背景技術：

諸如無人飛行器(uav)等飛行器可以用于執(zhí)行監(jiān)視、偵查和勘探任務以供軍事和民用應用。此類載運工具可以攜帶被配置用于執(zhí)行特定功能的負載。

每個國家的空中交通控制(例如在美國為聯邦航空局(faa))有各種空域管制。例如，在某些管轄區(qū)內，uav可能被禁止在某些高度以上飛行。當超過某一高度時，uav的飛行和安全性/穩(wěn)定性可能受到影響。如果遙控器發(fā)生故障，則uav可能繼續(xù)向上飛行，這可能是很危險的。

技術實現要素：

在一些情況下，為了合乎法規(guī)、增強用戶體驗和/或提高安全性，可期望對諸如無人飛行器(uav)等飛行器施加高度限制或者控制其飛行。然而，一些限制可能既過于寬泛又過于不寬泛。例如，不論地形如何，所述限制可能設置在固定水平面(例如，海平面(msl))以上的某一高度處。這可以適用于使用全球定位系統(gps)來測量高度的情況。在這種情況下，在高海拔城市(例如，丹佛)，uav可能僅能夠在地平面之上飛行小段距離，而在低海拔城市(例如，華盛頓特區(qū))，其可能能夠在地平面之上飛行較大的距離。針對uav的相關高度測量可以是在地平面上方的測量。在一些管轄區(qū)(例如，美國)中，可以從地面向上測量可允許uav在其中飛行的非管制空域。忽略了地平面的高度限制可能進一步無法考慮飛行位置中的復雜地形或較大的海拔梯度。由于無法考慮高海拔地平面、復雜地形和較大的海拔梯度，uav可能侵入管制空域或者無法到達諸如監(jiān)視、偵查、勘探或航拍等活動所需的允許高度。因此，需要對飛行受限高度進行改進和動態(tài)的高度控制。

本發(fā)明提供了用于檢測并且響應飛行受限高度的系統和方法?？梢源_定uav的相對高度。這可以包括計算所述uav與海平面(msl)或局部地平面之間的垂直距離。所述uav的高度可以與高度限制進行比較?；谒霰容^，可以實現所述uav的飛行響應，諸如允許該uav上升或下降、使所述uav降落、提供時間以允許所述uav遵守高度限制、迫使所述uav遵守高度限制和/或向用戶提供警告或警報。

因此，在一個方面，提供了一種用于控制具有一個或多個動力單元的無人飛行器(uav)的移動的方法。所述方法可以包括：在一個或多個處理器處接收針對所述uav的一個或多個高度限制；在所述一個或多個處理器處接收針對區(qū)域的海拔信息；借助于所述一個或多個處理器，基于所述海拔信息修改所述一個或多個高度限制以便產生一個或多個修改過的高度限制；以及從所述一個或多個處理器向所述一個或多個動力單元輸出控制信號，以使所述uav在所述區(qū)域上方移動的同時遵守所述一個或多個修改過的高度限制。

在一些實施方式中，所述一個或多個高度限制包括最大高度極限。在一些實施方式中，所述最大高度極限為地平面上方約120m。在一些實施方式中，修改所述一個或多個高度限制包括基于所述海拔信息增大或減小所述最大高度極限。在一些實施方式中，所述一個或多個高度限制包括最小高度極限。在一些實施方式中，所述一個或多個高度限制包括可允許的高度范圍。在一些實施方式中，在所述uav的飛行之前預設所述一個或多個高度限制。在一些實施方式中，所述一個或多個高度限制由用戶輸入。在一些實施方式中，所述一個或多個高度限制存儲在可操作地耦合至所述一個或多個處理器的存儲器中。在一些實施方式中，所述海拔信息指示出所述區(qū)域中的地形的海拔。在一些實施方式中，所述海拔信息指示出所述區(qū)域中的一個或多個人造結構或自然結構的高度。在一些實施方式中，接收所述海拔信息包括接收包括所述海拔信息的所述區(qū)域的地圖。在一些實施方式中，所述地圖存儲在可操作地耦合至所述一個或多個處理器的存儲器中。在一些實施方式中，在所述uav的飛行之前接收所述地圖。在一些實施方式中，在所述uav的飛行期間接收所述地圖。在一些實施方式中，所述方法還包括：評估所述uav的當前位置；辨別在所述地圖上對應于所述uav的當前位置的位置；以及使用所述地圖來獲取針對該位置的海拔信息。在一些實施方式中，使用由所述uav攜帶的一個或多個gps傳感器來評估所述uav的當前位置。在一些實施方式中，接收所述海拔信息包括接收指示出針對所述區(qū)域的所述海拔信息的傳感器數據。在一些實施方式中，所述傳感器數據由所述uav攜帶的并且被配置用于測量所述uav在地面上方的高度的一個或多個傳感器生成。在一些實施方式中，所述一個或多個傳感器包括超聲傳感器、合成孔徑雷達、飛行時間相機、視覺傳感器或激光雷達傳感器。在一些實施方式中，所述傳感器數據包括在預定時間間隔中針對所述uav的地面上方高度測量的加權平均。在一些實施方式中，在所述uav的操作期間執(zhí)行所述修改步驟。

在另一方面，提供了一種用于控制無人飛行器(uav)的移動的系統。所述系統可以包括機身；一個或多個動力單元，其耦合至所述機身并且適于實現所述uav的移動；以及一個或多個處理器，其可操作地耦合至所述一個或多個動力單元并且單獨地或共同地被配置用于：接收針對所述uav的一個或多個高度限制；接收針對區(qū)域的海拔信息；基于所述海拔信息修改所述一個或多個高度限制，以便產生一個或多個修改過的高度限制；以及向所述一個或多個動力單元輸出控制信號，以使所述uav在所述區(qū)域上方移動的同時遵守所述一個或多個修改過的高度限制。

在一些實施方式中，所述一個或多個高度限制包括最大高度極限。在一些實施方式中，所述最大高度極限為地平面上方約120m。在一些實施方式中，所述一個或多個處理器被配置用于通過基于所述海拔信息增大或減小所述最大高度極限來修改所述一個或多個高度限制。在一些實施方式中，所述一個或多個高度限制包括最小高度極限。在一些實施方式中，所述一個或多個高度限制包括可允許的高度范圍。在一些實施方式中，在所述uav的飛行之前預設所述一個或多個高度限制。在一些實施方式中，所述一個或多個高度限制由用戶輸入。在一些實施方式中，所述一個或多個高度限制存儲在可操作地耦合至所述一個或多個處理器的存儲器中。在一些實施方式中，所述海拔信息指示出所述區(qū)域中的地形的海拔。在一些實施方式中，所述海拔信息指示出所述區(qū)域中的一個或多個人造結構或自然結構的高度。在一些實施方式中，所述一個或多個處理器被配置用于通過接收包括所述海拔信息的所述區(qū)域的地圖來接收所述海拔信息。在一些實施方式中，所述地圖存儲在可操作地耦合至所述一個或多個處理器的存儲器中。在一些實施方式中，在所述uav的飛行之前接收所述地圖。在一些實施方式中，在所述uav的飛行期間接收所述地圖。在一些實施方式中，所述一個或多個處理器被配置用于：評估所述uav的當前位置；辨別在所述地圖上對應于所述uav的當前位置的位置；以及使用所述地圖來獲取針對該位置的海拔信息。在一些實施方式中，使用由所述uav攜帶的一個或多個gps傳感器來評估所述uav的當前位置。在一些實施方式中，所述一個或多個處理器被配置用于通過接收指示出針對所述區(qū)域的所述海拔信息的傳感器數據來接收所述海拔信息。在一些實施方式中，所述傳感器數據由所述uav攜帶的并且被配置用于測量所述uav在地面上方的高度的一個或多個傳感器生成。在一些實施方式中，所述一個或多個傳感器包括超聲傳感器、合成孔徑雷達、飛行時間相機、視覺傳感器或激光雷達傳感器。在一些實施方式中，所述傳感器數據包括在預定時間間隔中針對所述uav的地面上方高度測量的加權平均。在一些實施方式中，所述一個或多個處理器被配置用于在所述uav的操作期間修改所述一個或多個高度限制。

在另一方面，提供了一種用于控制具有一個或多個動力單元的無人飛行器(uav)的移動的方法。所述方法可以包括：在一個或多個處理器處接收針對所述uav的一個或多個高度限制；在所述一個或多個處理器處接收針對區(qū)域的地圖信息；借助于所述一個或多個處理器，基于所述地圖信息修改所述一個或多個高度限制，以便產生一個或多個修改過的高度限制；以及從所述一個或多個處理器向所述一個或多個動力單元輸出控制信號，以使所述uav在所述區(qū)域上方移動的同時遵守所述一個或多個修改過的高度限制。

在一些實施方式中，所述一個或多個高度限制包括最大高度極限。在一些實施方式中，所述最大高度極限為地平面上方約120m。在一些實施方式中，修改所述一個或多個高度限制包括基于所述地圖信息增大或減小所述最大高度極限。在一些實施方式中，所述一個或多個高度限制包括最小高度極限。在一些實施方式中，所述一個或多個高度限制包括可允許的高度范圍。在一些實施方式中，在所述uav的飛行之前預設所述一個或多個高度限制。在一些實施方式中，所述一個或多個高度限制由用戶輸入。在一些實施方式中，所述一個或多個高度限制存儲在可操作地耦合至所述一個或多個處理器的存儲器中。在一些實施方式中，所述地圖信息包括針對所述區(qū)域的海拔信息。在一些實施方式中，所述海拔信息指示出所述區(qū)域中的地形的海拔。在一些實施方式中，所述海拔信息指示出所述區(qū)域中的一個或多個人造結構或自然結構的高度。在一些實施方式中，所述地圖信息包括受限空域的位置。在一些實施方式中，所述受限空域包括機場、城區(qū)區(qū)域、軍事設施或環(huán)境保護區(qū)中的一個或多個。在一些實施方式中，接收所述地圖信息包括接收包括所述地圖信息的所述區(qū)域的地圖。在一些實施方式中，所述地圖是地形圖(topographicalmap)。在一些實施方式中，所述地圖存儲在可操作地耦合至所述一個或多個處理器的存儲器中。在一些實施方式中，在所述uav的飛行之前接收所述地圖。在一些實施方式中，在所述uav的飛行期間接收所述地圖。在一些實施方式中，所述方法還包括：評估所述uav的當前位置；辨別在所述地圖上對應于所述uav的當前位置的位置；以及使用所述地圖來獲取針對該位置的地圖信息。在一些實施方式中，使用由所述uav攜帶的一個或多個gps傳感器來評估所述uav的當前位置。在一些實施方式中，在所述uav的操作期間執(zhí)行所述修改步驟。

在另一方面，提供了一種用于控制無人飛行器(uav)的移動的系統。所述系統可以包括機身；一個或多個動力單元，其耦合至所述機身并且適于實現所述uav的移動；以及一個或多個處理器，其可操作地耦合至所述一個或多個動力單元并且單獨地或共同地被配置用于：接收針對所述uav的一個或多個高度限制；接收針對區(qū)域的地圖信息；基于所述地圖信息修改所述一個或多個高度限制，以便產生一個或多個修改過的高度限制；以及向所述一個或多個動力單元輸出控制信號，以使所述uav在所述區(qū)域上方移動的同時遵守所述一個或多個修改過的高度限制。

在一些實施方式中，所述一個或多個高度限制包括最大高度極限。在一些實施方式中，所述最大高度極限為地平面上方約120m。在一些實施方式中，所述一個或多個處理器被配置用于通過基于所述地圖信息增大或減小所述最大高度極限來修改所述一個或多個高度限制。在一些實施方式中，所述一個或多個高度限制包括最小高度極限。在一些實施方式中，所述一個或多個高度限制包括可允許的高度范圍。在一些實施方式中，在所述uav的飛行之前預設所述一個或多個高度限制。在一些實施方式中，所述一個或多個高度限制由用戶輸入。在一些實施方式中，所述一個或多個高度限制存儲在可操作地耦合至所述一個或多個處理器的存儲器中。在一些實施方式中，所述地圖信息包括針對所述區(qū)域的海拔信息。在一些實施方式中，所述海拔信息指示出所述區(qū)域中的地形的海拔。在一些實施方式中，所述海拔信息指示出所述區(qū)域中的一個或多個人造結構或自然結構的高度。在一些實施方式中，所述地圖信息包括受限空域的位置。在一些實施方式中，所述受限空域包括機場、城區(qū)區(qū)域、軍事設施或環(huán)境保護區(qū)中的一個或多個。在一些實施方式中，所述一個或多個處理器被配置用于通過接收包括所述地圖信息的所述區(qū)域的地圖來接收所述地圖信息。在一些實施方式中，所述地圖是地形圖。在一些實施方式中，所述地圖存儲在可操作地耦合至所述一個或多個處理器的存儲器中。在一些實施方式中，在所述uav的飛行之前接收所述地圖。在一些實施方式中，在所述uav的飛行期間接收所述地圖。在一些實施方式中，所述一個或多個處理器被配置用于：評估所述uav的當前位置；辨別在所述地圖上對應于所述uav的當前位置的位置；以及使用所述地圖來獲取針對該位置的地圖信息。在一些實施方式中，使用由所述uav攜帶的一個或多個gps傳感器來評估所述uav的當前位置。在一些實施方式中，所述一個或多個處理器被配置用于在所述uav的操作期間修改所述一個或多個高度限制。

在另一方面，提供了一種用于控制具有一個或多個動力單元的無人飛行器(uav)的移動的方法。所述方法可以包括：(a)從一個或多個處理器向所述一個或多個動力單元輸出控制信號，以使uav根據第一組高度限制進行操作，其中所述第一組高度限制約束所述uav相對于第一參考高度的高度；(b)借助于所述一個或多個處理器并且基于一個或多個準則，評估所述uav是否應當根據第二組高度限制進行操作；以及(c)如果根據(b)的評估，所述一個或多個準則得到滿足，則從所述一個或多個處理器向所述一個或多個動力單元輸出控制信號，以使所述uav根據所述第二組高度限制進行操作，其中所述第二組高度限制約束所述uav相對于第二參考高度的高度。

在一些實施方式中，所述第一參考高度是海平面處的高度，并且其中所述第二參考高度是所述uav的當前位置所在的地平面處的高度。在一些實施方式中，所述第一組高度限制或第二組高度限制中的至少一組包括最大高度極限。在一些實施方式中，所述最大高度極限為所述第一參考高度或第二參考高度上方約120m。在一些實施方式中，所述第一組高度限制或第二組高度限制中的至少一組包括最小高度極限。在一些實施方式中，所述第一組高度限制或第二組高度限制中的至少一組包括可允許的高度范圍。在一些實施方式中，在所述uav的飛行之前預設所述第一組高度限制或第二組高度限制中的至少一組。在一些實施方式中，所述第一組高度限制或第二組高度限制中的至少一組由用戶輸入。在一些實施方式中，所述第一組高度限制或第二組高度限制中的至少一組存儲在可操作地耦合至所述一個或多個處理器的存儲器中。在一些實施方式中，所述一個或多個準則包括所述uav的當前飛行時間是否已經超過預定飛行時間閾值。在一些實施方式中，所述預定飛行時間閾值約為10秒。在一些實施方式中，所述一個或多個準則包括所述uav的當前高度是否已經超過預定高度閾值。在一些實施方式中，所述預定高度閾值為地平面上方約100m。在一些實施方式中，所述一個或多個準則包括所述uav的當前高度是否大于所述uav的初始位置的高度。在一些實施方式中，所述一個或多個準則包括所述uav當前是否不位于受限空域之內。在一些實施方式中，所述一個或多個準則包括所述第二組高度限制當前是否不被所述uav的控制器禁止。在一些實施方式中，所述控制器位于所述uav機上。在一些實施方式中，所述控制器是與所述uav通信的遙控裝置。在一些實施方式中，在所述uav的飛行之前預設所述一個或多個準則。在一些實施方式中，所述一個或多個準則由用戶輸入。在一些實施方式中，所述一個或多個準則存儲在可操作地耦合至所述一個或多個處理器的存儲器中。

在另一方面，提供了一種用于控制無人飛行器(uav)的移動的系統。所述系統可以包括：機身；一個或多個動力單元，其耦合至所述機身并且適于實現所述uav的移動；以及一個或多個處理器，其可操作地耦合至所述一個或多個動力單元并且單獨地或共同地被配置用于：(a)向所述一個或多個動力單元輸出信號，以使所述uav根據第一組高度限制進行操作，其中所述第一組高度限制約束所述uav相對于第一參考高度的高度；(b)基于一個或多個準則，評估所述uav是否應當根據第二組高度限制進行操作；以及(c)如果根據(b)的評估，所述一個或多個準則得到滿足，則向所述一個或多個動力單元輸出信號，以使所述uav根據所述第二組高度限制進行操作，其中所述第二組高度限制約束所述uav相對于第二參考高度的高度。

在一些實施方式中，所述第一參考高度是海平面處的高度，并且其中所述第二參考高度是所述uav的當前位置所在的地平面處的高度。在一些實施方式中，所述第一組高度限制或第二組高度限制中的至少一組包括最大高度極限。在一些實施方式中，所述最大高度極限為所述第一參考高度或第二參考高度上方約120m。在一些實施方式中，所述第一組高度限制或第二組高度限制中的至少一組包括最小高度極限。在一些實施方式中，所述第一組高度限制或第二組高度限制中的至少一組包括可允許的高度范圍。在一些實施方式中，在所述uav的飛行之前預設所述第一組高度限制或第二組高度限制中的至少一組。在一些實施方式中，所述第一組高度限制或第二組高度限制中的至少一組由用戶輸入。在一些實施方式中，所述第一組高度限制或第二組高度限制中的至少一組存儲在可操作地耦合至所述一個或多個處理器的存儲器中。在一些實施方式中，所述一個或多個準則包括所述uav的當前飛行時間是否已經超過預定飛行時間閾值。在一些實施方式中，所述預定飛行時間閾值約為10秒。在一些實施方式中，所述一個或多個準則包括所述uav的當前高度是否已經超過預定高度閾值。在一些實施方式中，所述預定高度閾值為地平面上方約100m。在一些實施方式中，所述一個或多個準則包括所述uav的當前高度是否大于所述uav的初始位置的高度。在一些實施方式中，所述一個或多個準則包括所述uav當前是否不位于受限空域之內。在一些實施方式中，所述一個或多個準則包括所述第二組高度限制當前是否不被所述uav的控制器禁止。在一些實施方式中，所述控制器位于所述uav機上。在一些實施方式中，所述控制器是與所述uav通信的遙控裝置。在一些實施方式中，在所述uav的飛行之前預設所述一個或多個準則。在一些實施方式中，所述一個或多個準則由用戶輸入。在一些實施方式中，所述一個或多個準則存儲在可操作地耦合至所述一個或多個處理器的存儲器中。

通過考察說明書、權利要求書和附圖，本發(fā)明的其他目的和特征將會變得明顯。

援引并入

本說明書中所提及的所有公布、專利和專利申請均通過引用并入本文，其程度猶如具體地和個別地指出要通過引用并入每一單個公布、專利或專利申請。

附圖說明

本發(fā)明的新特征特別地在所附權利要求中闡述。通過參考以下的詳細說明及其附圖，將更好地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)勢；該詳細說明闡述了利用本發(fā)明原理的說明性實施方式；在附圖中：

圖1提供了根據實施方式在地面上方uav飛行受制于高度限制的圖示。

圖2提供了根據實施方式uav動態(tài)處理高度測量的圖示，其中該高度測量與最大高度限制進行比較。

圖3提供了根據實施方式uav動態(tài)處理高度限制的圖示，其中該高度限制與uav的高度測量進行比較。

圖4圖示了根據實施方式用于控制具有一個或多個動力單元的無人飛行器(uav)的移動的方法。

圖5圖示了根據實施方式用于控制具有一個或多個動力單元的無人飛行器(uav)的移動的方法。

圖6圖示了根據實施方式用于將所述uav的絕對高度測量與一個或多個高度限制進行比較的方法。

圖7圖示了根據實施方式用于控制具有一個或多個動力單元的無人飛行器(uav)的移動的方法。

圖8提供了根據本發(fā)明實施方式無人飛行器與外部裝置通信的示意圖。

圖9提供了根據本發(fā)明實施方式無人飛行器使用全球定位系統(gps)來確定該無人飛行器的位置的示例。

圖10圖示了根據本發(fā)明實施方式用于將一個或多個動態(tài)修改過的高度限制與所述uav的高度測量進行比較的方法。

圖11圖示了根據本發(fā)明實施方式用于將動態(tài)修改過的所述uav的高度測量與一個或多個高度限制進行比較的方法。

圖12提供了根據本發(fā)明一方面具有機載存儲器單元的無人飛行器的示例。

圖13圖示了根據本發(fā)明實施方式的無人飛行器。

圖14圖示了根據本發(fā)明實施方式包括載體和負載的可移動物體。

圖15是根據本發(fā)明實施方式用于控制可移動物體的系統的通過框圖來說明的示意圖。

圖16圖示了根據本發(fā)明實施方式用于將uav的高度測量與一個或多個高度限制進行比較的方法。

圖17圖示了根據本發(fā)明實施方式的修改過的高度限制，其僅考慮msl之上的地形海拔。

具體實施方式

本發(fā)明的系統、裝置和方法響應于一個或多個檢測到的飛行受限高度而提供針對飛行器的控制。飛行器可以是無人飛行器(uav)或任何其他類型的可移動物體。

可期望為諸如uav等的飛行器提供一個或多個飛行限制，諸如高度限制。當超過某一高度時，uav的飛行和安全性/穩(wěn)定性可能受到影響或危害。在另一示例中，如果uav的遙控器發(fā)生故障，則uav可能繼續(xù)向上飛行，這可能是很危險的。因此，飛行天花板可以是uav要具有的有利特征。

飛行器可能受制于各種空域管制。例如，在美國，可以存在未經授權的載運工具不可以在其中飛行的受限高度。這可以包括未經授權的uav或所有uav。對于不同的管轄區(qū)而言，飛行受限高度可以有所不同。管轄區(qū)的示例可以包括但不限于大陸、聯盟、國家、州/省、縣、市、鎮(zhèn)、私有財產或土地或其他類型的管轄區(qū)。因此，提供對uav的高度限制可以確保uav遵守不同管轄區(qū)的管制。

對uav的高度限制可以提供附加的益處，諸如提高安全性和/或減小損害類活動的潛在可能性。例如，通過限制uav可導航的最大高度，uav與其他飛行器相碰撞的潛在可能性可以降低。另外，施加在uav上的最小高度限制可以降低uav與障礙物、建筑物、地形和/或人類相碰撞的機會并且減小由uav造成的損害類活動(例如，由于uav造成的噪音或干擾)的潛在可能性。

提供針對高度限制的選項可以賦予uav的操作者某些益處。例如，如果具有高度限制減小了與其他飛行器或物體相碰撞的機會，則uav操作者可以更自在地操作具有高度限制的uav。如果具有高度限制減小了丟失、損壞uav和/或損壞他人財產的機會，則uav操作者可以更自在地操作具有高度限制的uav。如果具有高度限制增加了uav遵守不同管轄區(qū)的管制的機會，則uav操作者可以更自在地操作uav。如果高度限制簡化了控制過程(例如，通過增大uav始終保持在可控范圍中的概率來簡化控制過程)，則uav操作者可以通過操作具有高度限制的uav而獲取更多樂趣或功用。

對于uav制造商來說，可能期望提供對uav的高度限制。例如，通過確保合乎法規(guī)，可以減少潛在的法律訴訟。通過為uav操作者提供附加保障，可以減少客戶投訴。因此，存在向uav提供高度限制功能的需求。

然而，一些限制可能既過于寬泛又過于不寬泛。例如，不論地形如何，所述限制可能設置在固定水平面(例如，msl)以上的某一高度處。這可以適用于使用全球定位系統(gps)來測量高度的情況。在這種情況下，在高海拔城市(例如，丹佛)，uav可能僅能夠在地平面之上飛行小段距離，而在低海拔城市(例如，華盛頓特區(qū))，其可能能夠在地平面之上飛行更大的距離。

針對uav的相關高度測量可以是在地平面以上的測量。在一些管轄區(qū)(例如，美國)中，可以從地面向上測量可允許uav在其中飛行的非管制空域。忽略了地平面的高度限制可能進一步無法考慮飛行位置中的復雜地形或較大的海拔梯度。由于無法考慮高海拔地平面、復雜地形和較大的海拔梯度，uav可能侵入管制空域或者無法到達諸如監(jiān)視、偵查、勘探或航拍等活動所需的允許高度。因此，需要對飛行受限高度的改進的和動態(tài)的高度控制。

另外，基于地形中存在的物體(例如，諸如建筑物等人造結構；諸如樹木或其他植物等自然結構)的高度來實現動態(tài)高度限制以便允許uav在足夠高的高度處飛行從而避免諸如與物體的碰撞等安全事故可以是有利的。當操作于存在高層結構的地區(qū)(例如，具有摩天大樓的城區(qū)區(qū)域、具有極高樹木的森林區(qū)域等)中時，這可以是有益的。而且，如本文所描述的對高度限制的調整對于改進諸如航拍等其他類型的uav操作可以是有益的。

本文所描述的系統和方法可以考慮下方地平面和/或地形。因此，當高度限制取決于地平面時，本文所提供的系統和方法可以允許變化的高度上限。本文所提供的系統和方法還可以考慮不同的飛行高度限制，該飛行高度限制可以基于msl或地平面。本文所描述的系統和方法還可以控制uav的飛行，以使uav維持在允許的高度范圍之內。

盡管本文已經主要討論了涉及高度的限制，但應當理解，對uav操作的限制可以包括對位置(例如，緯度、經度、高度)、定向(例如，橫滾、俯仰、偏航)、速度(例如，平移速度和/或角速度)和/或加速度(例如，平移加速度和/或角加速度)的限制。不同的限制可以為uav的操作提供不同的益處。例如，對位置的限制可以防止uav侵入受限空域中、防止uav距離起始點飛行太遠或者僅允許uav在有限的空間內飛行。對定向的限制可以防止uav采取將會導致失控和/或飛行能力喪失的不穩(wěn)定定向。對加速度或速度的限制也可以防止uav采取將會導致失控和/或飛行能力喪失的不穩(wěn)定移動。

圖1圖示了根據實施方式uav102在地面104上方受制于高度限制106飛行。盡管在本文中關于uav在地面上方的操作描述了各實施方式，但應當理解，本公開內容還可以適用于uav在所有類型的地形和表面(例如，水、山、沙漠、平原、高原、叢林以及人造物)上方的操作?？梢钥刂苪av以在各種高度內飛行。在本文中，可以使用高度來指代uav與參考點或參考水平面之間的垂直距離。參考水平面的示例包括地平面、海平面(即，平均海平面)、平均地表面、大地水準面等。地平面可以指示出地球的下墊面。位于底面中的物體的表面可以是地平面。在一些示例中，瀝青路的表面可以是地平面，建筑物的頂部可以是地平面，山脈頂部的大卵石的表面可以是地平面?？蛇x地，地平面可以是指uav下方的任何下墊面。備選地，地平面可以是指主要的地形輪廓而不包括與地形的小偏差。例如，地平面可以是指下方的陸地、山、山丘、山谷而不包括人造建筑物或結構，或者更小的天然特征(例如，樹木、卵石、灌木)。例如，在城市中，街道可被認為是處于地平面，而建筑物不被認為是地平面。地平面可以是指uav所在區(qū)域的局部地平面。局部地平面可以是uav在其正上方的某一點處的地表。圖1示出了在局部地平面107周圍均勻的地平面104。在本文中，可以使用“絕對高度”108來指代uav與局部地平面之間的垂直距離?？梢栽诒疚闹惺褂谩罢鎸嵏叨取?10來指代uav與平均海平面(msl)112之間的垂直距離。

uav可以受制于一個或多個高度限制?？梢栽趗av的飛行之前預設該高度限制?？梢栽趗av關閉的同時更新該高度限制。可以在uav起飛之前更新該高度限制?？梢栽趗av飛行的同時更新該高度限制。高度限制可以存儲在可操作地耦合至uav機上或機外的處理器的存儲器中。可以從路由器、從云服務器、從外部裝置或其他服務器下載高度限制。uav可以受制于uav不可在其以上飛行的最大高度極限，或“天花板”。所述天花板可以約為或低于10,000m、5,000m、2,000m、1,000m、500m、200m、140m、120m、100m、80m、60m、50m、40m、30m、20m、10m或5m。uav可以受制于uav不可在其以下飛行的最小高度，或“地板”。所述地板可以約為或高于1m、2m、3m、4m、5m、7m、10m、20m、40m、100m或200m。uav可以受制于uav必須在其內操作的可允許的高度范圍。可允許的高度范圍可以是本文所提及的最小高度限制和最大高度限制的組合。例如，所述可允許的高度范圍可以在2m以上但是在140m以下?？梢韵鄬τ谥T如本文所提及的“絕對高度”和“真實高度”等參考水平面來表示高度限制。圖1示出uav102受制于高度上限106和高度下限114并且允許在高度范圍116中導航。高度上限106和高度下限114可以相對于地平面104、msl112或本文所提及的任何其他參考水平面。

uav可以受制于一個或多個高度上限和/或一個或多個高度下限。例如，uav可以具有必須應對uav在其中操作的管轄區(qū)的法律的高度限制、由uav制造商闡述的高度限制(例如，預先配置的或下載的高度限制)和/或由uav操作者(用戶)闡述的高度限制。用戶可以基于其偏好輸入他們自己的限制。用戶可以在用戶界面(例如，遙控器、手持裝置和計算機)中輸入限制。所述偏好可被發(fā)送至飛行控制器以限制uav的操作。在某些情況下(例如，法律要求)，可以防止用戶撤銷或超控一些高度限制。

高度限制中的每個可以具有高度上限和/或高度下限。當uav具有多個高度上限和/或高度下限時，可以有該uav所遵循的高度限制的優(yōu)先級。uav可以將優(yōu)先級給予必須應對uav在其中操作的管轄區(qū)的法律的高度限制。uav可以將優(yōu)先級給予由制造商闡述的高度限制。uav可以將優(yōu)先級給予由uav操作者闡述的高度限制。高度限制的優(yōu)先級可以根據uav的位置改變。例如，在機場附近，由制造商闡述的高度限制可以優(yōu)先于由uav操作者闡述的高度限制。離機場更遠時，由uav操作者闡述的高度限制可以優(yōu)先于由uav制造商闡述的高度限制?？梢栽O置優(yōu)先級以使得uav在競爭性高度限制(例如，用戶設置的高度限制)之中的一個高度限制下操作?？梢栽O置優(yōu)先級以使得uav遵循高度限制的層次結構(例如，只要uav在管轄區(qū)的高度限制內操作，用戶設置的高度限制就優(yōu)先于制造商高度限制)?？梢栽O置優(yōu)先級以使得uav在最安全的條件下操作(例如，遵從限制中最高的高度下限和限制中最低的高度上限)?？梢栽O置優(yōu)先級以使得uav最自由地操作(例如，遵從最高的高度上限和最低的高度下限)。

高度限制可以取決于或者可以不取決于uav的位置。例如，高度限制的優(yōu)先級可以如本文所提及地改變。進一步地，管轄區(qū)的高度限制可以改變(例如，在機場附近)。進一步地，制造商設置的高度限制可以改變(例如，在鄉(xiāng)村具有較高的高度限制但在城市附近具有較低的高度限制)。關于高度限制以及在其中高度限制具有特定效果的位置的信息可以存儲在uav機上。備選地，可以從uav機外的數據源訪問關于高度限制以及在其中高度限制具有特定效果的位置的信息。關于高度限制以及在其中高度限制具有特定效果的位置的信息能夠以各種形式接收，所述形式包括但不限于地圖、地理坐標和數據庫。

可以確定uav的位置(例如，緯度和經度)。可以確定uav的位置至任何特異程度。例如，可以確定uav的位置在約2000米、1500米、1200米、1000米、750米、500米、300米、100米、75米、50米、20米、10米、7米、5米、3米、2米、1米、0.5米、0.1米、0.05米或0.01米以內。這可以發(fā)生在uav的起飛之前和/或uav飛行的同時。在一些情況下，uav可以具有gps接收器，該gps接收器可用于確定uav的位置。在其他示例中，uav可以與諸如移動控制終端等外部裝置通信。外部裝置的位置可被確定并用于近似uav的位置。

可以處理uav的高度以確定該uav是否遵守高度限制。一個或多個傳感器(例如，高度計)可以在uav機上，以檢測高度。uav機上或機外的處理器可以將當前的uav高度值與高度限制進行比較。所述比較可以實時發(fā)生。所述比較可以在每小時、每半小時、每15分鐘、每10分鐘、每5分鐘、每3分鐘、每2分鐘、每分鐘、每45秒、每30秒、每15秒、每12秒、每10秒、每7秒、每5秒、每3秒、每秒、每0.5秒或每0.1秒之時或之內發(fā)生。

高度限制能夠以多種方式影響uav的操作。一旦uav接近受限高度，就可以向用戶發(fā)送警報以警告用戶該事實。uav可以警告用戶(例如，經由移動應用、飛行狀況指示器、音頻指示器或其他指示器來警告)關于uav極為接近飛行受限高度。警告可以包括經由外部裝置的視覺警告、音頻警告或觸覺警告。外部裝置可以是移動裝置(例如，平板計算機、智能電話、遙控器)或靜止裝置(例如，計算機)。例如，外部裝置可以是實現軟件應用的智能電話或遙控器，所述軟件應用提供警告，舉例而言，諸如文本、圖像、音頻、振動等。在其他示例中，警告可以經由uav自身提供，例如，經由uav上的照明系統或聲音系統。警告可以包括閃光、文本、圖像和/或視頻信息、嗶聲或音調、音頻聲音或信息、振動和/或其他類型的警告。例如，移動裝置可以振動以指示警告。在另一示例中，uav可以閃光和/或發(fā)出噪聲以指示警告。這樣的警告可以與其他飛行響應措施相結合地或單獨地提供。

在高度上限的情況下，如果uav在高度上限以上或者在高度上限以下但是在其0.5m、1m、2m、3m、4m、5m、7m、10m、20m、50m、100m或200m以內的高度處，則可以提供警報。在高度下限的情況下，如果uav在高度下限以下或者在高度下限以上但是在其0.5m、1m、2m、3m、4m、5m、7m、10m、20m、50m、100m或200m以內的高度處，則可以提供警報。

備選地或結合地，高度限制可以防止uav在受限高度處飛行。例如，可以忽略或修改指令uav飛到受限高度中的用戶輸入，以僅在uav飛行處于限制之內的程度上遵守指令。

在uav故意地或非故意地停止在高度上限以上或高度下限以下的情況下(例如，用戶命令，或者由于諸如熱柱等上升氣流)，uav控制系統可以自動影響uav的動力單元，以使得uav移回允許高度之內。對高度限制的自動遵守可以立即發(fā)生或者發(fā)生在uav在受限空域中繼續(xù)飛行一段時間時。所述一段時間可以約為或低于10分鐘、5分鐘、2分鐘、1分鐘、30秒、10秒、5秒、2秒或1秒。

在一些實施方式中，可以允許uav在降落時下降至高度下限以下。在一些情況下，可以啟動自動化降落序列。啟動該自動化降落序列可以允許uav下降至高度下限以下。在其他實施方式中，可以手動降落uav，并且可以提供uav正在降落的指示，或者可以從一個或多個飛行特性中推斷出uav的降落。

高度傳感器可報告物體相比于固定水平面的高度測量。高度傳感器的示例包括但不限于氣壓高度計、聲測高度計、雷達高度計、gps和衛(wèi)星。諸如雷達高度計等一些高度傳感器可以測量對應于絕對高度的高度。諸如gps等一些高度傳感器可以測量對應于真實高度而非絕對高度的高度。不是參照地平面來測量高度的高度計可以允許uav的飛行既過于寬泛又過于不寬泛。這可是因為允許uav在其中飛行的空域可以基于從地平面垂直測量的高度。在美國，例如，g類空域(在其中atc沒有授權或責任來控制空中交通)從地表延伸到上覆e類空域的底部。

圖16圖示了根據實施方式根據實施方式用于將uav的高度測量與一個或多個高度限制進行比較的方法1600。在步驟1602中，可以在uav的一個或多個處理器處接收針對uav的一個或多個高度限制?？梢匀缜拔乃龅亟邮崭叨认拗?例如，從存儲器、用戶輸入等接收)。所述限制可以是最大高度、最小高度或組合(例如，范圍)?？梢源嬖诙鄠€最大高度(例如，預編程的最大高度和用戶輸入的最大高度)?？梢源嬖诙鄠€最小高度。用戶輸入的高度限制可以超控或者可以不超控其他高度限制。高度限制可以取決于或者可以不取決于uav的橫向(例如，地理)位置。高度限制可以基于或者可以不基于uav的絕對高度或真實高度或其任意組合。

在步驟1604中，可以在一個或多個處理器處接收uav的高度測量。高度信息可以是由本文所提及的高度傳感器(例如，uav機上的gps)產生的測量。高度信息可以是相對于本文所提及的參考點得到的高度測量(例如，相對于msl測得的真實高度測量、相對于地平面測得的絕對高度測量)?？梢栽诩s每小時、每半小時、每15分鐘、每10分鐘、每5分鐘、每3分鐘、每2分鐘、每分鐘、每45秒、每30秒、每15秒、每12秒、每10秒、每7秒、每5秒、每3秒、每秒、每0.5秒或每0.1秒之時或之內得到高度測量。

在步驟1606中，可以使用一個或多個處理器將uav的高度測量與一個或多個高度限制進行比較。所述比較可以在約每小時、每半小時、每15分鐘、每10分鐘、每5分鐘、每3分鐘、每2分鐘、每分鐘、每45秒、每30秒、每15秒、每12秒、每10秒、每7秒、每5秒、每3秒、每秒、每0.5秒或每0.1秒之時或之內發(fā)生。如果高度測量和高度限制具有不同的尺度(例如，一個相對于msl而另一個相對于地平面)，則可以使用關于下方地形的信息(例如，地平面相對于msl的海拔)來適當地將高度測量轉換尺度至高度限制，或者反之亦然。例如，如果飛行限制是地平面以上400m，而uav相對于msl的高度被測量為500m，則可以并入關于地平面海拔的信息。如本文別處進一步所述，關于地平面海拔的信息可以來自于多個來源(例如，傳感器、地圖、海拔信息、坐標信息、地形信息)。在示例中，如果地平面在msl上方200m處，則uav被發(fā)現位于地平面上方300m處，并且仍在允許的飛行高度之內。

在步驟1608中，控制信號可以從一個或多個處理器輸出到一個或多個動力單元，以使uav在區(qū)域上方移動的同時遵守一個或多個高度限制。如果uav遵守一個或多個高度限制，則可能沒有理由輸出控制信號并且步驟1608可以是可選的。如果uav遵守一個或多個高度限制但是極為接近高度限制(例如，在高度限制的0.5m、1m、2m、3m、4m、5m、7m、10m、20m、50m、100m或200m以內)，則可以輸出控制信號以使得uav移動進一步遠離受限高度，或者使得uav不能夠更靠近受限高度移動。相反，作為對步驟1608的備選或補充，可以發(fā)出本文所描述的警告或警報?？刂菩盘柨梢栽谶M行比較之后立即影響uav的操作，或者當uav在受限高度中繼續(xù)飛行一段時間時影響uav的操作。所述一段時間可以約為或低于10分鐘、5分鐘、2分鐘、1分鐘、30秒、10秒、5秒、2秒或1秒。

如果uav高度限制是相對于地平面提供的，而高度測量卻是相對于不同參考水平面(例如msl)的，則uav的操作可能被不必要地限制了。例如，在高海拔城市(例如，丹佛)，uav可能被完全阻止飛行，或者如果允許飛行，可能也僅被允許在地面上方飛行有限量，少于法律允許量。這可能使得uav不能在其飛行區(qū)域中正確導航并且到達uav活動(諸如，監(jiān)視、偵查、勘探和航拍)可能所必需的高度。

另外，如果uav高度限制是相對于地平面提供的，但高度測量卻是相對于不同參考水平面(例如msl)的，則uav的操作可能非故意地處于受限空域內，這可能是非法的。例如，在低海拔城市(例如，華盛頓特區(qū))，盡管有高度限制，uav也可能被允許在受限空域中飛行。這可能導致負面的法律后果和/或導致安全問題(例如，與操作在atc的監(jiān)管和授權下的飛行器相碰撞)。

此外，不依賴于地平面的高度測量可能無法考慮飛行位置中的復雜地形或較大的海拔梯度。例如，即使在低海拔城市，uav也可被限制到達勘探較高山脈所必需的、法律上允許的高度以正確執(zhí)行其上述活動。由于無法考慮局部地平面的高度、復雜地形和較大的海拔梯度，uav可能侵入管制空域或者無法到達諸如監(jiān)視、偵查、勘探或航拍等活動所需的允許高度。

圖2圖示了根據實施方式單一uav在時間點t1202和t2204動態(tài)處理其高度測量，其中該高度測量與最大高度限制206進行比較。高度限制206相對于地平面207是恒定的，同時uav相對于msl208的高度是恒定的。這兩個值可能無法正確地進行比較，因為它們各自的參考高度是不同的。可以在uav的操作期間動態(tài)地處理uav的高度測量以考慮局部的地形海拔。uav的飛行區(qū)域的海拔信息和/或地圖信息可以存儲在uav機上，或者可以從uav機外的數據源訪問。地圖信息可以包括uav的飛行區(qū)域的海拔信息。例如，可以提供地圖上每一點的海拔或者地圖上選定的特征。地圖上的海拔信息可以包括地平面海拔信息。在一些情況下，可以與地圖分開地提供海拔信息。例如，可以在每一坐標處為地理坐標提供海拔信息。地圖信息或海拔信息可以存儲在可操作地耦合至一個或多個處理器的存儲器中?？梢蕴崆?在飛行之前)或者在飛行時實時地加載地圖信息或海拔信息。地圖信息或海拔信息可以指示出或者可以不指示出區(qū)域中的人造結構和/或自然結構的高度。地圖信息或海拔信息可以采用uav飛行區(qū)域的地圖的形式。所述地圖可以是地形圖。所述地圖可以包括區(qū)域中的地形的海拔(例如，地面相比于msl的高度)。地圖信息可以包括可影響uav飛行區(qū)域的高度限制的信息(例如，受限空域的位置；具有較高的人造結構和/或自然結構的地區(qū)的位置，所述地區(qū)諸如為具有高層建筑物的城市、具有高樹木的森林)。

可以如本文所述地對uav進行定位(例如，使用gps)，并且可以辨別地圖上對應于uav位置的位置。進一步地，在t2時刻，可以借助于處理器來確定uav正在其中操作處的下方或者uav正在其中操作處的附近的地形的即時海拔或真實高度210(例如，從地圖信息或海拔信息中讀出)。盡管高度傳感器可以產生相對于與局部地形海拔不同的參考水平面的高度測量212(例如，使用gps測量的真實高度)，但處理器可以能夠通過從uav的真實高度212中減去地形的即時海拔210來動態(tài)處理(例如，在飛行期間)uav的絕對高度測量214。

可以在uav的操作期間動態(tài)地處理高度限制。圖3圖示了單一uav在時間點t1302和t2304動態(tài)處理最大高度限制，該最大高度限制與uav高度測量進行比較。修改高度限制可以涉及基于海拔信息增大或減小允許uav導航的最大高度或最小高度。雖然類似于圖2，但根據局部地形海拔調整高度限制，而不是調整uav的高度測量306、308。因此，雖然uav在t1和t2時受制于恒定的高度測量，但是在調整之后，uav在t1時受制于最大高度限制310而在t2時受制于不同的最大高度限制312。在本實施方式中，uav高度限制不是相對于地平面提供的，而是相對于uav的高度測量所基于的同一參考水平面314(例如msl)提供的，以使得可以在兩個值之間進行正確的比較。

可以在uav的操作期間動態(tài)地處理高度限制，以使得對于高度限制的調整而言，僅考慮在某一參考水平面(例如，msl)以上的地形的海拔。例如，圖17圖示了根據實施方式的修改過的高度限制，其僅考慮msl以上的地形的海拔。圖17示出msl1702和海拔在水平軸線上變化的地形1704。所述地形的區(qū)域1706、1708、1710在海平面以下，并且在調整uav的高度限制中可以不將其考慮在內。經調整的高度限制1712反映了在水平軸線上經調整的高度限制和未經調整的高度限制的組合。uav可以針對不同高度限制在不同的高度限制調整下進行操作。例如，對于高度上限，uav可以僅考慮某一參考水平面(例如，msl)以上的地形海拔，而對于高度下限，不論所述地形在上述參考水平面以上還是以下，uav都可以考慮地形的海拔。應當理解，還可以在uav的操作期間動態(tài)地處理uav的高度測量，以使得僅考慮在某一參考水平面以上的地形海拔以供uav高度測量的調整。

在一些實施方式中，可以通過將高度限制定義為在參考水平面以上的特定高度來提供類似的效果，所述參考水平面為msl或地平面中的較高者。例如，當msl高于地平面時，高度限制可被定義為在msl以上的特定高度，而當地平面高于msl時，高度限制可被定義為在地平面以上的特定高度。

備選地或結合地，固有地考慮地平面的高度傳感器可以用于確定uav的高度(例如，uav的絕對高度)。uav的絕對高度可以在沒有進一步處理的情況下與高度限制進行比較。這樣的高度傳感器包括但不限于聲測傳感器、雷達傳感器、超聲傳感器、合成孔徑雷達(sar)傳感器、飛行時間(tof)傳感器和/或視覺傳感器，所述傳感器可以估計某一時間窗內該uav與地面或uav下方障礙物的加權平均距離。固有地考慮地平面的高度傳感器可以獨立地使用或者在不能確定uav位置(例如，gps不可用)和/或不能訪問地形地圖信息時的情況下使用。

在一些實施方式中，uav可以具有可用于確定該uav的高度的多個傳感器或多種類型的傳感器?？蛇x地，uav可具有至少一個檢測uav的絕對高度的傳感器和至少一個檢測uav的真實高度的傳感器。取決于各種因素，可以選擇特定的傳感器以用于uav高度的確定。例如，可以操作全部兩種類型的傳感器以收集高度數據，但是在uav高度的確定中可以僅考慮來自選定的傳感器子集的數據。備選地，可以針對給定情景操作傳感器的子集。在一些實施方式中，根據uav的位置，可以使用傳感器的子集來提供對于確定uav的高度考慮的數據。在另一示例中，根據針對uav適當的高度限制的類型，可以使用傳感器的子集來提供對于確定uav的高度考慮的數據。例如，如果uav在高度限制基于真實高度的地區(qū)中，則可以使用來自檢測uav真實高度的傳感器的數據來確定uav的高度。如果uav在高度限制基于絕對高度的地區(qū)中，則可以使用來自檢測uav絕對高度的傳感器的數據來確定uav的高度。

在一些實施方式中，來自傳感器的數據可以用于確定相對于msl的地面海拔。例如，來自測量uav絕對高度的這種類型的傳感器的數據可以與來自測量uav真實高度的這種類型的傳感器的數據進行比較。數據的比較可以用于計算uav下方地平面的估計海拔。這在地平面信息(例如，地圖、存儲的海拔)的其他來源不可訪問或不可操作的情況中可以是有用的。在一個示例中，第一傳感器可以測量到uav正在地平面上方200m處飛行，而第二傳感器可以測量到uav正在msl上方300m處飛行?；跀祿谋容^，可以確定局部地平面約為100m。局部地平面可以有助于調整高度限制或者確定uav高度與高度限制之間的垂直關系。

圖4圖示了根據實施方式用于控制具有一個或多個動力單元的無人飛行器(uav)的移動的方法400。方法400可以涉及將uav的高度測量與利用海拔信息來調整的一個或多個高度限制進行比較。

在步驟402中，可以在uav的一個或多個處理器處接收針對uav的一個或多個高度限制?？梢匀缜拔乃龅亟邮崭叨认拗?例如，從存儲器、用戶輸入等接收)。所述限制可以是最大高度、最小高度或其組合(例如，允許uav飛行的范圍)?？梢源嬖诙鄠€最大高度(例如，預編程的最大高度和用戶輸入的最大高度)?？梢源嬖诙鄠€最小高度。用戶輸入的高度限制可以超控或者可以不超控其他高度限制。高度限制可以取決于或者可以不取決于uav的橫向(例如，地理)位置。例如，機場附近相對于地面的高度上限可以是0。

在步驟404中，可以在一個或多個處理器處接收針對區(qū)域的海拔信息。海拔信息可以是包括海拔信息的區(qū)域的地圖。海拔信息可以指示出區(qū)域中的人造結構(例如，建筑物)和/或區(qū)域中的自然結構(例如，樹木)的高度。海拔信息可以指示出區(qū)域中的地形的海拔。

除了高度限制之外，還可以存在可適用于人造結構的其他限制。例如，uav可被要求與人造結構維持指定的水平距離和/或垂直距離，或者可被要求在人造結構的某一距離內維持指定的速度和/或加速度。上述其他限制可以是同樣可適用于自然地形和自然結構的。例如，uav可被要求與山峰維持指定的水平距離和/或垂直距離或者可被要求在山峰的某一距離內維持指定的速度和/或加速度。

可以在一個或多個處理器處接收uav的高度測量。高度測量可以是由本文所提及的高度傳感器(例如，uav機上的gps)產生的測量。高度測量可以是相對于本文所提及的參考點得到的高度測量(例如，相對于msl測得的真實高度測量)。可以在約每小時、每半小時、每15分鐘、每10分鐘、每5分鐘、每3分鐘、每2分鐘、每分鐘、每45秒、每30秒、每15秒、每12秒、每10秒、每7秒、每5秒、每3秒、每秒、每0.5秒或每0.1秒之時或之內得到高度測量。

可以如本文所述地(例如，使用gps)對uav進行定位。可以在地圖上對uav進行定位?？梢匀绫疚乃龅卮_定uav位置處的地形海拔(例如，使用處理器從海拔信息中讀出)?？梢栽诩s每小時、每半小時、每15分鐘、每10分鐘、每5分鐘、每3分鐘、每2分鐘、每分鐘、每45秒、每30秒、每15秒、每12秒、每10秒、每7秒、每5秒、每3秒、每秒、每0.5秒或每0.1秒之時或之內對uav進行定位。

在步驟408中，可以基于海拔信息修改uav的高度限制，以便產生修改過的高度限制。例如，基于海拔信息，可以從一個或多個高度限制中減掉uav位置處的地形海拔(在步驟404中接收得到)。所述計算可以在約每小時、每半小時、每15分鐘、每10分鐘、每5分鐘、每3分鐘、每2分鐘、每分鐘、每45秒、每30秒、每15秒、每12秒、每10秒、每7秒、每5秒、每3秒、每秒、每0.5秒或每0.1秒之時或之內發(fā)生。接收uav的高度信息的位置與確定uav位置處的地形海拔的位置可以是相同的。接收uav的高度信息的橫向位置與接收uav位置處的地形海拔的橫向位置可以相匹配或者可以不相匹配。橫向位置可以在1000m、500m、200m、100m、50m、20m、10m、5m、2m、1m或0.5m以內。步驟408中的uav的一個或多個修改過的高度限制可以與uav的高度測量進行比較。

在uav的操作期間，可以按預定的時間間隔來重復方法400。所述時間間隔可以是約每小時、每半小時、每15分鐘、每10分鐘、每5分鐘、每3分鐘、每2分鐘、每分鐘、每45秒、每30秒、每15秒、每12秒、每10秒、每7秒、每5秒、每3秒、每秒、每0.5秒或每0.1秒之時或之內。

在步驟412中，可以從一個或多個處理器向一個或多個動力單元輸出控制信號，以使uav基于所述比較遵守高度限制。如果uav遵守一個或多個調整過的高度限制，則可能沒有理由輸出控制信號并且步驟412可以是可選的。如果uav遵守一個或多個調整過的高度限制但是極為接近高度限制(例如，在高度限制的0.5m、1m、2m、3m、4m、5m、7m、10m、20m、50m、100m或200m以內)，則可以輸出控制信號以使得uav移動進一步遠離受限高度或者使得uav不能夠更靠近受限高度移動。相反，作為對步驟412的備選或補充，可以發(fā)出本文所描述的警告或警報。控制信號可以在進行比較之后立即影響uav的操作或者當uav在受限高度中繼續(xù)飛行一段時間時影響uav的操作。所述一段時間可以約為或低于10分鐘、5分鐘、2分鐘、1分鐘、30秒、10秒、5秒、2秒或1秒。盡管本文主要描述了高度限制的調整，但應當理解，在備選實施方式中，可以調整uav的高度測量以實現如圖10(高度限制的調整)和圖11(uav的高度測量的調整)所示的類似結果。

圖10圖示了將一個或多個動態(tài)修改過的高度限制與uav的高度測量進行比較的方法1000。該方法可以包括本文所述步驟中的一個或多個，或者可以包括以不同順序提供的步驟。例如，該方法可以包括在一個或多個處理器處接收針對uav的一個或多個高度限制1002。所述方法還可以包括在一個或多個處理器處接收區(qū)域的海拔信息1004。所述一個或多個處理器可以接收uav的高度測量1006?？梢允褂帽疚膭e處所述的技術中的任一來收集該信息。

所述方法還可以包括借助于一個或多個處理器，基于海拔信息修改一個或多個高度限制，以產生一個或多個修改過的高度限制1008。

高度測量可以與一個或多個修改過的高度限制進行比較1010。這樣的比較可以使用一個或多個處理器單獨地或共同地來進行。一個或多個處理器可以向一個或多個動力單元輸出控制信號，以使uav在區(qū)域上方移動的同時遵守一個或多個修改過的高度限制1012。

圖11圖示了將一個或多個動態(tài)修改過的高度測量與uav的高度限制進行比較的方法1100。該方法可以包括本文所述步驟中的一個或多個，或者可以包括以不同的順序提供的步驟。例如，該方法可以包括在一個或多個處理器處接收針對uav的一個或多個高度限制1102。所述方法還可以包括在一個或多個處理器處接收針對區(qū)域的海拔信息1104。一個或多個處理器可以接收uav的高度測量1106?？梢允褂帽疚膭e處所述的技術中的任一來收集該信息。

所述方法還可以包括借助于一個或多個處理器，基于海拔信息修改高度測量，以產生修改過的高度測量1108。

修改過的高度測量可以與一個或多個高度限制進行比較1110。這樣的比較可以使用一個或多個處理器單獨地或共同地來進行。一個或多個處理器可以向一個或多個動力單元輸出控制信號，以使uav在所述區(qū)域上方移動的同時遵守一個或多個高度限制1112。

圖5圖示了根據實施方式用于控制具有一個或多個動力單元的無人飛行器(uav)的移動的方法500。方法500可以涉及將uav的高度測量與利用地圖信息來調整的一個或多個高度限制進行比較。

在步驟502中，可以在uav的一個或多個處理器處接收針對uav的一個或多個高度限制?？梢匀缜拔乃龅亟邮崭叨认拗?例如，從存儲器、用戶輸入等接收)。所述限制可以是最大高度、最小高度或組合(例如，范圍)?？梢源嬖诙鄠€最大高度(例如，預編程的最大高度和用戶輸入的最大高度)?？梢源嬖诙鄠€最小高度。用戶輸入的高度限制可以超控或者可以不超控其他高度限制。高度限制可以取決于或者可以不取決于uav的橫向(例如，地理)位置。例如，機場附近相對于地面的高度上限可以是0。

在步驟504中，可以在一個或多個處理器處接收區(qū)域的地圖信息。地圖信息可以包括或可以不包括區(qū)域的海拔信息。海拔信息可以指示出區(qū)域中的地形的海拔。海拔信息可以指示出區(qū)域中的人造結構和/或自然結構的高度。地圖信息可以包括可影響高度限制的其他信息，諸如飛行受限地區(qū)(例如，機場)的位置、具有較高的自然結構和/或人造結構的地區(qū)的位置等。接收地圖信息可包括接收該區(qū)域的地圖。所述地圖可以是地形地圖或地形圖。地圖信息可以在操作之前預加載至uav上。備選地或附加地，地圖信息可以在操作期間上傳至uav。

飛行受限地區(qū)可以包括禁飛空域，所述禁飛區(qū)域可以是指通常出于安全考慮而不允許飛機在其內飛行的空域面積(或體積)。禁飛區(qū)域可以包含由禁止飛機在其內飛行的地表上的區(qū)域所標識的限定尺寸的空域。可以出于與國家福利相關聯的安全原因或其他原因而設立這樣的區(qū)域。這些區(qū)域可以公布在聯邦公報(federalregister)中并且可在美國的航空圖上或者在各個管轄區(qū)的其他出版物中得以描繪。飛行受限地區(qū)可以包括專用空域(例如，在其中可以對不參與指定操作的飛機施加限制的空域)中的一個或多個，諸如受限空域(即，在其中，入口通常始終禁止所有飛機并且不受制于來自空域控制主體的飛行許可)、軍事行動區(qū)域、警報區(qū)域、警告區(qū)域、臨時飛行限制(tfr)區(qū)域、國家安全區(qū)域和射擊控制區(qū)域。

飛行受限地區(qū)的示例可以包括但不限于機場、飛行走廊、軍事設施或其他政府設施、敏感人員附近的地點(例如，當總統或其他領導人正在參觀一地點時)、核基地、研究設施、私人空域、非軍事區(qū)、某些管轄區(qū)(例如，鄉(xiāng)鎮(zhèn)、市、縣、州/省、國家、水體或其他自然地標)或者其他類型的禁飛區(qū)。飛行受限地區(qū)可以是永久性禁飛區(qū)或者可以是禁止飛行的臨時區(qū)域。在一些情況下，可以更新飛行受限地區(qū)的列表。

具有高層結構的地區(qū)的示例可以包括但不限于城區(qū)地區(qū)(例如，具有許多摩天大樓和其他高層建筑物的城市)、森林地區(qū)(例如，具有諸如紅木等極高樹木的森林)、考古遺址(例如，金字塔)等。地圖信息可以包括指示出此類地區(qū)的位置的gps數據。

除了高度限制之外，還可以存在可適用于人造結構的其他限制。例如，uav可被要求與人造結構維持指定的水平和/或垂直距離或者uav可被要求在人造結構的某一距離內維持指定的速度和/或加速度。上述其他限制可以是同樣可適用于自然地形和自然結構的。例如，uav可被要求與山脈維持指定的水平距離和/或垂直距離或者可被要求在山脈的某一距離內維持指定的速度和/或加速度。

可以在一個或多個處理器處接收uav的高度測量。高度信息可以是由本文所提及的高度傳感器(例如，uav機上的gps)產生的測量。高度信息可以是相對于本文所提及的參考點得到的高度測量(例如，相對于msl測得的真實高度測量)?？梢栽诩s每小時、每半小時、每15分鐘、每10分鐘、每5分鐘、每3分鐘、每2分鐘、每分鐘、每45秒、每30秒、每15秒、每12秒、每10秒、每7秒、每5秒、每3秒、每秒、每0.5秒或每0.1秒之時或之內得到高度測量。

可以如本文所述地(例如，使用gps)對uav進行定位?？梢栽诘貓D上對uav進行定位?？梢匀绫疚乃龅卮_定uav位置處的地形海拔(例如，從地圖信息中讀出)。可以在約每小時、每半小時、每15分鐘、每10分鐘、每5分鐘、每3分鐘、每2分鐘、每分鐘、每45秒、每30秒、每15秒、每12秒、每10秒、每7秒、每5秒、每3秒、每秒、每0.5秒或每0.1秒之時或之內對uav進行定位。

在步驟508中，可以基于地圖信息修改uav的高度限制，以便產生修改過的高度限制。例如，基于地圖信息，uav可以對附近的機場進行定位并且減少機場附近的最大高度限制，以在其侵入飛行受限地區(qū)的情況下更好地遵守飛行限制。備選地或結合地，如果地圖信息包含海拔信息，則可以從一個或多個高度限制中減掉uav位置處確定的地形海拔。所述計算可以在約每小時、每半小時、每15分鐘、每10分鐘、每5分鐘、每3分鐘、每2分鐘、每分鐘、每45秒、每30秒、每15秒、每12秒、每10秒、每7秒、每5秒、每3秒、每秒、每0.5秒或每0.1秒之時或之內發(fā)生。接收uav的高度信息的位置和確定uav位置處的地形海拔的位置可以是相同的。接收uav的高度信息的橫向位置與接收uav位置處的地形海拔的橫向位置可以相匹配或者可以不相匹配。橫向位置可以在1000m、500m、200m、100m、50m、20m、10m、5m、2m、1m或0.5m以內。步驟508中的uav的一個或多個修改過的高度限制可以與uav的高度測量進行比較。

在uav的操作期間，可以按預定的時間間隔重復方法500。所述時間間隔可以是約每小時、每半小時、每15分鐘、每10分鐘、每5分鐘、每3分鐘、每2分鐘、每分鐘、每45秒、每30秒、每15秒、每12秒、每10秒、每7秒、每5秒、每3秒、每秒、每0.5秒或每0.1秒之時或之內。

在步驟512中，從一個或多個處理器向一個或多個動力單元輸出控制信號，以使uav基于所述比較遵守高度限制。如果uav遵守一個或多個調整過的高度限制，則可能沒有理由輸出控制信號并且步驟512可以是可選的。如果uav遵守一個或多個調整過的高度限制但是極為較近高度限制(例如，在高度限制的0.5m、1m、2m、3m、4m、5m、7m、10m、20m、50m、100m或200m以內)，則可以輸出控制信號以使得uav移動進一步遠離受限高度或者使得uav不能夠更靠近受限高度移動。相反，作為對步驟512的備選或補充，可以發(fā)出本文所描述的警告或警報?？刂菩盘柨梢栽谶M行比較之后立即影響uav的操作或者當uav在受限高度中繼續(xù)飛行一段時間時影響uav的操作。所述一段時間可以約為或低于10分鐘、5分鐘、2分鐘、1分鐘、30秒、10秒、5秒、2秒或1秒。盡管本文主要描述了高度限制的調整，但應當理解，在備選實施方式中，可以調整uav的高度測量以實現如圖10(高度限制的調整)和圖11(uav高度測量的調整)所示的類似結果。

圖6圖示了根據實施方式用于控制具有一個或多個動力單元的無人飛行器(uav)的移動的方法600。方法600可以涉及將一個或多個高度限制與由傳感器測得的uav的高度測量進行比較，所述傳感器自動考慮局部地平面和/或地面上的局部結構(例如，建筑物、樹木)的高度。這樣的傳感器可以包括聲測傳感器、雷達傳感器、超聲傳感器、合成孔徑雷達(sar)傳感器、飛行時間(tof)傳感器和/或視覺傳感器，所述傳感器可以估計某一時間窗內該uav與地面或uav下方障礙物的加權平均距離。在一些實施方式中，傳感器的定向相對于uav是垂直向下的，以便促進uav與局部地平面和/或局部結構之間的距離的測量。該距離信息可以用作動態(tài)修改高度限制的基礎。

在步驟602中，可以在一個或多個處理器處接收針對uav的一個或多個高度限制。在步驟606中，可以在一個或多個處理器處接收uav的絕對高度測量。在步驟608中，可以將步驟606中的高度測量與一個或多個高度限制進行比較。在步驟610中，一個或多個處理器可以向一個或多個動力單元輸出控制信號，以使uav遵守一個或多個高度限制。方法600可以是方法400或方法500的專用版本，其中高度傳感器測量uav的絕對高度而不是真實高度。方法600可以涉及可選地接收區(qū)域的地圖信息?？梢匀缜拔乃龅乩迷摰貓D信息?？梢圆槐鼗诘匦蔚暮０蝸硇薷母叨刃畔ⅲ驗榉椒?00中的高度傳感器固有地將地形海拔考慮在內。

可以將高度限制配置為使其在uav操作期間總是有效的?？梢詫⒏叨认拗婆渲脼槭蛊湓趗av操作期間從不有效?？梢詫⒏叨认拗婆渲脼槭蛊溆袝r有效而其他時間無效。例如，可以根據預定義的參數(例如，uav的狀態(tài)、飛行時間、當前高度、位置等)和/或基于用戶輸入自動開啟或關閉高度限制。

圖7圖示了根據實施方式用于控制具有一個或多個動力單元的uav的移動的方法700。方法700可以涉及uav具有多個高度限制以及根據環(huán)境選擇性地施加限制。

在步驟702中，可以從一個或多個處理器向一個或多個動力單元輸出控制信號，以使uav根據第一組高度限制操作。第一組高度限制可以基于第一參考高度。所述參考高度的示例包括地平面、海平面(msl)、平均地表面、大地水準面等。第一組高度限制和第二組高度限制可以包括最大高度極限。第一組高度限制和第二組高度限制可以包括最小高度極限。最大高度極限可以約為或低于10,000m、5,000m、2,000m、1,000m、500m、200m、140m、120m、100m、80m、60m、50m、40m、30m、20m、10m或5m。最小高度極限可以約為或高于1m、2m、3m、4m、5m、7m、10m、20m、40m、100m或200m。

在步驟704中，可以借助于一個或多個處理器并且基于一個或多個準則來評估uav是否應當根據第二組高度限制操作。所述準則可以基于預定義的參數(例如，uav的狀態(tài)、飛行時間、當前高度、位置)和/或基于用戶輸入。所述準則可以在uav的飛行之前設置或者可以在飛行期間輸入。例如，所述準則可以是uav是否已經超過預定飛行時間。預定飛行時間可以約為或小于6000秒、3000秒、1200秒、600秒、300秒、120秒、60秒、30秒、10秒或5秒。飛行時間可以測量由uav記錄的總飛行時間。飛行時間可以測量針對特定飛行航段記錄的飛行時間。所述準則可以是uav的電池是否電量不足。所述準則可以是uav是否正移動高于某一速度或加速度。所述準則可以是uav是否已經超過預定義的高度閾值。預定高度閾值可以約為或高于10m、20m、40m、100m、200m或400m。所述準則可以是uav是否低于預定高度下限。所述準則可以是uav的當前高度是否高于在更早的時間點處的高度。所述準則可以是uav的當前高度是否高于uav的初始位置的高度。所述準則可以是uav是否位于受限空域之內。所述準則可以是uav是否位于受限空域附近。所述準則可以是第二組高度限制當前是否不被uav的控制器禁止。所述控制器可以位于uav機上?？刂破骺梢允桥cuav通信的遙控裝置。

如果根據步驟704，一個或多個準則得到滿足，則在步驟706中，可以從一個或多個處理器向一個或多個動力單元輸出控制信號，以使uav根據第二組高度限制操作。例如，當總飛行時間已經超過某一閾值時，uav可以在比第一組高度限制具有更高的高度上限或更低的高度下限的第二組高度限制下操作，隨著總飛行時間增加，這可以給予uav操作者在控制uav的過程中的更大自由。例如，當電池電量低時，uav可以在比第一組高度限制具有更低的高度下限的第二組高度限制下操作。例如，如果uav正在移動高于某一速度，則該uav可以在比第一組高度限制具有更高的高度下限的第二組高度限制下操作，這可以確保人們的安全并且減少與地面物體的碰撞。例如，當在受限空域附近時，uav可以在相比于第一組高度限制而言具有更低的高度下限的第二組高度限制下操作，以確保uav可以在進入受限空域之前安全地降落。第二組高度限制可以基于第二參考高度。參考高度的示例包括地平面、海平面(平均海平面)、平均地表面、大地水準面等。第二參考高度和第一參考高度可以是或者可以不是相等的。

當uav在飛行受限高度之外時，該uav可以提示用戶(例如，經由移動應用、飛行狀況指示器、音頻指示器或其他指示器)在預定時間段(例如，1分鐘)內降落或者導航至遵守受限高度的高度。在該時間段內，uav的操作者可以提供指令以使uav導航至期望高度和/或提供手動降落指令。在已經超過預定時間段之后，uav可以自動導航以遵守高度限制而無需來自uav的操作者的任何輸入，或者可以并入來自uav的操作者的輸入。在預定時間段之后，uav可以自動開始減小高度。在預定時間段之后，uav可以自動開始增加高度。uav能夠以預定的速率減小或增加高度或者可以在確定減小高度、增加高度或降落所用的速率的過程中并入位置數據。在一些情況下，更接近飛行受限地區(qū)的飛行響應措施可以提供uav的更快速的響應以下降或降落。這可能降低在控制uav飛行的過程中的用戶自主性，但可以提供對管制更高的遵從性并且提供更安全的措施。更遠離飛行受限地區(qū)的飛行響應措施可以允許用戶對uav具有更多控制。這可以提供在控制uav的過程中提高的用戶自主性，并且允許用戶采取行動以阻止uav進入受限空域。所述距離可以用于測量uav落入受限空域內的風險或可能性，并且基于對風險的測量采取適當的行動水平。

在一些實施方式中，本文所描述的用于動態(tài)調整高度限制的方法考慮了關于uav的可允許高度的法律法規(guī)。例如，在根據本文介紹的方法修改高度限制之前，uav(例如，與uav相關聯的一個或多個處理器)可以將修改過的高度限制與法定高度限制進行比較，以確定修改過的高度限制是否合法。如果修改過的限制合法，則uav可以繼續(xù)實現所述修改過的限制。如果修改過的限制不合法，則uav可以維持原始限制或將修改過的限制調整成合法。例如，如果修改過的限制設置高度上限為500m，但是法定限制設置高度上限為400m，則uav可以實現400m的高度上限而不是500m，以便合法。在一些實施方式中，如果確定應當修改高度限制，但是該修改將會不合法，則可以如前文所述地向用戶提供警告(例如，經由移動裝置或遙控器上的應用、經由uav本身)。能夠以各種方式向uav提供可適用的法律法規(guī)，例如，在操作之前預加載到uav上、在操作期間上傳至uav等。在一些實施方式中，可以基于uav的位置信息(例如，當前的gps坐標)執(zhí)行對相關法律法規(guī)的確定。

在一些實施方式中，在uav接近和/或飛過需要修改過的高度限制的升高地形和/或結構之前，例如，當uav距升高地形和/或結構預定距離時，可以動態(tài)地修改本文所描述的高度限制。例如，如果uav正在朝向具有高層建筑物的區(qū)域飛行，則其可以在距所述區(qū)域預定距離時開始增加高度上限，而不是在其正在飛過所述區(qū)域時增加天花板。這種方法可以允許用戶預先提高uav高度以便避免與升高地形和/或結構的碰撞，所述碰撞是因為如果uav過于接近升高地形和/或結構，特別是如果uav正在以相對較高的速度移動，則可能不存在足夠的時間以使uav轉向。

本文所描述的uav可以完全自主地(例如，通過諸如機載控制器或非機載控制器等合適的計算系統)、半自主地(例如，手動地控制一些方面且自動地控制一些方面)或手動地(例如，由人類用戶利用遙控裝置或終端)操作。uav可以接收來自合適的實體(例如，人類用戶或自主控制系統)的命令，并通過執(zhí)行一個或多個動作來響應這樣的命令。例如，可以控制uav從地面起飛、在空中移動(例如，以多達三個平移自由度和多達三個旋轉自由度)、移動至目標位置或一系列目標位置、在空中懸停、降落在地面上等。又例如，可以控制uav以指定的速度和/或加速度(例如，以多達三個平移自由度和多達三個旋轉自由度)或沿著指定的移動路徑移動。此外，所述命令可以用于控制一個或多個uav部件，諸如本文所述的部件(例如，傳感器、致動器、動力單元、負載等)。例如，一些命令可以用于控制諸如相機等uav負載的位置、定向和/或操作?？蛇x地，uav可被配置用于根據一個或多個預定操作規(guī)則來操作。所述操作規(guī)則可以用于控制uav的任何合適的方面，諸如uav的位置(例如，緯度、經度、高度)、定向(例如，橫滾、俯仰、偏航)、速度(例如，平移速度和/或角速度)和/或加速度(例如，平移加速度和/或角加速度)。例如，可以設計操作規(guī)則使得不允許uav飛到閾值高度之外，例如，uav可被配置成在距地面不超過400m的高度下飛行。在一些實施方式中，操作規(guī)則可適于提供自動化機制，用于提高uav的安全性并防止安全事故。例如，uav可被配置用于檢測限飛地區(qū)(例如，地平面以上1,200ft)并且不在限飛地區(qū)的預定距離以內飛行，從而避免與航空器和其他障礙物的潛在碰撞、確保遵守法律并且為其操作者提供最佳的用戶體驗。

圖8提供了根據本發(fā)明實施方式無人飛行器800與外部裝置810通信的示意圖。

uav800可以包括可控制uav的位置的一個或多個動力單元。所述動力單元可以控制uav的位置(例如，關于多達三個方向的位置，諸如緯度、經度、高度)和/或uav的定向(例如，關于多達三個旋轉軸，諸如俯仰、偏航、橫滾)。所述動力單元可以允許uav維持或改變位置。動力單元可以包括一個或多個旋翼槳葉，所述旋翼槳葉可以旋轉從而為uav產生升力。動力單元可以由諸如一個或多個馬達等一個或多個致動器850驅動。在一些情況下，單一馬達可以驅動單一動力單元。在其他示例中，單一馬達可以驅動多個動力單元，或者單一動力單元可以由多個馬達驅動。

uav800的一個或多個致動器850的操作可以由飛行控制器820控制。飛行控制器可以包括一個或多個處理器和/或存儲器單元。存儲器單元可以包括非暫時性計算機可讀介質，該非暫時性計算機可讀介質可以包括用于執(zhí)行一個或多個步驟的代碼、邏輯或指令。處理器可以能夠執(zhí)行本文所描述的一個或多個步驟。處理器可以根據非暫時性計算機可讀介質來提供步驟。處理器可以執(zhí)行基于位置的計算和/或利用算法來為uav生成飛行命令。

飛行控制器820可以從接收器830和/或定位器840接收信息。接收器830可以與外部裝置810通信。外部裝置可以是遠程終端。外部裝置可以是控制設備，該控制設備可以提供用于控制uav的飛行的一組或多組指令。用戶可以與外部裝置進行交互，以發(fā)出用以控制uav的飛行的指令。外部裝置可以具有用戶界面，該用戶界面可以接受可導致控制uav的飛行的用戶輸入。本文別處更詳細地描述了外部裝置的示例。

外部裝置810可以經由無線連接與接收器830通信。無線通信可以在外部裝置與接收器之間直接進行，和/或可以通過網絡或其他形式的間接通信進行。在一些實施方式中，無線通信可以是基于接近度的通信。例如，外部裝置可以在距uav的預定距離內，以便控制uav的操作。備選地，外部裝置無需在uav的預定接近度內。通信可以直接、通過局域網(lan)、諸如因特網等廣域網(wan)、云環(huán)境、電信網絡(例如，3g、4g)、wifi、藍牙、射頻(rf)、紅外(ir)或任何其他通信技術進行。在備選實施方式中，外部裝置與接收器之間的通信可以經由有線連接進行。

外部裝置與uav之間的通信可以是雙向通信和/或單向通信。例如，外部裝置可以向uav提供可控制該uav的飛行的指令。外部裝置可以操作uav的其他功能，諸如uav的一個或多個設置、一個或多個傳感器、一個或多個負載的操作、負載的載體的操作或者uav的任何其他操作。uav可以向外部裝置提供數據。所述數據可以包括關于uav的位置的信息、由uav的一個或多個傳感器感測到的數據、由uav的負載捕捉到的圖像或者來自uav的其他數據。來自外部裝置的指令和/或來自uav的數據可以同時地或按順序地傳輸。它們可以通過相同的通信信道或不同的通信信道來傳遞。在一些情況下，來自外部裝置的指令可被傳送至飛行控制器。所述飛行控制器可以利用來自外部裝置的飛行控制指令來生成對uav的一個或多個致動器的命令信號。

uav還可以包括定位器840。定位器可以用于確定uav的位置。位置可以包括飛行器的緯度、經度和/或高度?？梢韵鄬τ诠潭▍⒖枷?例如，地理坐標)來確定uav的位置?？梢韵鄬τ谟商幚砥鹘邮盏?、包含地圖信息和/或海拔信息的地圖來確定uav的位置?？梢韵鄬τ陲w行受限地區(qū)來確定uav的位置。定位器可以使用本領域中的任何技術或后來開發(fā)的技術來確定uav的位置。例如，定位器可以從外部位置單元845接收信號。在一個示例中，定位器可以是全球定位系統(gps)接收器并且外部位置單元可以是gps衛(wèi)星。在另一示例中，定位器可以是與外部位置單元通信的慣性測量單元(imu)、超聲傳感器、視覺傳感器(例如，相機)或通信單元。外部位置單元可以包括衛(wèi)星、塔或可以能夠提供位置信息的其他結構。一個或多個外部位置單元可以利用一個或多個三角測量技術以便提供uav的位置。在一些情況下，外部位置單元可以是外部裝置810或其他遙控裝置。外部裝置的位置可以用作uav的位置或者用于確定uav的位置。可以使用外部裝置內的位置單元和/或能夠確定外部裝置位置的一個或多個基站來確定外部裝置的位置。外部裝置的位置單元可以使用本文所述的技術中的任一，包括但不限于gps、激光、超聲、視覺、慣性、紅外或其他位置感測技術。外部裝置的位置可以使用任何技術諸如gps、激光、超聲、視覺、慣性、紅外、三角測量、基站、塔、中繼或任何其他技術來確定。

在備選實施方式中，可以無需外部裝置或外部位置單元來確定uav的位置。例如，imu可以用于確定uav的位置。imu可以包括一個或多個加速度計、一個或多個陀螺儀、一個或多個磁力計或其合適的組合。例如，imu可以包括多達三個正交加速度計以測量可移動物體沿著多達三個平移軸的線性加速度，以及多達三個正交陀螺儀以測量繞著多達三個旋轉軸的角加速度。imu可以剛性耦合至飛行器，以使得飛行器的運動對應于imu的運動。備選地，imu可被允許相對于飛行器關于多達六個自由度移動。imu可以直接安裝到飛行器上，或者耦合至安裝到飛行器上的支撐結構。imu可被提供在可移動物體的外殼以外或以內。imu可以永久地或可移除地附著至可移動物體。在一些實施方式中，imu可以是飛行器的負載的元件。imu可以提供指示出飛行器的運動的信號，諸如飛行器的位置、定向、速度和/或加速度(例如，關于一個、兩個或三個平移軸和/或一個、兩個或三個旋轉軸)。例如，imu可以感測表示飛行器的加速度的信號，并且該信號可被積分一次以提供速度信息以及積分兩次以提供位置和/或定向信息。imu可以能夠確定飛行器的加速度、速度和/或位置/定向，而無需與任何外部環(huán)境因素進行交互或者無需從飛行器以外接收任何信號。imu可以備選地連同諸如gps、視覺傳感器、超聲傳感器或通信單元等其他位置確定裝置一起使用。

由定位器840確定的位置可以被飛行控制器820使用以生成待提供至致動器的一個或多個命令信號。例如，可基于定位器信息確定的uav的位置可以用于在存在競爭性高度限制的情況下確定高度限制的優(yōu)先級。飛行控制器還可以確定需要由uav采取哪種飛行響應措施(如果有的話)。飛行控制器可以確定對一個或多個致動器的命令信號，該命令信號可以控制uav的飛行。

圖9提供了根據本發(fā)明實施方式無人飛行器使用全球定位系統(gps)來確定該無人飛行器的位置的示例。uav可以具有gps模塊。gps模塊可以包括gps接收器940和/或gps天線942。gps天線可以拾取來自gps衛(wèi)星或其他結構的一個或多個信號并且將捕捉到的信息傳送至gps接收器。gps模塊還可以包括微處理器925。微處理器可以接收來自gps接收器的信息。微處理器能夠以原始形式傳送來自gps接收器的數據或者可以對其進行處理或分析。微處理器可以使用gps接收器數據來進行計算和/或可以基于該計算提供位置信息。

gps模塊可以可操作地連接至飛行控制器920。uav的飛行控制器可以生成待提供至uav的一個或多個致動器的命令信號并從而控制uav的飛行?？梢栽趃ps模塊與飛行控制器之間提供任何連接。例如，諸如控制器區(qū)域網絡(can)總線等通信總線可以用于連接gps模塊和飛行控制器。gps接收器可以經由gps天線接收數據并且可以向微處理器傳遞數據，所述微處理器可以經由通信總線向飛行控制器傳遞數據。

在一些情況下，一旦開啟uav，該uav就可以搜索gps信號。如果發(fā)現gps信號，則uav可以能夠確定其位置和高度。

一些實施方式可以依賴于航空器gps模塊來確定位置，包括uav的高度。如果gps模塊成功確定位置花費太長時間，則這將會影響飛行能力。如果gps模塊不操作或者無法檢測到gps信號，則可能限制uav的飛行功能。在一些情況下，如本文所述，可以使用其他系統和方法來確定uav的位置，諸如高度。

圖12提供了根據本發(fā)明一方面具有機載存儲器單元1250的無人飛行器1200的示例。uav可以具有飛行控制器1220，該飛行控制器1220可以生成一個或多個命令信號以實現uav的飛行?？梢蕴峁┪恢脝卧?240。該位置單元可以提供指示出uav的高度和位置的數據。位置單元可以是gps接收器、從外部裝置接收位置數據的通信模塊、超聲傳感器、視覺傳感器、ir傳感器、慣性傳感器或者可以用于確定uav的位置的任何其他類型的裝置。飛行控制器可以使用uav的位置來生成飛行命令信號。

存儲器單元1250可以包括關于uav可在其中操作的地區(qū)的海拔信息或地圖信息的數據。例如，可以提供一個或多個機載數據庫或存儲器1255a，存儲包括地形的高度信息的地圖(例如，地形圖)和/或飛行受限地區(qū)和/或其位置的列表。在一個示例中，各個地區(qū)的地圖可以存儲在uav的機載存儲器中。在一個示例中，存儲器存儲裝置可以存儲由地圖覆蓋的區(qū)域的海拔信息。世界、大陸、國家或世界地區(qū)中的所有地圖(例如，地形圖)可以存儲在存儲器單元中。備選地或結合地，可以存儲關于飛行受限地區(qū)的信息或任何其他可能影響uav的高度限制的信息。坐標可以僅包括緯度坐標和經度坐標，還可以包括高度坐標，或者可以包括飛行受限地區(qū)的邊界。因此關于地形海拔的信息(包括位置和/或相關規(guī)則)可以預編程到uav上。

uav可以能夠訪問機載存儲器，以確定其操作所在地區(qū)的海拔和/或地圖信息。這在uav的通信可能是不可操作的或者可能難以訪問外部來源的情況下可以是有用的。例如，一些通信系統可能是不可靠的。在一些情況下，訪問機上存儲的信息可以更可靠和/或可以需要較少的功耗。訪問機上存儲的信息還可以比實時地下載信息更快。

在一些情況下，其他數據可以存儲在uav機上。例如，可以提供與關于特定的飛行受限高度或不同的管轄區(qū)的規(guī)則有關的數據庫和/或存儲器1255b。例如，存儲器可以在機上存儲關于針對不同管轄區(qū)的飛行規(guī)則的信息。例如，國家a可能不允許uav在地平面上方飛行超過700ft，而國家b可能不允許uav在地平面上方飛行超過1200ft。在一些情況下，規(guī)則可以特定于管轄區(qū)。在一些情況下，不論管轄區(qū)如何，規(guī)則可以特定于飛行受限地區(qū)。例如，在國家a內，機場a可能始終不允許uav在機場5英里以內的任何地方飛行，而機場b可以允許uav從1:00-5:00a.m.在機場附近飛行。所述規(guī)則可以存儲在uav機上并且可以可選地與相關的管轄區(qū)和/或飛行受限地區(qū)相關聯。

存儲在數據庫中的規(guī)則可以關于針對不同管轄區(qū)或不同地區(qū)的高度限制。規(guī)則可以由制造商、用戶或第三方提供。規(guī)則可以存儲在數據庫中和/或可以得到更新。

飛行控制器1220可以訪問機載存儲器來計算uav相對于高度限制的高度。在一些實施方式中，傳感器數據可以用于在uav高度與高度限制的比較中確定uav的高度?？蛇x地，可包括關于地平面的海拔數據的機載存儲器可以用于輔助進行比較。在一些情況下，飛行控制器還可以訪問機載存儲器來計算uav與飛行受限地區(qū)之間的距離。飛行控制器可以使用來自位置單元1240的信息作為uav的位置，并且可以使用來自機載存儲器1250的信息用于飛行受限地區(qū)位置。uav與飛行受限地區(qū)之間的距離的計算可以由飛行控制器借助于處理器來進行。

飛行控制器1220可以訪問機載存儲器來確定待采取的飛行響應措施。例如，uav可以關于不同的規(guī)則訪問機載存儲器。uav的位置可以用于根據相關規(guī)則來確定待由uav采取的飛行響應措施。例如，如果確定uav的位置在國家a內，則飛行控制器可以考察國家a的規(guī)則以確定待采取的飛行響應措施。例如，這可以包括當uav接近或超過高度上限時指令該uav下降到高度上限以下。這可以影響生成的并且被發(fā)送至uav的一個或多個致動器的命令信號。

可以更新uav的機載存儲器1250。例如，與uav通信的移動裝置可以用于更新。當移動裝置和uav連接時，可以更新機載存儲器?？梢越浻蔁o線連接(諸如直接無線連接或間接無線連接)更新移動裝置和uav。在一個示例中，可以經由wifi或藍牙提供所述連接。移動裝置可以用于控制uav的飛行和/或接收來自uav的數據?？梢愿轮T如地區(qū)的海拔信息或地圖信息等信息。這樣的更新可以在移動裝置與uav進行交互的同時發(fā)生。這樣的更新可以在移動裝置第一次與uav連接時發(fā)生、按周期性時間間隔發(fā)生、在檢測到事件時發(fā)生或者實時地連續(xù)發(fā)生。

在另一示例中，可以在uav與外部裝置之間提供有線連接，用于向機載存儲器提供更新。例如，uav上的usb端口或類似的端口可以用于連接至個人計算機(pc)，并且可以使用pc軟件來更新。在另一示例中，外部裝置可以是移動裝置或其他類型的外部裝置。更新可以在uav第一次連接至外部裝置時發(fā)生、在保持有線連接的同時按周期性時間間隔發(fā)生、當檢測到事件時發(fā)生或者在保持有線連接的同時實時地連續(xù)發(fā)生。

附加示例可以允許uav具有用于訪問因特網或其他網絡的通信裝置。每次啟動uav時，其可以自動檢查是否需要更新機載存儲器。例如，每次啟動uav時，其可以自動檢查是否需要更新海拔信息或地圖信息。在一些實施方式中，uav僅在開啟時檢查是否存在待進行的更新。在其他實施方式中，uav可以周期性地檢查、在檢測到事件或命令時檢查或者連續(xù)地檢查。

在一些情況下，不同的管轄區(qū)可以具有不同的高度限制。例如，不同的國家可以具有不同的規(guī)則和/或根據管轄區(qū)，一些規(guī)則可能更復雜，并且可能需要逐步實現。管轄區(qū)的示例可以包括但不限于大陸、聯盟、國家、州/省、縣、市、鎮(zhèn)、私有財產或土地或者其他類型的管轄區(qū)。

uav的位置可以用于確定uav當前所位于的并且全部規(guī)則可以適用的管轄區(qū)。例如，gps坐標可以用于確定uav所位于的并且法律所適用的管轄區(qū)。例如，管轄區(qū)a可以禁止uav在地面上方700ft處的飛行，而管轄區(qū)b可以禁止地面上方1200ft處的飛行。繼而在航空器獲取gps坐標之后，該航空器可以確定其當前位于管轄區(qū)a內還是管轄區(qū)b內?；谠摯_定，其可以評估飛行限制是在地面上方700ft處還是1200ft處起作用，并且可以相應地采取飛行響應措施。

例如，可以在管轄區(qū)之間提供邊界。基于uav位置，可以確定uav落在邊界右邊的管轄區(qū)a內。管轄區(qū)b可以在邊界左邊并且可以具有不同于管轄區(qū)a的規(guī)則。在一個示例中，可以使用本文別處所描述的定位技術中的任一來確定uav的位置。可以計算uav的坐標。在一些情況下，uav的機載存儲器可以包括針對不同管轄區(qū)的邊界。例如，uav可以能夠訪問機載存儲器，以基于其位置確定uav落在哪個管轄區(qū)內。在其他示例中，關于不同管轄區(qū)的信息可以存儲在機外。例如，uav可以與外部通信以確定uav落在哪個管轄區(qū)內。

因此，uav可以能夠訪問關于該uav所落入的管轄區(qū)的信息和/或針對該uav的可適用的飛行規(guī)則?？蛇m用的高度限制可以連同位置信息一起使用以確定是否需要飛行響應措施和/或應當采取哪種飛行響應措施。

本文所述的系統、裝置和方法可以適用于眾多可移動物體。如前文所述，本文對uav的任何描述均可適用于和用于任何可移動物體。本文對uav的任何描述均可適用于任何飛行器。本發(fā)明的可移動物體可被配置用于在任何合適的環(huán)境中移動，諸如在空中(例如，固定翼航空器、旋轉翼航空器或者既不具有固定翼也不具有旋轉翼的航空器)、在水中(例如，船舶或潛艇)、在地面上(例如，機動車，諸如轎車、卡車、公交車、廂式貨車、摩托車、自行車；可移動結構或框架，諸如棒狀物、釣魚竿；或者火車)、在地下(例如，地鐵)、在太空(例如，航天飛機、衛(wèi)星或探測器)或者這些環(huán)境的任何組合?？梢苿游矬w可以是載運工具，諸如本文別處所描述的載運工具。在一些實施方式中，可移動物體可以由諸如人類或動物等活體所攜帶，或者從活體起飛。合適的動物可以包括禽類、犬類、貓類、馬類、牛類、羊類、豬類、海豚、嚙齒類或昆蟲。

可移動物體可以能夠在所述環(huán)境內關于六個自由度(例如，三個平移自由度和三個旋轉自由度)自由移動。備選地，可移動物體的移動可能關于一個或多個自由度受到約束，諸如由預定路徑、軌跡或定向所約束。所述移動可以由諸如引擎或馬達等任何合適的致動機構所致動?？梢苿游矬w的致動機構可以由任何合適的能源提供動力，所述能源諸如為電能、磁能、太陽能、風能、引力能、化學能、核能或者其任何合適的組合。可移動物體可以如本文別處所述經由動力系統自推進。所述動力系統可以可選地依靠能源運行，所述能源諸如為電能、磁能、太陽能、風能、引力能、化學能、核能或者其任何合適的組合。備選地，可移動物體可以由生物所攜帶。

在一些情況下，所述可移動物體可以是載運工具。合適的載運工具可以包括水上載運工具、飛行器、太空載運工具或地面載運工具。例如，飛行器可以是固定翼航空器(例如，飛機、滑翔機)、旋轉翼航空器(例如，直升機、旋翼飛機)、同時具有固定翼和旋轉翼的航空器或者既無固定翼又無旋轉翼的航空器(例如，飛艇、熱氣球)。載運工具可以是自推進式，諸如在空中、在水上或水中、在太空中或者在地上或地下自推進。自推進式載運工具可以利用動力系統，諸如包括一個或多個引擎、馬達、輪子、輪軸、磁體、旋翼、螺旋槳、槳葉、噴嘴或者其任何合適組合的動力系統。在一些情況下，動力系統可以用于使可移動物體能夠從表面起飛、降落到表面上、維持其當前位置和/或定向(例如，懸停)、改變定向和/或改變位置。

可移動物體可以由用戶遙控或者由可移動物體之內或之上的乘員在本地控制。在一些實施方式中，可移動物體是無人可移動物體，諸如uav。無人可移動物體(諸如uav)可以不具有該可移動物體機載的乘員?？梢苿游矬w可以由人類或自主控制系統(例如，計算機控制系統)或者它們的任何合適的組合來控制?？梢苿游矬w可以是自主式或半自主式機器人，諸如配置有人工智能的機器人。

可移動物體可以具有任何合適的大小和/或尺寸。在一些實施方式中，可移動物體可以具有使人類乘員身處載運工具之內或之上的大小和/或尺寸。備選地，可移動物體可以具有比能使人類乘員身處載運工具之內或之上的大小和/或尺寸更小的大小/或尺寸?？梢苿游矬w可以具有適合于由人類搬運或攜帶的大小和/或尺寸。備選地，可移動物體可以大于適合于由人類搬運或攜帶的大小和/或尺寸。在一些情況下，可移動物體可以具有的最大尺寸(例如，長度、寬度、高度、直徑、對角線)小于或等于約：2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。該最大尺寸可以大于或等于約：2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。例如，可移動物體的相對旋翼的軸之間的距離可以小于或等于約：2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。備選地，相對旋翼的軸之間的距離可以大于或等于約：2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。

在一些實施方式中，可移動物體可以具有小于100cmx100cmx100cm、小于50cmx50cmx30cm或小于5cmx5cmx3cm的體積?？梢苿游矬w的總體積可以小于或等于約：1cm³、2cm³、5cm³、10cm³、20cm³、30cm³、40cm³、50cm³、60cm³、70cm³、80cm³、90cm³、100cm³、150cm³、200cm³、300cm³、500cm³、750cm³、1000cm³、5000cm³、10,000cm³、100,000cm³、1m³或10m³。相反地，可移動物體的總體積可以大于或等于約：1cm³、2cm³、5cm³、10cm³、20cm³、30cm³、40cm³、50cm³、60cm³、70cm³、80cm³、90cm³、100cm³、150cm³、200cm³、300cm³、500cm³、750cm³、1000cm³、5000cm³、10,000cm³、100,000cm³、1m³或10m³。

在一些實施方式中，可移動物體可以具有的占地面積(這可以是指由所述可移動物體所包圍的橫截面面積)小于或等于約：32,000cm²、20,000cm²、10,000cm²、1,000cm²、500cm²、100cm²、50cm²、10cm²或5cm²。相反地，所述占地面積可以大于或等于約：32,000cm²、20,000cm²、10,000cm²、1,000cm²、500cm²、100cm²、50cm²、10cm²或5cm²。

在一些情況下，可移動物體可以不超過1000kg重。可移動物體的重量可以小于或等于約：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。相反地，所述重量可以大于或等于約：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。

在一些實施方式中，可移動物體相對于該可移動物體所攜帶的負荷可以較小。如本文別處所進一步詳述，所述負荷可以包括負載和/或載體。在一些示例中，可移動物體重量與負荷重量之比可以大于、小于或等于約1:1。在一些情況下，可移動物體重量與負荷重量之比可以大于、小于或等于約1:1。可選地，載體重量與負荷重量之比可以大于、小于或等于約1:1。當需要時，可移動物體重量與負荷重量之比可以小于或等于：1:2、1:3、1:4、1:5、1:10或者甚至更小。相反地，可移動物體重量與負荷重量之比還可以大于或等于：2:1、3:1、4:1、5:1、10:1或者甚至更大。

在一些實施方式中，可移動物體可以具有低能耗。例如，可移動物體可以使用小于約：5w/h、4w/h、3w/h、2w/h、1w/h或更小。在一些情況下，可移動物體的載體可以具有低能耗。例如，載體可以使用小于約：5w/h、4w/h、3w/h、2w/h、1w/h或更小?？蛇x地，可移動物體的負載可以具有低能耗，諸如小于約：5w/h、4w/h、3w/h、2w/h、1w/h或更小。

圖13圖示了根據本發(fā)明實施方式的無人飛行器(uav)1300。該uav可以是本文所述的可移動物體的示例。uav1300可以包括具有四個旋翼1302、1304、1306和1308的動力系統。可以提供任何數目的旋翼(例如，一個、兩個、三個、四個、五個、六個或更多個)。無人飛行器的旋翼、旋翼組件或其他動力系統可使該無人飛行器能夠懸停/維持位置、改變定向和/或改變位置。相對旋翼的軸之間的距離可以是任何合適的長度1310。例如，長度1310可以小于或等于2m，或者小于或等于11m。在一些實施方式中，長度1310可以在從40cm到7m、從70cm到2m或者從11cm到11m的范圍內。本文對uav的任何描述均可適用于可移動物體，諸如不同類型的可移動物體，并且反之亦然。uav可以使用如本文所描述的輔助起飛系統或方法。

在一些實施方式中，可移動物體可被配置用于攜帶負荷。該負荷可以包括乘客、貨物、器材、儀器等之中的一種或多種。該負荷可以提供在外殼內。該外殼可以與可移動物體的外殼相分離，或者是可移動物體的外殼的一部分。備選地，負荷可以被提供有外殼，而可移動物體則不具有外殼。備選地，負荷的部分或者整個負荷可在不具有外殼的情況下提供。負荷可以相對于所述可移動物體剛性固定。可選地，負荷相對于可移動物體可以是可移動的(例如，可以相對于可移動物體平移或旋轉)。如本文別處所描述，負荷可以包括負載和/或載體。

在一些實施方式中，可移動物體、載體和負載相對于固定參考系(例如，周圍環(huán)境)和/或相對于彼此的移動可以由終端來控制。所述終端可以是處于遠離所述可移動物體、載體和/或負載的位置處的遙控裝置。終端可以安置于支撐平臺上或者固定至支撐平臺。備選地，終端可以是手持式或可穿戴式裝置。例如，終端可以包括智能電話、平板計算機、膝上型計算機、計算機、眼鏡、手套、頭盔、麥克風或者其合適的組合。終端可以包括用戶接口，諸如鍵盤、鼠標、操縱桿、觸摸屏或顯示器。任何合適的用戶輸入均可用于與終端交互，諸如手動輸入命令、語音控制、手勢控制或位置控制(例如，經由終端的移動、位置或傾斜)。

終端可以用于控制可移動物體、載體和/或負載的任何合適的狀態(tài)。例如，終端可以用于控制可移動物體、載體和/或負載相對于固定參考系和/或相對于彼此的位置和/或定向。在一些實施方式中，終端可以用于控制可移動物體、載體和/或負載的單獨的元件，諸如載體的致動組件、負載的傳感器或負載的發(fā)射體。終端可以包括適于與可移動物體、載體或負載中的一個或多個通信的無線通信裝置。

終端可以包括用于查看可移動物體、載體和/或負載的信息的合適的顯示單元。例如，終端可被配置用于顯示可移動物體、載體和/或負載關于位置、平移速度、平移加速度、定向、角速度、角加速度或其任何合適的組合的信息。在一些實施方式中，終端可以顯示由負載提供的信息，諸如由功能性負載提供的數據(例如，由相機或其他圖像捕捉裝置記錄的圖像)。

可選地，同一終端可以同時控制可移動物體、載體和/或負載或者所述可移動物體、載體和/或負載的狀態(tài)，以及接收和/或顯示來自所述可移動物體、載體和/或負載的信息。例如，終端可以控制負載相對于環(huán)境的定位，同時顯示由負載捕捉的圖像數據或者關于負載的位置的信息。備選地，不同的終端可以用于不同的功能。例如，第一終端可以控制可移動物體、載體和/或負載的移動或狀態(tài)，而第二終端可以接收和/或顯示來自可移動物體、載體和/或負載的信息。例如，第一終端可以用于控制負載相對于環(huán)境的定位，而第二終端顯示由該負載捕捉的圖像數據。可以在可移動物體與同時控制該可移動物體并接收數據的集成終端之間或者在可移動物體與同時控制該可移動物體并接收數據的多個終端之間利用各種通信模式。例如，可以在可移動物體與同時控制該可移動物體并接收來自該可移動物體的數據的終端之間形成至少兩種不同的通信模式。

圖14圖示了根據實施方式包括載體1402和負載1404的可移動物體1400。雖然可移動物體1400被描繪為航空器，但此描繪并不旨在成為限制性的，并且如前文所述可以使用任何合適類型的可移動物體。本領域技術人員將會理解，本文在航空器系統的情景下描述的實施方式中的任一均可適用于任何合適的可移動物體(例如，uav)。在一些情況下，可以在可移動物體1400上提供負載1404而無需載體1402?？梢苿游矬w1400可以包括動力機構1406、感測系統1408和通信系統1410。

如前文所述，動力機構1406可以包括旋翼、螺旋槳、槳葉、引擎、馬達、輪子、輪軸、磁體或噴嘴中的一種或多種?？梢苿游矬w可以具有一個或多個、兩個或更多個、三個或更多個或者四個或更多個動力機構。動力機構可以全都是同一類型。備選地，一個或多個動力機構可以是不同類型的動力機構。動力機構1406可以使用任何合適的手段安裝在可移動物體1400上，諸如為本文別處所述的支撐元件(例如，驅動軸)。動力機構1406可以安裝在可移動物體1400的任何合適的部分上，諸如頂部、底部、前面、后面、側面或其合適的組合。

在一些實施方式中，動力機構1406可以使得可移動物體1400能夠從表面垂直地起飛或者垂直地降落在表面上而無需可移動物體1400的任何水平移動(例如，無需沿著跑道行進)?？蛇x地，動力機構1406可以可操作地允許可移動物體1400以指定位置和/或定向懸停于空中。動力機構1400中的一個或多個可以獨立于其他動力機構得到控制。備選地，動力機構1400可被配置成同時受到控制。例如，可移動物體1400可以具有多個水平定向的旋翼，所述旋翼可以向該可移動物體提供升力和/或推力?？梢灾聞铀龆鄠€水平定向的旋翼以向可移動物體1400提供垂直起飛、垂直降落以及懸停能力。在一些實施方式中，所述水平定向的旋翼中的一個或多個可以在順時針方向上旋轉，同時所述水平旋翼中的一個或多個可以在逆時針方向上旋轉。例如，順時針旋翼的數目可以等于逆時針旋翼的數目。水平定向的旋翼中每個的旋轉速率可獨立地改變，以便控制由每個旋翼產生的升力和/或推力，并從而調整可移動物體1400的空間布局、速度和/或加速度(例如，關于多達三個平移度和多達三個旋轉度)。

感測系統1408可以包括一個或多個傳感器，所述傳感器可以感測可移動物體1400的空間布局、速度和/或加速度(例如，關于多達三個平移度和多達三個旋轉度)。所述一個或多個傳感器可以包括全球定位系統(gps)傳感器、運動傳感器、慣性傳感器、接近度傳感器或圖像傳感器。由感測系統1408提供的感測數據可以用于控制可移動物體1400的空間布局、速度和/或定向(例如，使用合適的處理單元和/或控制模塊，如下文所述)。備選地，感測系統1408可以用于提供關于可移動物體周圍環(huán)境的數據，諸如氣象條件、距潛在障礙物的接近度、地理特征的位置、人造結構的位置等。

通信系統1410支持經由無線信號1416與具有通信系統1414的終端1412的通信。通信系統1410、通信系統1414可以包括任何數目的適合于無線通信的發(fā)射器、接收器和/或收發(fā)器。所述通信可以是單向通信，使得數據只能在一個方向上傳輸。例如，單向通信可以僅涉及可移動物體1400向終端1412傳輸數據，或者反之亦然。數據可以從通信系統1410的一個或多個發(fā)射器傳輸至通信系統1412的一個或多個接收器，或者反之亦然。備選地，所述通信可以是雙向通信，使得數據在可移動物體1400與終端1412之間的兩個方向上均可傳輸。雙向通信可以涉及從通信系統1410的一個或多個發(fā)射器向通信系統1414的一個或多個接收器傳輸數據，并且反之亦然。

在一些實施方式中，終端1412可以向可移動物體1400、載體1402和負載1404中的一個或多個提供控制數據，以及從可移動物體1400、載體1402和負載1404中的一個或多個接收信息(例如，可移動物體、載體或負載的位置和/或運動信息；由負載感測的數據，諸如由負載相機捕捉的圖像數據)。在一些情況下，來自終端的控制數據可以包括針對可移動物體、載體和/或負載的相對位置、移動、致動或控制的指令。例如，控制數據可以導致可移動物體的位置和/或定向的修改(例如，經由動力機構1406的控制)，或者負載相對于可移動物體的移動(例如，經由載體1402的控制)。來自終端的控制數據可以導致對負載的控制，諸如對相機或其他圖像捕捉裝置的操作的控制(例如，拍攝靜止或移動圖片、放大或縮小、開啟或關閉、切換成像模式、改變圖像分辨率、改變聚焦、改變景深、改變曝光時間、改變視角或視野)。在一些情況下，來自可移動物體、載體和/或負載的通信可以包括來自(例如，感測系統1408的或負載1404的)一個或多個傳感器的信息。所述通信可以包括來自一個或多個不同類型的傳感器(例如，gps傳感器、運動傳感器、慣性傳感器、接近度傳感器或圖像傳感器)的感測到的信息。這樣的信息可以關于可移動物體、載體和/或負載的定位(例如，位置、定向)、移動或加速度。來自負載的這樣的信息可以包括由該負載捕捉的數據或該負載的感測到的狀態(tài)。由終端1412提供并傳輸的控制數據可被配置用于控制可移動物體1400、載體1402或負載1404中的一個或多個的狀態(tài)。備選地或組合地，載體1402和負載1404還可以每個包括通信模塊，該通信模塊被配置用于與終端1412通信，以使得該終端可獨立地與可移動物體1400、載體1402和負載1404中的每一個通信和對其加以控制。

在一些實施方式中，可移動物體1400可被配置用于與除終端1412以外或代替終端1412的另一遠程裝置通信。終端1412也可被配置用于與另一遠程裝置以及可移動物體1400通信。例如，可移動物體1400和/或終端1412可以與另一可移動物體或者另一可移動物體的載體或負載通信。當需要時，所述遠程裝置可以是第二終端或其他計算裝置(例如，計算機、膝上型計算機、平板計算機、智能電話或其他移動裝置)。遠程裝置可被配置用于向可移動物體1400傳輸數據、從可移動物體1400接收數據、向終端1412傳輸數據和/或從終端1412接收數據?？蛇x地，遠程裝置可以連接至因特網或其他電信網絡，以使得從可移動物體1400和/或終端1412接收的數據可被上傳至網站或服務器。

圖15是根據實施方式用于控制可移動物體的系統1500的通過框圖來說明的示意圖。系統1500可以與本文所公開的系統、裝置和方法的任何合適的實施方式組合使用。系統1500可以包括感測模塊1502、處理單元1504、非暫時性計算機可讀介質1506、控制模塊1508和通信模塊1510。

感測模塊1502可以利用以不同方式收集與可移動物體有關的信息的不同類型的傳感器。不同類型的傳感器可以感測不同類型的信號或者來自不同來源的信號。例如，所述傳感器可以包括慣性傳感器、gps傳感器、接近度傳感器(例如，激光雷達)或視覺/圖像傳感器(例如，相機)。感測模塊1502可以可操作地耦合至具有多個處理器的處理單元1504。在一些實施方式中，感測模塊可以可操作地耦合至傳輸模塊1512(例如，wi-fi圖像傳輸模塊)，該傳輸模塊被配置用于向合適的外部裝置或系統直接傳輸感測數據。例如，傳輸模塊1512可以用于向遠程終端傳輸由感測模塊1502的相機捕捉的圖像。

處理單元1504可以具有一個或多個處理器，諸如可編程處理器(例如，中央處理單元(cpu))。處理單元1504可以可操作地耦合至非暫時性計算機可讀介質1506。非暫時性計算機可讀介質1506可以存儲可由處理單元1504執(zhí)行的邏輯、代碼和/或程序指令，用以執(zhí)行一個或多個步驟。非暫時性計算機可讀介質可以包括一個或多個存儲器單元(例如，可移動介質或外部存儲裝置，諸如sd卡或隨機存取存儲器(ram))。在一些實施方式中，來自感測模塊1502的數據可直接傳送至并存儲于非暫時性計算機可讀介質1506的存儲器單元內。非暫時性計算機可讀介質1506的存儲器單元可以存儲可由處理單元1504執(zhí)行的邏輯、代碼和/或程序指令，用以執(zhí)行本文所描述的方法的任何合適的實施方式。例如，處理單元1504可被配置用于執(zhí)行指令，從而使處理單元1504的一個或多個處理器分析由感測模塊產生的感測數據。存儲器單元可以存儲待由處理單元1504處理的、來自感測模塊的感測數據。在一些實施方式中，非暫時性計算機可讀介質1506的存儲器單元可以用于存儲由處理單元1504產生的處理結果。

在一些實施方式中，處理單元1504可以可操作地耦合至控制模塊1508，該控制模塊1508被配置用于控制可移動物體的狀態(tài)。例如，控制模塊1508可被配置用于控制可移動物體的動力機構以調整可移動物體關于六個自由度的空間布局、速度和/或加速度。備選地或組合地，控制模塊1508可以控制載體、負載或感測模塊中的一個或多個的狀態(tài)。

處理單元1504可以可操作地耦合至通信模塊1510，該通信模塊1510被配置用于傳輸和/或接收來自一個或多個外部裝置(例如，終端、顯示裝置或其他遙控器)的數據?？梢允褂萌魏魏线m的通信手段，諸如有線通信或無線通信。例如，通信模塊1510可以利用局域網(lan)、廣域網(wan)、紅外、無線電、wifi、點對點(p2p)網絡、電信網絡、云通信等之中的一種或多種?？蛇x地，可以使用中繼站，諸如塔、衛(wèi)星或移動臺。無線通信可以依賴于接近度或獨立于接近度。在一些實施方式中，通信可能需要或者可能不需要視線。通信模塊1510可以傳輸和/或接收來自感測模塊1502的感測數據、由處理單元1504產生的處理結果、預定控制數據、來自終端或遙控器的用戶命令等之中的一個或多個。

系統1500的部件可以按任何合適的配置來布置。例如，系統1500的部件中的一個或多個可以位于可移動物體、載體、負載、終端、感測系統或與上述的一個或多個通信的附加的外部裝置上。此外，雖然圖15描繪了單一處理單元1504和單一非暫時性計算機可讀介質1506，但本領域技術人員將會理解，這并不旨在成為限制性的，并且系統1500可以包括多個處理單元和/或非暫時性計算機可讀介質。在一些實施方式中，多個處理單元和/或非暫時性計算機可讀介質中的一個或多個可以位于不同的位置，諸如在可移動物體、載體、負載、終端、感測模塊、與上述的一個或多個通信的附加的外部裝置上或其合適的組合上，以使得由系統1500執(zhí)行的處理和/或存儲器功能的任何合適的方面可以發(fā)生于上述位置中的一個或多個處。

雖然本文已經示出和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但對于本領域技術人員明顯的是，這樣的實施方式只是以示例的方式提供。本領域技術人員現將會在不偏離本發(fā)明的情況下想到許多變化、改變和替代。應當理解，在實踐本發(fā)明的過程中可以采用對本文所描述的本發(fā)明實施方式的各種備選方案。所附權利要求旨在限定本發(fā)明的范圍，并因此覆蓋這些權利要求及其等效項的范圍內的方法和結構。