有不同的定向。例如，当无人飞行器照相机处于第一状态时，无人飞行器照相机可以以第一角度俯仰，并且当无人飞行器照相机处于第二状态时，无人飞行器照相机以第二角度俯仰。如下所述，第一角度和第二角度可以不同。
[0098] 在一些实施例中，自动调节无人飞行器照相机的状态可以包括调节无人飞行器照相机相对于重力方向的角度。在某些情况下，当无人飞行器照相机处于第一状态时，无人飞行器照相机的角度可以在从大约70°到大约90°的范围内。例如，当无人飞行器照相机处于第一状态时，无人飞行器照相机的角度可以是大约70°，75°，80°，85°或90°。替代地，当无人飞行器照相机处于第一状态时，无人飞行器照相机的角度可以小于70°或大于90°。在一些情况下，当无人飞行器照相机处于第二状态时，无人飞行器照相机的角度可以在从大约0°到大约30°的范围内。例如，当无人飞行器照相机处于第二状态时，无人飞行器照相机的角度可以是大约0°，50°，10°，15°，20°，25°或30°。替代地，当无人飞行器照相机处于第二状态时，无人飞行器照相机的角度可以大于30°。在某些情况下，照相机可以被构造为拍摄(或能够拍下)360度全景视图。当无人飞行器从第一状态改变到第二状态时，可以瞬时调节无人飞行器照相机的角度。替代地，当无人飞行器照相机从第一状态改变到第二状态时，可以逐渐调节无人飞行器照相机的角度。类似地，当无人飞行器从第二状态改变到第一状态时，可以瞬时调节无人飞行器照相机的角度。替代地，当无人飞行器照相机从第二状态改变到第一状态时，可以逐渐调节无人飞行器照相机的角度。
[0099] 在一些实施例中，该方法可以进一步包括：控制无人飞行器照相机，从而当无人飞行器处于地面模式时，使无人飞行器照相机以第一状态采集图像，而当无人飞行器处于飞行模式时，使无人飞行器照相机以第二状态的采集图像。在某些情况下，由无人飞行器照相机采集的图像可以直接从无人飞行器照相机(或通过无人飞行器上的通信部件122)传输到控制终端。采集的图像可随后被存储和/或显示在控制终端上。
[0100] 无人载具可以被构造成携载照相机140。由无人载具携载的照相机在本文中可以被称为“无人载具照相机”。无人载具照相机可以被构造成采集地面环境的图像和/或飞行模式中的无人飞行器的图像。可以将无人载具照相机采集的图像和无人飞行器照相机采集的图像分别发送给控制终端。一个或多个图像可以显示在控制终端上。来自无人载具的图像和来自无人飞行器的图像可以互补。在一些情况下，来自无人载具的图像和来自无人飞行器的图像可以在控制终端处合并。
[0101] 在一些实施例中，提供了一种使用无人飞行器(UAV)采集图像的系统。该系统可以包括状态确定模块，照相机调节模块和照相机控制模块。上述模块中的每一个可以借助于一个或多个处理器单独地或共同地使用硬件和/或软件的组合来实现。一个或多个上述模块可位于控制终端，无人载具和/或无人飞行器上。
[0102] 状态确定模块可以被构造为确定无人飞行器是处于地面模式还是处于飞行模式。该无人飞行器可以被构造成携载照相机。照相机调节模块可以被构造为自动调节照相机的状态以使照相机在无人飞行器处于地面模式时具有第一状态，并且在无人飞行器处于飞行模式时具有第二状态。当无人飞行器的重量由被构造成携载无人飞行器的无人载具承载时，无人飞行器可以处于地面模式。无人飞行器从无人载具上释放时，无人飞行器可处于飞行模式。照相机控制模块可以被构造成控制照相机以在无人飞行器处于地面模式时以第一状态采集图像和当无人飞行器处于飞行模式时以第二状态采集图像。
[0103] 在一些实施例中可以提供使用无人载具采集图像的方法。该方法可以包括确定无人飞行器和无人载具之间的相对状态。无人飞行器可以着陆于无人载具或从无人载具起飞进行飞行。如前所述，无人载具可以被构造成携载照相机(“无人载具照相机”)。该方法可以使用硬件和/或软件的组合来执行。例如，该方法可以借助于一个或多个处理器单独地或共同地实施。该一个或多个处理器可以位于控制终端上。可选地，该一个或多个处理器可以位于无人载具和/或无人飞行器上。无人载具可以包括：被构造成推进无人载具的一个或多个推进部件，被构造为当无人飞行器着陆在无人载具上时支撑无人飞行器的着陆区域，以及被构造成当无人飞行器由着陆区域承载时可释放地与无人飞行器联接的联接单元。
[0104] 该方法可以进一步包括基于所确定的相对状态调节无人载具照相机的状态，并且控制无人载具照相机以采集一个或多个图像。无人载具照相机的状态可以包括无人载具照相机的位置，无人载具照相机关于一个或多个轴线的方向，无人载具照相机的焦距增大/减小，和/或无人载具照相机的电源接通/断开。在一些实施例中，调节无人载具照相机的状态可以包括在无人飞行器处于飞行中时将无人载具照相机的角度调节为指向无人飞行器处402，例如如图4所示。此外，调节无人载具照相机的状态可以包括调节无人载具照相机的角度，使其在无人飞行器着陆在无人载具上时并且在无人飞行器从无人载具起飞之前指向无人飞行器的预期飞行路径的方向。
[0105] 在一些实施例中，控制终端可以被构造为确定无人飞行器联接到无人载具并且不计划起飞。在那些实施例中，可以调节无人载具照相机的状态，使得无人载具照相机被构造为采集地面图像。当采集地面图像时，无人载具照相机可以指向向前方向或侧方向502，例如如图5所示。无人载具照相机可以进一步被构造成当无人载具穿过各种物理地形或环境(例如，水体，陆地，森林或沙漠)时采集图像。
[0106] 无人载具可以包括一个或多个通信部件142。一个或多个通信部件可以被构造为中继在无人飞行器和控制终端之间传输的信号。一个或多个通信部件可以包括发射机，该发射机被构造为将由无人载具照相机采集的图像发送到控制终端。在一些情况下，发射机可以被进一步被构造为将由无人飞行器照相机采集的图像发送到控制终端。控制终端可以被构造成接收由无人飞行器照相机和/或无人载具照相机拍摄的图像。无人飞行器照相机图像和无人载具照相机图像可以彼此互补并在控制终端处合并。在一些情况下，无人载具可以包括一个或多个传感器，一个或多个传感器被构造为在无人载具穿过各种环境时收集环境数据。所收集的环境数据可以经由一个或更多个通信单元被发送到控制终端。在一些情况下，所收集的环境数据可以实时从无人载具传输到控制终端。采集的图像可以用于在制终端处辅助无人载具的操作。无人飞行器照相机和/或无人载具照相机可以被构造成当无人载具穿过各种环境时采集图像。无人载具可以进一步包括一个或多个传感器，一个或多个传感器被构造为在无人载具穿越各种环境时收集环境数据。收集到的环境数据可以实时传输到控制终端。
[0107] 无人载具还可以被构造为从控制终端接收控制信号。控制信号可以用来控制无人载具的操作。在一些实施例中，可以基于采集的图像来生成控制信号。如前所述，采集的图像可以包括环境数据或信息。
[0108] 在一些实施例中，可以提供使用无人载具采集图像的设备。该设备可以包括一个或多个处理器，该处理器被单独地或共同地被构造为确定无人飞行器(UAV)和无人载具之间的相对状态。无人飞行器可以着陆于无人载具或从无人载具起飞进行飞行。无人载具可以被构造成携载照相机。该设备可以进一步被构造为基于无人飞行器的状态生成用于调节附接到无人载具的照相机的状态的第一信号，并且生成用于控制照相机采集图像的第二信号。
[0109] 图6和7是根据一些实施例的示出无人飞行器在无人载具上的对接的说明图。具体而言，图6是准备对接在无人载具上的无人飞行器的示意图，图7是示出对接在无人载具上的无人飞行器的示意图。
[0110] 根据一些实施例，可以提供一种用于将无人飞行器(UAV)对接在无人载具上的方法。该方法可以包括：操作一个或多个推进部件以推进无人载具，接收与无人飞行器在无人载具上对接有关的信号，并且准备无人载具的用于接收无人飞行器的联接单元。联接单元可被构造成联接至无人飞行器的一个或多个起落架。根据本发明的实施例可以提供用于将无人飞行器对接在无人载具上的系统。该系统可以包括动力控制模块、通信模块和对接模块，该动力控制模块被构造为控制一个或多个推进单元以推进无人载具，通信模块被构造为接收与在无人载具上对接无人飞行器有关的信号，该对接模块被构造为准备所述无人载具的联接单元以用于接收所述无人飞行器，其中所述联接单元被构造为联接到所述无人飞行器的一个或多个起落架。动力控制模块，通信模块和对接模块中的一个或多个可位于无人载具上。
[0111] 与无人飞行器的对接相关的信号可以包括与将无人载具移动到用于接收无人飞行器的指定位置有关的第一组信号。第一组信号可以由无人载具的通信部件从控制终端接收。第一组信号可以包括将无人载具移动到用于接收无人飞行器的指定位置的通知/指令。第一组信号可以包括导航信息以指导无人载具移动到指定位置。无人载具的导航模块可以被构造为基于指定位置的位置来计算用于使无人载具移动到指定位置的导航信息。第一组指令可以包括无人飞行器位置数据。无人载具的一个或多个处理器可以被单独地或共同地被构造为(i)确定指定位置并且(ii)基于无人飞行器位置/确定的指定位置来计算导航信息。
[0112] 第一组信号可以由无人载具上的一个或多个传感器或通信部件从无人飞行器接收。第一组信号可以包括无人飞行器的位置数据。在一些实施例中，用于在无人载具上对接无人飞行器的方法可以进一步包括：使用无人载具上的定位装置来收集无人载具的位置数据，处理从无人飞行器接收的第一组信号以获得无人飞行器和无人载具之间的相对位置信息，并生成用于无人载具的导航信息以移动到指定位置以接收无人飞行器。
[0113] 在一些实施例中，该方法可以进一步包括使用附接到无人载具的照相机采集图像，将采集的图像发送到控制终端，并且接收来自控制终端的在采集的图像的辅助下生成的导航指令。与对接无人飞行器有关的信号可以包括指示无人飞行器在无人载具的可对接范围内的第二组信号。可对接范围可以在距无人载具的着陆区域的中心的预定范围内。在一些实施例中，第三组信号可以从无人载具发送到无人飞行器，以通知无人飞行器开始向无人载具的着陆区域降落，例如如图6所示。
[0114] 如前所述，无人载具的联接单元可以准备用于接收无人飞行器。准备联接单元可以包括：当无人飞行器处于可对接范围内时，提升无人载具的联接单元以与无人飞行器联接。准备联接单元可以包括当无人飞行器处于可对接范围内时，使联接单元的夹持结构160从打开状态602(例如，如图6所示)变为闭合状态702(例如，如图7所示)以将无人飞行器的一部分锁定。无人飞行器的要被锁定的部分可对应于无人飞行器的起落架116。在一些情况下，准备联接单元可以包括在无人飞行器处于可对接范围内时，提升联接单元，同时将联接单元的夹持结构从打开状态(例如，在图10的部分B中示出)改变为闭合状态(例如，如图10的部分A所示)以锁定无人飞行器的一部分。
[0115] 在一个实施方式中，无人飞行器可以具有机载无人飞行器能量存储单元，并且无人载具可以具有机载车辆能量存储单元。能量存储单元可以包括一个或多个电池。在一些情况下，能量存储器可以是电池组。电池组可以包括串联，并联或其任何组合的一个或多个电池。无人飞行器的能量存储单元可以为无人飞行器的一个或多个部件供电。无人载具的能量存储单元可以为无人载具的一个或多个部件供电。例如，无人载具的能量存储单元也可以为无人载具的一个或多个推进部件提供动力。在一个示例中，能量存储单元可以是车辆电池。在其他情况下，能量存储单元可以是无人载具上搭载的电池组，该电池组不用于给无人载具的任何其他部件供电。
[0116] 任何能量存储单元都可以有一个或多个电池。可以使用具有本领域已知或以后开发的任何电池化学特性的电池。在一些情况下，电池可以是铅酸电池，阀控铅酸电池(例如胶体电池，吸收的玻璃基质电池(absorbed glass mat batteries))，镍镉(NiCd)电池，镍锌(NiZn)电池，镍金属氢化物(NiMH)电池或锂离子(Li‑ion)电池。电池单元可以串联，并联或以其任何组合连接。电池单元可以作为单个单元或多个单元封装在一起。电池可以是可充电电池。
[0117] 当无人飞行器在飞行中时，无人飞行器可能正在从无人飞行器的能量存储单元放电。当无人飞行器与无人载具对接时，无人飞行器可以在无人飞行器能量存储单元和无人载具能量存储单元之间形成连接。无人载具能量存储单元可以用于给无人飞行器能量存储单元充电。在一个示例中，当无人飞行器着陆在无人载具上时，可以评估无人飞行器能量存储装置的充电状态。当无人飞行器的充电状态降落到阈值以下时，无人载具可以为无人飞行器充电。当无人飞行器未充满电时，无人载具可以给无人飞行器充电。在其它情况下，无人载具可以自动给无人飞行器能量存储单元充电，而不管无人飞行器能量存储单元的充电状态如何。无人载具能量存储单元可以在无人载具运动时被充电。在一些实施例中，当无人飞行器处于无人载具的可充电范围内时，无人载具能够对无人飞行器充电。充电可以通过无人飞行器和无人载具之间的物理连接进行。在其他情况下，可以使用感应充电。因此，可以通过如下的系统提供优点，在该系统中，在无人载具在行进并且可以根据需要启动无人飞行器时可以对无人飞行器充电。这可以允许无人飞行器在无人载具行进时多次从无人载具起飞。
[0118] 在一些情况下，无人载具可以包括充电单元，该充电单元被构造成当无人飞行器在充电单元的可充电范围内时对无人飞行器的电池充电。当无人飞行器着陆在无人载具上时，无人飞行器可以通过无人飞行器和无人载具之间的连接来充电。替代地，当无人飞行器处于可充电范围内时，可以使用无线充电技术对无人飞行器充电。无人载具可被构造为直接向无人飞行器提供动力。
[0119] 无人飞行器可以在无人飞行器的能量存储单元充满电的情况下飞行任意长的时间。例如，无人飞行器能够在充满电时连续飞行大于或等于大约10小时，9小时，8小时，7小时，6小时，5小时，4小时，3.5小时，3小时，2.5小时，2小时，1.5小时，1小时，55分钟，50分钟，45分钟，40分钟，35分钟，30分钟，25分钟，20分钟，15分钟，10分钟，5分钟，3分钟，或1分钟。
替代地，无人飞行器可能只能飞行少于本文提到的任何时间。替代地，无人飞行器能够在落入此处所述的任何两个值之间的时间范围内飞行。飞行时间可以是无人飞行器单独执行飞行功能的时间。飞行时间可以包括在无人飞行器飞行时无人飞行器传输来自搭载物或传感器的图像数据或其他类型的数据。
[0120] 无人载具能够快速地给无人飞行器充电。例如，无人飞行器可以在大约8小时，7小时，6小时，5小时，4.5小时，4小时，3.5小时，3小时，2.5小时，2小时，1.5小时，1小时，45分钟，30分钟，20分钟，15分钟，12分钟，10分钟，8分钟，7分钟，6分钟，5分钟，4分钟，3分钟，2分钟，1分钟，30秒，或10秒内从完全放电状态充电到完全充满状态。替代地，充电可以比此处提供的任何时间值花费更长的时间。充电可以发生在这里描述的任何两个值之间的时间范围内。在某些情况下，充电时间可能会少于飞行时间。在其他情况下，充电时间可以大于或等于飞行时间。充电时间与飞行时间之比可以是约10:1，8:1，6:1，5:1，4:1，3:1，2:1，1:1，1:2，1:3，1:4，1:5，1:6，1:8或1:10。
[0121] 无人载具能够用任何电压和/或电流输入给无人飞行器充电。在一些情况下，无人飞行器能量存储单元可以接收与无人载具电池的充电电压对应的充电电压。例如，如果无人载具使用12V电池，则无人飞行器能量存储单元可以在12V下被充电。在其他示例中，可以使用约1V，3V，5V，7V，10V，12V，14V，16V，18V，20V，24V，30V，36V，42V或48V。
[0122] 在替代实施例中，无人飞行器能量存储单元可以是可从无人飞行器移除的电池组。在一些示例中，无人载具可以具有可以更换成无人飞行器的电池组的另一个电池组。无人载具可具有一个或多个部件，其可允许在不需要人为干预的情况下自动地取出电池组。机器臂或其他功能可用于更换电池组。
[0123] 一个或多个电池组可以存储在无人载具上。电池组可以在被存储在无人载具上时被充电。在一些情况下，当无人载具正在操作时，无人飞行器的电池组可以由无人载具的电池充电。无人载具在操作时可能是静止的或运动的。在某些情况下，可以使用可再生能源为无人飞行器的电池组充电。例如，可以采用太阳能来为无人飞行器的电池组充电。
[0124] 因而当无人飞行器的耗尽电池更换为电池组时，电池组可以处于完全充电或部分充电状态。在一些情况下，当无人飞行器与无人载具对接时，可以对无人飞行器的电池的充电状态进行评估。在一些实施例中，取决于充电状态，无人飞行器电池可以被充电，或者无人飞行器电池可以更换为新的电池。在一些情况下，新电池的充电状态也可以被评估。
[0125] 在一些实施例中，可以提供一种用于从无人载具卸载无人飞行器的方法。该方法可以包括接收与从无人载具释放无人飞行器有关的信号，并准备无人载具的用于释放无人飞行器的联接单元。准备用于释放无人飞行器的联接单元可以包括在无人飞行器准备好从无人载具起飞时，降低无人载具上的联接单元以解锁无人飞行器。用于无人飞行器解除对接的方法还可以包括检测环境并且在降低联接单元以解锁无人飞行器之前，确定环境是否适合无人飞行器起飞。
[0126] 图8示出了根据一些实施例的无人载具的不同示意图。部分A，B和C分别示出无人载具130的俯视图，侧视图和前视图。无人载具可以被构造成携载无人飞行器。
[0127] 无人载具可以包括着陆区域134，着陆区域134被构造成当无人飞行器着陆在无人载具上时支撑无人飞行器(未示出)。着陆区域可能是一个平台。在一些情况下，无人载具可以进一步包括壳体单元，该壳体单元被构造成当无人飞行器在平台上对接时至少部分地包围无人飞行器。
[0128] 无人载具还可以包括联接单元136，联接单元136被构造成当无人飞行器由着陆区域支撑时与无人飞行器的一个或多个起落架可释放地联接。无人载具还可以包括一个或多个推进部件132，一个或多个推进部件132被构造成推进无人载具。可以提供用于在无人载具上携载无人飞行器的方法。该方法可以包括：提供被构造成当无人飞行器着陆在无人载具上时支撑无人飞行器的着陆区域；提供联接单元，联接单元被构造为当无人飞行器由着陆区域支撑时与无人飞行器的一个或多个起落架可释放地联接；并且使用一个或多个推进部件来推进无人载具。
[0129] 在图8的例子中，无人载具可以包括四轮底盘。一个或多个推进部件132，着陆区域134和联接单元136可设置在四轮底盘上或可操作地联接到四轮底盘。
[0130] 一个或多个推进部件可以由电池系统供电。该一个或多个推进部件可以包括：由马达驱动的后轮；被构造成控制无人载具的转动的前轮；和为每个轮提供减少震动的独立的防震悬架。由给马达提供动力的电池系统给底盘供电。马达可通过传动齿轮驱动后轮转动。前轮可以通过转向发动机或马达控制底盘的转动。
[0131] 图8中的四轮底盘可以具有相对较大的转弯半径，并且可以主要适用于在底盘以直线移动时采集图像。在一些实施例中，为了改善转弯半径并在狭小的空间中实现图像采集，四轮全向底盘可以用于无人载具。
[0132] 在四轮全向底盘中，一个或多个推进部件可以包括四个轮，并且每个轮可以是由马达控制的45度全向轮。可以通过在多个轮之间分配转动速度来控制无人载具的方向。所述一个或多个推进部件还可以包括用于每个轮的独立防震悬架以减小震动。通过转动速度在四个轮之间的不同分配，底盘可以在任何方向上平移。四轮全向底盘可提供良好的机动性，全向的移动性，以及在狭小的空间限制下移动时采集图像的能力。
[0133] 在一些实施例中，三轮全向底盘可以用于无人载具。在三轮全向底盘中，一个或多个推进部件可以包括三个轮，并且每个轮可以是90度全向轮。三个轮可以沿圆周排布，在相邻轮之间具有大致120度的角度。所述一个或更多个推进部件可以进一步包括竖直防震悬架以减小振动。四轮全向底盘可提供良好的机动性，全向的移动性，以及在狭小的空间限制下移动时采集图像的能力。
[0134] 在一些实施例中，履带式底盘可以用于无人载具。在履带式底盘中，一个或多个推进部件可以包括分别在两侧分布的两个连续的履带。每个连续的履带可以由一个或多个轮驱动。所述一个或多个推进部件可以进一步包括辅助支撑轮，所述辅助支撑轮被构造为进行竖直防震。类似于差速器底盘，左侧和右侧的每个轮都可以由马达驱动。履带式底盘可以提供良好的越野能力。
[0135] 在一些实施例中，多立柱底盘可以用于无人载具。在多立柱底盘中，一个或多个推进部件可以包括由马达驱动的多个立柱。多立柱底盘可以提供良好的越野能力。
[0136] 接着，将参照图9和10进一步详细描述图8所示的联接单元136。图9和图10示出了根据一些实施例的联接单元的不同示意图。联接单元可以被构造成与无人飞行器的一个或多个部件联接/分离。
[0137] 联接单元可以被构造为在无人载具运动时保持无人飞行器附接到无人载具。在一些实施例中，联接单元可以被构造成在无人载具以例如1m/s与2m/s之间，小于1m/s或大于2m/s的速度移动时防止无人飞行器从无人载具脱离。
[0138] 联接单元可以包括一个或多个夹持结构160，一个或多个夹持结构160被构造为锁定或解锁无人飞行器底部的一个或多个起落架。联接单元可允许无人飞行器在无人载具的着陆区域的可对接范围内对接。可对接范围可以在从着陆区域的中心起的预定范围内。
[0139] 在图9的实施例中，联接单元136可以包括提升单元162，所述提升单元162包括连接到一对夹持结构160的水平杆164。每个夹持结构可以包括连接到一对爪部168以形成剪式连杆的四杆式连杆166。四杆式连杆的顶部铰接件170可以固定地连接到着陆区域(未示出)，使得当水平杆沿图10所示的方向1002升高时，四杆式连杆移动以打开爪部。类似地，当水平杆在图10所示的方向1004上降落时，四杆式连杆移动以闭合爪部。每个夹持结构可以包括夹持器支架169。当联接单元联接到无人飞行器时，无人飞行器的一部分可以由夹持器支架支撑。
[0140] 升降单元可以包括通过联接元件176联接到马达174的竖直螺杆172。水平杆可以经由螺母178附接到螺杆。水平杆可以刚性地联接到螺母。马达可以位于无人载具的着陆区域下方。基部支架180可以设置在螺杆的一个端部上。基部支架可以被构造成支撑无人载具的着陆区域。
[0141] 参考图10的部分A，马达可以被构造成沿第一方向1006转动螺杆。螺杆在第一方向上的转动可以沿方向1004降低水平杆，其同时闭合夹持结构的爪部以当爪部处于闭合状态时锁定无人飞行器。参考图10的部分B，马达可以被构造成沿第二方向1008转动螺杆。螺杆在第二方向上的转动可以在方向1002上抬高水平杆，这同时打开夹持结构的爪部以当爪部处于打开状态时解锁无人飞行器。第一方向1006和第二方向1008可以彼此相反。例如，在一些实施例中，第一方向可以是逆时针方向，并且第二方向可以是顺时针方向。
[0142] 在图9的例子中，当螺杆被马达转动时，水平杆被构造成沿着螺杆的纵向轴线173平移。为了将转动运动转换为平移运动，可以设置一对支撑杆182以防止水平杆转动。该对支撑杆可以通过位于支撑杆的一个端部上的基部底座184刚性地固定就位。支撑杆的另一端部可以经由板186和联接元件188联接到马达174的主体。水平杆可以通过螺母190附接到支撑杆，使得水平杆能够沿着支撑杆滑动。基部底座184也可以被构造成支撑无人载具(未示出)的着陆区域。在一些实施例中，锁定环192可以设置在支撑杆上。锁定环可使用一个或多个紧固元件刚性地连接到无人载具的一个或多个部分(例如，载具的着陆区域)，以将支撑杆保持到位。
[0143] 图11示出了根据一些实施例的附接到着陆区域的联接单元的示意图。着陆区域可以对应于图8所示的着陆区域134。联接单元可以对应于图9和10中所示的联接单元136。图12示出了图11的实施例的不同示意图。在图12中，部分A和B描绘不同的侧面示意图，部分C描绘顶部示意图，并且部分D描绘底部示意图。
[0144] 着陆区域可以包括一个或多个中空结构138，以用于容纳夹持结构。当螺杆转动以升高水平杆时，夹持结构160可从着陆区域134下方穿过中空结构突出到着陆区域上方。相反，当螺杆转动以降低水平杆时，夹持结构可以从着陆区上方通过中空结构缩回到着陆区下方。
[0145] 图9，10和11中的实施例例如可以设置在无人载具中，如图13，14和15所示。图13描绘了包括联接单元的无人载具的透视示意图。图14的部分A，B和C描绘了包括联接单元的无人载具的不同侧面示意图。图15的部分A和B分别描绘了包括联接单元的无人载具的俯视和仰视示意图。无人载具可以类似于之前参照图8描述的实施例。无人载具可以被构造为当无人飞行器着陆在无人载具上时支撑无人飞行器。为了清楚起见，图13，14和15中仅示出了无人飞行器的一部分(着陆支架116)。如在本文中其他地方所描述的，无人载具上的联接单元的夹持结构160可以被构造成与无人飞行器的着陆支架联接/分离。
[0146] 在一些实施例中，一个或多个夹持结构可以被构造为当无人飞行器以与无人载具的水平速度基本类似的水平速度飞行时，连接至无人飞行器。在一些情况下，当调节一个或多个夹持结构的高度时，一个或多个夹持结构的开口可以同时改变。替代地，一个或多个夹持结构可以被构造成当无人飞行器飞行并着陆到静止的无人载具上时连接到无人飞行器。
[0147] 接下来参考图16和17描述根据各种实施例的不同类型的联接单元。
[0148] 参考图16的部分A，联接单元136‑1可以包括第一刚性构件804‑1，第一刚性构件804‑1包括连接到马达806的第一端部。马达可以被构造成提供第一刚性构件的枢转运动。
第一刚性构件还可以包括连接到第一铰接接头806‑1的第二端部。联接单元还可以包括第二刚性构件804‑2，第二刚性构件804‑2包括连接到第一铰接接头806‑1的第一端部和连接到铰接板808‑1的第二端部。铰接板可被构造成当铰接板与相对的板808‑2联接时，锁定无人飞行器的一部分810。部分810可以是例如无人飞行器的着陆支架。联接单元还可以包括第三刚性构件804‑3，第三刚性构件804‑3包括连接到铰接板808‑1的第一端部和连接到第二铰接接头806‑2的第二端部。铰接板可以被构造成当第一刚性构件枢转时与相对的板连接或分离。
[0149] 参考图16的部分B，联接单元136‑2可以包括第一刚性构件814，第一刚性构件814包括连接到马达816的第一端部。马达可以被构造成提供第一刚性构件的枢转运动。第一刚性构件还可以包括连接到铰接接头818的第二端部。联接单元还可以包括第二刚性构件820，第二刚性构件820包括连接到铰接接头的第一端部和连接到滑块822的第二端部。当第一刚性构件枢转时，滑块滑动以与相对的板824联接或分离以锁定或解锁无人飞行器的一部分826。部分826可以是例如无人飞行器的着陆支架。
[0150] 参考图16的部分C，联接单元136‑3可以包括气缸830，气缸830被构造成提供连接到气缸的突起832的直线运动，以与停止板834联接或分离以锁定或解锁无人飞行器的部分836。部分836可以是例如无人飞行器的着陆支架。该突起可以被构造为插入通过部分836中的中空结构，以与停止板联接以锁定无人飞行器。
[0151] 参考图16的部分D，联接单元136‑4可以包括电磁体840。电磁体可以被构造为经由设置在无人飞行器的一部分842上的磁体844与无人飞行器的该部分842联接或分离。部分842可以是例如无人飞行器的着陆支架。因此，联接单元可以被构造成经由磁性连接来锁定或解锁无人飞行器的该部分。
[0152] 图17示出了根据一些实施例的联接单元136‑5的示意图。联接单元可以设置在无人载具(未示出)上。联接单元可以包括附接到基部206的多个支撑支架205。每个支撑支架的端部可以具有V形槽207。无人飞行器的一部分214(例如，着陆部件)可以被支撑在支撑支架的V形槽端部处。每个支撑支架还可以包括设置在V形槽端部处的阻挡器208。阻挡器可以经由铰接接头210可转动地联接到支撑支架。阻挡器可以被构造成在打开位置和闭合位置之间转动。当阻挡器处于闭合位置时，其由208'表示，使得阻挡器朝向V形槽部分的端部212对齐。如图17所示，无人飞行器的一部分214可以支撑在支撑支架的V形槽部分上。当阻挡器处于打开位置时，可以允许无人飞行器从无人载具起飞。相反，当阻挡器处于闭合位置208'时，无人飞行器可以被联接单元锁定并防止起飞。
[0153] 这里描述的系统，装置和方法可以应用于各种各样的可移动物体。如前所述，这里对诸如无人飞行器的飞行器的任何描述都可以应用于任何可移动物体并用于任何可移动物体。这里对飞行器的任何描述都可以特别适用于无人飞行器。本发明的可移动物体可以被构造为在任何合适的环境中移动，例如在空气中(例如，固定翼飞机，旋翼飞机或既不具有固定翼也不具有旋翼的飞机)，在水中(例如，船或潜水艇)，在地面上(例如，汽车，卡车，公共汽车，货车，摩托车，自行车；可移动结构或机架，例如棒，钓竿；或火车)，地下(例如地铁)，空间中(例如空间飞机，卫星或探测器)或这些环境的任何组合。可移动物体可以是车辆，例如本文其他地方描述的车辆。在一些实施例中，可移动物体可以由诸如人或动物的生物携载，或者从生物上取走。
[0154] 可移动物体可以相对于六个自由度(例如，三个平移自由度和三个转动自由度)在环境内自由移动。替代地，可移动物体的移动可以相对于一个或多个自由度例如通过预定路径，轨道或定向被约束。该运动可以通过任何合适的致动机构来致动，例如发动机或马达。可移动物体的致动机构可以由诸如电能，磁能，太阳能，风能，重力能，化学能，核能或其任何合适的组合的任何适合的能量源驱动。如本文其他地方所述，可移动物体可以经由推进系统被自行推进。推进系统可以可选地依靠诸如电能，磁能，太阳能，风能，重力能，化学能，核能或其任何合适组合的能量源运行。替代地，可移动物体可以由生物携载。
[0155] 在一些情况下，可移动物体可以是飞行器。例如，飞行器可以是固定翼飞机(例如飞机，滑翔机)，旋翼飞机(例如直升机，旋翼机)，具有固定翼和旋翼的飞机或不具有固定翼和旋翼的飞机(例如，软式气艇，热气球)。一架飞行器可以自行推进，例如通过空气自行推进。自推进式飞行器可以利用推进系统，例如包括一个或多个发动机，马达，轮，轴，旋翼，磁体，螺旋桨，叶片，喷嘴或其任何适当组合的推进系统。在一些情况下，推进系统可用于使可移动物体能够从表面起飞，着陆在表面上，保持其当前位置和/或定向(例如悬停)，改变定向和/或改变位置。
[0156] 可移动物体可以由用户远程控制或由可移动物体内或上的乘客在本地控制。可移动物体可以通过单独的运载工具内的乘客远程控制。在一些实施例中，可移动物体是无人可移动物体，例如无人飞行器。无人可移动物体，例如无人飞行器，可能没有搭载在可移动物体上的乘客。可移动物体可以由人或自主控制系统(例如，计算机控制系统)或其任何适当的组合来控制。可移动物体可以是自主或半自主的机器人，例如被构造有人工智能的机器人。
[0157] 可移动物体可以具有任何合适的尺寸和/或大小。在一些实施例中，可移动物体可以具有如下的尺寸和/或大小以使运载工具内或运载工具上具有人类乘员。替代地，可移动物体的尺寸和/或大小可以小于能够在运载工具内或运载工具上放置人类乘员的尺寸和/或大小。可移动物体可以具有适合于被人抬起或携载的尺寸和/或大小。替代地，可移动物体可以大于适合于被人抬起或携载的尺寸和/或大小。在一些情况下，可移动物体可具有小于或等于大约2cm，5cm，10cm，50cm，1m，2m，5m或10m的最大尺寸(例如，长度，宽度，高度，直径，对角线)。最大尺寸可以大于或等于约2厘米，5厘米，10厘米，50厘米，1米，2米，5米或10米。例如，可移动物体的相对旋翼的轴之间的距离可以小于或等于约2厘米，5厘米，10厘米，50厘米，1米，2米，5米或10米。替代地，相对旋翼的轴之间的距离可以大于或等于约2厘米，5厘米，10厘米，50厘米，1米，2米，5米或10米。
[0158] 在一些实施例中，可移动物体可具有小于100cm×100cm×100cm，小于50cm×50cm3 3
×30cm或小于5cm×5cm×3cm的体积。可移动物体的总体积可以小于或等于约1cm ，2cm ，
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
5cm ，10cm ，20cm ，30cm ，40cm ，50cm ，60cm ，70cm ，80cm，90cm ，100cm ，150cm ，200cm ，
3 3 3 3 3 3 3 3 3
300cm ，500cm ，750cm ，1000cm ，5000cm ，10000cm ，100000cm ，1m或10m 。相反地，可移动
3 3 3 3 3 3 3 3 3
物体的总体积可以大于或等于约1cm ，2cm ，5cm ，10cm ，20cm ，30cm ，40cm ，50cm ，60cm ，
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
70cm ，80cm ，90cm ，100cm ，150cm ，200cm ，300cm ，500cm ，750cm ，1000cm ，5000cm ，
3 3 3 3
10000cm，100000cm，1m或10m。
[0159] 在一些实施例中，可移动物体可以具有小于或等于大约32000cm2，20000cm2，2 2 2 2 2 2 2
10000cm ，1000cm ，500cm ，100cm ，50cm ，10cm或5cm或更大的占地面积(其可以指可移动
2 2
物体所包围的横向横截面积)。相反，占地面积可以大于或等于大约：32000cm ，20000cm ，
2 2 2 2 2 2 2
10000cm，1000cm，500cm，100cm，50cm，10cm或5cm。
[0160] 在某些情况下，可移动物体的重量不得超过1000kg。可移动物体的重量可以小于或等于约1000kg，750kg，500kg，200kg，150kg，100kg，80kg，70kg，60kg，50kg，45kg，40kg，35kg，30kg，25kg，20kg，15kg，12kg，10kg，9kg，8kg，7kg，6kg，5kg，4kg，3kg，2kg，1kg，0.5kg，
0.1kg，0.05kg或0.01kg。相反，重量可以大于或等于约1000kg，750kg，500kg，200kg，150kg，
100kg，80kg，70kg，60kg，50kg，45kg，40kg，35kg，30kg，25kg，20kg，15kg，12kg，10kg，9kg，
8kg，7kg，6kg，5kg，4kg，3kg，2kg，1kg，0.5kg，0.1kg，0.05kg或0.01kg。
[0161] 在一些实施例中，可移动物体可以相对于由可移动物体承载的负载较小。负载可以包括搭载物和/或载具，如本文其他位置进一步详细描述的。在一些示例中，可移动物体重量与负载重量的比率可以大于，小于或等于约1：1。在一些情况下，可移动物体重量与负载重量的比率可以大于，小于或等于约1：1。可选地，载具重量与负载重量的比率可以大于，小于或等于约1：1。当需要时，可移动物体重量与负载重量之比可以小于或等于1：2，1：3，1：4，1：5，1：10或甚至更小。相反地，可移动物体重量与负载重量的比率也可以大于或等于2:
1，3:1，4:1，5:1，10:1或甚至更大。
[0162] 在一些实施例中，可移动物体可具有较低的能量消耗。例如，可移动物体可以使用小于约5W/h，4W/h，3W/h，2W/h，1W/h或更小的能量消耗。在一些情况下，可移动物体的载具可能具有较低的能量消耗。例如，载具可以使用小于约5W/h，4W/h，3W/h，2W/h，1W/h或更小的能量消耗。可选地，可移动物体的搭载物可具有较低的能量消耗，诸如小于约5W/h，4W/h，3W/h，2W/h，1W/h或更小。
[0163] 如本文所述，无人飞行器可以是可移动物体的示例。无人飞行器可以包括具有任何数量的旋翼(例如，一个，两个，三个，四个，五个，六个或更多)的推进系统。无人飞行器的旋翼，旋翼组件或其他推进系统可以使得无人飞行器能够悬停/保持位置，改变定向和/或改变位置。相对旋翼的轴之间的距离可以是任何合适的长度。例如，长度可以小于或等于2米，或者小于等于5米。在一些实施例中，长度可以在40cm至1m，10cm至2m或5cm至5m的范围内。这里对无人飞行器的任何描述都可以应用于可移动物体，例如不同类型的可移动物体，反之亦然。无人飞行器可以使用本文所述的辅助起飞系统或方法。
[0164] 在一些实施例中，可移动物体可以被构造为承载一负载。该负载可以包括乘客，货物，设备，仪器等中的一个或多个。负载可以设置在壳体内。该壳体可以与可移动物体的壳体分离，或者可以是用于可移动物体的壳体的一部分。替代地，负载可以设置有壳体，而可移动物体不具有壳体。替代地，负载的部分或整个负载可以不设置壳体。负载可以相对于可移动物体刚性地固定。可选地，负载可以相对于可移动物体移动(例如，相对于可移动物体可平移或可转动)。如本文其他地方所述，负载可以包括搭载物和/或载具。
[0165] 在一些实施例中，可移动物体，载具和搭载物相对于固定坐标系(例如，周围环境)和/或彼此的移动可以由终端控制。终端可以是在远离可移动物体，载具和/或搭载物的位置处的远程控制装置。该终端可以设置在或固定在支撑平台上。替代地，终端可以是手持式或可穿戴式装置。例如，终端可以包括智能手机，平板电脑，膝上型电脑，计算机，眼镜，手套，头盔，麦克风或其适当的组合。终端可以包括用户界面，诸如键盘，鼠标，操纵杆，触摸屏或显示器。可以使用任何合适的用户输入来与终端相互作用，诸如手动输入的命令，语音控制，手势控制或位置控制(例如，经由终端的移动，位置或倾斜)。
[0166] 该终端可以用来控制可移动物体，载具和/或搭载物的任何适当状态。例如，可以使用终端来控制可移动物体，载具和/或搭载物相对于彼此和/或固定坐标系的位置和/或定向。在一些实施例中，终端可用于控制可移动物体，载具和/或搭载物的各个元件，诸如载具的致动部件，搭载物的传感器或搭载物的发射机。该终端可以包括适合于与可移动物体，载具或搭载物中的一个或多个通信的无线通信装置。
[0167] 终端可以包括用于查看可移动物体，载具和/或搭载物的信息的合适的显示单元。例如，终端可以被构造为显示可移动物体，载具和/或搭载物的关于位置，平移速度，平移加速度，定向，角速度，角加速度或其任何合适组合的信息。在一些实施例中，终端可以显示由搭载物提供的信息，诸如由功能搭载物提供的数据(例如，由照相机或其他图像采集装置记录的图像)。
[0168] 可选地，同一终端既可以控制可移动物体，载具和/或搭载物，也可以控制可移动物体，载具和/或搭载物的状态，以及接收和/或显示来自可移动物体，载具和/或搭载物的信息。例如，终端可以在显示搭载物所采集的图像数据或者关于搭载物的位置的信息的同时，控制搭载物相对于环境的定位。替代地，不同的终端可以用于不同的功能。例如，第一终端可以控制可移动物体，载具和/或搭载物的移动或状态，而第二终端可以接收和/或显示来自可移动物体，载具和/或搭载物的信息。例如，可以使用第一终端来控制搭载物相对于环境的定位，而第二终端显示搭载物采集的图像数据。在可移动物体和既控制可移动物体又接收数据的集成终端之间，或者在可移动物体和既控制可移动物体又接收数据的多个终端之间可利用各种通信模式。例如，可以在可移动物体和终端之间形成至少两种不同的通信模式，终端既控制可移动物体又接收来自可移动物体的数据。
[0169] 图18示出了根据本发明实施例的包括支撑平台1802和搭载物1804的可移动物体1800。尽管可移动物体1800被描述为飞行器，但是这种描述并非意在限制，而是可以使用任何合适类型的可移动物体，如前所述。本领域技术人员将会理解，本文在飞行器系统的上下文中描述的任何实施例可以应用于任何合适的可移动物体(例如，UAV)。在一些情况下，可以在可移动物体1800上提供搭载物1804而不需要支撑平台1802。可移动物体1800可以包括推进机构1806，感测系统1808和通信系统1810。
[0170] 推进机构1806可以包括如上所述的旋翼，螺旋桨，叶片，发动机，马达，轮子，轴，磁体或喷嘴中的一个或多个。可移动物体可以具有一个或多个，两个或更多个，三个或更多个，或四个或更多个推进机构。推进机构可以都是同一类型的。或者，一个或多个推进机构可以是不同类型的推进机构。推进机构1806可以使用任何合适的装置(例如本文其他地方所述的支撑元件(例如，驱动轴))安装在可移动物体1800上。推进机构1806可以安装在可移动物体1800的任何适当部分上，例如在其顶部、底部、前部、后部、侧面或其合适的组合上。
[0171] 在一些实施例中，推进机构1806可以使得可移动物体1800能够从表面或地面垂直地起飞或者在表面上垂直地着陆，而不需要可移动物体1800的任何水平移动(例如，没有沿着跑道向下行进)。可选地，推进机构1806可以是可操作的，以允许可移动物体1800在指定位置和/或方向悬停在空气中。一个或多个推进机构1806可独立于其他推进机构进行控制。或者，推进机构1806可以配置为同时被控制。例如，可移动物体1800可以具有多个水平取向的旋翼，其可以向可移动物体提供升力和/或推力。多个水平定向的旋翼可以被致动以向可移动物体1800提供竖直起飞、垂直着陆和悬停能力。在一些实施例中，一个或多个水平定向的旋翼可以沿顺时针方向旋转，而一个或多个水平旋翼可以沿逆时针方向旋转。例如，顺时针旋翼的数量可以等于逆时针旋翼的数量。每个水平定向的旋翼的旋转速率可以单独地改变，以控制每个旋翼产生的升力和/或推力，并由此调节可移动物体1800的空间布置、速度和/或加速度(例如，关于多达三自由度的平移和多达三自由度的旋转)。
[0172] 感测系统1808可以包括一个或多个传感器，其可以感测可移动物体1800的空间布置、速度和/或加速度(例如，关于多达三自由度的平移和多达三自由度的旋转)。一个或多个传感器可以包括全球定位系统(GPS)传感器，运动传感器，惯性传感器，接近传感器或图像传感器。由感测系统1808提供的感测数据可用于控制可移动物体1800的空间布置、速度和/或取向(例如，使用合适的处理单元和/或控制模块，如下所述)。或者，感测系统1808可用于提供关于可移动物体周围的环境的数据，例如天气状况、与潜在障碍物的接近度、地理特征的位置、人造结构的位置等。
[0173] 通信系统1810经由无线信号1816实现与具有通信系统1814的终端1812的通信。通信系统1810和1814可以包括适用于无线通信的任何数量的发射器、接收器和/或收发器。通信可以是单向通信，使得数据可以仅在一个方向上传输。例如，单向通信可以仅涉及可移动物体1800将数据传输到终端1812，或者反之亦然。数据可以从通信系统1810的一个或多个发射机发送到通信系统1814的一个或多个接收机，反之亦然。或者，通信可以是双向通信，使得数据可以在可移动物体1800与终端1812之间的两个方向上传输。双向通信可以涉及将数据从通信系统1810的一个或多个发射机发送到通信系统1814的一个或多个接收机，反之亦然。
[0174] 在一些实施例中，终端1812可以向可移动物体1800、支撑平台1802和搭载物1804中的一个或多个提供控制数据，并从可移动物体1800、支撑平台1802和搭载物1804中的一个或多个接收信息(例如可移动物体、支撑平台或搭载物的位置和/或运动信息；由搭载物感测的数据，例如由搭载物相机捕捉的图像数据)。在一些情况下，来自终端的控制数据可以包括用于可移动物体、支撑平台和/或搭载物的相对位置、移动、致动或控制的指令。例如，控制数据可以导致可移动物体的位置和/或取向的修改(例如，经由推进机构1806的控制)，或者搭载物相对于可移动物体的移动(例如经由支撑平台1802的控制)。来自终端的控制数据可以导致对搭载物的控制，例如控制相机或其他图像捕捉装置的操作(例如，拍摄静止或移动图片，放大或缩小，打开或关闭，切换成像模式，改变图像分辨率，改变焦距，改变景深，改变曝光时间，改变观看角度或视野)。在一些情况下，来自可移动物体、支撑平台和/或搭载物的通信可以包括来自一个或多个传感器(例如，感测系统1808或搭载物1804)的信息。通信可以包括来自一个或多个不同类型的传感器(例如，GPS传感器，运动传感器，惯性传感器，接近传感器或图像传感器)的感测信息。这样的信息可以涉及可移动物体、支撑平台和/或搭载物的位置(例如，位置，取向)、移动或加速。来自搭载物的这种信息可以包括由搭载物捕捉的数据或搭载物的感测状态。由终端1812发送的所提供的控制数据可以被配置为控制可移动物体1800、支撑平台1802或搭载物1804中的一个或多个的状态。替代地或组合地，支撑平台具1802和搭载物1804也可以各自包括通信模块，其被配置为与终端1812进行通信，使得终端可以独立地与可移动物体1800、支撑平台1802和搭载物1804中的每一个进行通信并对其进行控制。
[0175] 在一些实施例中，可移动物体1800可以被配置为除了终端1812之外还与另一个远程装置通信，或者与代替终端1812的另一个远程装置通信。终端1812还可以被配置为与另一个远程装置以及可移动物体1800通信。例如，可移动物体1800和/或终端1812可以与另一可移动物体或另一可移动物体的支撑平台或搭载物通信。当需要时，远程装置可以是第二终端或其他计算装置(例如，计算机，膝上型计算机，平板电脑，智能手机或其他移动装置)。远程装置可以被配置为向可移动物体1800发送数据，从可移动物体1800接收数据，向终端
1812发送数据，和/或从终端1812接收数据。可选地，远程装置可以连接到因特网或其他电信网络，使得从可移动物体1800和/或终端1812接收的数据可以被上传到网站或服务器。
[0176] 图19是根据实施例的用于控制可移动物体的系统1900的框图形式的示意图。系统1900可以与本文公开的系统、装置和方法的任何合适的实施例组合使用。系统1900可以包括感测模块1902，处理单元1904，非暂时性计算机可读介质1906，控制模块1908和通信模块
1910。
[0177] 感测模块1902可以利用以不同方式收集与可移动物体有关的信息的不同类型的传感器。不同类型的传感器可以感测来自不同来源的信号或不同类型的信号。例如，传感器可以包括惯性传感器，GPS传感器，接近传感器(例如激光雷达)或视觉/图像传感器(例如照相机)。感测模块1902可以可操作地联接到具有多个处理器的处理单元1904。在一些实施例中，感测模块可以可操作地联接到传输模块1912(例如，Wi‑Fi图像传输模块)，传输模块1912被配置为将感测数据直接传输到合适的外部装置或系统。例如，传输模块1912可以用于将由感测模块1902的照相机捕捉的图像传输到远程终端。
[0178] 处理单元1904可以具有一个或多个处理器，诸如可编程处理器(例如，中央处理单元(CPU))。处理单元1904可以可操作地耦合到非暂时性计算机可读介质1906。非暂时性计算机可读介质1906可以存储可由处理单元1904执行以执行一个或多个步骤的逻辑、代码和/或程序指令。非暂时性计算机可读介质可以包括一个或多个存储器单元(例如，可移动介质或外部存储器，例如SD卡或随机存取存储器(RAM))。在一些实施例中，来自感测模块1902的数据可以被直接传送并存储在非暂时性计算机可读介质1906的存储器单元内。非暂时性计算机可读介质1906的存储器单元可以存储由处理单元1904可执行的以执行本文描述的方法的任何合适的实施例的逻辑、代码和/或程序指令。举例来说，处理单元1904可被配置为执行使处理单元1904的一个或多个处理器分析由感测模块产生的感测数据的指令。
存储器单元可存储来自感测模块的感测数据以由处理单元1904处理。在一些实施例中，非暂时性计算机可读介质1906的存储器单元可用以存储由处理单元1904产生的处理结果。
[0179] 在一些实施例中，处理单元1904可以可操作地耦合到配置成控制可移动物体的状态的控制模块1908。例如，控制模块1908可以被配置成控制可移动物体的推进机构以相对于六个自由度调节可移动物体的空间布置、速度和/或加速度。可选地或组合地，控制模块1908可以控制支撑平台、搭载物或感测模块的状态中的一个或多个。
[0180] 处理单元1904可以可操作地耦合到通信模块1910，通信模块1910被配置为从一个或多个外部装置(例如，终端，显示装置或其他遥控器)发送和/或接收数据。可以使用任何合适的通信手段，例如有线通信或无线通信。例如，通信模块1910可以利用局域网(LAN)，广域网(WAN)，红外线，无线电，WiFi，点对点(P2P)网络，电信网络，云通信等中的一个或多个。可选地，可以使用中继站，诸如塔，卫星或移动站。无线通信可以是接近度相关的或接近度无关的。在一些实施例中，通信可以需要或可以不需要视距。通信模块1910可以发送和/或接收来自感测模块1902的感测数据、处理单元1904产生的处理结果、预定控制数据、来自终端或遥控器的用户命令等中的一个或多个。
[0181] 系统1900的部件可以以任何合适的配置来布置。例如，系统1900的一个或多个部件可以位于可移动物体、支撑平台、搭载物、终端、感测系统或与上述一个或多个部件通信的附加外部装置上。另外，虽然图19描绘了单个处理单元1904和单个非暂时性计算机可读介质1906，但本领域技术人员将会理解，这不意图是限制性的，并且系统1900可以包括多个处理单元和/或非暂时性计算机可读介质。在一些实施例中，多个处理单元和/或非暂时性计算机可读介质中的一个或多个可以位于不同位置，例如位于可移动物体、支撑平台、搭载物、终端、感测模块、与上述一个或多个部件通信的附加外部装置或其适当的组合上，使得由系统1900执行的处理和/或存储功能的任何合适的方面可以在一个或多个上述位置处发生。
[0182] 虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施例，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，这样的实施例仅作为示例提供。在不偏离本发明的情况下，本领域技术人员现在将想到许多变化，改变和替换。应该理解的是，可以在实践本发明时采用在此描述的本发明实施例的各种替代方案。意图是以下权利要求限定本发明的范围，并且由此涵盖这些权利要求范围内的方法和结构及其等同例。

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