相關(guān)申請(qǐng)
本申請(qǐng)要求于2015年2月24日遞交的、名稱為“near-flighttestingmaneuversforautonomousaircraft”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)no.62/119,838的權(quán)益,以引用方式將該臨時(shí)專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容明確地并入本文。
背景技術(shù):
預(yù)飛檢查經(jīng)常被飛行人員執(zhí)行,以便在起飛之前驗(yàn)證常規(guī)飛行器是對(duì)于飛行安全的。例如,商用飛機(jī)的機(jī)組人員可以執(zhí)行各種結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的預(yù)飛檢查,以便確認(rèn)飛行器是起作用的并且對(duì)于飛行足夠安全的。作為這樣的預(yù)飛檢查的一部分,通?;谥T如是乘客和貨物的飛行器內(nèi)的有效載荷的重量和放置來計(jì)算飛行器的重心(cg)。cg計(jì)算通常是經(jīng)常由人類完成的靜態(tài)的計(jì)算。其它檢查也可以被執(zhí)行,諸如基于電池充電水平或者發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行壽命的功率或者引擎狀態(tài)。基于預(yù)飛檢查期間的這樣的計(jì)算,當(dāng)飛行器位于地面上時(shí),可以預(yù)先放置有效載荷,并且可以將乘客移到不同的座位,以便調(diào)整cg以便促進(jìn)穩(wěn)定的、安全的飛行。
對(duì)可負(fù)擔(dān)的自主飛行器(例如,無(wú)人機(jī))的使用正在迅速增長(zhǎng),并且因此,經(jīng)由自主飛行器執(zhí)行的商用運(yùn)輸?shù)目赡苄哉谧兊萌找娓赡?。具體地說,自主飛行器可以被用于將諸如是箱子或者小件物品這樣的有效載荷從倉(cāng)庫(kù)或者分配中心運(yùn)輸給收件人。由于有效載荷的配置可以顯著地影響cg,并且因此影響自主飛行器的穩(wěn)定性,所以cg管理對(duì)于自主飛行器來說是重要的考慮。例如,攜帶用于分發(fā)的箱子的無(wú)人機(jī)的cg可以受箱子或者箱子內(nèi)的物品關(guān)于無(wú)人機(jī)如何被放置的影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
各種實(shí)施例提供用于通過執(zhí)行簡(jiǎn)短的近飛測(cè)試演習(xí)以便評(píng)估與適航性和穩(wěn)定性相關(guān)的因素來改進(jìn)自主飛行器的操作的方法、設(shè)備、系統(tǒng)和非暫時(shí)性處理器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。被自主飛行器的處理器執(zhí)行的一種實(shí)施例方法可以包括用于控制所述自主飛行器的發(fā)動(dòng)機(jī)以使所述自主飛行器在測(cè)試區(qū)域內(nèi)執(zhí)行航空近飛測(cè)試演習(xí)、獲得指示在執(zhí)行所述近飛測(cè)試演習(xí)時(shí)的性能信息的數(shù)據(jù)以及響應(yīng)于所獲得的數(shù)據(jù)采取行動(dòng)的操作。在某些實(shí)施例中,所述方法可以還包括:獲得指示將被所述自主飛行器執(zhí)行的所述近飛測(cè)試演習(xí)的近飛測(cè)試演習(xí)指令可以包括:從遠(yuǎn)程服務(wù)器下載所述近飛測(cè)試演習(xí)指令和/或接收基于來自人類操作員的用戶輸入的所述近飛測(cè)試演習(xí)指令。在某些實(shí)施例中,所述近飛測(cè)試演習(xí)可以是包括傾斜、轉(zhuǎn)向、猛拉、海拔高度的變更、旋轉(zhuǎn)、搖動(dòng)或者測(cè)試路徑中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的航空演習(xí)的序列。
在某些實(shí)施例中,獲得指示在執(zhí)行所述近飛測(cè)試演習(xí)時(shí)的性能信息的數(shù)據(jù)可以包括:接收并且處理來自所述自主飛行器的機(jī)載傳感器的傳感器數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施例中,所述機(jī)載傳感器可以包括陀螺儀、加速度計(jì)、照相機(jī)和高度計(jì)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。
在某些實(shí)施例中,所述自主可以被配置為攜帶有效載荷,并且響應(yīng)于所獲得的數(shù)據(jù)采取所述行動(dòng)可以包括:控制有效載荷機(jī)制基于所獲得的數(shù)據(jù)調(diào)整所述有效載荷的位置。在某些實(shí)施例中,控制所述有效載荷機(jī)制基于所獲得的數(shù)據(jù)調(diào)整所述有效載荷的所述位置可以包括:向所述自主飛行器的部件發(fā)送用于移動(dòng)壓艙物、重物或者所述有效載荷的信號(hào)。在某些實(shí)施例中,所述部件可以是促動(dòng)器、發(fā)動(dòng)機(jī)和傳送帶中的一項(xiàng)。
在某些實(shí)施例中,響應(yīng)于所獲得的數(shù)據(jù)采取所述行動(dòng)可以包括:基于所獲得的數(shù)據(jù)重新配置所述自主飛行器的飛行參數(shù),所述飛行參數(shù)可以是速度、海拔高度和功率使用中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。在某些實(shí)施例中,所述功率使用可以指示一段時(shí)間內(nèi)的電池放電或者燃料消耗的可接受的量。
在某些實(shí)施例中,響應(yīng)于所獲得的數(shù)據(jù)采取所述行動(dòng)可以包括:向遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備(例如,地面上的遙控設(shè)備)發(fā)送報(bào)告所獲得的數(shù)據(jù)的消息,所述消息可以包括對(duì)于所述自主飛行器執(zhí)行飛行計(jì)劃的請(qǐng)求批準(zhǔn)。
在某些實(shí)施例中,所述方法可以還包括:獲得指示飛行計(jì)劃和與所述飛行計(jì)劃相關(guān)聯(lián)的飛行條件的數(shù)據(jù);以及基于所獲得的數(shù)據(jù)確定所述自主飛行器是否可以是對(duì)于所述飛行計(jì)劃和所述飛行條件來說足夠適航或者穩(wěn)定的。在某些實(shí)施例中,響應(yīng)于所獲得的數(shù)據(jù)采取所述行動(dòng)可以包括:響應(yīng)于確定所述自主飛行器不是對(duì)于所述飛行計(jì)劃和所述飛行條件來說足夠適航或者穩(wěn)定的,重新配置所述自主飛行器的飛行參數(shù);以及響應(yīng)于確定具有有效載荷的所述自主飛行器不是對(duì)于所述飛行計(jì)劃和所述飛行條件來說足夠適航或者穩(wěn)定的,控制有效載荷機(jī)制調(diào)整所述有效載荷的位置。在某些實(shí)施例中,響應(yīng)于所獲得的數(shù)據(jù)采取所述行動(dòng)可以包括:響應(yīng)于基于所獲得的數(shù)據(jù)確定所述自主飛行器不是對(duì)于所述飛行計(jì)劃和所述飛行條件來說足夠適航或者穩(wěn)定的,控制所述自主飛行器的所述發(fā)動(dòng)機(jī)以使所述自主飛行器執(zhí)行著陸;以及響應(yīng)于基于所獲得的數(shù)據(jù)確定所述自主飛行器是對(duì)于所述飛行計(jì)劃和所述飛行條件來說足夠適航或者穩(wěn)定的控制所述自主飛行器的所述發(fā)動(dòng)機(jī)以使所述自主飛行器執(zhí)行所述飛行計(jì)劃。在某些實(shí)施例中,所述飛行計(jì)劃可以包括關(guān)于有效載荷的特性的信息,所述特性可以包括有效載荷類型、尺寸、重量和優(yōu)先級(jí)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。在某些實(shí)施例中,所述飛行條件可以包括天氣、交通和地理中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)或者歷史數(shù)據(jù)。
在某些實(shí)施例中,所述方法可以還包括:基于所獲得的飛行計(jì)劃和所述飛行條件數(shù)據(jù)調(diào)整所述近飛測(cè)試演習(xí),其可以包括:向航空演習(xí)的序列添加航空演習(xí)、從航空演習(xí)的序列移除所述航空演習(xí)或者修改航空演習(xí)的序列內(nèi)的所述航空演習(xí)。
在某些實(shí)施例中,響應(yīng)于所獲得的數(shù)據(jù)采取所述行動(dòng)可以包括:響應(yīng)于確定所述自主飛行器不是對(duì)于所述飛行計(jì)劃和所述飛行條件來說足夠適航或者穩(wěn)定的,諸如通過添加、移除或者修改航路點(diǎn)重新配置所述飛行計(jì)劃。
在某些實(shí)施例中,控制所述自主飛行器的所述發(fā)動(dòng)機(jī)以使所述自主飛行器在所述測(cè)試區(qū)域內(nèi)執(zhí)行所述航空近飛測(cè)試演習(xí)可以包括:控制所述自主飛行器的所述發(fā)動(dòng)機(jī)以使所述自主飛行器在所述自主飛行器變得不穩(wěn)定的情況下避免對(duì)人類或者設(shè)備的破壞的海拔處、在所述測(cè)試區(qū)域內(nèi)執(zhí)行所述航空近飛測(cè)試演習(xí)。
另外的實(shí)施例包括無(wú)人機(jī),所述無(wú)人機(jī)具有被配置為具有用于執(zhí)行上面描述的所述方法的操作的處理器可執(zhí)行指令的處理器。另外的實(shí)施例包括一種在其上存儲(chǔ)了被配置為使無(wú)人機(jī)處理器執(zhí)行上面描述的所述方法的操作的處理器可執(zhí)行指令的非暫時(shí)性處理器可讀介質(zhì)。另外的實(shí)施例包括一種通信系統(tǒng),所述通信系統(tǒng)包括被配置為具有用于向無(wú)人機(jī)發(fā)送用于執(zhí)行上面描述的所述方法的操作的信號(hào)的處理器可執(zhí)行指令的處理器。
附圖說明
被并入本文并且構(gòu)成本說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例,并且與上面給出的一般描述和下面給出的詳細(xì)描述一起用于闡明本發(fā)明的特征。
圖1是包括適于在各種實(shí)施例中使用的自主飛行器的通信系統(tǒng)的部件方框圖。
圖2a-2c是示出根據(jù)各種實(shí)施例的可以被自主飛行器執(zhí)行的近飛測(cè)試演習(xí)的圖。
圖3-4是示出根據(jù)各種實(shí)施例的用于自主飛行器處理器執(zhí)行近飛測(cè)試演習(xí)以便改進(jìn)穩(wěn)定性的方法的流程圖。
圖5是適于在某些實(shí)施例中使用的服務(wù)器計(jì)算設(shè)備的部件方框圖。
圖6是適于與各種實(shí)施例一起使用的自主飛行器的部件方框圖。
具體實(shí)施方式
將參考附圖詳細(xì)描述各種實(shí)施例。盡可能地,相同的標(biāo)號(hào)將貫穿附圖被用于指相同或者相似的部分。對(duì)具體的示例和實(shí)現(xiàn)作出的引用是出于說明性的目的的,并且不旨在限制權(quán)利要求的范圍。
術(shù)語(yǔ)“示例性”在本文中被用于表示“充當(dāng)示例、實(shí)例或者說明”。任何在本文中被描述為“示例性”的實(shí)現(xiàn)不必理解為是優(yōu)選的或者比其它實(shí)現(xiàn)有利的。
術(shù)語(yǔ)“無(wú)人機(jī)”和“自主飛行器”在本文中被用于指能夠執(zhí)行自主的飛行并且包括用于根據(jù)所存儲(chǔ)的指令(例如,指示預(yù)定的飛行計(jì)劃的數(shù)據(jù)等)控制交通工具的飛行的至少一個(gè)處理單元的各種類型的交通工具。自主飛行器包括能夠不利用任何人類交互、利用一些人類交互(例如,提供將被處理單元執(zhí)行的飛行指令)、在部分的人類控制下和在完全的人類控制下(例如,在起飛和著陸期間)飛行的無(wú)人飛行器。作為示例,自主飛行器可以包括無(wú)人機(jī)或者“無(wú)人航空交通工具”(或者uav)。自主飛行器可以是能夠執(zhí)行垂直離地升空的各種設(shè)計(jì)類型的,諸如被配置為具有任意數(shù)量的旋翼的直升機(jī)型無(wú)人機(jī)(例如,具有四個(gè)旋翼的四翼直升機(jī)等)。盡管自主飛行器可以被人類操作員有選擇地控制,但自主飛行器可以是能夠獨(dú)立地執(zhí)行如本文中描述的用于測(cè)試飛行穩(wěn)定性的至少一系列指令、命令和/或例程的。自主飛行器包括控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)包括用于執(zhí)行用于控制自主飛行器的各種功能的處理器可執(zhí)行指令的處理器,所述功能諸如是通信(例如,經(jīng)由
術(shù)語(yǔ)“服務(wù)器”和“服務(wù)器計(jì)算設(shè)備”被用于指任何能夠充當(dāng)服務(wù)器的計(jì)算設(shè)備,諸如主交換服務(wù)器、web服務(wù)器和被配置為具有用于執(zhí)行服務(wù)器功能的軟件的個(gè)人或者移動(dòng)計(jì)算設(shè)備(例如,“輕量級(jí)服務(wù)器”)。服務(wù)器可以是專用計(jì)算設(shè)備或者包括服務(wù)器模塊(例如,運(yùn)行可以使計(jì)算設(shè)備操作為服務(wù)器的應(yīng)用)的計(jì)算設(shè)備。服務(wù)器模塊(或者服務(wù)器應(yīng)用)可以是全功能服務(wù)器模塊或者輕量級(jí)或者輔助服務(wù)器模塊(例如,輕量級(jí)或者輔助服務(wù)器應(yīng)用)。輕量級(jí)服務(wù)器或者輔助服務(wù)器可以是可以在諸如是智能電話這樣的個(gè)人或者移動(dòng)計(jì)算設(shè)備上被實(shí)現(xiàn)因此使其能夠在有限程度(諸如對(duì)提供本文中描述的功能必要的)上運(yùn)行為互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器(例如,企業(yè)電子郵件服務(wù)器)的服務(wù)器類型功能的經(jīng)瘦身的版本。參考圖5描述了適于與各種實(shí)施例一起使用的服務(wù)器的示例。
各種實(shí)施例提供用于諸如通過評(píng)估飛行器在剛剛離地升空之后的飛行中的穩(wěn)定性、振動(dòng)、旋翼速度等地通過執(zhí)行簡(jiǎn)短的近飛測(cè)試演習(xí)以評(píng)估可能影響飛行器安全地并且成功地移動(dòng)的能力(概括地被稱為“適航性”和/或穩(wěn)定性)來改進(jìn)自主飛行器的操作的方法、設(shè)備、系統(tǒng)和非暫時(shí)性處理器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。概括地說,自主飛行器可以被配置為諸如在預(yù)飛測(cè)試區(qū)域或者停機(jī)坪內(nèi)在測(cè)試?yán)痰钠瘘c(diǎn)處從地面離地升空小段距離(例如,幾英寸、幾英尺等)。例如,自主飛行器可以離地升空幾英寸,并且通過利用飛行控制系統(tǒng)控制被施加于每個(gè)旋翼的功率建立水平懸停。在這樣的近飛配置中,飛行控制系統(tǒng)可以監(jiān)控加速度計(jì)和陀螺儀,以便測(cè)量諸如是重量和平衡點(diǎn)這樣的各種穩(wěn)定的飛行穩(wěn)定性和平衡性特性。例如,通過測(cè)量對(duì)于離地升空必要的被施加于旋翼的功率,飛行控制系統(tǒng)可以確定飛行器的重量或者升舉限度。作為另一個(gè)示例,通過對(duì)每個(gè)旋翼應(yīng)用相同的功率,并且然后通過陀螺儀傳感器測(cè)量飛行器的任何旋轉(zhuǎn),飛行控制系統(tǒng)可以確定cg的重量分布或者位置是否位于飛行穩(wěn)定性限制內(nèi)。
當(dāng)在測(cè)試?yán)唐陂g位于空中時(shí),自主飛行器可以還執(zhí)行一系列“近飛測(cè)試演習(xí)”(或者“航空近飛測(cè)試演習(xí)”),以便確定飛行器的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。在這樣的近飛測(cè)試演習(xí)中,飛行控制系統(tǒng)可以使飛行器以不同的方式移動(dòng)(例如,傾斜或者猛拉等),以便使飛行器有壓力、搖動(dòng)、加速或者將飛行器置于將測(cè)試自主飛行器的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和其可以被配置為攜帶的任何有效載荷的條件下。例如,在離地升空幾英寸之后,自主飛行器可以執(zhí)行一系列經(jīng)預(yù)編程的傾斜、半空中猛拉移動(dòng)和/或在保持接近離地升空位置的同時(shí)飛行短的測(cè)試路徑。自主飛行器可以在這些近飛測(cè)試演習(xí)期間作出各種穩(wěn)定性測(cè)量(例如,使用加速度計(jì)、陀螺儀和被施加于每個(gè)旋翼的功率),并且確定飛行器的穩(wěn)定性在有或者沒有有效載荷的情況下是否是對(duì)于飛行足夠的。例如,自主飛行器可以在維持水平飛行的同時(shí)通過飛行控制系統(tǒng)測(cè)量被施加于每個(gè)旋翼的功率,并且將被應(yīng)用的功率或者跨旋翼的差異與預(yù)定義的缺省值(例如,在沒有有效載荷的情況下被施加于旋翼的典型功率)或者穩(wěn)定性門限進(jìn)行比較,以便確定自主飛行器的cg是否被恰當(dāng)?shù)胤胖茫⑶沂欠袷菍?duì)于安全的飛行足夠穩(wěn)定的。利用這樣的近飛行動(dòng),自主飛行器可以作出用于改進(jìn)自主飛行器成功地執(zhí)行任務(wù)的能力的各種調(diào)整,諸如通過在提交飛行計(jì)劃之前改進(jìn)cg和/或在起飛之前評(píng)估飛行器的適航性以便確定自主飛行器將在飛行任務(wù)的持續(xù)時(shí)間內(nèi)保持適航。
在某些實(shí)施例中,自主飛行器可以使用近飛測(cè)試演習(xí)來評(píng)估機(jī)身內(nèi)的燃料分布對(duì)自主飛行器的穩(wěn)定性的影響。例如,自主飛行器可以在測(cè)試區(qū)域內(nèi)執(zhí)行航空近飛測(cè)試演習(xí),以便確定一個(gè)或多個(gè)燃料罐內(nèi)的各種燃料水平(例如,滿的、半滿的和接近空的)將如何影響擴(kuò)展的任務(wù)期間的飛行器的穩(wěn)定性。這樣,可以對(duì)擴(kuò)展的任務(wù)期間發(fā)生的燃料的移位或者移動(dòng)對(duì)飛行穩(wěn)定性的影響進(jìn)行評(píng)估。在某些實(shí)施例中,自主飛行器可以被配置為基于近飛測(cè)試演習(xí)估計(jì)燃料消耗的速率,并且基于這樣的計(jì)算,確定燃料預(yù)留對(duì)于具體的飛行計(jì)劃的充足性和/或識(shí)別在飛行期間由于燃料被消耗穩(wěn)定性可能如何被影響。
在各種實(shí)施例中,自主飛行器可以被配置為獲得并且評(píng)估來自多種傳感器的信息,以便確定諸如是cg和有效載荷的移動(dòng)這樣的與自主飛行器成功地飛行的能力(例如,飛行中穩(wěn)定性和/或適航性)有關(guān)的各種條件。自主飛行器可以在近飛測(cè)試演習(xí)期間持續(xù)地測(cè)量穩(wěn)定性參數(shù),以便確定有效載荷是否可能在實(shí)際飛行計(jì)劃期間移位,引起對(duì)自主飛行器的cg的不安全的變更。例如,自主飛行器可以對(duì)來自照相機(jī)的圖像數(shù)據(jù)(例如,地平線的影像)以及來自飛行控制陀螺儀(例如,縱搖、滾動(dòng)、傾斜等)和加速度計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,以便確定自主飛行器是否正在水平地飛行和/或?qū)ψ灾黠w行器的應(yīng)力是否處在安全的飛行參數(shù)內(nèi)。作為另一個(gè)示例,自主飛行器可以對(duì)被施加到旋翼中的每個(gè)旋翼的功率進(jìn)行比較,以便檢測(cè)不平衡性和/或計(jì)算cg。
基于所獲得和分析的數(shù)據(jù),自主飛行器可以確定自主飛行器是否具有對(duì)于安全并且成功的飛行來說足夠的條件(例如,穩(wěn)定性、cg、燃料預(yù)留等)。例如,自主飛行器可以將所獲得的信息與預(yù)定義的門限值進(jìn)行比較,所述門限值指示在具有或者不具有有效載荷的情況下對(duì)于飛行來說安全或者可接受的操作參數(shù)。在某些實(shí)施例中,自主飛行器可以基于測(cè)試針對(duì)未來的飛行計(jì)劃估計(jì)燃料或者功率消耗,所述測(cè)試諸如是通過確定為了維持水平飛行而必須被施加于一個(gè)或兩個(gè)旋翼的額外的轉(zhuǎn)矩是否將太快地消耗電池而不能完成飛行計(jì)劃。
自主飛行器可以被配置為響應(yīng)于確定飛行器很可能未被配置為執(zhí)行成功的飛行(例如,在具有或者不具有有效載荷的情況下對(duì)于飛行存在不足夠的穩(wěn)定性)而執(zhí)行各種糾正性的功能。例如,自主飛行器可以從關(guān)聯(lián)的服務(wù)器下載用于基于近飛測(cè)試結(jié)果操作的新的控制或者配置。作為另一個(gè)示例,自主飛行器可以響應(yīng)于確定自主飛行器的cg不在適當(dāng)?shù)奈恢枚刂拼賱?dòng)器經(jīng)由自主飛行器上的軌道使飛行器機(jī)身上的有效載荷的位置移位和/或移動(dòng)壓艙物或者配重。在某些實(shí)施例中,這樣的糾正性的措施可能要求自主飛行器超越典型規(guī)范地調(diào)整子系統(tǒng)或者飛行參數(shù)。例如,自主飛行器可以識(shí)別對(duì)用于控制旋翼或者飛行控制算法以更好地處置有效載荷的功率分配的重新配置(或者重新計(jì)算)(例如,去往具體的引擎的更多的功率、調(diào)整具體的發(fā)動(dòng)機(jī)上的轉(zhuǎn)矩等)。在某些實(shí)施例中,如果自主飛行器確定沒有任何重新配置或者調(diào)整可以被作出以便實(shí)現(xiàn)對(duì)于飛行計(jì)劃來說具有足夠的耐力的安全飛行,則飛行計(jì)劃或者任務(wù)可以被中止。
在某些實(shí)施例中,自主飛行器可以被配置為對(duì)諸如是任何可能影響適航性的因素的近飛測(cè)試演習(xí)期間的各種條件、特性、功能和其它度量(例如,徹底檢修之前的引擎時(shí)間(tbo)、旋翼速度等)進(jìn)行評(píng)估。例如,自主飛行器可以對(duì)可以在具體的航空行動(dòng)(例如,滾動(dòng)、傾斜飛行等)期間被引起的對(duì)電池的功率拉取、燃料使用和/或處理代價(jià)進(jìn)行評(píng)估。這樣的額外的信息可以被自主飛行器用于評(píng)估成功地完成飛行計(jì)劃(或者行進(jìn)路線)的可能性。例如,自主飛行器可以將對(duì)近飛測(cè)試演習(xí)期間的電池消耗進(jìn)行估計(jì)的當(dāng)前計(jì)算與遞送飛行計(jì)劃期間的估計(jì)的所需要的移動(dòng)進(jìn)行比較,以便確定當(dāng)前是否存在用于成功地完成已分配的任務(wù)的足夠的電池功率(即,充電水平)或者燃料預(yù)留。作為另一個(gè)示例,自主飛行器可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行壽命(即,小時(shí)數(shù))進(jìn)行評(píng)估,以便識(shí)別性能可能如何被影響,諸如遞送任務(wù)是否可能由于發(fā)動(dòng)機(jī)故障而在任務(wù)中途失敗。作為另一個(gè)示例,自主飛行器可以對(duì)就即將到來的飛行計(jì)劃的估計(jì)的時(shí)間和/或功率使用和/或速度而言的當(dāng)前引擎tbo進(jìn)行評(píng)估,以便識(shí)別是否飛行器可能變得關(guān)于預(yù)建立的標(biāo)準(zhǔn)(例如,聯(lián)邦航空條例(far))而言不適航?;谶@樣的評(píng)估,自主飛行器可以重新配置飛行參數(shù)(例如,改變路線或者變更飛行計(jì)劃、變更飛行計(jì)劃期間的速度等)和/或發(fā)送用于改進(jìn)操作情形的消息(例如,發(fā)送請(qǐng)求電池充電、更多的燃料、向更早的遞送路線的重新分配等的消息)。
在某些實(shí)施例中,自主飛行器可以被配置為與其它設(shè)備交換無(wú)線消息,以便傳送所觀察的影響執(zhí)行成功的飛行的能力的問題(例如,有關(guān)cg和/或有效載荷的問題等)以及接收來自操作員的輸入(例如,任務(wù)控制)。從自主飛行器去往人類操作員的消息可以包括對(duì)于糾正cg的建議,諸如指示為了改善cg有效載荷或者重量應(yīng)當(dāng)如何被重新配置的消息。例如,自主飛行器可以發(fā)送用于指示人類飛行機(jī)組成員應(yīng)當(dāng)將有效載荷移到自主飛行器上的另一個(gè)部分或者位置的消息。作為另一個(gè)示例,在有效載荷是特別重要的(例如,醫(yī)療產(chǎn)品/疫苗等),并且所測(cè)量的cg名義上在規(guī)定的門限之外時(shí),自主飛行器可以請(qǐng)求對(duì)于推翻通常的飛行協(xié)議并且繼續(xù)執(zhí)行飛行計(jì)劃的批準(zhǔn)。
在某些實(shí)施例中,自主飛行器可以還在正常飛行期間(即,起飛后)執(zhí)行穩(wěn)定性測(cè)試。例如,在執(zhí)行預(yù)定的飛行計(jì)劃時(shí),自主飛行器可以監(jiān)控傳感器和被施加于每個(gè)旋翼的功率,以便估計(jì)cg的位置并且作出對(duì)飛行參數(shù)的調(diào)整,以便響應(yīng)于這樣的測(cè)量改進(jìn)穩(wěn)定性。可以使用于測(cè)試飛行穩(wěn)定性的某些飛行行動(dòng)的執(zhí)行伴隨對(duì)傳感器和旋翼功率的這樣的監(jiān)控。作為另一個(gè)示例,自主飛行器可以監(jiān)控來自機(jī)載照相機(jī)的實(shí)時(shí)影像、來自麥克風(fēng)的聲學(xué)數(shù)據(jù)和/或來自激光器的讀數(shù)以便改進(jìn)穩(wěn)定性和飛行路徑安全性。可以以規(guī)律的間隔或者響應(yīng)于各種觸發(fā)(例如,由傳感器數(shù)據(jù)指示的湍流)執(zhí)行對(duì)穩(wěn)定性參數(shù)的這樣的半空中測(cè)試。基于半空中測(cè)試,如果需要,自主飛行器可以執(zhí)行用于調(diào)整cg的各種行動(dòng),諸如經(jīng)由通過控制關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)使內(nèi)部的配重移位和/或變更被飛行控制算法使用的值以適應(yīng)cg變更(例如,向具體的引擎提供更大的功率等。在某些實(shí)施例中,其它測(cè)試可以被自主飛行器在飛行中執(zhí)行,以便對(duì)諸如是控制表面、發(fā)動(dòng)機(jī)、空氣動(dòng)力學(xué)等這樣的其它系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。
在某些實(shí)施例中,近飛測(cè)試區(qū)域可以被配置為對(duì)飛行條件進(jìn)行模擬,以便基于近飛測(cè)試演習(xí)為自主飛行器提供更有用的信息。例如,自主飛行器可以在風(fēng)洞內(nèi)或者外部區(qū)域中執(zhí)行近飛測(cè)試演習(xí),以便遭遇諸如是雨等這樣的環(huán)境影響。在某些實(shí)施例中,諸如是風(fēng)洞或者可移動(dòng)的表面這樣的機(jī)制可以被用于斷言自主飛行器上的各種應(yīng)力、移動(dòng)和/或測(cè)試環(huán)境,以便使各種傳感器能夠獲得可以指示飛行器的適航性和/或其它操作條件(例如,可接受的包絡(luò)內(nèi)的cg、振動(dòng)、旋翼速度等)的信息。例如,自主飛行器可以被安裝在補(bǔ)給平臺(tái)上,補(bǔ)給平臺(tái)被配置為經(jīng)由水力學(xué)在各種方向上被傾斜?;谟裳a(bǔ)給平臺(tái)執(zhí)行的一系列移動(dòng),自主飛行器可以從機(jī)載傳感器搜集穩(wěn)定性信息,而不需要航空近飛測(cè)試演習(xí)。
在結(jié)合在地面上被執(zhí)行的常規(guī)預(yù)飛檢查(例如,初始cg評(píng)估、測(cè)試是否子系統(tǒng)是在線的并且正確地起作用的等)被使用時(shí),實(shí)施例近飛測(cè)試演習(xí)可以改進(jìn)由攜帶有效載荷的自主飛行器執(zhí)行的飛行計(jì)劃的資源使用和成功。通過利用近飛測(cè)試運(yùn)動(dòng)測(cè)試空中的穩(wěn)定性,實(shí)現(xiàn)實(shí)施例技術(shù)的自主飛行器可以模擬湍流和其它的不可以通過靜態(tài)的穩(wěn)定性檢查被知道的飛行中條件,并且在近飛測(cè)試區(qū)域的安全的界限內(nèi)這樣做。例如,可以利用猛拉演習(xí)識(shí)別有效載荷箱內(nèi)的移位的物品,使自主飛行器能夠調(diào)整已分配的飛行計(jì)劃,以便避免與將降低燃料效率的猛拉移動(dòng)類似的飛行條件。這樣,實(shí)施例技術(shù)可以被用于主動(dòng)地糾正與由于有效載荷的移動(dòng)引起的移位的cg相關(guān)的飛行中問題。
在某些實(shí)施例中,可以經(jīng)由飛行計(jì)劃的多個(gè)階段處的近飛測(cè)試演習(xí)評(píng)估適航性和/或穩(wěn)定性。具體地說,除了在針對(duì)任務(wù)的起飛之前執(zhí)行近飛測(cè)試演習(xí)之外,自主飛行器可以還被配置為在踏上去往原點(diǎn)的返程之前在目的位置處執(zhí)行近飛演習(xí)的第二集合。例如,一旦自主飛行器在客戶的房屋處投下包裹,則自主飛行器可以執(zhí)行另一個(gè)近飛測(cè)試,以便評(píng)估不具有有效載荷的自主飛行器的能力(諸如是新cg)。作為另一個(gè)示例,自主飛行器可以對(duì)于飛行計(jì)劃響應(yīng)于確定自起飛起天氣條件(例如,風(fēng))已變更而著陸并且執(zhí)行近飛測(cè)試演習(xí)的第二集合。在這樣的情況下,自主飛行器的能力可能變更,這可能要求針對(duì)不同的飛行條件重新評(píng)估飛行計(jì)劃。在某些實(shí)施例中,自主飛行器可以被配置為在飛行計(jì)劃期間在各種預(yù)定義的位置處???,以便執(zhí)行近飛測(cè)試演習(xí)。這樣的定期的測(cè)試可以允許自主飛行器遞增地確定安全條件下的適航性和/或穩(wěn)定性,使得可以在自主飛行器經(jīng)歷相關(guān)的故障或者墜毀之前識(shí)別影響穩(wěn)定性、燃料預(yù)留和/或其它飛行參數(shù)的意料之外的問題。
盡管本公開內(nèi)容的實(shí)施例技術(shù)可以利用自主飛行器來實(shí)現(xiàn),但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到,各種類型的自主交通工具可以從各種技術(shù)中受益。具體地說,基于地面的自主交通工具、基于水的自主交通工具和混合型交通工具也可以利用實(shí)施例測(cè)試演習(xí)來識(shí)別它們的有效載荷的特性、它們當(dāng)前的配置(例如,cg、功率使用參數(shù)等)和如何改進(jìn)移動(dòng)期間的性能。例如,基于地面的自主卡車(例如,智能遞送卡車等)可以被配置為經(jīng)由各種道路向一個(gè)或多個(gè)目的地遞送有效載荷(例如,一堆箱子、包裹、農(nóng)場(chǎng)動(dòng)物等)。然而,在開始遞送路線之前,自主卡車可以被配置為執(zhí)行若干預(yù)遞送演習(xí),以便測(cè)試有效載荷以及卡車對(duì)有效載荷的可操作性。例如,自主卡車可以被配置為執(zhí)行其間具有緊急制動(dòng)的向前和向后的一系列快速移動(dòng),以便測(cè)試有效載荷如何移位以及在制動(dòng)時(shí)卡車的安全性可以如何被影響。作為另一個(gè)示例,自主卡車可以被配置為在離開去往實(shí)際的遞送之前駕駛短的測(cè)試路線,提供獲得基于可以在遞送路線期間出現(xiàn)的速度和典型移動(dòng)(例如,轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等)來指示有效載荷是否將移位的傳感器數(shù)據(jù)的機(jī)會(huì)?;谠跍y(cè)試演習(xí)期間獲得的測(cè)試數(shù)據(jù),自主卡車可以變更各種行進(jìn)參數(shù)(例如,提高速度、變更可以在路線中的各種點(diǎn)處被使用的轉(zhuǎn)向或者制動(dòng)的最大量等)。通過類似的方式,自主船舶(例如,智能拖船等)可以被配置為在從海港下水以便遞送乘客、貨物等之前執(zhí)行測(cè)試演習(xí)。
實(shí)施例技術(shù)是與涉及飛行器的靜態(tài)預(yù)飛檢查的常規(guī)方法不同的。這樣的常規(guī)行動(dòng)受它們對(duì)cg和穩(wěn)定性的估計(jì)的限制,因?yàn)轱w行器不是正在飛行或者以其它方式移動(dòng)的,而是在評(píng)估的時(shí)間處是靜態(tài)地位于地面上的。另外,常規(guī)技術(shù)可以包括在飛行計(jì)劃的執(zhí)行期間使用起飛后行動(dòng)來作出cg糾正。這樣的飛行中途的糾正通常是對(duì)于恰當(dāng)?shù)馗纳品€(wěn)定性問題來說不足夠的,并且因此,飛行器可能遭遇降低了的效率和安全性。
實(shí)施例技術(shù)通過要求自主飛行器對(duì)于飛行計(jì)劃執(zhí)行短的預(yù)飛半空中例程以便更準(zhǔn)確地確定一旦它最終起飛時(shí)的飛行器的可能的穩(wěn)定性而與常規(guī)預(yù)飛檢查不同。這些近飛測(cè)試演習(xí)可以結(jié)合常規(guī)預(yù)飛檢查被執(zhí)行,并且可以使自主飛行器能夠獲得用于確定cg和穩(wěn)定性問題的更準(zhǔn)確并且魯棒的數(shù)據(jù)。例如,通過在空中執(zhí)行測(cè)試自主飛行器的極端移動(dòng)(例如,猛拉移動(dòng)、傾斜等)的演習(xí),自主飛行器可以獲得指示對(duì)于實(shí)際飛行計(jì)劃期間的類似的這樣的移動(dòng)來說,有效載荷被多么恰當(dāng)?shù)胤胖玫膫鞲衅鲾?shù)據(jù)。這樣,實(shí)施例技術(shù)通過提供基于近飛模擬更好地評(píng)估對(duì)于飛行有效載荷來說可以被如何放置的前攝性的例程而對(duì)反應(yīng)性的常規(guī)方法作出改進(jìn)。
圖1示出了包括適于在各種實(shí)施例中使用的自主飛行器102的通信系統(tǒng)100。例如,自主飛行器102可以是使用能夠提供飛行所需的足夠的提升的四個(gè)被獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)的旋翼的集合的“四翼直升機(jī)”。自主飛行器102可以被配置為攜帶諸如是箱子、包裹、松散設(shè)備和/或其它物品這樣的可選的有效載荷110。例如,自主飛行器102可以包括鉤子、隔間、爪、包和/或其它的能夠握持用于向遠(yuǎn)程位置航空遞送的物品(例如,包袱、雜貨、郵件等)的單元。在某些實(shí)施例中,自主飛行器102可以被配置為諸如通過使用發(fā)動(dòng)機(jī)和傳送帶來在被耦合到自主飛行器102的軌道系統(tǒng)上滑動(dòng)和/或轉(zhuǎn)向有效載荷110來獨(dú)立地調(diào)整有效載荷110的放置和/或朝向。
自主飛行器102可以被配置為經(jīng)由無(wú)線連接103通過網(wǎng)絡(luò)115進(jìn)行通信。例如,自主飛行器102可以被配置為具有用于與局域網(wǎng)(lan)上的其它設(shè)備和/或經(jīng)由廣域網(wǎng)(wan)可訪問的遠(yuǎn)程設(shè)備通信的
在某些實(shí)施例中,自主飛行器102可以被配置為使用諸如是藍(lán)牙
圖2a-2c示出了根據(jù)各種實(shí)施例的可以被自主飛行器102在測(cè)試區(qū)域內(nèi)執(zhí)行以便提供用于評(píng)估穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)的示例性近飛測(cè)試演習(xí)。例如,圖2a-2c中所示的示例性近飛測(cè)試演習(xí)可以在機(jī)庫(kù)、機(jī)場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)、直升機(jī)停機(jī)坪的周界和/或其它的被適當(dāng)?shù)卣{(diào)整大小以允許自主飛行器在攜帶有效載荷110的同時(shí)作出小的離地升空并且在半空中執(zhí)行用于測(cè)試飛行器的穩(wěn)定性的各種移動(dòng)的測(cè)試區(qū)域內(nèi)被執(zhí)行。這樣的近飛測(cè)試演習(xí)可以作為數(shù)據(jù)(例如,指令集、腳本等)被存儲(chǔ)在自主飛行器102的存儲(chǔ)器內(nèi),并且可以被自主飛行器102內(nèi)的處理器(例如,圖6中的處理器630)執(zhí)行以便控制各種功能,諸如變更與自主飛行器102的旋翼相關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、速度和/或其它設(shè)置。如所描述的,處理器可以在近飛測(cè)試演習(xí)被執(zhí)行之前、期間和/或之后諸如通過訪問來自機(jī)載傳感器的讀數(shù)以便確定姿態(tài)、功率波動(dòng)和其它的可以指示在帶著有效載荷110的移動(dòng)期間的自主飛行器102的穩(wěn)定性的操作條件來執(zhí)行監(jiān)控操作(例如,數(shù)據(jù)收集和處理)。
圖2a-2c中所示的近飛測(cè)試演習(xí)僅是說明性的,并且不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為限制可以被自主飛行器102在測(cè)試穩(wěn)定性(例如,帶著或者不帶著有效載荷110的穩(wěn)定性測(cè)試)時(shí)執(zhí)行的可能的航空演習(xí)和/或航空演習(xí)的序列。例如,盡管未在圖2a-2c中示出,但自主飛行器102可以被配置為執(zhí)行用于在三個(gè)軸(例如,用于向前或者向后傾斜的x軸、用于向右或者向左旋轉(zhuǎn)的y軸和/或用于向左或者向右傾斜的z軸等)中的任一個(gè)軸上旋轉(zhuǎn)、在離地升空之后向上和向下移動(dòng)、以對(duì)角線方式移動(dòng)的近飛測(cè)試演習(xí)和/或這些演習(xí)的任意組合(例如,在向前并且向上移動(dòng)的同時(shí)在x軸上旋轉(zhuǎn)等)。另外,盡管未在圖2a-2c中示出,但近飛測(cè)試演習(xí)可以被自主飛行器102在任意測(cè)試操作期間重復(fù)地執(zhí)行,諸如通過在一段時(shí)間內(nèi)執(zhí)行近飛測(cè)試演習(xí)序列的循環(huán)。
圖2a示出了可以被自主飛行器102執(zhí)行的傾斜近飛測(cè)試演習(xí)的第一序列200。參考圖1-2a,最初,自主飛行器102可以被放置在地面上(即,處在在地面狀態(tài)201下)。自主飛行器的處理器可以執(zhí)行第一指令,第一指令使自主飛行器102執(zhí)行離地升空演習(xí)202,使得自主飛行器102從地面升起小的量(例如,幾英寸、幾英尺等),諸如升起到從其處自主飛行器102可以通過迅速地著陸從不穩(wěn)定的狀態(tài)恢復(fù)并且如果自主飛行器102由于由測(cè)試演習(xí)造成的不穩(wěn)定而發(fā)生墜毀的話將不對(duì)人類或者結(jié)構(gòu)構(gòu)成威脅的高度。處理器可以執(zhí)行第二指令,第二指令使自主飛行器102執(zhí)行向右滾動(dòng)演習(xí)204,諸如自主飛行器102向右滾動(dòng)。這樣的滾動(dòng)演習(xí)可以是幾度,諸如滾動(dòng)到自主飛行器102在飛行期間經(jīng)歷的傾斜的預(yù)定的平均量。替換地,滾動(dòng)演習(xí)可以是比自主飛行器102在正常的飛行中經(jīng)歷的滾動(dòng)更極端的(例如,90度等),但被設(shè)計(jì)為提供關(guān)于極端條件(例如,大風(fēng)、湍流等)下的自主飛行器的穩(wěn)定性的有用信息。傾斜(即,縱搖或者滾動(dòng)演習(xí))可以使燃料媒介(例如,液體燃料)和/或可選的有效載荷110或者有效載荷的部分移位,諸如在有效載荷110是包含其它物品(例如,一包高爾夫球、松散的物品、液體等)的箱子時(shí)。
在某些實(shí)施例中,自主飛行器102可以通過變更被施加于控制各種旋翼的發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率執(zhí)行這樣的傾斜(例如,縱搖或者滾動(dòng)演習(xí))。例如,為向右滾動(dòng),自主飛行器102的處理器可以指示自主飛行器102的左側(cè)處的發(fā)動(dòng)機(jī)增加功率,更快地旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)旋翼以引起左側(cè)處的更大的提升,因此引起向右的滾動(dòng)。在某些實(shí)施例中,自主飛行器102的處理器可以指示發(fā)動(dòng)機(jī)向右側(cè)移動(dòng)壓艙物或者其它重物,以便使cg向右移位,如果指示飛行控制系統(tǒng)停止維持水平飛行,則這也可以引起滾動(dòng)。
處理器可以執(zhí)行第三指令,第三指令使自主飛行器102執(zhí)行向左滾動(dòng)演習(xí)206,使得自主飛行器102向左傾斜。向左滾動(dòng)演習(xí)206可以是與向右滾動(dòng)演習(xí)204類似的,只是是在相反的方向上。例如,自主飛行器102的處理器可以指示發(fā)動(dòng)機(jī)向左側(cè)移動(dòng)壓艙物或者另一個(gè)重物,以便使向左的滾動(dòng)。處理器可以執(zhí)行類似的演習(xí),以使自主飛行器102向前和向后縱搖(未示出),以及引起任何其它朝向上的傾斜,以便測(cè)試飛行器在飛行中可能經(jīng)歷的多種朝向中的任一種朝向上的飛行器(帶著或者不帶著有效載荷110)的穩(wěn)定性。另外,第一序列200可以還包括使得自主飛行器102執(zhí)行近飛測(cè)試演習(xí)中的一些近飛測(cè)試演習(xí)多于一次的冗余指令。最后,處理器可以執(zhí)行第四指令,第四指令使自主飛行器102執(zhí)行著陸演習(xí)208,諸如返回到地面上的起始位置。在某些實(shí)施例中,取代作為近飛過程的一部分的著陸,處理器可以繼續(xù)執(zhí)行飛行計(jì)劃(即,而不執(zhí)行著陸演習(xí)208),特別是在近飛測(cè)試指示飛行器被恰當(dāng)?shù)嘏渲脼榘踩赝瓿梢逊峙浣o自主飛行器的任務(wù)的情況下。
圖2b示出了可以被自主飛行器102在近飛測(cè)試過程期間執(zhí)行的猛拉演習(xí)的第二序列250。參考圖1-2b,如所描述的,自主飛行器102可以初始被放置在地面上(即,處在在地面狀態(tài)201下),并且處理器可以執(zhí)行第一指令,第一指令使自主飛行器102執(zhí)行離地升空演習(xí)202。處理器可以執(zhí)行第二指令,第二指令使自主飛行器102執(zhí)行向右猛拉演習(xí)254,使得自主飛行器102突然地向右移動(dòng)。這樣的猛拉移動(dòng)可以不是持續(xù)時(shí)間久的移動(dòng),而作為代替可以僅是從懸停位置開始的快速移動(dòng),以便推擠諸如是可選的有效載荷110這樣的自主飛行器102的單元。例如,猛拉演習(xí)可以僅使自主飛行器102移動(dòng)幾英寸或者英尺。在某些實(shí)施例中,自主飛行器102可以通過變更向控制各種旋翼的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率分配和/或移動(dòng)壓艙物來執(zhí)行這樣的猛拉演習(xí)。
處理器可以執(zhí)行第三指令,第三指令使自主飛行器102執(zhí)行向左猛拉演習(xí)256,使得自主飛行器102突然地向左移動(dòng)。向左猛拉演習(xí)256可以是與向右猛拉演習(xí)254類似的,只是在相反的移動(dòng)方向上被鏡像。處理器可以執(zhí)行用于使自主飛行器102在其它方向上執(zhí)行猛拉移動(dòng)的類似的演習(xí)(未示出),以便測(cè)試諸如由于湍流或者突然的陣風(fēng)引起的飛行器可能在飛行中經(jīng)歷的多種推擠運(yùn)動(dòng)中的任一種推擠運(yùn)動(dòng)中的飛行器(帶著或者不帶著有效載荷110)的穩(wěn)定性。另外,第二序列250可以還包括使得自主飛行器102執(zhí)行近飛測(cè)試演習(xí)中的一些近飛測(cè)試演習(xí)多于一次的冗余指令。最后,處理器可以執(zhí)行第四指令,第四指令使自主飛行器102諸如通過返回到地面上的起始位置來執(zhí)行著陸演習(xí)208。在某些實(shí)施例中,取代作為近飛過程的一部分的著陸,處理器可以繼續(xù)執(zhí)行飛行計(jì)劃(即,而不執(zhí)行著陸演習(xí)208),特別是在近飛測(cè)試指示飛行器被恰當(dāng)?shù)嘏渲脼榘踩赝瓿梢逊峙浣o自主飛行器的任務(wù)的情況下。
圖2c示出了根據(jù)某些實(shí)施例的可以被自主飛行器102作為測(cè)試?yán)痰囊徊糠謭?zhí)行的包括傾斜、猛拉和橫穿短的測(cè)試飛行路徑的近飛測(cè)試演習(xí)的第三序列270。參考圖1-2c,例如,處理器可以被配置為指引自主飛行器102在第一位置290處執(zhí)行離地升空演習(xí)202,移動(dòng)到第二位置291以執(zhí)行轉(zhuǎn)向演習(xí)272,移動(dòng)到第三位置292以執(zhí)行提高海拔高度的向上演習(xí)274、移動(dòng)到第四位置293以執(zhí)行降低海拔高度的向下演習(xí)276,移動(dòng)到第五位置294以執(zhí)行將自主飛行器102移動(dòng)到第六位置295的第一快速猛拉演習(xí)278,執(zhí)行將自主飛行器102移動(dòng)到第七位置296的第二快速猛拉演習(xí)280,移到第八位置297以執(zhí)行另一個(gè)轉(zhuǎn)向演習(xí)282,并且返回到第一位置190以執(zhí)行著陸演習(xí)208。在某些實(shí)施例中,定義這樣的測(cè)試序列的指令可以指示自主飛行器102應(yīng)當(dāng)在已定義的位置之間多么快速地移動(dòng),以及任何用于執(zhí)行各種演習(xí)的參數(shù)(例如,猛拉的量、海拔高度提高的量等)。再次地,在某些實(shí)施例中,取代作為近飛過程的一部分的著陸,如果近飛測(cè)試指示飛行器(帶著或者不帶著可選的有效載荷110)被恰當(dāng)?shù)嘏渲脼榘踩赝瓿梢逊峙浣o自主飛行器的任務(wù)時(shí),處理器可以繼續(xù)執(zhí)行飛行計(jì)劃(即,而不執(zhí)行著陸演習(xí)208)。
圖3示出了根據(jù)某些實(shí)施例的用于執(zhí)行近飛測(cè)試演習(xí)以便測(cè)試自主飛行器的飛行穩(wěn)定性的方法300。自主飛行器的處理器可以執(zhí)行方法300以便執(zhí)行預(yù)定義的近飛測(cè)試演習(xí),控制自主飛行器的部件以便執(zhí)行近飛測(cè)試演習(xí),以及接收并且處理由于執(zhí)行近飛測(cè)試演習(xí)產(chǎn)生的來自自主飛行器的部件(例如,傳感器、子系統(tǒng)、模塊等)的測(cè)量結(jié)果。例如,處理器可以調(diào)整自主飛行器的各種參數(shù)以便適應(yīng)近飛測(cè)試演習(xí)期間所確定的穩(wěn)定性問題,諸如使有效載荷經(jīng)由促動(dòng)器被移位和/或調(diào)整被施加于一個(gè)或多個(gè)旋翼發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。處理器可以是任何被嵌入到自主飛行器內(nèi)、被連接到自主飛行器或者與自主飛行器通信使得處理器可以發(fā)送用于控制自主飛行器的各種機(jī)械、電氣和邏輯功能的命令的計(jì)算設(shè)備。例如,處理器可以是如圖6中所示出的自主飛行器內(nèi)的控制單元。作為另一個(gè)示例,處理器可以是與自主飛行器的機(jī)載控制單元無(wú)線通信的計(jì)算設(shè)備(例如,服務(wù)器)。在某些實(shí)施例中,處理器可以諸如通過執(zhí)行用于測(cè)試自主飛行器的各種子系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)(例如,燃料、傳感器、起落架等)的功能的例程、指令、應(yīng)用和其它操作來結(jié)合常規(guī)預(yù)飛檢查執(zhí)行方法300。
參考圖1-3,在方框302中,處理器可以諸如在初始配置過程期間、剛好在從控制集線器或者服務(wù)器開始的飛行之前或者在飛行控制軟件的例程軟件更新(例如,空中更新)期間獲得并且存儲(chǔ)近飛測(cè)試演習(xí)指令。近飛測(cè)試演習(xí)指令可以指示可以被自主飛行器執(zhí)行的半空中的行動(dòng)的序列,諸如傾斜、轉(zhuǎn)向、猛拉、海拔高度的變更、旋轉(zhuǎn)、搖動(dòng)和橫穿測(cè)試路徑中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。近飛測(cè)試演習(xí)指令可以是可以被處理器存儲(chǔ)并且用于控制自主飛行器的各種功能的指令集、腳本、命令和/或其它數(shù)據(jù)。例如,近飛測(cè)試演習(xí)指令可以是可以以間隔被發(fā)送到自主飛行器內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)的控制器以控制發(fā)動(dòng)機(jī)如何被占用的命令的集合。近飛測(cè)試演習(xí)指令可以包括對(duì)于自主飛行器的功能的配置,諸如功率使用設(shè)置(例如,可接受的電池放電的速率等)、操作速度等。
在某些實(shí)施例中,處理器可以通過檢索來自本地或者遠(yuǎn)程存儲(chǔ)裝置或者存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)、接收基于計(jì)算設(shè)備(例如,控制站)上的來自人類操作員的用戶輸入的數(shù)據(jù)和/或從諸如是服務(wù)器的其它設(shè)備接收(或者下載)近飛測(cè)試演習(xí)指令來獲得近飛測(cè)試演習(xí)指令。例如,計(jì)算設(shè)備可以從服務(wù)器、臺(tái)式機(jī)、移動(dòng)設(shè)備或者被人類操作員用于控制自主飛行器或者向自主飛行器提供輸入的其它設(shè)備下載近飛測(cè)試演習(xí)指令。在某些實(shí)施例中,近飛測(cè)試演習(xí)指令可以是與自主飛行器的具體的類型、類和/或結(jié)構(gòu)相關(guān)的。在某些實(shí)施例中,近飛測(cè)試演習(xí)指令可以是基于諸如是針對(duì)具體的飛行器類型的聯(lián)邦航空管理局(faa)要求或者規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)飛行協(xié)議和/或條例的。例如,基于針對(duì)無(wú)人機(jī)的通用安全性要求,近飛測(cè)試演習(xí)指令可以包括用于使自主飛行器執(zhí)行各種滾動(dòng)或者傾斜以確保對(duì)于典型的風(fēng)力和/或湍流條件的適合性的指令。
在方框304中,處理器可以占用自主飛行器的發(fā)動(dòng)機(jī)以便在測(cè)試區(qū)域中執(zhí)行短的垂直離地升空。例如,處理器可以發(fā)送信號(hào),以便使四翼直升機(jī)自主飛行器的四個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)飛行旋翼施加足夠的功率以使飛行器離地升空并且然后在對(duì)于執(zhí)行近飛測(cè)試演習(xí)恰當(dāng)?shù)母叨忍帒彝?,而如果飛行器變得不穩(wěn)定時(shí)不使人類、建筑物或者其它飛行器遭受危險(xiǎn)。離地升空和懸??梢允堑孛嬉陨系膬H幾英寸或者英尺的。在某些實(shí)施例中,懸停高度可以是基于近飛測(cè)試演習(xí)指令的。例如,在近飛測(cè)試演習(xí)指令包括滾動(dòng)和縱搖演習(xí)時(shí),處理器可以計(jì)算當(dāng)處在傾斜的最大程度處時(shí)給予自主飛行器的旋翼葉片、被攜帶的有效載荷和/或主體的凈空的高度。在某些實(shí)施例中,處理器可以存儲(chǔ)指示可以在確定用于開始近飛測(cè)試演習(xí)的恰當(dāng)懸停高度時(shí)被使用的測(cè)試區(qū)域的尺寸或者特性(例如,邊界、障礙物、最高限度等)的數(shù)據(jù)。例如,處理器可以控制自主飛行器的發(fā)動(dòng)機(jī),使得飛行器在演習(xí)期間在避免撞擊最高限度或者測(cè)試區(qū)域內(nèi)的其它障礙物的同時(shí)維持地面以上的足夠的凈空。
在方框306中,處理器可以控制自主飛行器的發(fā)動(dòng)機(jī)基于近飛測(cè)試演習(xí)指令在測(cè)試區(qū)域的空域內(nèi)執(zhí)行近飛測(cè)試演習(xí)。例如,處理器可以發(fā)送信號(hào),以便控制驅(qū)動(dòng)自主飛行器的旋翼的發(fā)動(dòng)機(jī),使得自主飛行器執(zhí)行滾動(dòng)、縱搖或者偏航運(yùn)動(dòng)或者這樣的運(yùn)動(dòng)的組合(例如,關(guān)于x軸、y軸和/或z軸的移動(dòng))、一個(gè)或多個(gè)方向(例如,上、下、左、右、前、后及其組合)上的猛拉和/或通過經(jīng)預(yù)編程的飛行路徑的移動(dòng)。參考序列200、250、270描述了這樣的近飛測(cè)試演習(xí)的示例。在各種實(shí)施例中,處理器可以控制自主飛行器的發(fā)動(dòng)機(jī),以便使自主飛行器在如果自主飛行器變得不穩(wěn)定時(shí)將避免對(duì)人類或者設(shè)備的破壞的高度處執(zhí)行航空近飛測(cè)試演習(xí)。例如,高度可以是離開地面僅幾英寸或者英尺的。
在方框308中,處理器可以從傳感器(例如,陀螺儀、加速度計(jì)、旋翼發(fā)動(dòng)機(jī)功率、飛行控制等)獲得數(shù)據(jù),所述數(shù)據(jù)提供近飛測(cè)試演習(xí)的執(zhí)行期間的性能信息,例如,與穩(wěn)定性相關(guān)的信息和/或適航性。具體地說,處理器可以接收并且處理來自自主飛行器的機(jī)載傳感器的指示響應(yīng)于近飛測(cè)試演習(xí)的執(zhí)行的自主飛行器的水平、平衡性、海拔高度、振動(dòng)、移動(dòng)和/或其它物理狀態(tài)的傳感器數(shù)據(jù)。例如,處理器可以接收指示響應(yīng)于執(zhí)行近飛測(cè)試演習(xí)自主飛行器正在搖動(dòng)或者振動(dòng)的加速度計(jì)傳感器數(shù)據(jù)。作為另一個(gè)示例,處理器可以接收并且處理用于識(shí)別自主飛行器是否正在水平飛行的陀螺儀數(shù)據(jù)和/或照相機(jī)影像。處理器還可以輪詢或者測(cè)量在執(zhí)行近飛測(cè)試演習(xí)期間或者響應(yīng)于執(zhí)行近飛測(cè)試演習(xí)被自主飛行器的各種功能進(jìn)行的功率使用。例如,處理器可以確定響應(yīng)于近飛測(cè)試演習(xí)被施加于與自主飛行器的旋翼相關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)中的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率的量。
在某些實(shí)施例中,處理器可以在近飛測(cè)試演習(xí)的執(zhí)行之前獲得并且記錄來自自主飛行器的部件的缺省或者“控制”數(shù)據(jù)。這樣的控制數(shù)據(jù)可以被處理器用于與被實(shí)時(shí)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,以便確定不平衡性、重心的變更和可能不恰當(dāng)?shù)钠渌鼦l件。例如,在離地升空之前和/或緊接在方框304的離地升空之后但在方框306的近飛測(cè)試演習(xí)之前,處理器可以輪詢自主飛行器上的各種傳感器,以便獲得指示飛行器的正常操作參數(shù)(例如,功率使用、不平衡性、水平、振動(dòng)、重心等)的數(shù)據(jù)。
如果自主飛行器上的有效載荷或者設(shè)備不在適當(dāng)?shù)奈恢?,使得將cg從優(yōu)選的朝向移走,則所獲得的數(shù)據(jù)可以指示穩(wěn)定性問題,或者可以被處理器用于執(zhí)行與穩(wěn)定性相關(guān)的計(jì)算。例如,處理器可以被配置為除了由處理器收集的功率使用(例如,電池效率)數(shù)據(jù)之外還利用來自多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)來計(jì)算自主飛行器的重心(cg)或者通用穩(wěn)定性評(píng)估。處理器可以還執(zhí)行基于所獲得的數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè),諸如針對(duì)飛行計(jì)劃的功率使用預(yù)測(cè)。例如,處理器可以使用所獲得的指示存在糟糕的重量分布的數(shù)據(jù)來確定被存儲(chǔ)在電池或者燃料資源中的能量在所規(guī)劃的飛行簡(jiǎn)檔或者任務(wù)期間是否可能被耗盡。
在某些實(shí)施例中,處理器可以獲得指示近飛測(cè)試演習(xí)的執(zhí)行期間的自主飛行器的性能的數(shù)據(jù)。具體地說,處理器可以獲得指示在近飛測(cè)試演習(xí)期間被自主飛行器使用的導(dǎo)航控制的成功或者準(zhǔn)確度的數(shù)據(jù)。例如,處理器可以接收指示自主飛行器在測(cè)試飛行路徑期間是否實(shí)際上飛行恰當(dāng)?shù)牧康亩攘?。處理器可以獲得影像和/或其它傳感器數(shù)據(jù),可以對(duì)所述影像和/或其它傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估以便識(shí)別預(yù)期的移動(dòng)與實(shí)際的移動(dòng)之間的不符合。在某些實(shí)施例中,處理器可以定期地或者在測(cè)試飛行計(jì)劃的每次演習(xí)期間獲取地平線、發(fā)射臺(tái)或者可以被測(cè)量的其它參照系的圖片,并且與預(yù)期的圖像進(jìn)行比較。例如,處理器可以獲取測(cè)試飛行期間的測(cè)試區(qū)域的路面上的涂畫的標(biāo)記的照相機(jī)圖片,將所捕獲的涂畫的標(biāo)記的圖像與經(jīng)恰當(dāng)?shù)?或者準(zhǔn)確地)配置的自主飛行器的預(yù)存儲(chǔ)的圖像進(jìn)行比較,以便針對(duì)每個(gè)圖片確定新的照相機(jī)圖像是否指示自主飛行器位于合適的放置的容限門限內(nèi)。這樣的準(zhǔn)確度/成功數(shù)據(jù)可以指示自主飛行器是否正在規(guī)范內(nèi)運(yùn)行和/或是否需要由技術(shù)人員或者技工作出調(diào)整。
在某些實(shí)施例中,處理器可以重復(fù)方框306-308的操作,以便使自主飛行器執(zhí)行近飛測(cè)試演習(xí)指令內(nèi)的相同的演習(xí)多次和/或不同的演習(xí)。例如,處理器可以重復(fù)方框306-308的操作,直到在近飛測(cè)試演習(xí)指令中被指示的全部不同的演習(xí)被自主飛行器執(zhí)行為止。作為另一個(gè)示例,處理器可以將方框306-308的操作重復(fù)在近飛測(cè)試演習(xí)指令中被指示的預(yù)定義的迭代次數(shù)。在某些實(shí)施例中,處理器可以基于使用近飛測(cè)試演習(xí)指令對(duì)方框306-308的操作的多次執(zhí)行來使自主飛行器在測(cè)試區(qū)域內(nèi)執(zhí)行測(cè)試路徑的短的遍歷。例如并且如就序列270所討論的,處理器可以程序上地向自主飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)送引起在測(cè)試區(qū)域內(nèi)的不同位置處執(zhí)行轉(zhuǎn)向、猛拉、移動(dòng)和其它演習(xí)的序列的信號(hào)。
處理器可以基于并且響應(yīng)于所獲得的數(shù)據(jù)執(zhí)行各種行動(dòng)??蛇x的方框310-314示出了可以以響應(yīng)于處理器獲得并且評(píng)估這樣的與近飛測(cè)試演習(xí)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的方式被執(zhí)行的示例性行動(dòng)。具體地說,處理器可以在可選的方框310中諸如通過調(diào)整針對(duì)自主飛行器的速度、海拔高度、路線復(fù)雜度和/或功率使用的配置來基于所獲得的數(shù)據(jù)重新配置飛行參數(shù)。例如,基于由處理器使用所獲得的陀螺儀傳感器數(shù)據(jù)和被應(yīng)用功率數(shù)據(jù)作出的cg計(jì)算,處理器可以計(jì)算自主飛行器應(yīng)當(dāng)在攜帶有效載荷的同時(shí)以降低的速度運(yùn)行,以便更高效地或者安全地執(zhí)行飛行計(jì)劃。作為另一個(gè)示例,響應(yīng)于基于所接收的傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算自主飛行器是非常穩(wěn)定的,處理器可以將自主飛行器配置為在飛行計(jì)劃中使用更高的行進(jìn)速度、更高的海拔高度和/或使用更多次數(shù)的演習(xí)。
在某些實(shí)施例中,處理器可以基于所獲得的數(shù)據(jù)調(diào)整針對(duì)自主飛行器內(nèi)的單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率使用參數(shù)。例如,響應(yīng)于確定自主飛行器不是正在水平飛行的,處理器可以調(diào)整針對(duì)具體的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率使用設(shè)置,以便使更大量的功率被消耗,以便改進(jìn)飛行器的平衡性。
在某些實(shí)施例中,處理器可以諸如通過調(diào)整飛行計(jì)劃期間的一段時(shí)間內(nèi)的電池放電或者燃料消耗的可接受的量的上界來調(diào)整飛行計(jì)劃期間的可允許的功率使用。例如,處理器可以設(shè)置用于確定飛行計(jì)劃期間的可接收或者可允許的電池效率(或者燃料消耗)的變量,使得自主飛行器可以執(zhí)行被分配的職責(zé),而不達(dá)到冒險(xiǎn)地低的水平的可用功率??梢曰谶@樣的功率使用配置來重新配置其它飛行參數(shù)。例如,基于新被配置的最大可允許功率拉取,處理器可以調(diào)整飛行計(jì)劃期間被允許的最高速度、轉(zhuǎn)向的數(shù)量(并且因此使特定的替換路線無(wú)效)和飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)的其它細(xì)節(jié)。
在可選的方框312中,處理器可以控制有效載荷機(jī)制基于所獲得的數(shù)據(jù)調(diào)整有效載荷位置以重新放置cg。例如,在自主飛行器被配置為攜帶有效載荷(例如,箱子、包裹等)時(shí),并且響應(yīng)于確定所獲得或者計(jì)算的數(shù)據(jù)指示由于有效載荷的當(dāng)前的位置而自主飛行器不是正在水平飛行的(或者具有不恰當(dāng)?shù)腸g位置),處理器可以向自主飛行器的部件(例如,促動(dòng)器、發(fā)動(dòng)機(jī)、傳送帶等)發(fā)送用于重新放置自主飛行器的壓艙物、重物、有效載荷和/或其它功能(例如,翼等)以便改進(jìn)飛行器的穩(wěn)定性的信號(hào)。
在可選的方框314中,處理器可以向諸如是基于地面的操作員站或者監(jiān)控自主飛行器的運(yùn)行的服務(wù)器之類的遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備發(fā)送用于報(bào)告被重新配置的飛行參數(shù)和/或所獲得的數(shù)據(jù)的消息。例如,響應(yīng)于由于低于標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性讀數(shù)而調(diào)整有效載荷機(jī)制和/或飛行參數(shù),處理器可以向操作員的計(jì)算設(shè)備無(wú)線地發(fā)送用于指示調(diào)整已被作出的消息。作為另一個(gè)示例,處理器可以向遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)送所獲得的數(shù)據(jù)以用于存儲(chǔ)。作為另一個(gè)示例,處理器可以將所獲得的數(shù)據(jù)連同用于指示人類操作員可能在飛行之前要求調(diào)整的消息一起發(fā)送給服務(wù)器。在近飛測(cè)試演習(xí)完成時(shí),處理器可以在方框316中控制發(fā)動(dòng)機(jī)在測(cè)試區(qū)域中執(zhí)行著陸,或者可以繼續(xù)飛行計(jì)劃(未示出)。
可選的方框310-314的操作是可選的,因?yàn)樵谒@得的數(shù)據(jù)指示不要求任何調(diào)整時(shí),這些操作可以不被執(zhí)行。例如,在所獲得的數(shù)據(jù)指示自主飛行器正在平衡并且穩(wěn)定的運(yùn)行,并且因此能夠帶著如所配置的有效載荷執(zhí)行飛行任務(wù)時(shí),可以不要求處理器調(diào)整飛行參數(shù)和/或有效載荷的位置。在某些實(shí)施例中,處理器可以被配置為響應(yīng)于調(diào)整飛行參數(shù)和/或有效載荷機(jī)制而執(zhí)行方框306的操作,以便確認(rèn)針對(duì)自主飛行器已改善了穩(wěn)定性。例如,處理器可以使自主飛行器第二次重復(fù)近飛測(cè)試演習(xí),以便確認(rèn)重新配置被施加于具體的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是否改善飛行器的穩(wěn)定性。
可以在自主飛行器針對(duì)具體的飛行計(jì)劃或者任務(wù)未被配置為攜帶任何有效載荷時(shí)(諸如在自主飛行器僅被配置為執(zhí)行監(jiān)視任務(wù)或者飛行到一個(gè)位置以撿起有效載荷時(shí)),執(zhí)行可選的方框312的操作。在某些實(shí)施例中,甚至在不存在任何有效載荷時(shí),諸如通過使臂或者爪移位以抵消不平衡性,可以執(zhí)行可選的方框312的操作,以便移動(dòng)有效載荷機(jī)制以改善穩(wěn)定性。
圖4示出了根據(jù)某些實(shí)施例的用于執(zhí)行用于測(cè)試飛行器的飛行穩(wěn)定性的近飛測(cè)試演習(xí)的方法400。方法400是與參考圖3描述的方法300類似的,例外在于方法400包括用于確定自主飛行器對(duì)于具體的飛行計(jì)劃和/或與飛行計(jì)劃相關(guān)聯(lián)的條件是否穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)操作。例如,方法400可以被自主飛行器的處理器執(zhí)行,以便確定是否應(yīng)當(dāng)在用于在當(dāng)前具有惡劣的天氣或者大風(fēng)的目的地上遞送有效載荷的預(yù)定義的飛行計(jì)劃之前調(diào)整飛行參數(shù)(例如,速度)。
參考圖1-4,處理器可以如針對(duì)方法300的具有類似的標(biāo)號(hào)的方框描述的那樣執(zhí)行方框302的操作。在方框401中,處理器可以獲得用于指示飛行計(jì)劃和/或與飛行計(jì)劃相關(guān)聯(lián)的飛行條件的數(shù)據(jù)。例如,處理器可以下載用于飛行與有效載荷相關(guān)聯(lián)的遞送路線的指令的集合。飛行計(jì)劃可以包括坐標(biāo)、轉(zhuǎn)向列表、海拔高度的變更、懸停等以及諸如是將在飛行計(jì)劃的具體的段期間使用的空速或者旋翼配置之類的與飛行計(jì)劃的各種部分相關(guān)聯(lián)的飛行參數(shù)。在某些實(shí)施例中,飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)可以是與所獲得的近飛測(cè)試演習(xí)指令(例如,用于執(zhí)行用于移動(dòng)自主飛行器的命令或者腳本的列表)的結(jié)構(gòu)、語(yǔ)義和/或內(nèi)容相似的。指示與飛行計(jì)劃相關(guān)聯(lián)的飛行條件的數(shù)據(jù)可以包括指示沿飛行計(jì)劃的天氣、交通、地理(例如,地形類型、海平面等)、風(fēng)特性和與操作飛行器相關(guān)的其它信息的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和/或歷史數(shù)據(jù)。例如,飛行條件可以指示當(dāng)前存在或者預(yù)測(cè)有沿從倉(cāng)庫(kù)到客戶的房屋的飛行路線的暴風(fēng)雨。
在某些實(shí)施例中,指示飛行計(jì)劃的數(shù)據(jù)可以還包括關(guān)于與飛行計(jì)劃相關(guān)聯(lián)的有效載荷的具體信息,諸如有效載荷類型、尺寸、重量和優(yōu)先級(jí)。例如,除了包括用于向目的地址遞送有效載荷的坐標(biāo)的集合之外,飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)可以包括描述有效載荷類型、長(zhǎng)度、寬度、高度、有效載荷是否包括易碎物品和/或有效載荷是否包括容器內(nèi)的多個(gè)移位的物品(例如,箱子中的球等)的代碼或者標(biāo)簽。作為另一個(gè)示例,飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)可以指示有效載荷是高優(yōu)先級(jí)物品(例如,緊急醫(yī)療設(shè)備等)。
在可選的方框402中,處理器可以基于所獲得的飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)的飛行條件諸如通過添加、移除和/或修改將在起飛之前被執(zhí)行的航空演習(xí)的序列內(nèi)的航空近飛測(cè)試演習(xí)來調(diào)整近飛測(cè)試演習(xí)指令。例如,在飛行計(jì)劃要求自主飛行器飛過小山或者變更海拔高度時(shí),處理器可以向所獲得的近飛測(cè)試演習(xí)指令添加數(shù)據(jù)或者指令,以便包括用于引起利用相似的上和下移動(dòng)對(duì)自主飛行器進(jìn)行測(cè)試的新命令,以便測(cè)試預(yù)期的飛行條件下的穩(wěn)定性。作為另一個(gè)示例,在針對(duì)飛行計(jì)劃的風(fēng)力條件顯示大風(fēng)時(shí),處理器可以向近飛測(cè)試演習(xí)指令添加使自主飛行器向前后猛拉以模擬陣風(fēng)的命令。作為另一個(gè)示例,在近演習(xí)指令包括針對(duì)比對(duì)于給定的非常有利的當(dāng)前的天氣條件必要的移動(dòng)更劇烈的移動(dòng)的命令時(shí),處理器可以將近飛測(cè)試演習(xí)指令簡(jiǎn)化為包括較不費(fèi)力的演習(xí),因?yàn)樽灾黠w行器是與飛行計(jì)劃和預(yù)測(cè)的飛行條件一致的??蛇x的方框402中的操作可以是可選的,因?yàn)榭赡懿灰筇幚砥骰陲w行計(jì)劃和飛行條件調(diào)整近飛測(cè)試演習(xí)指令(即,演習(xí)可能已經(jīng)是對(duì)于測(cè)試自主飛行器來說足夠的)。在某些實(shí)施例中,處理器可以基于飛行計(jì)劃和飛行條件諸如通過忽略所獲得的標(biāo)準(zhǔn)近飛測(cè)試演習(xí)指令并且利用給定飛行計(jì)劃的情況下更恰當(dāng)?shù)臏y(cè)試替換它來自動(dòng)地生成新的近飛測(cè)試演習(xí)指令。
處理器可以如參考方法300針對(duì)具有類似的標(biāo)號(hào)的方框描述的那樣執(zhí)行方框304-308的操作。在可選的方框404中,處理器可以向諸如是基于地面的操作員站或者監(jiān)控自主飛行器的運(yùn)行的服務(wù)器這樣的遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備發(fā)送用于報(bào)告所獲得的數(shù)據(jù)的消息。例如,處理器可以向服務(wù)器無(wú)線地發(fā)送從自主飛行器的機(jī)載傳感器(例如,加速度計(jì)、陀螺儀等)接收的傳感器數(shù)據(jù),以用于由人類操作員進(jìn)行評(píng)估或者經(jīng)由服務(wù)器進(jìn)行處理。在某些實(shí)施例中,消息可以指示基于近飛測(cè)試演習(xí)的伴隨自主飛行器的所計(jì)算的cg和/或自主飛行器的未預(yù)期的性能的問題。例如,消息可以指示所獲得的傳感器數(shù)據(jù)處在基于自主飛行器和/或有效載荷的已知特性的對(duì)于移動(dòng)可接受的門限之外,并且因此飛行器和/或有效載荷可能有問題(例如,箱子的內(nèi)容是與預(yù)期的不同的,等)。在某些實(shí)施例中,消息可以指示用于對(duì)有效載荷進(jìn)行調(diào)整的對(duì)人類操作員的建議(例如,“有效載荷在半空中演習(xí)期間正在移位。請(qǐng)檢查包裝材料”、“請(qǐng)將有效載荷移到飛行器的左邊以重新放置cg”、“有效載荷對(duì)于安全的空中行進(jìn)來說正在移動(dòng)得太多”等)。
在某些實(shí)施例中,被發(fā)送的消息可以請(qǐng)求來自接受方設(shè)備和/或使用接受方設(shè)備的人類操作員的響應(yīng)。換句話說,消息可以請(qǐng)求對(duì)于自主飛行器基于近飛測(cè)試結(jié)果執(zhí)行飛行計(jì)劃的批準(zhǔn)。例如,在所獲得的基于近飛測(cè)試演習(xí)的數(shù)據(jù)指示對(duì)自主飛行器的適航性和/或穩(wěn)定性的評(píng)估稍微在預(yù)定義的容限或者門限之外時(shí),處理器可以發(fā)送請(qǐng)求覆蓋以便開始飛行計(jì)劃的消息??梢栽谶@樣的門限僅名義上被超過時(shí)和/或有效載荷或者飛行計(jì)劃批準(zhǔn)覆蓋時(shí)請(qǐng)求這樣的覆蓋。例如,基于飛行計(jì)劃內(nèi)的數(shù)據(jù),處理器可以確定高優(yōu)先級(jí)的有效載荷批準(zhǔn)覆蓋請(qǐng)求。在可選的方框406中,處理器可以接收基于被發(fā)送的用于報(bào)告所獲得的數(shù)據(jù)的消息的響應(yīng)消息。例如,響應(yīng)消息可以是響應(yīng)于對(duì)覆蓋的請(qǐng)求被發(fā)送到處理器的接受。作為另一個(gè)示例,響應(yīng)消息可以包括可以被處理器用于調(diào)整自主飛行器的有效載荷和/或飛行參數(shù)的代碼、指令集、新的近飛測(cè)試演習(xí)指令集和/或其它數(shù)據(jù)或者指令。
在確定方框408中,處理器可以確定自主飛行器對(duì)于飛行計(jì)劃和飛行條件是否足夠適航和/或穩(wěn)定。這樣的確定可以是基于所獲得的數(shù)據(jù)和/或在可選的方框406中接收的響應(yīng)消息的。例如,響應(yīng)消息可以指示給定所獲得的數(shù)據(jù)的報(bào)告的話,自主飛行器已被批準(zhǔn)由人類操作員或者任務(wù)控制服務(wù)器執(zhí)行所分配的飛行計(jì)劃。作為另一個(gè)示例,響應(yīng)于識(shí)別自主飛行器的cg如在所存儲(chǔ)的規(guī)范數(shù)據(jù)中所指示的那樣是遠(yuǎn)離優(yōu)選的cg或者在cg飛行容限之外的,處理器可以確定飛行器將不是對(duì)于在預(yù)期的飛行條件內(nèi)完成飛行計(jì)劃足夠穩(wěn)定的。在某些實(shí)施例中,處理器可以將所計(jì)算的穩(wěn)定性評(píng)估與飛行計(jì)劃內(nèi)的預(yù)定義的門限進(jìn)行比較,以便確定對(duì)于飛行計(jì)劃來說飛行器的穩(wěn)定性是否足夠。例如,處理器可以檢測(cè)自主飛行器執(zhí)行近飛測(cè)試演習(xí)時(shí)由于所觀察的有效載荷的移動(dòng)產(chǎn)生的cg的移動(dòng)的量超過門限(例如,容限或者穩(wěn)定飛行包絡(luò)),并且因此可以確定飛行計(jì)劃不可以被安全地執(zhí)行。響應(yīng)于確定自主飛行器是對(duì)于飛行計(jì)劃和預(yù)期的飛行條件足夠適航和/或穩(wěn)定的(即,確定方框408=“是”),處理器可以在方框316中在測(cè)試區(qū)域中執(zhí)行著陸,或者可以如參考方法300描述的那樣繼續(xù)飛行計(jì)劃(未示出)。
響應(yīng)于確定自主飛行器對(duì)于飛行計(jì)劃和預(yù)期的飛行條件來說不是足夠適航和/或穩(wěn)定的(即,確定方框408=“否”),處理器可以在方框310’中諸如基于所獲得的數(shù)據(jù)和/或穩(wěn)定性確定來重新配置飛行參數(shù)和/或飛行計(jì)劃。例如,可以根據(jù)在可選的方框404中從人類操作員或者服務(wù)器接收的指令調(diào)整飛行參數(shù)。作為另一個(gè)示例,處理器可以重新計(jì)算為了安全地行進(jìn)飛行計(jì)劃對(duì)于自主飛行器的各種發(fā)動(dòng)機(jī)來說所需的功率分布、輸出或者轉(zhuǎn)矩。作為另一個(gè)示例,處理器可以檢查由所獲得的數(shù)據(jù)指示的自主飛行器的被報(bào)告的特性(例如,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率拉取、風(fēng)門位置等)以便檢查自主飛行器的功率系統(tǒng)是否正在根據(jù)預(yù)定義的規(guī)范執(zhí)行,并且如果不是這樣,則可以調(diào)整速度以減少飛行計(jì)劃的飛行時(shí)間。在某些實(shí)施例中,響應(yīng)于確定自主飛行器對(duì)于飛行計(jì)劃和預(yù)期的飛行條件來說不是足夠適航和/或穩(wěn)定的(即,確定方框408=“否”),處理器可以簡(jiǎn)單地中止與飛行計(jì)劃相關(guān)的當(dāng)前的任務(wù)。
在某些實(shí)施例中,處理器可以基于穩(wěn)定性確定和/或其它因素重新規(guī)劃飛行計(jì)劃的路線。例如,處理器可以添加或者移除飛行計(jì)劃中的航路點(diǎn),以便適應(yīng)天氣條件和/或自主飛行器的經(jīng)調(diào)整的飛行參數(shù)。在某些實(shí)施例中,處理器還可以利用關(guān)于自主飛行器的其它信息,諸如平均電池拉取下降、發(fā)動(dòng)機(jī)的年齡等,以便調(diào)整飛行參數(shù)和/或飛行計(jì)劃。在某些實(shí)施例中,處理器可以基于對(duì)自主飛行器的當(dāng)前的能力的確定調(diào)整飛行計(jì)劃,使得被繪制的路徑或者路線具有成功的提高了的可能性。例如,與自主飛行器相關(guān)聯(lián)的處理器和/或被配置為為自主飛行器編制飛行計(jì)劃的遠(yuǎn)程服務(wù)器可以調(diào)整海拔高度和/或添加、移除和/或修改飛行計(jì)劃的航路點(diǎn),以便將自主飛行器移動(dòng)通過具有晴朗天氣的區(qū)域,所述區(qū)域可以不要求將使自主飛行器的安全性遭受危險(xiǎn)的行動(dòng)。對(duì)飛行計(jì)劃的調(diào)整可以包括變更飛行計(jì)劃的航路點(diǎn)的坐標(biāo)的一個(gè)或多個(gè)值。例如,為了使自主飛行器飛過所識(shí)別的一片壞天氣,處理器可以調(diào)整三維(3d)航路點(diǎn)的海拔高度(例如,y軸坐標(biāo)值)。
在可選的方框312’匯總,處理器可以控制有效載荷機(jī)制諸如基于所獲得的數(shù)據(jù)和/或穩(wěn)定性確定來調(diào)整有效載荷位置。例如,處理器可以向發(fā)動(dòng)機(jī)或者促動(dòng)器發(fā)送用于如在于可選的方框404中接收的來自人類操作員的消息內(nèi)指示的那樣使有效載荷被移到自主飛行器的一側(cè)的信號(hào)。方框310’-312’的操作可以是與參考方法300描述的可選的方框310-312的操作類似的,例外在于飛行參數(shù)和/或有效載荷機(jī)制可以被調(diào)整以適應(yīng)就有效載荷而言的針對(duì)自主飛行器的具體的飛行計(jì)劃。處理器可以如參考方法300針對(duì)具有類似的標(biāo)號(hào)的方框描述的那樣繼續(xù)方框314-316的操作。在某些實(shí)施例中,處理器可以諸如通過使自主飛行器執(zhí)行起飛并且行進(jìn)到由飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)定義的各種航路點(diǎn),在方框410中控制自主飛行器的發(fā)動(dòng)機(jī)以執(zhí)行飛行計(jì)劃。
包括個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算設(shè)備(例如,智能電話等)、服務(wù)器、膝上型計(jì)算機(jī)等的各種形式的計(jì)算設(shè)備可以被用于與自主飛行器的處理器通信,以便實(shí)現(xiàn)包括參考圖1-4描述的實(shí)施例的各種實(shí)施例。這樣的計(jì)算設(shè)備通??梢园ㄖ辽賵D5中所示出的部件,圖5示出了示例服務(wù)器計(jì)算設(shè)備。參考圖1-5,這樣的服務(wù)器計(jì)算設(shè)備140通??梢园ū获詈系揭资源鎯?chǔ)器502和諸如是磁盤驅(qū)動(dòng)器503的大容量非易失性存儲(chǔ)器的處理器501。服務(wù)器計(jì)算設(shè)備140可以還包括被耦合到處理器501的軟盤驅(qū)動(dòng)器、壓縮盤(cd)或者dvd盤驅(qū)動(dòng)器506。服務(wù)器計(jì)算設(shè)備140可以還包括用于建立與網(wǎng)絡(luò)505的數(shù)據(jù)連接的被耦合到處理器501的網(wǎng)絡(luò)訪問端口504(或者接口),網(wǎng)絡(luò)505諸如是被耦合到其它系統(tǒng)計(jì)算機(jī)和服務(wù)器的互聯(lián)網(wǎng)和/或局域網(wǎng)。
各種實(shí)施例可以在多種自主飛行器內(nèi)被實(shí)現(xiàn),在圖6中示出了適于與包括參考圖1-4描述的實(shí)施例的各種實(shí)施例一起使用的采用四翼自主飛行器102的形式的這樣的自主飛行器的示例。參考圖1-6,自主飛行器102可以包括主體600(即,機(jī)身、框架等),主體600可以是由塑料、金屬或者適合于飛行的其它材料的任意組合制成的。主體600可以包括處理器630,處理器630被配置為監(jiān)控和控制自主飛行器102的各種功能、子系統(tǒng)和/或其它部件。例如,處理器630可以被配置為監(jiān)控和控制自主飛行器102的各種功能,這樣的功能諸如是與推進(jìn)、導(dǎo)航、功率管理、傳感器管理和/或穩(wěn)定性管理相關(guān)的模塊、軟件、指令、電路、硬件等的任意組合。
處理器630可以包括:一個(gè)或多個(gè)處理單元601,諸如被配置為執(zhí)行處理器可執(zhí)行指令(例如,應(yīng)用、例程、腳本、指令集等)的一個(gè)或多個(gè)處理器;被配置為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)(例如,飛行計(jì)劃、所獲得的傳感器數(shù)據(jù)、所接收的消息、應(yīng)用等)的存儲(chǔ)器和/或存儲(chǔ)單元602;以及用于發(fā)送和接收無(wú)線信號(hào)的無(wú)線收發(fā)機(jī)604和天線606(例如,
主體600可以包括各種設(shè)計(jì)和目的的起落架620,諸如腿、滑行板、輪子、浮箱等。主體600還可以包括被配置為握持、鉤住、抓緊、包裹和攜帶諸如是箱子的各種有效載荷的有效載荷機(jī)制621。在某些實(shí)施例中,有效載荷機(jī)制621可以包括和/或被耦合到促動(dòng)器、跑道、軌道、壓艙物、發(fā)動(dòng)機(jī)和用于調(diào)整被自主飛行器102攜帶的有效載荷的位置和/或朝向的其它部件。例如,有效載荷機(jī)制621可以包括箱子,箱子被可移動(dòng)地附著到軌道,使得箱子內(nèi)的有效載荷可以沿軌道被前后移動(dòng)。有效載荷機(jī)制621可以被耦合到處理器630,并且因此可以被配置為接收配置或者調(diào)整指令。例如,有效載荷機(jī)制621可以被配置為基于從處理器630接收的指令占用發(fā)動(dòng)機(jī)以重新放置有效載荷。
自主飛行器102可以是具有直升機(jī)設(shè)計(jì)的,直升機(jī)設(shè)計(jì)利用由對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)622驅(qū)動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)旋翼624來提供離地升空(或者起飛)以及其它航空移動(dòng)(例如,前進(jìn)、上升、下降、橫向移動(dòng)、傾斜、旋轉(zhuǎn)等)。自主飛行器102可以使用各種發(fā)動(dòng)機(jī)622和對(duì)應(yīng)的旋翼624來離地升空和提供航空推進(jìn)。例如,自主飛行器102可以是被裝備了四個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)622和對(duì)應(yīng)的旋翼624的“四翼直升機(jī)”。發(fā)動(dòng)機(jī)622可以被耦合到處理器630,并且因此可以被配置為從處理器630接收操作指令或者信號(hào)。例如,發(fā)動(dòng)機(jī)622可以被配置為基于從處理器630接收的指令提高它們的對(duì)應(yīng)的旋翼624的旋轉(zhuǎn)速度。在某些實(shí)施例中,發(fā)動(dòng)機(jī)622可以被處理器630獨(dú)立地控制,使得可以使用不同的量的功率和/或提供用于移動(dòng)自主飛行器102的不同水平的輸出地以不同的速度占用某些旋翼624。例如,主體600的一側(cè)處的發(fā)動(dòng)機(jī)622可以被配置為使它們的對(duì)應(yīng)的旋翼624以比主體600的相反側(cè)處的旋翼624更高的每分鐘的旋轉(zhuǎn)(rpm)來旋轉(zhuǎn),以便使負(fù)擔(dān)離心有效載荷的自主飛行器102平衡。
主體600可以包括電源612,電源612可以被耦合到自主飛行器102的各種其它部件并且被配置為為自主飛行器102的各種其它部件供電。例如,電源612可以是用于提供用于操作發(fā)動(dòng)機(jī)622、有效載荷機(jī)制621和/或處理器630的單元的功率的可再充電電池。
本文中描述的各種處理器可以是可以被軟件指令(應(yīng)用)配置為執(zhí)行包括本文中描述的各種實(shí)施例的功能的多種功能的任何可編程的微處理器、微計(jì)算機(jī)或者多處理器芯片或多個(gè)多處理器芯片。在各種設(shè)備中,可以提供多個(gè)處理器,諸如專用于無(wú)線通信功能的一個(gè)處理器和專用于運(yùn)行其它應(yīng)用的一個(gè)處理器。通常,軟件應(yīng)用可以在它們被訪問并且被加載到處理器中之前被存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器中。處理器可以包括足以存儲(chǔ)應(yīng)用軟件指令的內(nèi)部存儲(chǔ)器。在許多設(shè)備中,內(nèi)部存儲(chǔ)器可以是易失性的或者諸如是閃存這樣的非易失性的存儲(chǔ)器,或者是這兩者的混合。出于本說明書的目的,對(duì)存儲(chǔ)器的一般引用指可以被處理器訪問的存儲(chǔ)器,包括內(nèi)部存儲(chǔ)器或者被插入到各種設(shè)備中的可移除存儲(chǔ)器和處理器內(nèi)的存儲(chǔ)器。
前述方法描述和流程圖僅作為說明性的示例被提供,并且不旨在要求或者暗示各種實(shí)施例的操作必須按照所給出的次序被執(zhí)行。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的,前述實(shí)施例的操作的次序可以按照任意次序被執(zhí)行。諸如是“其后”、“然后”、“接下來”等這樣的術(shù)語(yǔ)不旨在限制操作的次序;這些術(shù)語(yǔ)僅被用于引導(dǎo)讀者通過對(duì)方法的描述。另外,任何例如使用冠詞“一”、“一個(gè)”或者“那個(gè)”以單數(shù)形式對(duì)權(quán)利要求元素的引用不應(yīng)當(dāng)理解為將該元素限于單數(shù)。
結(jié)合本文中公開的實(shí)施例描述的各種說明性的邏輯塊、模塊、電路和算法操作可以被實(shí)現(xiàn)為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或者這兩者的組合。為清晰地說明硬件與軟件的該可互換性,已一般地就它們的功能描述了各種說明性的部件、方框、模塊、電路和操作。這樣的功能被實(shí)現(xiàn)為硬件還是軟件取決于具體的應(yīng)用和被強(qiáng)加于總體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束。技術(shù)人員可以針對(duì)每個(gè)具體的應(yīng)用以不同的方式實(shí)現(xiàn)所描述的功能,但這樣的實(shí)現(xiàn)決策不應(yīng)當(dāng)理解為導(dǎo)致脫離權(quán)利要求的范圍。
被用于實(shí)現(xiàn)結(jié)合本文中公開的實(shí)施例描述的各種說明性的邏輯、邏輯塊、模塊和電路的硬件可以利用通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)、專用集成電路(asic)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(fpga)或者其它可編程邏輯設(shè)備、分立的門或者晶體管邏輯、分立的硬件部件或者被設(shè)計(jì)為執(zhí)行本文中描述的功能的其任意組合來實(shí)現(xiàn)或者執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器,但替換地,處理器可以是任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器或者狀態(tài)機(jī)。處理器也可以被實(shí)現(xiàn)為處理器的組合,例如,dsp與微處理器的組合、多個(gè)微處理器、結(jié)合dsp核的一個(gè)或多個(gè)微處理器或者任何其它這樣的配置。替換地,某些操作或者方法可以被專用于給定的功能的電路執(zhí)行。
在一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例中,所描述的功能可以用硬件、軟件、固件或者其任意組合來實(shí)現(xiàn)。如果用軟件來實(shí)現(xiàn),則功能可以作為非暫時(shí)性處理器可讀、計(jì)算機(jī)可讀或者服務(wù)器可讀介質(zhì)或者非暫時(shí)性處理器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上的一個(gè)或多個(gè)指令或者代碼被存儲(chǔ)或者發(fā)送。本文中公開的方法或者算法的操作可以在可以駐留在非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)、非暫時(shí)性服務(wù)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和/或非暫時(shí)性處理器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行軟件模塊或者處理器可執(zhí)行軟件指令中被體現(xiàn)。在各種實(shí)施例中,這樣的指令可以是被存儲(chǔ)的處理器可執(zhí)行指令或者被存儲(chǔ)的處理器可執(zhí)行軟件指令。有形的非暫時(shí)性的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以是任何可以被計(jì)算機(jī)訪問的可用介質(zhì)。通過示例而非限制,這樣的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括ram、rom、eeprom、cd-rom或者其它光盤存儲(chǔ)裝置、磁盤存儲(chǔ)裝置或者其它磁性存儲(chǔ)設(shè)備、或者任何其它的可以被用于存儲(chǔ)采用指令或者數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式的期望的程序代碼并且可以被計(jì)算機(jī)訪問的介質(zhì)。如本文中使用的磁盤和光盤包括壓縮盤(cd)、激光盤、光盤、數(shù)字多功能光盤(dvd)、軟盤和藍(lán)光盤,其中,磁盤通常磁性地復(fù)制數(shù)據(jù),而光盤利用激光在光學(xué)上復(fù)制數(shù)據(jù)。以上各項(xiàng)的組合也應(yīng)當(dāng)被包括在非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。額外地,方法或者算法的操作可以作為代碼和/或指令中的一項(xiàng)或者其任意組合或者集合駐留在可以被并入計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的有形的非暫時(shí)性的處理器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和/或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。
提供對(duì)所公開的實(shí)施例的前述描述以便使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制作或者使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的各種修改將是對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的,并且本文中定義的一般原理可以被應(yīng)用于其它實(shí)施例,而不脫離權(quán)利要求的范圍。因此,本發(fā)明不旨在被限于本文中示出的實(shí)施例,而將符合與下面的權(quán)利要求和本文中公開的原理和新穎特征一致的最寬范圍。