265米的半徑。如在本公開(kāi)內(nèi)容中使用的，術(shù)語(yǔ)“基本上環(huán)形”指的是精確環(huán)形和/或從精確環(huán)形的一個(gè)或多個(gè)偏差，該偏差并不顯著影響電能的產(chǎn)生，如在此描述的。路徑150的其他形狀可以是長(zhǎng)圓形，如橢圓形、果凍豆的形狀、數(shù)字8的形狀等。
[0046]如圖1中所示，飛行器130可以包括主翼131、前區(qū)段132、轉(zhuǎn)子連接器133A-B、轉(zhuǎn)子134A-D、尾梁135、尾翼136和垂直穩(wěn)定器137。這些部件中的任一個(gè)可以以允許使用提升部件以抵抗重力和/或向前移動(dòng)飛行器130的任何形式成形。
[0047]主翼131可以提供飛行器130的主要升力。主翼131可以是一個(gè)或多個(gè)剛性或柔性翼型，并且可以包括各種控制表面，如小翼、襟翼、舵、升降舵等?？刂票砻婵梢杂糜诜€(wěn)定飛行器130和/或在懸停飛行、向前飛行和/或側(cè)風(fēng)飛行期間減小飛行器130上的阻力。
[0048]主翼131可以是用于飛行器130的任何適當(dāng)材料，以在懸停飛行、向前飛行和/或側(cè)風(fēng)飛行中接合。例如，主翼131可以包括碳纖維和/或e-玻璃。此外，主翼131可以具有各種尺寸。例如，主翼131可以具有與傳統(tǒng)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片相對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)尺寸。作為另一示例，主翼131可以具有8米的翼展、4平方米的面積和15的縱橫比。前區(qū)段132可以包括一個(gè)或多個(gè)部件，如鼻部，以減小在飛行期間飛行器130上的阻力。
[0049]轉(zhuǎn)子連接器133A-133B可以將轉(zhuǎn)子134A-134D連接到主翼131。在一些示例中，轉(zhuǎn)子連接器133A-133B可以采取一個(gè)或多個(gè)鐵塔或與之類(lèi)似的形式。在這個(gè)示例中，轉(zhuǎn)子連接器133A-133B可以布置成使得轉(zhuǎn)子134A-D在主翼131之間間隔。在一些示例中，相應(yīng)的轉(zhuǎn)子(例如，轉(zhuǎn)子134六和轉(zhuǎn)子1348或轉(zhuǎn)子134(:和轉(zhuǎn)子1340)之間的垂直間隔可以是0.9米。
[0050]轉(zhuǎn)子134A-134D可以構(gòu)造成驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)，以用于產(chǎn)生電能的目的。在這個(gè)示例中，轉(zhuǎn)子134A-134D可以各自包括一個(gè)或多個(gè)葉片，如三個(gè)葉片。所述一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片可以通過(guò)與風(fēng)的相互作用而轉(zhuǎn)動(dòng)，并且可以用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)。另外，轉(zhuǎn)子134A-134D也可以構(gòu)造成在飛行期間向飛行器130提供推力。利用這種布置，轉(zhuǎn)子134A-134D可以作用為一個(gè)或多個(gè)推進(jìn)單元，如推進(jìn)器。雖然轉(zhuǎn)子134A-134D在這個(gè)示例中被描繪為四個(gè)轉(zhuǎn)子，在其他示例中，飛行器130可以包括任何數(shù)量的轉(zhuǎn)子，如少于四個(gè)轉(zhuǎn)子或多于四個(gè)轉(zhuǎn)子。
[0051]尾梁135可以將主翼131連接到尾翼136。尾梁135可以具有各種尺寸。例如，尾梁135可以具有2米的長(zhǎng)度。此外，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，尾梁135可以采取飛行器130的主體和/或機(jī)身的形式。且在這樣的實(shí)現(xiàn)方式中，尾梁135可以承載有效載荷。
[0052]尾翼136和/或垂直穩(wěn)定器137可以用于穩(wěn)定飛行器且/或減小懸停飛行、向前飛行和/或側(cè)風(fēng)飛行期間飛行器130上的阻力。例如，尾翼136和/或垂直穩(wěn)定器137可以用于在懸停飛行、向前飛行和/或側(cè)風(fēng)飛行期間保持飛行器130的俯仰。在這個(gè)示例中，垂直穩(wěn)定器137附連到尾梁135，并且尾翼136定位在垂直穩(wěn)定器137的頂部上。尾翼136可以具有各種尺寸。例如，尾翼136可以具有2米的長(zhǎng)度。此外，在一些示例中，尾翼136可以具有0.45平方米的表面積。此外，在一些示例中，尾翼136可以定位在飛行器130的質(zhì)心之上I米。
[0053]盡管上面已經(jīng)描述了飛行器130，但應(yīng)該理解的是在此描述的方法和系統(tǒng)可以涉及任何適當(dāng)?shù)娘w行器，該飛行器連接到系繩，如系繩120。
[0054]B.AWT的說(shuō)明性部件
[0055]圖2是示出AWT 200的部件的簡(jiǎn)化方塊圖。AWT 200可以采取AWT 100的形式或與之類(lèi)似的形式。尤其是，AWT 200包括地面站210、系繩220和飛行器230。地面站210可以采取地面站110的形式或與之類(lèi)似的形式，系繩220可以采取系繩120的形式或與之類(lèi)似的形式，且飛行器230可以采取飛行器130的形式或與之類(lèi)似的形式。
[0056]如圖2中所示，地面站210可以包括一個(gè)或多個(gè)處理器212、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器214和程序指令216。處理器212可以是通用處理器或?qū)Ｓ锰幚砥?例如，數(shù)字信號(hào)處理器、專(zhuān)用集成電路等)。一個(gè)或多個(gè)處理器212可以被構(gòu)造成執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀程序指令216，該計(jì)算機(jī)可讀程序指令存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器214內(nèi)，并且可執(zhí)行，以提供在此描述的功能的至少一部分。
[0057]數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器214可以包括或采取一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的形式，該存儲(chǔ)介質(zhì)可以由至少一個(gè)處理器212讀取或訪問(wèn)。所述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括易失的和/或非易失的存儲(chǔ)部件，如光學(xué)的、磁性的、有機(jī)的或其他存儲(chǔ)器或盤(pán)式存儲(chǔ)器，它可以整體或部分與一個(gè)或多個(gè)處理器212中的至少一個(gè)相集成。在一些實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器214可以利用單個(gè)物理裝置(例如，一個(gè)光學(xué)、磁性、有機(jī)或其他存儲(chǔ)器或盤(pán)式存儲(chǔ)單元)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而在其他實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器214可以利用兩個(gè)或多個(gè)物理裝置實(shí)現(xiàn)。
[0058]如所指出的，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器214可以包括計(jì)算機(jī)可讀程序指令216和外圍附加數(shù)據(jù)，如地面站210的診斷數(shù)據(jù)。如此，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器214可以包括程序指令以執(zhí)行或促進(jìn)在此描述的功能中的一些或全部。
[0059]在進(jìn)一步方面，地面站210可以包括通信系統(tǒng)218。通信系統(tǒng)218可以包括一個(gè)或多個(gè)無(wú)線接口和/或一個(gè)或多個(gè)有線接口，這允許地面站210經(jīng)一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信。這種無(wú)線接口可以提供用于在一個(gè)或多個(gè)無(wú)線通信協(xié)議，如藍(lán)牙、WiFi(例如，IEEE 802.11協(xié)議)、長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)、WiMAX(例如，IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn))、射頻ID(RFID)協(xié)議、近場(chǎng)通信(NFC)和/或其他無(wú)線通信協(xié)議下通信。這樣的有線接口可以包括以太接口、通用串行總線(USB)接口或類(lèi)似接口，以通過(guò)線、紐絞的線對(duì)、同軸電纜、光學(xué)鏈路、光纖鏈路或與有線網(wǎng)絡(luò)的其他物理連接通信。地面站210可以通過(guò)通信系統(tǒng)218與飛行器230、其他地面站和/或其他實(shí)體(例如，命令中心)通信。
[0060]在示例性實(shí)施方式中，地面站210可以包括允許短程通信和遠(yuǎn)程通信的通信系統(tǒng)218。例如，地面站210可以被構(gòu)造用于利用藍(lán)牙的短程通信和用于CDMA協(xié)議下的遠(yuǎn)程通信。在這樣的實(shí)施方式中，地面站210可以被構(gòu)造成功能為“熱點(diǎn)”，或換句話說(shuō)，作為遠(yuǎn)程支持系統(tǒng)(例如，系繩220、飛行器230和其他地面站)和一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，如蜂窩網(wǎng)絡(luò)和/或因特網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)或代理。如此構(gòu)造，地面站210可以促進(jìn)數(shù)據(jù)通信，否則遠(yuǎn)程支持裝置將不能由自身執(zhí)行。
[0061]例如，地面站210可以提供與遠(yuǎn)程裝置的WiFi連接，并作為通向蜂窩服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的代理或網(wǎng)關(guān)，例如，該地面站210可以在LTE或3G協(xié)議下連接到該數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。地面站210也可以作為通向其他地面站或命令站的代理或網(wǎng)關(guān)，否則遠(yuǎn)程裝置將不能訪問(wèn)。
[0062]此外，如圖2中所示，系繩220可以包括傳輸部件222和通信聯(lián)接224。傳輸部件222可以構(gòu)造成將電能從飛行器230傳送到地面站210和/或?qū)㈦娔軓牡孛嬲?10傳遞到飛行器230。在各種實(shí)施方式中，傳輸部件222可以采取各種不同形式。例如，傳輸部件222可以包括被構(gòu)造成傳遞電力的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體。并且在至少一個(gè)這樣的示例中，一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體可以包括鋁和/或允許電流傳導(dǎo)的任何其他材料。此外，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，傳輸部件222可以圍繞系繩220(未示出)的芯部。
[0063]地面站210可以通過(guò)通信聯(lián)接224與飛行器230通信。通信聯(lián)接224可以是雙向的，并可以包括一個(gè)或多個(gè)有線和/或無(wú)線接口。而且，可以具有一個(gè)或多個(gè)路由器、切換器和/或構(gòu)成通信聯(lián)接224的至少一部分的其他裝置或網(wǎng)絡(luò)。
[0064]此外，如圖2中所示，飛行器230可以包括一個(gè)或多個(gè)傳感器232、動(dòng)力系統(tǒng)234、電能產(chǎn)生/轉(zhuǎn)換部件236、通信系統(tǒng)238、一個(gè)或多個(gè)處理器242、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器244以及程序指令246、和控制系統(tǒng)248。
[0065]在各種不同實(shí)施方式中，傳感器232可以包括各種不同傳感器。例如，傳感器232可以包括全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器。GPS接收器可以被構(gòu)造成提供數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)典型地是已知的GPS系統(tǒng)(可以稱(chēng)為全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNNS))，如飛行器230的GPS坐標(biāo)。這種GPS數(shù)據(jù)可以由AWT 200使用，以提供在此描述的各種功能。
[0066]作為另一示例，傳感器232可以包括一個(gè)或多個(gè)風(fēng)傳感器，如一個(gè)或多個(gè)皮托管。一個(gè)或多個(gè)風(fēng)傳感器可以被構(gòu)造成探測(cè)視風(fēng)和/或相對(duì)風(fēng)。這種風(fēng)數(shù)據(jù)可以被AWT 200使用，以提供在此描述的各種功能。
[0067]仍作為另一示例，傳感器232可以包括慣性測(cè)量單元(MJ)。該頂U(kuò)可以包括加速度計(jì)和陀螺儀，它們可以一起使用以確定飛行器230的取向。尤其是，加速度計(jì)可以測(cè)量飛行器230相對(duì)于地球的取向，而陀螺儀測(cè)量圍繞軸線，如飛行器的中心線的旋轉(zhuǎn)速率。頂U(kuò)以低成本、低功率封裝而商業(yè)可購(gòu)得。例如，IM U可以采取或包括小型化微型電動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)或納米電動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)(NEMS)。也可以利用其它類(lèi)型的頂U(kuò)。除了加速度計(jì)和陀螺儀之夕卜，mu還可以包括其它傳感器，這可以有助于更好地確定位置。這種傳感器的兩個(gè)示例是磁力計(jì)和壓力傳感器。其它示例也是可能的。
[0068]雖然加速度計(jì)和陀螺儀在確定飛行器230的取向方面是有效的，在測(cè)量上的輕微誤差會(huì)隨時(shí)間復(fù)合，并導(dǎo)致更明顯誤差。但是，示例性飛行器230能夠通過(guò)利用磁力計(jì)測(cè)量方向來(lái)緩解或減小這種誤差。磁力計(jì)的一個(gè)示例是低功率、數(shù)字三軸磁力計(jì)，它可以用于實(shí)現(xiàn)與取向無(wú)關(guān)的電子羅盤(pán)，用于精確的航向信息。但是，同樣可以利用其它類(lèi)型的磁力計(jì)。
[0069]飛行器230也可以包括壓力傳感器或氣壓計(jì)，它可以用于確定飛行器230的高度?？商娲模渌鼈鞲衅?，如聲波測(cè)高儀或雷達(dá)測(cè)高儀可以用于提供高度的指示，這可以有助于改善頂U(kuò)的精度和/或防止頂U(kuò)漂移。
[0070]如指出的，飛行器230可以包括電源系統(tǒng)234。在各種不同實(shí)施方式中，電源系統(tǒng)234可以采取各種不同形式。例如，電源系統(tǒng)234可以包括一個(gè)或多個(gè)電池，用于向飛行器230提供電能。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，一個(gè)或多個(gè)電池可以是可再充電的，且每個(gè)電池可以通過(guò)電池和電源之間的有線連接和/或通過(guò)無(wú)線充電系統(tǒng)被再充電，其中所述無(wú)線充電系統(tǒng)諸如向內(nèi)部電池施加外部時(shí)變磁場(chǎng)的感應(yīng)充電系統(tǒng)和/或利用從一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能板收集的能量的充電系統(tǒng)。
[0071]作為另一示例，電源系統(tǒng)234可以包括一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)或發(fā)動(dòng)機(jī)，用于向飛行器230提供電能。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，所述一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)或發(fā)電機(jī)可以由燃料，如碳?xì)浠剂瞎┠?。而且在這樣的實(shí)現(xiàn)方式中，燃料可以存儲(chǔ)在飛行器230中并且可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)流體導(dǎo)管，如管道傳送到一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)或發(fā)動(dòng)機(jī)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，電源系統(tǒng)234可以整體或部分在地面站210上實(shí)現(xiàn)。
[0072]如所指出的，飛行器230可以包括電能產(chǎn)生/轉(zhuǎn)換部件236。在各種不同實(shí)施方式中，該電能產(chǎn)生/轉(zhuǎn)換部件236可以采取各種不同形式。例如，電能產(chǎn)生/轉(zhuǎn)換部件236可以包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)，如高速、直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。利用這種布置，所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)可以被一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子，如轉(zhuǎn)子134A-134D驅(qū)動(dòng)。并且在至少一個(gè)這樣的示例中，所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)可以在可以超過(guò)百分之六十的容量因數(shù)下在11.5米每秒的風(fēng)速下以全額定功率操作，并且所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)可以產(chǎn)生從40千瓦到60兆瓦的電功率。
[0073]此外，如指出的，飛行器230可以包括通信系統(tǒng)238。該通信系統(tǒng)238可以采取通信系統(tǒng)218的形式或與其形式類(lèi)似的形式。飛行器230通過(guò)通信系統(tǒng)238可以與地面站210、其他飛行器和/或其他實(shí)體(例如，命令中心)通信。
[0074]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，飛行器230可以被構(gòu)造成功能為“熱點(diǎn)”，或換句話說(shuō)，作為遠(yuǎn)程支持裝置(例如，地面站210、系繩220、其他飛行器)和一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，如蜂窩網(wǎng)絡(luò)和/或因特網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)或代理。如此構(gòu)造，飛行器230可以促進(jìn)數(shù)據(jù)通信，否則遠(yuǎn)程支持裝置將不能由其本身執(zhí)行。
[0075]例如，飛行器230向遠(yuǎn)程裝置提供WiFi連接，并且作用為通向蜂窩服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的代理或網(wǎng)關(guān)，例如，所述飛行器230在LTE或3G協(xié)議下可以連接到該蜂窩服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。飛行器230也可以作為通向其他飛行器或命令站的代理或網(wǎng)關(guān)，否則遠(yuǎn)程裝置可能不能訪問(wèn)。
[0076]如所指出的，飛行器230可以包括一個(gè)或多個(gè)處理器242、程序指令244和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器246。所述一個(gè)或多個(gè)處理器242可以被構(gòu)造成執(zhí)行所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器244內(nèi)存儲(chǔ)并且可執(zhí)行以提供在此描述的至少部分功能的計(jì)算機(jī)可讀程序指令246。所述一個(gè)或多個(gè)處理器242可以采取與所述一個(gè)或多個(gè)處理器212的形式或與之類(lèi)似的形式，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器244可以采取與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器214的形式或與之類(lèi)似的形式，且程序指令246可以采取程序指令216的形式或采取與之類(lèi)似的形式。
[0077]此外，如指出的，飛行器230可以包括控制系統(tǒng)248。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，控制系統(tǒng)248可以被構(gòu)造成執(zhí)行在此描述的一個(gè)或多個(gè)功能。所述控制系統(tǒng)248可以利用機(jī)械系統(tǒng)和/或利用硬件、固件和/或軟件實(shí)現(xiàn)。作為一個(gè)示例，控制系統(tǒng)248可以采取存儲(chǔ)在非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的程序指令以及執(zhí)行該指令的處理器的形式。所述控制系統(tǒng)248可以全部或部分在飛行器230和/或遠(yuǎn)離飛行器230定位的至少一個(gè)實(shí)體(如地面站210)上實(shí)現(xiàn)。通常，控制系統(tǒng)248實(shí)現(xiàn)的方式可以取決于特定應(yīng)用而變化。
[0078]雖然上面已經(jīng)描述了飛行器230，應(yīng)該理解的是在此描述的方法和系統(tǒng)可以涉及連接到系繩，如系繩230和/或系繩110上的任何適當(dāng)?shù)娘w行器。
[0079]C.將飛行器從懸停飛行到側(cè)風(fēng)飛行轉(zhuǎn)換
[0080]圖3a和3b描繪了根據(jù)示例性實(shí)施方式將飛行器從懸停飛行向側(cè)風(fēng)飛行轉(zhuǎn)換的示例300。示例300作為示例大體上描述為通過(guò)上面結(jié)合圖1描述的飛行器130實(shí)現(xiàn)。為了說(shuō)明的目的，示例300以如圖3a和3b中示出的一系列動(dòng)作描述，但是示例300可以以任何數(shù)量的動(dòng)作和/或動(dòng)作的組合來(lái)執(zhí)行。
[0081 ] 如圖3a中所示，飛行器130連接到系繩120，且系繩120連接到地面站110。地面站110定位在地面302上。此外，如圖3所示，系繩120限定了系繩球體304，該系繩球體304具有基于系繩120的長(zhǎng)度的半徑，如在系繩延伸時(shí)系繩120的長(zhǎng)度。示例300可以在系繩球體304的一部分304A內(nèi)和/或基本上在該部分304A上進(jìn)行。術(shù)語(yǔ)“基本上在...上”，如在本公開(kāi)內(nèi)容中使用的，指的是精確在…上和/或從精確在…上的一個(gè)或多個(gè)偏離，該偏離并不明顯影響如在此描述的飛行器在特定飛行模式之間的轉(zhuǎn)換。
[0082]示例300在點(diǎn)306處以從地面站110以懸停飛行取向部署飛行器130開(kāi)始。利用這種布置，系繩120可以被付出和/或展開(kāi)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，飛