CN105517664B - 无人飞行器对接***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无人飞行器对接到运载工具上的***及方法。无人飞行器可以从一定区域内的其它运载工具中识别出配套的运载工具，运载工具也能从一定区域内的其它无人飞行器中识别出配套的无人飞行器。无人飞行器可以从配套的运载工具上起飞及/或降落在配套的运载工具上。无人飞行器可以获取目标区域内的图像和视频流，并将获取的图像和视频流实时地显示在配套的运载工具内的显示器上。所述配套的运载工具可以控制无人飞行器。在无人飞行器飞行过程中，无人飞行器可以和配套的运载工具进行通信。

Description

无人飞行器对接***及方法
背景技术
航空飞行器，例如无人飞行器(Unmanned aerial vehicles，UAVs)，能够应用于军事和民生领域的监视、侦察、营救和勘察任务。航空飞行器可以携带有用于执行一些特定功能的负载设备。
在一些情况下，人们可能会在驾驶车辆时想去收集所述车辆周围的一些环境信息，这些环境信息人们从车辆内部是不容易观看得到的。
发明内容
在一些情况下，需要提供一种运载工具，所述运载工具能够与航空飞行器，例如无人飞行器，进行通信，以采集运载工具周围的环境信息。因此，需要提供一种无人飞行器对接***，用于允许无人飞行器与运载工具对接。本发明提供的***、方法和设备关于采用与一个运载工具关联的无人飞行器，来收集该运载工具周围环境的信息并与运载工具进行通信。无人飞行器能够从运载工具上起飞及/或降落。本***具有无人飞行器和运载工具之间的相互识别，以及避开障碍物的功能。无人飞行器(UAV)和运载工具之间的通讯可被实施以确保飞行中的无人飞行器和可移动的运载工具之间可进行可靠的通信。
本发明一方面提供一种无人飞行器连接至运载工具的方法，该方法包括：(a)侦测运载工具上的一个用于区别于其它运载工具的标识；(b)基于该标识产生指令信号，以驱动无人飞行器的至少一个动力单元，进而控制无人飞行器相对于运载工具的横向速度(lateral velocity)落入预定范围内；(c)当无人飞行器相对于运载工具的横向速度落入预定范围时，将无人飞行器连接至运载工具。
在一些实施例中，所述方法进一步包括：在无人飞行器连接至运载工具之前，降低无人飞行器的高度。所述预定范围能够使无人飞行器连接至运载工具而不会损毁所述无人飞行器。
所述运载工具的标识在该运载工具的5公里范围内能够将该运载工具与其它运载工具唯一地区别出来。该标识可以是一种能够被光学传感器侦测到的可视化标识。该标识也可以是一种二维码(QR code)。所述标识可以包括黑白相间的图案。所述标识可以包括一个激光点。所述标识可以被红外线传感器侦测到。该标识可以为表示无人飞行器在运载工具上的降落位置。
所述横向速度可以是运载工具的前进速度。该前进速度可以大于0。无人飞行器的横向速度可以通过改变或者保持至少一个动力单元的输出来控制。该指令信号可以通过一个处理器产生。该信号可以是响应于一个启动无人飞行器的初始化降落指令序列的命令而产生。所述处理器可以是无人飞行器的机载处理器。可选地，所述处理器可以是运载工具的机载处理器。所述至少一个动力单元可以是旋翼，以及无人飞行器的横向速度可以通过改变或维持至少一个旋翼的旋转速度来控制。
所述预定范围可以为每小时5英里，并且大于或小于运载工具的横向速度。所述方法进一步包括：在无人飞行器上，接收运载工具的横向速度；以及计算无人飞行器落入预定范围内的目标横向速度。该方法可能进一步包括：在无人飞行器上，接收无人飞行器落入预定范围内的目标横向速度，所述目标横向速度是在所述运载工具上计算出来的，而且是基于所述运载工具的横向速度计算出来的。
在一些实施例中，无人飞行器可以是旋翼飞行器。无人飞行器的飞行高度随着至少一个旋翼的旋转速度的降低而降低。所述连接可以通过机械连接达成。所述连接可以通过磁性连接达成。所述连接可以发生于到运载工具的顶棚。所述标识可以在运载工具的顶棚。即使运载工具的速度介于每小時30英里至100英里之间时，该连接可以防止无人飞行器和运载工具分离。步骤(a)-(c)可以自动发生而无需人工干预。所述连接可以是自动的，且其发生不需要运载工具的操作者的介入。所述连接可以是自动的，且其发生不需要任何在所述运载工具里面或者外面的生物体的介入。
本发明另一方面直接提供一种能够连接至可移动运载工具的无人飞行器，该无人飞行器包括：(a)至少一个动力单元，用于产生无人飞行器的升力；(b)至少一个传感器，用于侦测出运载工具上的标识；(c)至少一个处理器，用于根据侦测到的标识，单独或共同地产生至少一个指令信号，其中，所述至少一个动力单元响应所述指令信号，控制所述无人飞行器的横向速度落入预定范围内，该预设的范围与运载工具的估计的横向速度相关；(d)至少一个降落连接部件，用于将无人飞行器连接至运载工具上。
所述至少一个动力单元在响应所述指令信号时可以降低无人飞行器的飞行高度。在无人飞行器连接至运载工具之前，所述至少一个动力单元可以降低无人飞行器的飞行高度。所述预定范围能够使无人飞行器连接至运载工具而不会损毁无人飞行器。
所述运载工具的标识在该运载工具的5公里范围内能够将该运载工具与其它运载工具唯一地区别出来。所述标识可以是一种能够被光学传感器感测的可视化标识。所述标识也可以是一种二维码。所述标识可以是一种黑白相间的图样。所述标识可以包括一个激光点。所述标识能够被红外线传感器侦测到。所述标识可以表示为所述无人飞行器在所述运载工具上的降落位置。
所述横向速度可以是运载工具的前进速度，该前进速度可以大于0。所述至少一个动力单元可以是旋翼，以及所述无人飞行器的所述横向速度是通过改变或者维持所述旋翼的旋转速度来控制。所述预定范围可以为每小时5英里，并且大于或小于所述运载工具的所述横向速度。
在一些实施例中，无人飞行器可以是旋翼飞行器。所述无人飞行器的飞行高度随着至少一个旋翼的旋转速度的降低而降低。所述至少一个降落连接部件可用于提供机械连接。所述至少一个降落连接部件可用于提供磁性连接。所述至少一个降落连接部件可以用于与运载工具的顶棚连接。所述标识可以在运载工具的顶棚。即使所述运载工具的速度介于每小時30英里至100英里之间时，所述至少一个降落连接部件仍可以防止所述无人飞行器和所述运载工具之间相分离。
本发明另外一方面提供一种用于连接至无人飞行器的运载工具。所述运载工具包括：一个能够被无人飞行器侦测到的标识，所述标识将所述运载工具同其它运载工具区别出来；至少一个连接元件，用于将无人飞行器连接至运载工具上。
所述运载工具进一步包括一个处理器，所述处理器能够确定所述无人飞行器的位置。所述运载工具进一步包括一个能够和无人飞行器通信的通信单元。所述运载工具进一步包括一个能够确定运载工具的速度的定位单元。该通信单元用于发送运载工具的速度信息至所述无人飞行器。所述标识可以安装在运载工具的顶棚。所述至少一个连接元件也可以安装在运载工具的顶棚。
此外，本发明提供一种无人飞行器的收容装置，包括：一个用于连接到运载工具的安装部件；一降落连接部件，用于与所述无人飞行器之间形成连接以防止无人飞行器与收容装置相分离；以及一遮罩，用于当无人飞行器连接至降落连接部件时，至少将无人飞行器的一部分包围。
所述安装部件可连接在运载工具的顶棚。所述安装部件可拆卸地连接在运载工具上。所述安装部件可永固地连接在运载工具上。
在一些实施例中，所述降落连接部件可以提供机械连接。所述降落连接部件可以提供磁性连接。当所述运载工具的速度介于每小時30英里至100英里之间时，所述降落连接部件可以防止所述无人飞行器和所述运载工具相分离。当所述无人飞行器连接至所述降落连接部件时，所述降落连接部件能够允许对所述无人飞行器进行充电。当无人飞行器连接至降落连接部件时，该降落连接部件能够允许无人飞行器和运载工具之间进行数据交换。
当所述无人飞行器连接至所述降落连接部件时，所述遮罩可以完全将所述无人飞行器包围。所述遮罩可以被连接至一个驱动器，所述驱动器用于驱动所述遮罩处于打开位置和闭合位置。当运载工具运动时，所述遮罩可以打开以及闭合。当所述遮罩处于打开位置，所述遮罩可作为一个通信设备使用。所述通信设备可以是卫星天线。所述通信设备能够用于与所述无人飞行器进行通信。
所述无人飞行器进一步包括一个处理器，所述处理器用于当所述无人飞行器完成降落及连接至所述降落连接部件时，产生一个关闭遮罩的信号。无人飞行器进一步包括一个处理器，用于当所述无人飞行器即将从所述运载工具上起飞时，产生一个打开遮罩的信号。所述遮罩可以是防水的。所述遮罩能够由太阳能供电。所述遮罩可以存储有能量，所述能量用于当所述无人飞行器连接至降落连接部件时，驱动所述无人飞行器及/或给所述无人飞行器充电。所述降落连接部件可以同时和多个无人飞行器建立连接。所述遮罩可以用于将多个无人飞行器的至少部分同时包围住。
本发明另外一些方面，所述运载工具形成一用于所述无人飞行器起飞或降落的平台。该运载工具包括：如前所述的无人飞行器的收容装置；以及至少一个用于驱动运载工具的动力单元。
所述运载工具可以为汽车、卡车、货物车或者公交车。所述运载工具包括多个车轮。所述运载工具进一步包括至少一个能够与无人飞行器进行无线通信的通信单元。所述通信可以包括与无人飞行器的双向通信。所述遮罩可以是运载工具的顶棚，其能够打开和闭合。
此外，本发明另一些方面提供一种收容无人飞行器的方法，该方法包括：提供一个如前所述的无人飞行器的收容装置；侦测无人飞行器的状态；以及根据无人飞行器的状态来改变或保持遮罩的状态。
所述方法进一步包括：当所述无人飞行器完成降落并连接至所述降落连接部件时，关闭所述收容装置。该方法还进一步包括：当所述无人飞行器将要从运载工具上起飞时，打开所述收容装置。
此外，本发明另一些方面还提供一种降落无人飞行器至一配套的可移动的运载工具上的方法，该方法包括：产生一个用于驱动无人飞行器的至少一个动力单元的指令信号，来控制所述无人飞行器相对于移动的运载工具的位置，如此，所述无人飞行器沿着与配套的可移动的运载工具一致的运行轨迹运动；沿运行轨迹侦测障碍物；以及改变所述无人飞行器的运行轨迹来避开所述障碍物。
所述无人飞行器相对于所述运载工具的位置是通过用户从远程控制器上的输入来控制。所述无人飞行器相对于运载工具的位置可以根据预定飞行路径来控制。
所述运行轨迹可以包括无人飞行器的预定飞行路径。所述无人飞行器的飞行路径可以包括无人飞行器降落到运载工具上的飞行路径。所述无人飞行器的飞行路径可以包括无人飞行器从运载工具上方起飞的飞行路径。无人飞行器的飞行路径可以包括无人飞行器在运载工具前方预定距离飞行的飞行路径。所述无人飞行器的飞行路径可以包括所述无人飞行器在所述运载工具预定范围飞行的飞行路径。在所述障碍物被清除后，改变后的无人飞行器飞行路径可以与无人飞行器的飞行轨道相一致。
在一些实施例中，所述障碍物包括建筑物。所述障碍物可以包括移动物体。所述障碍物可以通过至少一个传感器被侦测到。所述障碍物可以通过无人飞行器访问地理信息***而被检测到。该地理信息可以是地图信息。
本发明另一方面提供一种允许无人飞行器从配套的可移动运载工具上起飞的方法，该方法包括：产生一个用于驱动无人飞行器的至少一个动力单元的指令信号，来控制无人飞行器相对于可移动运载工具的位置，如此，所述无人飞行器可以沿着与所述配套的可移动的运载工具一致的运行轨迹运动；沿着运行轨迹侦测障碍物；防止无人飞行器起飞，直到障碍物不在运行轨迹上，或者改变无人飞行器的运行轨迹来避开障碍物。
此外，本发明的一些方面可以包括一种用于控制无人飞行器运行的控制器，该控制器包括：至少一个用户输入元件，所述至少一个用户输入元件被配置为运载工具的一部分；以及一个处理器，用于接收所述用户输入元件输入的信号以及产生一个指令，所述指令被发送到所述无人飞行器来控制所述无人飞行器运行。
所述至少一个用户输入元件可以是运载工具的方向盘的至少一部分。所述至少一个用户输入元件至少可以是运载工具的换挡控制器的一部分。所述至少一个用户输入元件可以是运载工具的仪表盘的至少一部分。所述至少一个用户输入元件可以是运载工具的显示装置的至少一部分。
在一些实施例中，所述至少一个用户输入元件可以包括一个按钮。所述至少一个用户输入元件可以包括一个操纵竿。所述至少一个用户输入元件可以包括一个触摸屏。所述至少一个用户输入元件可以包括一个麦克风。所述至少一个用户输入元件可以包括一个摄像机。
可选地，所述无人飞行器的控制操作包括控制所述无人飞行器的飞行。无人飞行器的控制操作包括控制无人飞行器的传感器的位置。所述传感器可以是摄像机。所述无人飞行器的控制操作包括对无人飞行器的传感器的操作控制。
本发明一方面可以包括一种用于控制无人飞行器运行的运载工具，该运载工具包括：如前所述的控制器；以及至少一个用于驱动所述运载工具的动力单元。
所述运载工具可以为汽车、卡车、货物车或者公交车。该运载工具可以包括多个车轮。该运载工具进一步包括至少一个能够与无人飞行器进行无线通信的通信单元。所述通信可以包括和无人飞行器的双向通信。
本发明一方面提供一种控制无人飞行器运行的方法，该方法包括：接收来自用户通过运载工具上的至少一个用户输入元件输入的无人飞行器控制输入信号，其中，所述至少一个用户输入元件是所述运载工具的一部分；以及利用处理器根据自用户输入元件输入的信号产生一个指令，所述指令被发送至所述无人飞行器来控制所述无人飞行器运行。
所述至少一个用户输入元件可以内置在运载工具的方向盘。所述至少一个用户输入元件可以内置在运载工具的换挡控制器。所述至少一个用户输入元件可以内置在运载工具的仪表盘。所述至少一个用户输入元件可以是运载工具的显示装置的至少一部分。
在一些实施例中，所述至少一个用户输入元件可以包括一个按钮。所述至少一个用户输入元件可以包括一个触摸屏。所述至少一个用户输入元件可以包括一个麦克风。所述至少一个用户输入元件可以包括一个摄像机。
所述用户输入可以包括用户的触摸输入。所述用户输入可以包括用户的语音输入。所述用户输入可以包括用户的手势输入。所述用户输入可以在所述运载工具运动中提供。所述用户输入可以在用户操作所述运载工具的过程中提供。
所述指令可以控制无人飞行器的飞行。所述指令可以控制无人飞行器上的传感器。所述指令可以初始化所述无人飞行器从所述运载工具起飞的指令序列。所述指令可以初始化无人飞行器降落到运载工具上的指令序列。
本发明还提供一种显示来自无人飞行器的信息的方法，该方法包括：提供一运载工具，该运载工具用于当所述运载工具处于运动状态时允许无人飞行器从所述运载工具上起飞或降落到所述运载工具上；通过运载工具的通信单元接收无人飞行器的信息；以及当运载工具处于运动状态时，通过运载工具的显示单元显示无人飞行器的信息。
所述运载工具包括顶座，该顶座用于允许无人飞行器从运载工具上起飞或降落至运载工具上。来自无人飞行器的信息可以包括无人飞行器的位置信息。来自无人飞行器的信息可以包括安装于无人飞行器上的摄影机获取的图像。来自无人飞行器的信息可以包括无人飞行器的能量存储设备的电量情况。
在其它实施例中，所述显示单元内置在运载工具上且不可以从运载工具上拆卸。可选地，所述显示单元可以从运载工具上拆卸下来。所述信息可以实时地显示在显示单元上。所述信息可以在无人飞行器飞行过程中显示。所述信息可以在无人飞行器降落在运载工具上时显示。
所述通信单元也可以将信息从运载工具发送到无人飞行器上。
另外，本发明一些方面还提供一种用于显示来自无人飞行器的信息的运载工具，该运载工具包括：一个安装部件，用于当运载工具处于运动状态过程中，允许无人飞行器从运载工具上起飞及/或降落到所述运载工具上；一个通信单元，用于接收来自无人飞行器的信息；以及一个显示单元，用于当运载工具处于运动状态过程中，显示来自无人飞行器的信息。
本发明一些方面还提供一种无人飞行器和运载工具之间的通信方法，该方法包括：提供一种运载工具，当运载工具处于运动状态过程中，该运载工具能够与无人飞行器进行通信；以及使用间接通信方法通过运载工具的通信单元与无人飞行器进行通信。
当运载工具处于运动状态过程中，所述运载工具允许无人飞行器从所述运载工具上起飞及/或降落到所述运载工具上。所述运载工具包括一个顶座，所述顶座允许无人飞行器从运载工具的顶棚起飞及/或降落到运载工具的顶棚上。
所述间接通信方法可以包括通过移动电话网络进行的通信。所述移动电话网络可以是3G或4G网络。该间接通信方法使用至少一个用于使运载工具与无人飞行器之间通信的中间设备。当运载工具处于运动状态过程中，可以使用所述间接通信。
所述方法进一步包括：通过处理器决定切换到直接通信方法；以及采用所述直接通信方法和无人飞行器进行通信；该方法还包括：通过运载工具的定向天线，使用直接通信方法与无人飞行器进行通信。当无人飞行器连接至运载工具时，所述定向天线具有充当无人飞行器的遮罩的功能。
本发明额外的一些方面提供一种在无人飞行器和运载工具之间提供通信的方法，该方法包括：提供一种运载工具，该运载工具用于当该运载工具处于运动状态过程中，与无人飞行器进行通信；利用处理器计算用于定位运载工具的定向天线的角度；以及通过运载工具的定向天线，使用直接通信的方法与无人飞行器进行通信。
当运载工具处于运动状态过程中，所述运载工具允许无人飞行器从所述运载工具上起飞及/或降落到所述运载工具上。所述定向天线的角度可以根据无人飞行器相对于运载工具的位置来计算得到。该位置包括相对高度和相对横向位置。当无人飞行器连接至运载工具时，所述定向天线可以由一个用于无人飞行器的遮罩形成。所述方法还包括：通过处理器确定切换到一个间接通信方法；以及使用间接通信方法与无人飞行器进行通信。
可以理解的是，本发明的不同方面能够独立地、共同地、或相互结合。本发明的各个方面可应用于以下任何特殊的应用中或者任何类型的可移动物体。本发明中任何有关飞行器的描述，例如无人飞行器，可适合或用于任何移动物体，例如任何运载工具。另外，本发明描述的用于航空运动(例如，飞行)的***、设备和方法也适合其它类型的运动，例如地面运动、水上运动、水下运动、或太空飞行等动作。
本发明其它方面内容及特征将在如下的说明书、权利要求和附图再作详细阐述。
参考文献
本说明书中提及的所有公开文献、专利和专利申请作为参考被引用于本说明书中，每个单独的公开文献、专利和专利申请也被明确、单独地作为参考引用于本说明书中。
附图说明
本发明具有的技术特征详细地列至权利要求中。为了更好地了解本发明的特征及有益效果，以下参照附图对本发明的各个实施例进行详细描述，该描述并非限制性的，其中，所述附图中：
图1是本发明实施例阐述无人飞行器从与该无人机飞行器相关联的运载工具起飞的示意图。
图2是本发明实施例阐述无人飞行器降落到运载工具上的示意图。
图3是本发明实施例阐述当无人飞行器试图降落到运载工具中实现避开障碍物的示意图。
图4是本发明实施例阐述当无人飞行器试图从运载工具起飞中实现避开障碍物的示意图。
图5是本发明实施例阐述无人飞行器与运载工具之间机械连接的示意图。
图6是本发明实施例阐述无人飞行器与运载工具之间功能连接的示意图。
图7是本发明实施例阐述无人飞行器降落到运载工具内的收容装置的示意图。
图8是本发明实施例阐述无人飞行器降落到运载工具内的示意图。
图9是本发明实施例阐述无人飞行器辨别多个运载工具的示意图。
图10是本发明实施例阐述无人飞行器与该无人飞行器相关联的运载工具之间通信的示意图。
图11是本发明实施例阐述多个无人飞行器与多个运载工具通信的示意图。
图12A是本发明实施例阐述与无人飞行器通信的运载工具的天线的示意图。
图12B是本发明实施例阐述用于计算定向天线的纵向角度所需的运载工具与无人飞行器之间纵向关系的示意图。
图12C是本发明实施例阐述用于计算定向天线的横向角度所需的运载工具与无人飞行器之间横向关系的示意图。
图13是本发明实施例阐述无人飞行器与运载工具之间的直接通信和间接通信的示意图。
图14是本发明实施例阐述无人飞行器与运载工具之间通信流的示意图。
图15是本发明实施例阐述无人飞行器控制单元的示意图。
图16是本发明实施例阐述无人飞行器的示意图。
图17是本发明实施例阐述包括云台和负载设备的可移动物体的示意图。
图18是本发明实施例阐述可移动物体控制***的方块图。
具体实施方式
本发明所述的***、设备及方法提供了无人飞行器(UAV)和运载工具之间的交互。有关无人飞行器的描述也可以适合于任何类型的无人运载工具或其它任何类型的可移动物体。有关运载工具的描述可应用于陆地、地下、水下、水上、空中、或太空的运载工具。无人飞行器与运载工具之间的交互包括无人飞行器与运载工具之间的对接。当无人飞行器飞离运载工具及/或连接至运载工具时，无人飞行器与运载工具之间可以进行通信。
当人们乘坐运载工具时，希望能够采集到自己坐在运载工具收集不到的信息。在其它实施例中，当人们希望采集信息时，可以在运载工具运行过程中采集信息。无人飞行器可以收集在运载工具上不容易收集到的信息，例如，运载工具的驾驶员或乘客希望观看前方的景象，但是他们的视野可能被其它运载工具、自然景观、建筑物、或其它障碍物遮挡。无人飞行器就可以从运载工具上起飞而飞行到上方。无人飞行器也可以向前飞行或采用任何相对于运载工具的飞行方式飞行。无人飞行器安装有摄像机，可以将获取的图像流实时地发送至运载工具。因此，运载工具的驾驶员或乘客能够观看到前方景象或收集到周围环境的信息。
无论运载工具在静止状态还是移动状态下，无人飞行器均能够从运载工具上起飞以及降落在运载工具上。无人飞行器能够从其它运载工具中辨别出其配套的运载工具。这种方式非常适合在一个小范围内且具有很多运载工具时造成的例如交通堵塞或者都市驾驶的情况。所述无人飞行器内建有避开障碍物的功能。所述无人飞行器可以避开障碍物而确保降落在正确的运载工具上。所述无人飞行器能在起飞和降落时能够侦测障碍物并且避开障碍物。无人飞行器能在飞行过程中检测和避开障碍物。无人飞行器能够被运载工具上的用户手动控制。在其它实施例中，无人飞行器的飞行模式可以为自动模式或半自动模式。用户可以在不同的飞行模式之间切换，或者根据不同的情况选择不同的飞行模式。
当所述无人飞行器停靠在所述运载工具上时，所述无人飞行器能够与所述运载工具形成一个物理连接。当所述运载工具在移动时，该物理连接能够保持所述无人飞行器连接至运载工具上。当所述无人飞行器停靠在所述运载工具上时，可以提供一个遮盖来遮盖及/或保护所述无人飞行器。当所述无人飞行器停靠在运载工具上时，所述无人飞行器和所述运载工具之间能够形成电气连接及/或数据连接。
无人飞行器和运载工具之间能够进行通信。当无人飞行器停靠在运载工具上时和当无人飞行器在飞行的过程中，无人飞行器和运载工具之间都能够进行通信。直接通信模式及/或间接通信模式都可应用于该通信中。用户可以通过用户输入元件来控制无人飞行器，所述用户输入元件可以是运载工具中的部分部件。用户可以在运载工具内监控无人飞行器采集的数据。
参阅图1所示，是本发明实施例中的与运载工具相关联的无人飞行器飞离运载工具的示意图。本发明实施例提供一种运载工具对接***100，包括无人飞行器110以及运载工具120。所述运载工具可以包括至少一个动力单元130。
任何有关无人飞行器110的描述可以适用于任何类型的可移动物体，也适合任何类型的无人驾驶的可移动物体(例如，包括空中、地面、水中、或者太空的可移动物体)。无人飞行器能够响应来自远程控制器的指令。该远程控制器可以不连接到无人飞行器。在其它实施例中，无人飞行器可以自动运行或半自动运行。无人飞行器可以遵循一套预先设置的指令。在其它实施例中，无人飞行器可以通过响应来自远程控制器的至少一个指令来进行半自动运行，否则就自动运行。
无人飞行器110可以是飞行器。所述无人飞行器具有至少一个动力单元，用于驱动无人飞行器在空中飞行。所述至少一个动力单元可以使无人飞行器以至少一个、两个或多个、三个或多个、四个或多个、五个或多个、六个或多个角度自由飞行。在有些例子中，无人飞行器以一个轴、二个轴、三个轴或更多轴旋转。多个旋转轴的旋转可以是相互垂直的。在整个飞行过程中，旋转轴的旋转可以保持彼此垂直。多个旋转轴可以包括俯仰轴、横滚轴及/或航向轴。无人飞行器可以沿着至少一个维度运动。例如，至少一个旋翼产生的提升动力能够使无人飞行器向上提升。在其它实施例中，无人飞行器能够沿着Z轴(相对于无人飞行器向上)、X轴及/或Y轴(可以是侧向)移动。无人飞行器可以沿着彼此相互垂直的一个轴、两个轴或三个轴移动。
无人飞行器110是一种旋翼飞行器。在其它实施例中，无人飞行器是一种多旋翼飞行器，其包括多个旋翼。所述旋翼旋转时为无人飞行器产生提升动力。所述旋翼可以是一种动力单元，用于使无人飞行器在空中自由飞行。每一个旋翼可以按照相同速率旋转，及/或可以产生相同的提升动力或推力。每一个旋翼也可以按照不同速率旋转，这可能会产生不同的提升动力或推力及/或使无人飞行器旋转。在其它实施例中，无人飞行器包括一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多旋翼。所述旋翼可以被设置成使得各自的旋转轴相互平行。在其它实施例中，旋翼可以具有旋转轴，旋转轴以任意角度相对于另外一个旋转轴，这可能会影响无人飞行器的运动。
无人飞行器的垂直位置及/或速度可以通过维持及/或调整对无人飞行器的至少一个动力单元的输出来控制。例如，增加至少一个旋翼的旋转速度可以有助于无人飞行器增加飞行高度或者以更快的速度增加飞行高度。增加至少一个旋翼的旋转速度可以增加旋翼的推力。降低至少一个旋翼的旋转速度可以有助于无人飞行器降低飞行高度或者以更快的速度降低飞行高度。降低至少一个旋翼的旋转速度可以减少至少一个旋翼的推力。当无人飞行器起飞时，例如从运载工具上起飞，提供给动力单元的输出相对于其之前的降落状态会增加。当无人飞行器降落时，例如降落在运载工具上，提供给动力单元的输出相对于其之前的飞行状态会减少。
无人飞行器的横向位置及/或速度可以通过维持及/或调整对无人飞行器的至少一个动力单元的输出来控制。无人飞行器的高度和至少一个旋翼的旋转速度可以影响无人飞行器的横向运动。例如，无人飞行器可以在特定的方向倾斜以在该方向运动，旋翼的旋转速度可以影响无人飞行器的横向运动及/或运动轨道。可以通过改变或维持无人飞行器的至少一个旋翼的旋转速度来控制无人飞行器的横向位置及/或速度。
无人飞行器110的尺寸可以较小。无人飞行器能够被举起及/或由用户携带。用户可以一只手提起无人飞行器。无人飞行器可以安装在运载工具的顶棚或者运载工具120内。无人飞行器可以放在运载工具的顶棚，由运载工具携带。无人飞行器可以放置在运载工具的后备箱上，由运载工具携带。无人飞行器可以放置在运载工具的前罩，由运载工具携带。优选地，无人飞行器的尺寸最好不超过运载工具的宽度。优选地，无人飞行器的尺寸最好不超过运载工具的长度。
无人飞行器110的最大尺寸(例如长度、宽度、高度、对角线、直径)可以不大于100cm。在其它实施例中，最大尺寸可以小于等于1mm、5mm、1cm、3cm、5cm、10cm、12cm、15cm、20cm、25cm、30cm、35cm、40cm、45cm、50cm、55cm、60cm、65cm、70cm、75cm、80cm、85cm、90cm、95cm、100cm、110cm、120cm、130cm、140cm、150cm、160cm、170cm、180cm、190cm、200cm、220cm、250cm或者300cm。优选地，无人飞行器的最大尺寸可以大于或等于上述任何一个值。无人飞行器的最大尺寸可以介于上述任何两个值之间。
无人飞行器的重量可以很轻。例如，无人飞行器的重量可以小于或等于1mg、5mg、10mg、50mg、100mg、500mg、1g、2g、3g、5g、7g、10g、12g、15g、20g、25g、30g、35g、40g、45g、50g、60g、70h、80h、90g、100g、120g、150g、200g、250g、300g、350g、400g、450g、500g、600g、700g、800g、900g、1kg、1.1kg、1.2kg、1.3kg、1.4kg、1.5kg、1.7kg、2kg、2.2kg、2.5kg、3kg、3.5kg、4kg、4.5kg、5kg、5.5kg、6kg、6.5kg、7kg、7.5kg、8kg、8.5kg、9kg、9.5kg、10kg、11kg、12kg、13kg、14kg、15kg、17kg、或者20kg。优选地，无人飞行器的重量可以大于或等于上述任何一个值。无人飞行器的重量可以介于上述任何两个值之间。
所述无人飞行器110可以和运载工具120进行交互。有关运载工具的描述可以适用于任何类型的可移动物体(例如，空中、陆地、水上、或者太空的可移动物体)。运载工具可以被运载工具上的人员操作。运载工具可以被运载工具内的人员操作。可选地，运载工具能够响应来自远程控制器的指令。所述远程控制器可以不连接到运载工具上。在其它实施例中，运载工具可以自动运行或半自动运行。运载工具可以遵循一套预先设置的程序指令。
所述运载工具120包括至少一个动力单元130，用于使运载工具运动。运载工具可以在陆地、空气、水、或者空间来回移动。运载工具能够在陆地，地面，水下，水上，空中，及/或空间运动。所述至少一个动力单元能够使运载工具以至少一个，两个或多个，三个或多个，四个或多个，五个或多个，六个或多个角度***。所述动力单元可以使运载工具在任何介质上移动。例如，动力单元可以包括轮子，其用于使运载工具在陆地上行驶。其它实施例的动力单元可以包括，但不仅限于，踏板、螺旋浆、旋翼、喷射器等任何类型的动力单元。所述动力单元能够使运载工具在单一地形或复杂地形上移动。所述动力单元可以允许运载工具向上爬坡或向下爬坡。运载工具可以是自驱动型的工具。
所述运载工具可以包括引擎、电池或其它类型的驱动器。在其它实施例中，运载工具可以包括内燃机，运载工具可以依靠一种燃料及/或电力来运行。运载工具的动力单元可以被引擎、电池或其它类型的驱动器驱动。
所述运载工具120可以是任何类型的可移动物体，包括，但不仅限于，汽车、卡车、客车、公交车、货车、SUV型汽车、迷你货车、集装箱车、吉普车、摩托车、自行车、三轮车、电动车、火车、地铁、轻轨、飞机、直升机、小型飞船、热气球、航天器、轮船、游艇、潜艇、或任何类型的运载工具。所述运载工具可以是载客的运载工具。所述运载工具可以容纳一个多个成员。所述运载工具可以由至少一个成员操作。至少一个成员可以控制运载工具的功能。例如，所述成员可以是汽车或者陆地运载工具的驾驶员，或者飞机的飞行员，轮船，航天器，或者其它类型的空中、水中、或者空间运载工具的驾驶员。
所述运载工具120可以是一种可以让无人飞行器110停靠的对接运载工具。所述无人飞行器可以降落到所述运载工具上，也可以从所述运载工具上起飞。当所述无人飞行器停靠在所述运载工具上时，所述运载工具可以承载所述无人飞行器。在其它实施例中，当所述无人飞行器停靠在所述运载工具上，所述无人飞行器和运载工具之间可以形成机械连接。当所述无人飞行器停靠在所述运载工具上时，所述运载工具可以是在移动中。当所述无人飞行器停靠在运载工具上时，所述运载工具可以保持静止及/或移动。
所述运载工具110可以停靠在所述运载工具120的任何位置。例如，所述无人飞行器可以停靠在所述运载工具的顶棚。所述无人飞行器可以停靠在所述运载工具的上表面。所述无人飞行器可以停靠在运载工具的后备箱。例如，无人飞行器可以放置在运载工具的后备箱的上表面。在其它实施例中，所述无人飞行器可以停靠在所述运载工具的前罩。所述无人飞行器可以放置在所述运载工具前罩的上表面。在其它实施例中，所述无人飞行器可以停靠在由所述运载工具拖带的拖车上，或者在所述运载工具的侧面部分。
所述无人飞行器110可以从所述运载工具120上起飞。在其它实施例中，在所述运载工具运动过程中，所述无人飞行器可以从运载工具上起飞。在所述运载工具启动及/或一个人在操作所述运载工具时，所述无人飞行器从所述运载工具上起飞。在所述运载工具静止及/或运动过程中，所述无人飞行器均可以从所述运载工具上起飞。在起飞中，所述无人飞行器可以相对于所述运载工具位置上升。例如，若所述无人飞行器是多旋翼飞行器，至少一个旋翼旋转以产生提升动力使无人飞行器离开所述运载工具上升到一定高度。在其它实施例中，其它额外的分离步骤可能会引起所述无人飞行器飞离所述运载工具。
在所述运载工具行驶过程中，所述无人飞行器也可以起飞。在其它实施例中，所述无人飞行器和所述运载工具保持通信，可以发送信息给运载工具。当所述无人飞行器飞行时，所述运载工具可以或不可以发送信息所述给无人飞行器。
参阅图2所示，是本发明实施例阐述无人飞行器降落到运载工具上的示意图。本发明实施例提供一种运载工具对接***200，包括无人飞行器210以及运载工具220。
所述无人飞行器210可以飞行并飞离所述运载工具220。所述无人飞行器可以降落到与该无人飞人器相关联的运载工具上。当所述无人飞行器正要降落到运载工具上时，所述无人飞行器可以停靠在运载工具上。一旦所述无人飞行器完成降落后，所述无人飞行器可以由所述运载工具携带。
所述运载工具220能够以VVEHICLE的速度移动，包括向前移动及/或向后移动，也可以不包括向前移动及/或向后移动。所述运载工具可以直线行驶及/或转弯。所述运载工具可以无需改变方向而直接从侧边移动，所述运载工具也可以不能在无需改变方向的情况下而直接从侧边移动。所述运载工具可以任何速度移动。在一些实施例中，VVEHICLE可以大于0。在其它实施例中，VVEHICLE可以等于0。所述运载工具的移动速度和移动方向可以改变。VVEHICLE是指所述运载工具的横向速度。当所述运载工具在一表面上行驶，如陆地或水上时，所述运载工具可以在水平面上以横向速度行驶。
所述无人飞行器210可以VUAV的速度降落到运载工具上。在一些实施例中，速度VUAV包括此横向分量VUAV_X以及纵向分量VUAV_Y。在其它实施例中，所述无人飞行器的横向分量VUAV_X可以平行于所述运载工具的速度VVEHICLE的横向分量。因此，当无人飞行器正要降落到运载工具时，可以与所述运载工具完全相同的横向路径飞行。在一些实施例中，当无人飞行器靠近运载工具即将降落到所述运载工具时，所述无人飞行器和所述运载工具之间方位的角度差可以小于等于0度、1度、2度、3度、4度、5度、7度、10度、12度、15度、或者20度。所述无人飞行器可以与所述运载工具完全相同的横向速度飞行。当所述无人飞行器靠近所述运载工具即将降落时，无人飞行器和运载工具之间的横向速度差可以小于或等于每小时0英里、1英里、2英里、3英里、4英里、5英里、7英里、10英里、12英里、15英里、或者20英里。当所述无人飞行器降落所述运载工具上时，所述无人飞行器相对运载工具的横向速度落入一个预定的速度范围。所述预定的速度范围可以是上述任何一个速度值，该预定的速度范围能够保证所述无人飞行器和所述运载工具连接而不损害所述无人飞行器及/或所述运载工具。当所述无人飞行器靠近所述运载工具即将降落到所述运载工具时，所述无人飞行器和所述运载工具之间的横向速度差可以小于或等于所述无人飞行器速度的0％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、12％或者15％。在一些实施例中，假如所述无人飞行器跟踪降落至所述运载工具的时间小于等于60秒、45秒、30秒、25秒、20秒、15秒、10秒、5秒、3秒、2秒或1秒，所述无人飞行器靠近所述运载工具即将降落到所述运载工具上。
在一些实施例中，所述运载工具的横向速度是可以确定的。一目标横向速度可以被计算来决定所述无人飞行器的速度。所述目标横向速度落入所述预定的范围内。控制所述无人飞行器的动力单元以使所述无人飞行器以目标速度及/或预定速度范围飞行。
所述无人飞行器的速度VUAV的纵向分量VUAV_Y可以使无人飞行器降落到所述运载工具的上表面。在其它实施例中，所述无人飞行器从较高的高度慢慢地降落在运载工具上。在其它一些实施例中，所述无人飞行器可从较高的高度及/或较低的高度慢慢地降落到所述运载工具上。例如，所述无人飞行器可以在所述运载工具的后面以相同高度飞行，并将横向速度增大到比所述运载工具更快的速度，然后从所述运载工具的后面俯冲降落到所述运载工具上。所述无人飞行器速度的纵向分量可以为0，或者可以是一个正值也可以是一个负值。在其它实施例中，无人飞行器速度的纵向分量比较小以便无人飞行器能够轻轻地降落在运载工具上。当无人飞行器靠近所述运载工具即将降落至所述运载工具上时，所述速度的纵向分量在正方向或负方向上可以小于等于每小时10英里、9英里、8英里、7英里、6英里、5英里、4英里、3英里、2英里、或者1英里。
本发明实施例提供了一种无人飞行器降落到所述运载工具上的方法。产生指令信号驱动所述无人飞行器的至少一个动力单元，因而控制所述无人飞行器相对于所述运载工具的位置飞行。所述无人飞行器沿着与所述运载工具平行的飞行轨道飞行。所述指令信号可由所述无人飞行器产生，也可以由所述运载工具产生。优选地，所述指令信号由所述运载工具产生。在其它实施例中，所述指令信号可以由其它任何设备产生，例如外部计算机或服务器。
产生所述指令信号以用来响应所述运载工具及/或所述无人飞行器的移动数据。例如，所述运载工具的位置及/或速度信息，所述运载工具的移动方向信息，所述无人飞行器的位置、方向及/或速度信息。在其它实施例中，所述无人飞行器可以通过至少一个处理器并基于所述数据来产生指令信号。在一实施中，所述指令信号可以由所述运载工具产生。所述运载工具接收与所述无人飞行器的位置、方向及/或速度相关的信息。所述运载工具可以根据所述运载工具信息以及所述无人飞行器的信息来产生指令信号。在其它实施例中，外部设备也可以用来接收所述运载工具和所述无人飞行器的信息，所述外部设备根据所述运载工具和所述无人飞行器的信息产生指令信号，并发送到所述无人飞行器。所述用于产生指令信号的处理器安装于所述无人飞行器上，所述运载工具上或者一外部设备上。响应给所述无人飞行器的指令，而生成初始化所述降落指令序列的所述指令信号。所述指令可由运载工具提供。在一些实施例中，当所述无人飞行器侦测到错误时，降落指令可以由所述无人飞行器产生。例如，假如至少一个部件发生故障，或者电池的电量较低时，所述无人飞行器则自动确定降落时间。
在其它实施例中，所述运载工具实时发送其位置坐标至所述无人飞行器。所述运载工具具有一定位单元，所述定位单元可以确定所述运载工具的位置。在本实施例中，所述定位单元是GPS***。所述运载工具发送GPS坐标至所述无人飞行器。当所述无人飞行器需要降落时，所述无人飞行器将飞近所述运载工具的GPS坐标位置处。在其它实施例中，当所述GPS坐标有错误时，其它辅助设备将为所述无人飞行器降落在运载工具上提供辅助作用。例如，如前所述的标识。所述标识可以是基于视觉的标识，所述无人飞行器上的摄像机摄取运载工具上的基于视觉的标识来提供更加精确的定位。所述标识可以为如前所述的任何其它标识。
当所述运载工具处于运动状态过程中，所述无人飞行器也能够降落到所述运载工具上。当所述运载工具不以直线行驶时，所述无人飞行器也能够降落到所述运载工具上。例如，即使所述运载工具急速转弯或沿着弯道摇摆行驶时，所述无人飞行器也能够降落到运载工具上。运载工具转弯的角度可以是5度、10度、15度、20度、30度、45度、60度、75度、90度、105度、120度、135度、150度、165度、180度、270度、或者360度。
当所述运载工具以变化的速度行驶时，所述无人飞行器也能够降落到所述运载工具上。在一些实施例中，当所述运载工具以大约大于每小时5英里、10英里、15英里、20英里、25英里、30英里、35英里、40英里、45英里、50英里、55英里、60英里、65英里、70英里、80英里、90英里、或者100英里的速度行驶时，所述无人飞行器也可以降落到所述运载工具上。当所述运载工具以小于上述任何一个速度值行驶时，所述无人飞行器也能够降落到运载工具上。当所述运载工具的行驶速度介于上述任何两个速度值之间的范围时，所述无人飞行器也能够降落到所述运载工具上。
所述无人飞行器降落在所述运载工具上并停靠在所述运载工具上。所述无人飞行器通过和所述运载工具形成一个连接从而停靠在所述运载工具上。所述连接包括机械连接，当所述运载工具以一定的速度运行时，该连接具有足够强的力量能够防止所述无人飞行器从所述运载工具上掉下来。所述一定的速度大约小于或等于每小时5英里、10英里、15英里、20英里、25英里、30英里、35英里、40英里、45英里、50英里、55英里、60英里、65英里、70英里、80英里、90英里、或者100英里。当所述运载工具以大于上述任何一个速度运行或者介于上述任何连个速度范围之间的速度运行时，所述连接也具有足够强的力量能够保持所述无人飞行器停靠在所述运载工具上。
参阅图3所示，是本发明实施例阐述所述无人飞行器降落到运载工具过程中实现避开障碍物的示意图。例如，一无人飞行器310试图降落到一运载工具320上。在所述无人飞行器降落到所述运载工具的飞行轨迹中可能有障碍物330。所述无人飞行器可以改变其飞行轨迹来避开障碍物。
在其它实施例中，所述无人飞行器310试图降落在运载工具320上。所述运载工具可以是在运行过程中。在一些实施例中，当所述无人飞行器试图降落到所述运载工具上时，所述运载工具可以在运行状态。所述运载工具的运动速度为VVEHICLE。所述无人飞行器具有用于降落到所述运载工具上的飞行路径或飞行轨迹。所述无人飞行器的飞行路径或飞行轨迹可以与运载工具的运行路径或运行轨迹一致或者不一致。例如，所述无人飞行器和运载工具的运动轨迹也可以为同一条轨迹。所述无人飞行器及/或运动运载工具能够侦测出所述无人飞行器的飞行路径上是否有障碍物330。当所述无人飞行器的飞行轨迹上有障碍物时，所述无人飞行器则改变飞行路径来避开障碍物。例如，所述无人飞行器降低高度来避开障碍物而降落到所述运载工具上。然而，假如所述无人飞行器的飞行路径上有障碍物时，所述无人飞行器也可以提升高度来避开障碍物。所述无人飞行器可以沿着新的飞行轨迹(例如沿着VUAV方向)来避开障碍物。
在一些实施例中，所述无人飞行器及/或所述运载工具能够侦测出所述运载工具运行轨迹上的障碍物，或者侦测出所述无人飞行器和所述运载工具的并排轨道上的障碍物。相同地，所述无人飞行器也可以改变路径来避开障碍物。飞行路径或飞行轨迹可以具有任何形状。在某些实施例中，飞行路径或飞行轨迹可以是直线的(例如，从所述无人飞行器及/或者从所述运载工具前方的延伸的直线)，也可以是曲线的，或者其它任何形状的路径。
障碍物330可以是所述无人飞行器飞行路径上的任何物体。假如无人飞行器没有避开障碍物，无人飞行器则会和障碍物发生碰撞而损毁。所述障碍物可以是动态的也可是静态的障碍物。静态障碍物保持静止，而动态障碍物是运动的。例如，静态障碍物可以包括，但不仅限于，建筑物、招牌、电线杆、桥梁、隧道、塔台、天花板、屋顶、电线、树、篱笆、植物、光源、停止的车辆、或者任何类型的静态障碍物。所述动态障碍物可以包括，但不仅限于，其它无人飞行器、可移动物体(例如行驶的车辆)、人、动物、风筝、或者其它运动中的障碍物。对于飞行路径或飞行轨迹中的动态障碍物，所述无人飞行器飞行进行评估后判断是否会发生碰撞。
所述障碍物可以被所述无人飞行器、所述运载工具、或其它任物体侦测出来。所述无人飞行器、运载工具、或其它任物体可以进行通信并且能分享侦测到的障碍物信息。例如，无人飞行器的至少一个传感器可以用于侦测障碍物，因而无人飞行器可以改变飞行路径来避开障碍物。在其它实施例中，所述运载工具的至少一个传感器额可以用于侦测障碍物，所述运载工具将侦测到障碍物信息发送到所述无人飞行器上，因而所述无人飞行器可以改变飞行路径来避开障碍物。所述运载工具可以发送指令到所述无人飞行器使所述无人飞行器改变飞行路径。在其它实施例中，所述运载工具将侦测到障碍物的信息发送到无人飞行器上，所述无人飞行器判断是否改变飞行路径及/或如何改变飞行路径。所述无人飞行器可以只根据所述运载工具侦测到的障碍物信息，或者结合所述运载工具侦测到的障碍物信息、或者结合其它物体侦测到的障碍物信息来判断障碍物信息。在其它实施例中，其它物体，例如障碍物本身，也可以提供信号指示此处存在障碍物。
用来感测障碍物的传感器包括视觉传感器、热量传感器、超声波传感器、激光雷达、GPS、雷达、震动传感器、电磁传感器、以及其它任何类型的传感器，也可以是任何上述传感器的组合使用。指示障碍物的信号指示包括光、色彩、图像、文字、声音、震动、磁场信号、电场信号、热能信号、无线信号、或者其它任何类型的信号。
在一些实施例中，可以根据无人飞行器及/或运载工具所已知的周围的环境信息(例如地理信息)来确定障碍物。所述地理信息包括地图信息。例如包括地图资料信息、关于本地建筑物的地图信息、或者其它类型的静态障碍物信息。假如隧道以及所述无人飞行器及/或所述运载工具相对于所述隧道是已知的，则判断可以确定该隧道是否是所述无人飞行器降落到所述运载工具过程的障碍物。
无人飞行器降落到移动的配套的运载工具的方法包括：产生一个用于驱动所述无人飞行器的的至少一个动力单元的指令信号，来控制所述无人飞行器相对于运载工具的位置移动。所述无人飞行器可以沿着移动的配套的运载工具的轨迹飞行。飞行轨迹上的障碍物可以被侦测出来，所述无人飞行器可以改变飞行轨迹来避开障碍物。
改变无人飞行器的飞行轨迹可以通过预先设置的一套程序指令来完成。例如，计算一条可以避开障碍物的新运行轨迹，但是仍然能够保持所述无人飞行器以所述运载工具的运动方向相同的方向飞行。在一实施例中，改变所述无人飞行器的高度可以避开障碍物而同时还能使横向轨迹及/或速度可以保持与所述运载工具的运动的横向轨迹及/或速度相同。在其它实施例中，有必要改变横向轨迹来避免障碍物。轨迹的改变可以使所述无人飞行器的飞行稍微中断，但仍可以避开障碍物。一旦障碍物被清除，所述无人飞行器就可以降落到所述运载工具上。例如，假如所述无人飞行器增加飞行高度来避开隧道，一旦所述运载工具和所述无人飞行器已清除所述隧道，所述无人飞行器就可以降落到所述运载工具上。
当所述无人飞行器和所述运载工具之间发起了一个降落指令序列，所述无人飞行器就会自动降落到运载工具上而无需人工控制。例如，用户选择一个用于使所述无人飞行器降落到所述运载工具的按钮，则自动设置降落指令序列就会发生，所述无人飞行器就能够自动降落到所述运载工具上。所述避开障碍物也可以自动发生。在一些实施例中，用户可以控制所述无人飞行器降落到所述运载工具上。在所述无人飞行器降落的过程中，用户也可以使用远程控制器来人工控制所述无人飞行器。用户可以是所述运载工具的操作人员、所述运载工具的乘客或者其他个人。用户可以人工控制所述无人飞行器避开障碍物，及/或者所述无人飞行器自动接管控制避开障碍物。
参阅图4所示，是本发明实施例阐述当所述无人飞行器将要从所述运载工具起飞时实现避开障碍物的示意图。例如，所述无人飞行器410试图从所述运载工具420上起飞。在所述无人飞行器飞离所述运载工具的飞行轨迹上可能有障碍物430。所述无人飞行器可以延迟起飞直到所述障碍被清除，或者可以改变飞行轨迹来避开障碍物。
在一实施例中，所述无人飞行器410试图从所述运载工具420上起飞。所述运载工具可以是在运动过程中。在其它实施例中，当所述无人飞行器试图从所述运载工具上起飞时，所述运载工具此时可以在移动状态。所述运载工具运行的速度为VVEHICLE。所述无人飞行器按照飞行路径或飞行轨迹从所述运载工具上起飞。所述无人飞行器及/或所述运载工具能够侦测出所述无人飞行器的飞行路径上是否有障碍物430。当所述无人飞行的飞行路径或飞行轨迹上有障碍物时，所述无人飞行器则等待起飞直到障碍物被清除。在其它实施例中，所述无人飞行器已经起飞或者即将起飞，则改变飞行路径来避开障碍物。例如，所述无人飞行器提升起飞高度。然而，假如飞行路径上有障碍物，所述无人飞行器可以快速增加、保持或者降低飞行高度来避开障碍物。如果所述无人飞行器没有起飞，所述无人飞行器可以保持在所述运载工具上。如果所述无人飞行器已经起飞，所述无人飞行器可以返回降落到所述运载工具上直到障碍物被清除。所述无人飞行器可以沿着新的飞行轨迹(例如沿着VUAV方向)来避开障碍物。
障碍物430可以是所述无人飞行器预定的飞行路径上的任何物体。障碍物可以为所述无人飞行器在与所述障碍物发生碰撞后任何会损毁所述无人飞行器的物体。如前所述，障碍物可以是静态的障碍物也可是动态的障碍物。例如，所述静态障碍物保持静止，而所述动态障碍物是运动的。对于所述飞行路径或飞行轨迹的动态障碍物，所述无人飞行器会进行评估后判断沿预定的飞行轨迹或飞行路径飞行时所述动态障碍物与所述无人飞行器之间是否会发生碰撞。其中，所述运载工具的移动情况也需要考虑进去。例如，当所述无人飞行器随着运载工具移动时，此时所述无人飞行器从运载工具起飞，需要考虑所述运载工具的移动情况来确定所述无人飞行器的飞行轨迹。
所述障碍物可以被无人飞行器、运载工具、或其它任物体侦测出来。所述无人飞行器、运载工具、或其它任物体可以进行通信并且能分享侦测到的障碍物信息。例如，所述无人飞行器的至少一个传感器可以用于侦测障碍物，因而所述无人飞行器可以改变飞行路径或者等待起飞来避开障碍物。在其它实施例中，所述运载工具的至少一个传感器可以用于侦测障碍物，所述运载工具将侦测到障碍物信息发送到所述无人飞行器上，因而所述无人飞行器可以改变飞行路径或者等待起飞来避开障碍物。所述运载工具可以发送指令到无人飞行器使无人飞行器改变飞行路径或者等待起飞。在其它实施例中，所述运载工具将侦测到障碍物信息发送到所述无人飞行器上，所述无人飞行器判断是否改变飞行路径及/或者等待起飞。所述无人飞行器可以只根据所述运载工具侦测到的障碍物信息，或者结合所述运载工具侦测到的障碍物信息、或者结合其它物体侦测到的障碍物信息来判断障碍物信息。在其它实施例中，其它物体，例如障碍物本身，也可以提供信号指示此处存在障碍物。
在一些实施例中，可以根据无人飞行器及/或运载工具所已知的周围的环境信息(例如地理信息)来确定障碍物。所述地理信息包括地图信息。例如包括地图资料信息、关于本地建筑物的地图信息、或者其它类型的静态障碍物信息。假如隧道以及所述无人飞行器及/或所述运载工具相对于所述隧道是已知的，则判断可以确定该隧道是否是所述无人飞行器降落到所述运载工具过程的障碍物。
所述无人飞行器从移动的配套的运载工具起飞的方法包括：产生一个用于驱动无人飞行器的至少一个动力单元的指令信号，来控制无人飞行器相对于可移动的配套的运载工具的位置移动。所述无人飞行器可以沿着与移动的配套的运载工具相同的的轨迹飞行。所述飞行轨迹上的障碍物可以被侦测出来，所述无人飞行器改变飞行轨迹来避开障碍物，无人飞行器仍然停靠在运载工具上，或者返回降落到所述运载工具上。改变所述无人飞行器的飞行轨迹包括无人飞行器仍然停靠在所述运载工具上，或者返回降落到所述运载工具上。
改变所述无人飞行器的飞行轨迹可以通过预先设置的一套程序指令来完成。例如，计算一条可以避开障碍物的新运行轨迹以改变飞行轨迹并且可以避开障碍物，但是仍然能够保持无人飞行器和运载工具以相同方向飞行且所述无人飞行器仍然停靠在所述运载工具上。在本实施例中，改变无人飞行器的高度可以避开障碍物而同时还能保持与运载工具完全相同方向的飞行，然而横向轨迹和或/速度保持与所述运载工具基本保持一致以与所述运载工具的移动一致。在其它实施例中，改变横向轨迹来避免障碍物。轨迹的改变会稍微改变所述无人飞行器的飞行但仍可以避开障碍物。一旦障碍物被清除，所述无人飞行器就可以响应程序指令或者用户控制从运载工具起飞及/或自由飞行。例如，假如无人飞行器降低飞行高度来避开一颗大树，一旦飞过所述大树则提升飞行高度，无人飞行器就可以飞行到指定地点去执行任务。
当所述无人飞行器和所述运载工具之间发起了一个起飞指令序列，所述无人飞行器就会自动从运载工具上起飞而无需人工控制。例如，用户选择一个用于所述无人飞行器从运载工具上起飞的选项，则会自动设置起飞时间。所述无人飞行器就能够从运载工具上自动起飞，并可以自动避开障碍物。例如，在无人飞行器从运载工具上起飞过程中，用户也可以使用远程控制器来人工控制无人飞行器起飞。用户可以是运载工具的操作人员、运载工具的乘客或者其它个人。用户可以人工控制无人飞行器避开障碍物，及/或者无人飞行器自主地避开障碍物。
无人飞行器飞行过程中也可以避开障碍物。无人飞行器从运载工具起飞时，降落在运载工具上时，以及在飞行的任何时间都可以避开障碍物。例如，无人飞行器相对于运载工具的飞行路径飞行，都可以避开障碍物。无人飞行器直接响应来自用户的远程指令而沿着飞行路径飞行。无人飞行器可以相对运载工具根据预定的飞行路径飞行。
无人飞行器的预定飞行路径可以是确定的，其包括如前所述的降落到运载工具的飞行路径、或者从运载工具起飞路径。如前所述，预定飞行路径还包括无人飞行器相对于运载工具的飞行路径、直接在运载工具前方飞行的路径、以及相对于运载工具前方一定距离的飞行路径。当所述无人飞行器的飞行路径上侦测到障碍物时，无人飞行器就会响应而改变飞行路径。无人飞行器通过改变纬度及/或经度来避开障碍物。无人飞行器的处理器可以确定飞行方向及/或速度来避开障碍物。一旦障碍物被避开，无人飞行器就会返回到原来预定的飞行路径或飞行轨迹。
参阅图5所示，是本发明实施例阐述无人飞行器与运载工具之间机械连接的示意图。无人飞行器510能够停靠在运载工具520。无人飞行器530的停靠点和运载工具540的停靠站点可以形成一个连接。
所述无人飞行器510可以停靠到一个配套的运载工具520上。所述运载工具520可以是任何型号的运载工具。所述配套的运载工具520可以运动。所述配套的运载工具可以做自我驱动型的运动。在其它实施例中，所述配套的运载工具可以在一种或多种介质(例如，陆地、水上、空中、太空)上运动。当所述运载工具启动或关闭状态时，所述无人飞行器都可以停靠至所述配套的运载工具上。当运载工具处于运动状态时，所述无人飞行器也可以停靠至配套的运载工具上。不管所述配套的运载工具处于静止状态还是运动状态时，无人飞行器都可以停靠至所述配套的运载工具上。不管所述配套的运载工具以任何速度运行时，无人飞行器也可以停靠至运载工具上。当运载工具以直线运行、转弯、或者以任何角度旋转时，无人飞行器都可以停靠至运载工具上。在有风的环境下，无人飞行器也可以停靠至运载工具上。例如，风速为每小时5英里、10英里、15英里、20英里、25英里、30英里、35英里、40英里、45英里、50英里、55英里、60英里、65英里、70英里、80英里、90英里或者100英里。
所述无人飞行器510可以停靠到所述配套的运载工具520的任何一个部位上。例如，所述无人飞行器可以停靠在运载工具的顶部表面、前部表面、尾部表面、侧表面、内部位置、或者附带部件上。所述无人飞行器可以停靠至运载工具的顶棚、内部舱体、连接杆、或者前面档风板上。所述无人飞行器可以降落至所述运载工具携带的车柜中、或者依附的小车上。所述无人飞行器可以停靠在运载工具的内部或者外部表面上。
当所述无人飞行器停靠至运载工具上时，无人飞行器510可以和所述配套的运载工具520形成一个连接，该连接可以是机械连接。当运载工具运行时，该机械连接可以使无人飞行器始终依附在运载工具上。该连接可以限制无人飞行器在至少一个方向移动。例如，机械连接可以防止无人飞行器相对于运载工具前后移动、左右移动、及/或者上下移动。可选择地，该连接可以允许无人飞行器在至少一个方向移动，也可以允许无人飞行器以至少一个轴旋转。
无人飞行器的连接部件530和运载工具的连接站的连接部件540可以形成一机械连接。所述无人飞行器的连接部件可以是无人飞行器的底部表面。在一些实施例中，所述无人飞行器的的连接部件可以是扩展部分，例如，无人飞行器的着地部位。当无人飞行器着地时，所述着地部位可以在所述无人飞行器没有飞行时支撑所述无人飞行器的重量。在一些实施例中，无人飞行器的连接部位可以是无人飞行器的舱体表面，例如底面、侧面、或者顶面。在其它实施例中，舱体本身可以是连接的一部分。无人飞行器的突出部位、凹进部位或其它任何部位都可以形成连接。所述无人飞行器的可移动部位(例如缩进或伸出部位)都可以形成连接。在本实施例中，当所述无人飞行器飞行时，所述无人飞行器的连接部分可以处于缩进状态，而当无人飞行器停靠至运载工具的停靠点时处于延伸状态以形成连接。
所述运载工具的连接部件540与无人飞行器的连接部件530形成机械连接。部件与部件之间可以相互形成直接的物理连接。运载工具的连接部件可以从运载工具上伸出来，也可以收缩进去，或者是运载工具表面的一部分。在其它实施例中，运载工具的连接部件是可以收缩并且可以延伸的。例如，当无人飞行器离开运载工具时，运载工具的连接部件处于缩回状态；当无人飞行器降落在运载工具上时，运载工具的连接部件处于延伸状态。
在一些实施例中，所述无人飞行器和所述运载工具的连接部件可以内部锁定。在一些实施例中，无人飞行器的部分元件可以抓握或者环绕无人飞行器的另一部分元件，反之亦然。在一些实施例中，所述运载工具的钳子或者罩子可以抓握所述无人飞行器，或者所述无人飞行器的钳子或者罩子可以抓握所述运载工具的一部分。在一些实施例中，一机械手形成在所述至少一个连接元件上。所述机械手可以防止所述无人飞行器相对于所述运载工具移动。在其它实施例中，皮带、钩子或扭环扣件由于紧固住连接部件。优选地，插销或者公/母元件接口也可用于无人飞行器和运载工具之间的连接。
在本实施例中，运载工具的停靠设计可以包括一个Y形倒腔作为运载工具的连接部件540。Y形倒腔不容易变形并且更容易使无人飞行器降落。在一些实施例中，Y形倒腔可以有助于所述无人飞行器的连接部件530***Y形状倒腔的中心或者底部区域。所述Y形状倒腔可以是顶部呈圆锥型或者顶部呈其它任何形状。所述运载工具的连接部件包括导向部，其能够帮助无人飞行器直接连接至所预定的连接点。重力也可以直接辅助导引所述无人飞行器。例如，当所述无人飞行器碰击到所述导向部时，所述无人飞行器的旋翼断电以使所述无人飞行器的重力支撑在所述导向部上，因此导向部致使所述无人飞行器滑落至预定的支撑点上。随后所述无人飞行器能够固定/锁定至运载工具。连接部件将所述无人飞行器和所述运载工具固定和锁定在一起。
在一些实施例中，电磁力也可以提供连接，在一些实施例中，所述无人飞行器和所述运载工具之间可以形成磁性连接。在一些实施例中，使用磁性连接不需要额外的机构部件(例如前面描述的抓握特性或其他特性等)就可以将无人飞行器连接到运载工具上。在其它实施例中，所述磁性连接可以需要如前所述的机构部件来使所述无人飞行器连接到所述运载工具上。
当所述无人飞行器降落到运载工具上时，所述无人飞行器和所述运载工具之间就自动形成连接。整个连接过程不需要运载工具操作人员的任何人工操作，也不需要运载工具内部或者外部的人员进行任何人工操作。
所述无人飞行器停靠至所述运载工具的停靠站。该停靠站可以是运载工具用于连接所述无人飞行器的任何一个部件。所述停靠站可以提供运载工具与无人飞行器之间的机械连接。该停靠站可以与运载工具构成一个整体，而不能移动或者分离。例如，所述停靠站可以是运载工具表面的一部分。优选地，停靠站可以是运载工具的车身面板的一部分，可以是运载工具的顶棚。所述停靠站可以包括至少一个用于连接所述无人飞行器的连接器。所述停靠站可以包括至少一个用于连接所述无人飞行器的电气连接器。所述停靠站可以包括一个用于至少部分遮盖住无人飞行器的遮罩。
所述停靠站可以集成在运载工具上，也可以在加工厂将停靠站附加在运载工具上。所述停靠站可以独立于运载工具生产。在一些实施例中，运载工具可以和停靠站一起翻新加工，至少一个停靠站的元件依附在运载工具上，而不可以移除。
在一些可选的实施例中，停靠站可以从运载工具上拆卸下来。停靠站以可拆卸的方式附加或者连接到运载工具上。在一些实施例中，至少一个连接器使停靠站固定在运载工具上。所述连接器可以从运载工具的停靠站拆卸下来。在其它实施例中，钳子、带子、夹子、钩子和卡环、磁性部件、锁、凹槽、线槽、机械扣件、按压图钉均可用于将停靠站固定在运载工具上。当不使用停靠站时，可以将停靠站从运载工具上拆卸下来。在其它实施例中，用户自己驾驶车辆，仅仅将停靠站和无人飞行器一起带走使用。
如前所述，所述停靠站可以依附在运载工具的任何一个部分，例如，运载工具的顶棚。停靠站可以依附在运载工具的顶棚。停靠站可以依附在运载工具的顶棚及/或从运载工具的顶棚拆卸下来。优选地，停靠站可以形成为运载工具的顶棚的一部分，及/或包含所述运载工具的顶棚。所述停靠站可以包括底座，其用于无人飞行器降落在该底座上，也可以使所述无人飞行器从该底座上起飞。
所述运载工具的任何与所述无人飞行器相关的部分的描述均与无人飞行器的停靠站相关。停靠点可以永久固定在运载工具上，也可以从运载工具上卸载下来。例如，无人飞行器和运载工具之间的机构连接器可以包含在停靠站中。无人飞行器和运载工具之间的电气连接器可以包含在停靠站中。无人飞行器和运载工具之间的数据连接器可以包含在停靠站中。执行与无人飞行器及/或运载工具相关的计算操作的控制器也包含在停靠站中。帮助无人飞行器识别不同运载工具的标识也可以包含在停靠站中。通信单元，例如无线通信单元也可以包含在停靠站中。遮罩部也可以包含在停靠站中。本发明任何有关运载工具的功能部件都可以适用于运载工具的停靠站。
优选地，任何与所述无人飞行器相关的运载工具的部分可以适用于所述运载工具的其它部分，该其它部分不需要是所述停靠站的一部分。
所述运载工具能够让单个无人飞行器降落在运载工具上。优选地，所述运载工具能够让多个无人飞行器停靠到运载工具上。所述多个无人飞行器可以同时停靠在运载工具上。在一些实施例中，单个停靠站可以允许多个无人飞行器并行停靠。在其它实施例中，多个停靠站提供在运载工具上，允许多个无人飞行器停靠在所述运载工具上。当多个无人飞行器停靠至在运载工具上时，多个无人飞行器可以和运载工具形成多个机构及/或电气连接。多个无人飞行器可以同时从运载工具上起飞，也可以同时降落到运载工具上，或者以分散的或者连续的方式降落到运载工具上。
相同型号的无人飞行器可以停靠在一个运载工具。例如，所有无人飞行器(至少一个)具有相同配置。
在其它实施例中，多种型号的无人飞行器可以停靠在一个运载工具上。所述多种型号的无人飞行器可以一次一个地停靠在运载工具上，也可以同时停靠在运载工具上。多种型号的无人飞行器具有不同的外形、形状及/或尺寸大小。多种型号的无人飞行器具有不同的续航能力及/或电池寿命。多种型号的无人飞行器具有不同的动力单元配置。多种型号的无人飞行器具有相同或不同的连接接口。在一些实施例中，多种型号的无人飞行器具有相同的连接接口。在其它例子中，多种型号的无人飞行器具有不同的连接接口。在其它实施例中，运载工具上的连接接口是可以调节的，从而与运载工具上的不同连接接口进行连接。在其它实施例中，所述运载工具可以与多种型号的无人飞行器同步知道降落到所述运载工具上的所述无人无行器的类型。当一特定型号的运载工具接近所述运载工具需要降落时，所述运载工具可以保持或调节连接接口来将无人飞行器连接至运载工具上。当不同型号的无人飞行器接近所述运载工具需要降落时，运载工具可以根据需要将不同型号的无人飞行器连接至运载工具上。连接接口的调节包括改变连接接口部件的尺寸大小或位置，以及换掉而使用不同型号的连接接口。
在一些实施例中，所述运载工具可以同时起降一个、二个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多无人飞行器。所述无人飞行器可以是相同型号或不同型号的无人飞行器。
参阅图6所示，是本发明实施例阐述无人飞行器与运载工具之间功能性连接的示意图。无人飞行器610可以停靠在运载工具620上。所述无人飞行器包括一个、二个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多停靠部件630、640。所述运载工具包括一个、二个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多个设置在所述运载工具上的停靠部件650、660、670，其可以与无人飞行器进行交互。无人飞行器的多个停靠部件与运载工具的多个停靠部件之间形成连接680。
当无人飞行器610降落到运载工具620上时，无人飞行器610可以停靠到运载工具620上。运载工具能够支撑住无人飞行器的重量。当无人飞行器降落在运载工具上时，无人飞行器与运载工具之间形成机构连接。运载工具包括一个用于停靠无人飞行器的停靠站。优选地，无人飞行器可以降落在运载工具的任何部位。无人飞行器与运载工具之间形成电气连接680，该电气连接可以是感应连接，也可以是有线连接。无人飞行器的一导电元件可以和运载工具的一导电元件连接。所述连接可以是能使无人飞行器与运载工具之间能够进行通信的任何连接。在其它实施例中，所述连接包括光学连接器、无线连接器、有线连接器、或则其它任何类型的连接器。在一些实施例中，多个连接器及/或多种型号的连接器可以应用在无人飞行器与运载工具之间。所述多种连接器包括多种型号的物理连接器。
例如，运载工具的停靠站包括至少一个内置的连接部件，所述运载工具的连接部件用于在无人飞行器降落至停靠站时，连接至无人飞行器至少一个相应的连接部件。无人飞行器以一个指定的方向或多个方向降落到指定的停靠站上。在其它实施例中，停靠站可以提供至少一个导引部件，用于将无人飞行器导引至所需的方向。所述导引部件可以是物理部件，用于指引无人飞行器以至少一个指定方向降落到停靠站上。优选地，所述导引部件可以是机械连接、电气连接、及/或者通信连接。
所述无人飞行器包括一个、二个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多个设置在所述述无人飞行器上的连接部件630、640。例如，所述部件包括，但不仅限于，控制器、数据存储单元、通信单元、能量存储单元、传感器、负载设备、动力单元、及/或其它任何部件。本发明描述的任何部件均可以集成在无人飞行器上。
所述运载工具包括一个、二个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多部件设置在所述述运载工具上且用于与所述无人飞行器交互连接650、660、670。例如，所述部件包括，但不仅限于，控制器、数据存储单元、通信单元、能量存储单元、传感器、负载设备、动力单元、及/或其它任何部件。本发明描述的任何部件均可以集成在运载工具上。
在一实施例中，所述无人飞行器可以有一设置于所述无人飞行器上的能量存储单元，所述运载工具可以有一个设置于所述运载工具上的能量存储单元。所述能量存储单元包括至少一个电池。在其它实施例中，能量存储单元可以是电池组。该电池组包括至少一个电池，每一个电池可以并行、串行、或者及其两者结合方式连接。无人飞行器的能量存储单元可以为无人飞行器的至少一部件提供动能。运载工具的能量存储单元可以为运载工具的至少一部件提供动能。例如，无人飞行器的能量存储单元可以用于发光、电动门锁、电动窗及/或运载工具的无线电。在其它实施例中，运载工具的能力存储单元是运载工具的电池。在其它例子中，运载工具的能量存储单元可以是运载工具上的电池组。
任何能量存储单元可以是至少一个电池，电池是目前使用的任何化学电池或者是未来可能使用的电池。在其它实施例中，电池可以是铅酸电池、阀调节的铅酸电池(例如，凝胶电池，吸液玻璃隔板式电池)镍铬(NiCd)电池、镍锌(NiZn)电池、镍氰化物电池(NiMH)、锂电池(Li-ion)等。电池电芯可以以并行、串行、或者及其两者结合方式连接。电池电芯结合在一起构成单个电池单元或多个电池单元。电池可以是可充电电池。
当无人飞行器在飞行过程中，无人飞行器的能量存储单元进行放电为无人飞行器提供动能。当无人飞行器停靠在运载工具上时，无人飞行器的能量存储单元和运载工具的能量存储单元可以形成连接。所述运载工具的能量存储单元可以对无人飞行器的能量存储单元进行充电。当无人飞行器降落到运载工具上时，估算无人飞行器的能量存储单元的充电状态。当无人飞行器的能量存储单元的充电状态低于一个阈值时，运载工具对无人飞行器进行充电。当所述无人飞行器电量没有充满时，所述运载工具对所述无人飞行器充电。在其它实施例中，无论量存储单元的充电状态如何，运载工具都可以自动对无人飞行器的能量存储单元进行充电。当运载工具处于移动状态时，也可以对运载工具的能量存储单元进行充电。可以通过无人飞行器和运载工具之间的连接进行充电。在其它实施例中，也可以使用感应充电的方式。因此，本发明的优点是不管是运载工具运行时还是所述无人飞行器降落到运载工具上时均可以充电。如此，在运载工具运动时，可以允许无人飞行器从所述载运工具上实现多次起飞。
当无人飞行器的能量存储单元充满电后，无人飞行器可以长时间地飞行。例如，无人飞行器的飞行时间可以大于或等于10小时、9小时、8小时、7小时、6小时、5小时、4小时、3.5小时、3小时、2.5小时、2小时、1.5小时、1小时、55分钟、50分钟、45分钟、40分钟、35分钟、30分钟、25分钟、20分钟、15分钟、10分钟、5分钟、3分钟、或者1分钟。优选地，无人飞行器的飞行时间可以小于等于上述任何一个值，或则介于上述任何两个值之间的范围内。所述飞行时间可以仅用于执行飞行功能。当无人飞行器飞行的过程中，无人飞行器可以传输图像数据或者任何其它被负载设备或传感器采集的数据。
运载工具可以很快地完成充电，例如，所述运载工具从完全放电状态到完全充满状态的充电时间可以为8小时、7小时、6小时、5小时、4.5小时、4小时、3.5小时、3小时、2.5小时、2小时、1.5小时、1小时、45分钟、30分钟、20分钟、15分钟、12分钟、10分钟、8分钟、7分钟、6分钟、5分钟、4分钟、3分钟、2分钟、1分钟、30秒或者10秒种。优选地，运载工具的充电时间可以是大于上述任何一个时间，也可以是则介于上述任何两个值之间的范围内。充电时间可以小于飞行时间，也可以是大于等于飞行时间。充电时间和飞行时间的比例大约10:1、8:1、6:1、5:1、4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:8、或者1:10。
所述运载工具在任何电压及/或电流都可以对无人飞行器进行充电。在一些实施例中，无人飞行器的能量存储单元的充电电压对应于运载工具电池的充电电压。假如运载工具使用12V的电池，无人飞行器的充电电压也是12V。在其它实施例中，无人飞行器的充电电压可以是1V、3V、5V、7V、10V、12V、14V、16V、18V、20V、24V、30V、36V、42V、或48V。
在其它实施例中，无人飞行器的能量存储单元可以是一种可用拆卸的电池组。在一些实施例中，运载工具的停靠站可以具有自动替换电池组而无需人工干预。机械手臂或其它设备可以用于更换电池包。
所述运载工具可以具有至少一个设置于所述运载工具上的电池组，并且可以进行充电。在其它实施例中，当运载工具在操作状态及/或运动中，运载工具的电池都可以对无人飞行器的电池组进行充电。在其它实施例中，可再生能源可以用于对无人飞行器的电磁组进行充电，例如，太阳能可以用于为所述无人飞行器的所述电池组充电。可再生能源如在本文其它地方更详细地描述的一样。
无人飞行器的电池组更换耗尽电池时可以是充满电状态或半充满电状态的电池。在其它实施例中，当无人飞行器停靠到所述运载工具上时，无人飞行器的充电状态可以估算出来。在其它实施例中，根据充电状态可以判断出无人飞行器的电池是否可以重新充电或者更换新的电池。在其它实施例中，新电池的状态也可以进行评估。
所述无人飞行器包括数据存储单元，其包括至少一个存储单元、计算机可读介质。数据存储单元可以包括至少一个存储器单元，存储器单元可包括包含有代码，逻辑或指令以执行至少一个动作的非临时性计算机可读介质。所述数据存储单元为所述无人飞行器提供有用的数据。有用的数据包括地图信息及/或与至少一个位置有关的规则。在无人飞行器飞行过程中，数据存储单元的数据可以实时更新。无人飞行器的数据存储单元可以持续地、定期地进行更新、或者响应一个事件而更新。例如，更新能量状况及/或飞行时间。在一些实施例中，当所述无人飞行器停靠至所述运载工具上时，无人飞行器的数据存储单元可以被更新。例如，为了节约能源及/或飞行时间，当所述无人飞行器飞行时，新的数据可以不发送至所述无人飞行器，除非是对所述无人飞行器的操作来说至关重要的数据。在一些实施例中，无人飞行器的数据存储单元和运载工具的数据存储单元进行有线传输。例如，连接680可以使无人飞行器的数据存储单元和运载工具的数据存储单元进行传输。如此可以加快数据传输。运载工具的数据存储单元也可以持续地、定期地更新、或者响应一个事件而更新。所述运载工具的数据存储单元可以通过无线更新数据，或者响应一个事件而更新数据存储单元可以作为停靠站的一部分，或者集成在运载工具上。
数据存储单元中的数据可以被无人飞行器的控制器访问。控制器可以控制无人飞行器的飞行。当无人飞行器处于自动飞行模式时，控制器可以通过发送指令信号来控制无人飞行器的操作。当无人飞行器处于远程人工控制模式时，控制器可以接收来自远程控制器的信号，并基于接收自远程控制器的信号产生指令信号来控制无人飞行器的动力单元。
在其它实施例中，所述无人飞行器可以发送数据到运载工具。例如，负载设备或传感器采集的数据可以被发送到所述运载工具上。所述负载设备可以是图像获取设备，例如摄像机，其可以发送图像数据到运载工具上。所述图像数据可以实时发送。在一些实施例中，所有的数据可以实时发送至所述运载工具。在其它实施例中，部分数据或者一些分辨率较低的数据可以实时发送到运载工具上。当无人飞行器停靠在运载工具上时，剩余数据才提供给所述运载工具。所述无人飞行器通过连接680将数据存储单元的数据发送给运载工具的数据存储单元。
在其它实施例中，无人飞行器和运载工具之间可以提供双向通信方式。所述双向通信方式可以在无人飞行器飞行过程中及/或无人飞行器停靠到运载工具上时使用。所述无人飞行器和运载工具可以都具有一个通信接口。所述无人飞行器和所述运载工具之间的通信可以通过该通信接口进行。当无人飞行器和运载工具连接在一起时，无人飞行器和运载工具之间进行有线通信。在一些实施例中，多个不同型号的通信接口提供给无人飞行器及/或运载工具在不同的情形下进行不同类型的通信。
当无人飞行器停靠到运载工具时，可以进行能量和或/数据传输。停靠的无人飞行器与运载工具之间通过物理连接快速地传输能量和/数据。能量和/数据的传输可以是单向的(例如，从运载工具传输至无人飞行器，也可以是从无人飞行器传输至运载工具)或者是双向的。
参阅图7所示，是本发明实施例阐述无人飞行器降落到运载工具内的收容装置的示意图。无人飞行器710可以停靠至运载工具720上。所述运载工具包括一个停靠站，其用于无人飞行器710停靠至运载工具720上。所述停靠站包括一个遮罩730，其可以遮盖住所述无人飞行器的至少一部分。该遮罩可以完全地或部分地遮围住所述无人飞行器。
所述遮罩730可以具有任何的形状和尺寸大小。在一些实施例中，遮罩可以是圆形豆荚形，也可以是罐盖形。例如，遮罩是半球形或者半椭圆形。遮罩没有角、圆角、或者锋利的边角。在其它实施例中，所述遮罩是圆柱形或半圆柱形、棱镜形、半球形、或者其它任何合适的形状。在一些实施例中，遮罩设计为空气动力推进式。所述遮罩设计成可以在所述运载工具运动时减少阻力的遮罩。所述遮罩设计成可以在所述运载工具运动时减少甚至不用升力的遮罩。与没有所述遮罩的运载工具相比，所述遮罩可以减少升力和或/阻力。当运载工具运行时，所述遮罩设计成可以在运载工具运动时提供一个向下的力。在其它实施例中，所述遮罩提供一类似于运载工具的扰流板的作用。
所述遮罩可以将无人飞行器完全遮盖住。在一些实施例中，所述遮罩的最大尺寸(例如，长、宽、高、对角线、或直径)大于所述无人飞行器的最大尺寸(例如，对应的长、宽、高、对角线、或直径)。遮罩的最大尺寸大小不会超过运载工具的横向尺寸。遮罩可以加高或者不会加高运载工具的高度。
所述遮罩可以由单一的片状物构成，也可以由多个彼此依附在一起的片状物构成。在其它实施例中，所述遮罩是一种由多个分开的片状物构成。
所述遮罩可由可再生能源驱动。在一些实施例中，再生能源可以为太阳能、风能、或者其它任何可再生能源。例如，所述运载工具上具有至少一个光伏电池或者光伏面板，其可以设置在遮罩上。优选地，光伏面板也可以设置在运载工具的其它部位的表面上，用于吸收太阳能并将其转化为电能。该电能可以直接为运载工具的至少一个部件提供电能，例如运载工具的停靠站。通过太阳能产生的电能也可以为遮罩提供电能，用于打开及/或关闭遮罩。所述无人飞行器的电池也可以使用太阳能产生的电能来进行直接充电。无人飞行器的电池可以设置在所述无人飞行器上或者也可以存储在所述运载工具上，然后再装入无人飞行器。所述电能可以为运载工具的至少一个部件提供电能，例如驱动遮罩或对电池进行充电。
在其它实施例中，可再生能源可以利用太阳热能。一液体通过太阳能加热产生用于为运载工具的至少一个部件的提供电能。该电能存储在能量存储装置中，在需要的时候驱动运载工具的至少一个部件，包括为无人飞行器的电池进行充电(设置在所述无人飞行器上的电池或者被更换到所述无人飞行器的电池)。
风能是另外一种能源，当运载工具运行时，产生的风能可以转化为电能。例如，运载工具可以使用旋转叶片产生电能，用于为运载工具的至少一个部件提供电能。该电能存储在能量存储设备中，在需要的时候为运载工具的至少一个部件提供电能，包括为无人飞行器的电池(设置在所述无人飞行器上的电池或者被更换到所述无人飞行器的电池)进行充电。
本发明所述的可再生能源可以和其它能源结合来驱动运载工具及/或无人飞行器的至少一个部件。可再生能源可以作为补充能源提供给运载工具。
当所述无人飞行器停靠在运载工具上时，遮罩可以包围住所述无人飞行器。优选地，遮罩完全地包围住无人飞行器。遮罩和运载工具之间有密封带，可以防止空气流入遮罩而增加运载工具的拖拉负荷。密封带也可以包含保护无人飞行器的其它部件。当无人飞行器被遮罩包围住时，无人飞行器可以不受风雨或其它自然环境的影响。遮罩是防水的，并且和运载工具之间有防水连接，从而防止雨水流入遮罩中。优选地，遮罩是不透明的，能够防止太阳光照射，从而减少对无人飞行器及/或运载工具的损坏。可选择地，遮罩是透明的或半透明的，光线可以进入遮罩。但是，遮罩对光线具有过滤作用只允许一定波长的光线进入遮罩。
在其它实施例中，遮罩部分地遮盖住无人飞行器。空气可以通过至少一个洞孔流入遮罩里面。在一些实施例中，洞孔足够小可以减少流入遮罩的空气量，从而降低或减少所述遮罩及/或所述无人飞行器所带来的阻力或升力。
当无人飞行器降落到运载工具上时，遮罩是打开的。在一些实施例中，遮罩可以环绕一条中心轴转动。例如，铰链或其它相似配置可以将所述遮罩连接到运载工具或者运载工具的停靠站上。所述遮罩可以沿着铰链转动来打开遮罩使无人飞行器露出来，从而使无人飞行器能够起飞。在其它实施例中，遮罩具有多个分开的片状物构成。例如，罐盖结构的两边分开从而使无人飞行器从遮罩中飞出。罐盖结构的两边每边围绕一铰链转动。在其它实施例中，遮罩包括多个部件，所述多个部件围绕多个轴转动。在本实施例中，遮罩还具有可以围绕多个轴转动的定向天线。在其它实施例中，不是围绕一个铰链转动，遮罩可以平动或者横向及/或垂直方向移动。遮罩的两部分沿着轨道滑动从而露出中间部分，让无人飞行器可以从露出的中间部分飞出。在其它实施例中，遮罩包括至少一个可以自动收缩的板。例如，可以缩进运载工具的顶棚内的板。在其它实施例中，遮罩也可自行伸缩或折叠。遮罩能够以各种方式打开，允许无人飞行器从运载工具上起飞。
一旦无人飞行器起飞并且在飞行时，遮罩可以关闭，这种方式可以为运动中的运载工具提供所需的空气动力。可选择地，在无人飞行器飞行过程中，遮罩可以保持打开状态。在一些实施例中，在无人飞行器飞行过程中，可以控制遮罩的位置状态。例如，跟随所述无人飞行器的位置变化来改变遮罩的位置。
当无人飞行器准备降落并停靠到运载工具上时，如果所述遮罩是关闭的状态，则打开遮罩。在无人飞行器飞行过程中，如果遮罩保持打开状态，在无人飞行器正在降落运载工具上时，遮罩则继续保持打开状态。当无人飞行器已经降落及/或停靠到运载工具上后，关闭遮罩。
所述遮罩安置于运载工具的外表面。当无人飞行器降落到运载工具的外表面时，遮罩可以将运载工具的外表面遮盖住。
遮罩可以具有定向天线功能，例如遮罩的碗状部可以作为定向天线盘的功能。遮罩可以沿着至少一个轴转动，从而使定向天线对准所述无人飞行器。
参阅图8所示，是本发明实施例阐述无人飞行器降落到运载工具内的示意图。无人飞行器810可以停靠在运载工具820上。运载工具上具有一个停靠站，允许无人飞行器降落到运载工具上。停靠站可以位于运载工具内部。停靠站包括一个遮罩830，其用于控制无人飞行器进入停靠站内部。遮罩可以部分地遮盖住无人飞行器或者完全地包围住无人飞行器或者保护所述无人飞行器受到外部的影响。
所述遮罩830可以具有任何形状和尺寸。在其它实施例中，遮罩可以是运载工具的车顶、行李箱、引擎盖部分、门或者运载工具的其它任何部分。所述遮罩可以构形成与运载工具的其它表面风格相一致。当遮罩处于关闭状态时，遮罩可以从运载工具中伸出，也不可以从运载工具中伸出。当遮罩处于关闭状态时，遮罩可以从缩进运载工具中，也可以不缩进运载工具中。
所述遮罩的尺寸允许装进所述无人飞行器。在一些实施例中，当遮罩打开时，无人飞行器可以从遮罩中飞离，也可以降落在停靠站内。在其它实施例中，遮罩的最大尺寸(例如，长、宽、高、对角线、或直径)大于无人飞行器的最大尺寸(例如，对应的长、宽、高、对角线、或直径)。遮罩的尺寸不会超过运载工具的横向尺寸。遮罩可能会加高或者不会加高运载工具的高度。
所述遮罩可以由单一的片状物构成，也可以由多个彼此永久地连接在一起的片状物构成。在其它实施例中，遮罩是一种由多个分开的片状物构成。
当无人飞行器停靠到运载工具的内部时，遮罩可以遮盖住无人飞行器。优选地，当遮罩关闭时，没有打开运载工具的任何一个门的情况下，无人飞行器不可以进入或者飞离所述运载工具。所述遮罩可以为运载工具提供流体密封功能。所述遮罩和运载工具之间的密封可以是气密性的。可以防止空气流入遮罩而增加运载工具的阻力。这也可以保护无人飞行器不受其它部件的影响。当无人飞行器被遮罩遮盖住时，无人飞行器可以不受风雨或其它自然环境的影响。遮罩是防水的，并且和运载工具之间有水密性地连接，从而防止雨水流入遮罩中。优选地，遮罩是不透明的，能够防止太阳光照射，从而减少对无人飞行器及/或运载工具的损坏。可选择地，遮罩是透明的或半透明的，光线可以进入遮罩。但是，遮罩对光线具有过滤作用只允许一定波长的光线可以进入遮罩。遮罩可以当作太阳罩，当遮罩关闭时，可以使无人飞行器和运载工具内部均与外部环境隔离，(除非运载工具的其它部件，例如窗户或门，被打开)。
在其它实施例中，遮罩部分地遮盖住无人飞行器。空气可以通过至少一个洞孔或开口流入遮罩里面。
当无人飞行器准备降落到运载工具上时，打开遮罩。在本实施例中，无人飞行器位于运载工具的机舱内部，遮罩可以是运载工具的顶棚。在其它实施例中，无人飞行器可以降落到后备箱内或者运载工具的尾部，以及后备箱的表面内。在其它实施例中，遮罩可以是运载工具的引擎盖，或者是设置于引擎盖的表面内。
在一实施例子中，遮罩可以环绕一条中心轴转动。例如，铰链或其它相似配置可以将所述遮罩连接到所述运载工具或者所述运载工具的停靠站上。所述遮罩可以环绕铰链转动来打开遮罩使所述无人飞行器暴露于环境，从而使无人飞行器能够起飞。在其它实施例中，遮罩具有多个分开的片状物构成。例如，运载工具的顶棚的两边分开从而使无人飞行器从遮罩中飞出。顶棚的两边每边围绕一铰链转动。在其它实施例中，不是围绕一个铰链转动，遮罩包括多个部件，所述多个部件围绕多个轴转动。在本实施例中，遮罩还具有可以围绕多个轴转动的定向天线。在其它实施例中，不是围绕一个铰链转动，遮罩可以平动及/或横向及/或垂直方向移动。遮罩的两部分沿着轨道滑动从而露出中间部分，让无人飞行器可以从露出的中间部分飞出。在其他实施例中，所述遮罩包括至少一个可以自动收缩的板。例如，可以缩进运载工具的顶棚内的板。在其它实施例中，遮罩也可自行伸缩或折叠。遮罩能够以各种方式打开，允许无人飞行器从运载工具上起飞。
在本实施例中，遮罩可以是位于运载工具表面的门，例如，位于运载工具顶棚上的门。任何有关门的描述均适用于对单扇门或多扇门的描述。在一些实施例中，如图8所示的遮罩830是一对门。门可以环绕铰链旋转，门可以向上(向所述运载工具的外部)、向内、或向外打开。在其它实施例中，门可以是滑动门。门可以沿着运载工具的表面滑动而无需改变运载工具的高度。门可以缩进所述运载工具的其余表面。在其它例子中，门可以是折叠式的门或其它任何类型的门。
一旦所述无人飞行器起飞并且在飞行时，遮罩可以再关闭，这种方式可以为运动中的运载工具提供所需的空气动力。可选择地，在所述无人飞行器飞行过程中，遮罩可以保持打开状态。在一些实施例中，在所述无人飞行器飞行过程中，可以控制遮罩的位置状态。例如，跟随所述无人飞行器的位置变化来改变遮罩的位置。
当无人飞行器准备降落和停靠到运载工具上时，如果所述遮罩是关闭的状态，则打开遮罩。在无人飞行器飞行过程中，如果遮罩保持打开状态，在无人飞行器正在降落运载工具上时，遮罩则继续保持打开状态。当无人飞行器已经降落及/或停靠到运载工具上后，关闭遮罩。
遮罩可以作为运载工具表面的一部分。无人飞行器可以降落在运载工具内部，以及遮罩可以控制无人飞行器进入运载工具内部。当遮罩打开时，无人飞行器可以从运载工具内部移动到外面，或者从外面移动到运载工具的内部。当遮罩关闭时，无人飞行器不可以移动。
参阅图9所示，是本发明实施例阐述无人飞行器识别多个运载工具的示意图。无人飞行器910飞行时可以从附近的其它运载工具920a、920b、920d中辨别出配套的运载工具920c。每个所述运载工具具有一个标识930a、930b、930c、930d，其用于将运载工具相互区分开来。
无人飞行器910能够和配套的运载工具920c进行通信。在无人飞行器飞行的过程中，无人飞行器能够发送数据到配套的运载工具上。所述运载工具与所述配套的运载工具相关。所述无人飞行器可以从配套的运载工具上起飞，也可以降落在配套的运载工具上。配套的运载工具的操作员可以控制无人飞行器。
当无人飞行器飞行过程中，多个运载工具可能在同一地方出现。例如，在双向交通中，有许多运载工具相互离得很近。在一些实施例中，从上看时，运载工具可能具有相似形状及/或尺寸，例如具有相同模样和颜色的运载工具。因此，当无人飞行器靠近配套的运载工具准备降落时，需要区分配套的运载工具和周边的其它运载工具。否则，无人飞行器可能会错误地降落在其它运载工具上，甚至可能无法成功降落。因此，可能导致无人飞行器丢失及/或者损毁。
配套的运载工具920c具有标识930c，用于区别其它运载工具920a、920b、920d。标识可以被无人飞行器侦测到。根据标识可以产生信号指令来驱动无人飞行器的至少一个动力单元，因而控制无人飞行器的横向速度使其落入到相对于所述运载工具的横向速度的预定范围内。当无人飞行器的飞行速度落入运载工具的预定范围内，无人飞行器可以连接到运载工具上。
无人飞行器可以产生指令信号。例如，无人飞行器的飞行控制器可以产生指令信号驱动所述无人飞行器的至少一个动力单元。飞行控制器可以接收来自无人飞行器的传感器收集的数据，以及/或者和有标识的运载工具的通信单元进行通信。在一些实施例中，所述无人飞行器无需与运载工具及/或运载工具上的标识进行任何通信就可以侦测运载工具上的标识。
在其它实施例中，指令信号可以由运载工具产生。运载工具的处理单元可以产生指令信号并且发送到无人飞行器上。运载工具的处理单元可以根据运载工具的位置产生信号，也可以不产生指令信号。运载工具的处理单元可以根据接收的无人飞行器的信息(例如，无人飞行器的位置)产生信号，也可以不产生指令信号。
标识930c可以是任何类型的标识。在一实施例子中，标识可以是一种能够被光学传感器感测的视觉标识。在一实施例中，所述标识可以被无人飞行器的光学传感器感测出来。该光学传感器可以是能够观看发光及/或反射任何电磁波谱信号的相机。例如，具有侦测可视光线的相机。在其它例子中，光学传感器可以侦测到紫外线(UV)信号、或者侦测到红外线(IR)信号。
所述标识930c可以肉眼识别出来。在本例子中，标识可以是一种一维(1D)、二维(2D)或者三维(3D)条形码。在基它实施例中，所述标识也可以是一种快速响应识别(QR)码。标识也可以是图像、符号、或者任何以黑白相间式样的图像。在一些实施例中，标识可以发射光线。所述光线可以由任何光源发射出来，例如LED、白炽灯、激光、或者其它任何类型的光源。标识包括一个激光点或者其它类型的光点。激光可以调制数据。所述光源发射出特定波长或者组合波长的光线。所述发出的光线可以是任何的空间图案。在其它实施例中，所述发出的光线可以是任何短暂的图案(例如，图案的开启和关闭)。
所述标识930c可以被IR传感器侦测出来，也可以被热传感侦测出来。所述标识在近距离IR频谱、远距离IR频谱或者及其组合的范围内时可以被侦测出来。
所述标识930c可以发送任何类型的信号。在一些实施例中，所述标识可以发射出用于识别运载工具的无线信号，也可以发送识别运载工具位置的信号。例如，标识可以发送运载工具的识别符(例如唯一的运载工具标识符)以及所述运载工具的坐标或者其它和所述运载工具有关的位置信息。所述标识可以以无线电频率或其它型号的频率发射信号。例如，标识使用RFID或其它无线方法发射信号。标识可以通过WiFi、WiMax技术、蓝牙(Bluetooth)或其它类型的直接无线信号发射无线信号。标识可以发出听觉信号或者声音信号。在其它实施例中，标识可以发射一种不能被人耳朵听见的高频信号。
在一些实施例中，运载工具920c只提供一个单标识930c。可选择地，运载工具也可以提供多个标识。多个标识可以是相同类型，也可以是不同的类型。所述无人飞行器可以侦测出单个类型的标识，也可以侦测出多个类型的标识。对应运载工具上的一个标识，无人飞行器具有至少一个传感器来侦测该标识。
标识930a、930b、930c、930d是可以相互区分开的，这有利用区分出不同的运载工具920a、920b、920c、920d。无人飞行器使用传感器来区分不同的标识。例如，无人飞行器使用传感器从周围的标识930a、930b、930d区分出具有标识930c的配套的运载工具。例如，假如标识是视觉图案，所述视觉图案之间可以相互区别开来。每一个运载工具具有一个独特的视觉图案。在其它实施例中，假如标识发射出无线信号，该无线信号提供识别码将配套的运载工具与周围的运载工具区别开来。
当运载工具处于运动过程，标识也可以被无人飞行器910侦测及/或识别出来。即使运载工具以任何速度运行，无人飞行器都可以侦测出标识，从其它运载工具920a、920b、920d中识别出配套的运载工具920c。在其它实施例中，无人飞行器在飞行过程中，无人飞行器和配套的运载工具可以通信。配套的运载工具可以发送自身的位置信息至无人飞行器。无人飞行器根据配套的运载工具的位置确定如何飞往配套的运载工具。在其它实施例中，配套的运载工具可以接收无人飞行器的位置信息，并且根据无人飞行器的位置信息以及配套的运载工具的位置信息产生指令信号控制无人飞行器返回。然而，即使配套的运载工具及/或无人飞行器的相对位置已知，由于在较小地方具有很多运载工具且都在运动中，具有标识有利于无人飞行器精确地定位，使所述无人飞行器成功地降落在配套的运载工具上。
一旦降落指令序列确定，无人飞行器可以飞行到配套的运载工具的位置。在其它实施例中，运载工具可以发送运载工具的地理坐标至无人飞行器。在一些实施例中，无人飞行器可以实时地接收运载工具的GPS坐标，该坐标可以使无人飞行器获得运载工具的具***置。然而，周围附近有许多其它运载工具或相似物体，无人飞行器可以使用多个传感器从周围运载工具中侦测出配套的运载工具的标识。例如，无人飞行器可以使用基于视觉的方法来保证准确降落。无人飞行器利用其安装的相机(例如，设置于无人飞行器下侧)提供准确定位，也可以使用机器视觉识别技术(Machine vision techniques)来读取标识。任何其它技术或传感器均可用于侦测和区别标识。一旦配套的运载工具的标识被识别出来，无人飞行器就可以降落在配套的运载工具上并且停靠在配套的运载工具上。
无人飞行器和配套的运载工具之间的通信能够获得配套的运载工具的位置信息。标识可以进一步辅助获得配套的运载工具的位置并且将配套的运载工具与周边其它运载工具区分开来。标识能够确定无人飞行器所需降落的配套的运载工具。
标识可以唯一从周围其它运载工具中区别出配套的运载工具。在其它实施例中，识别出配套的运载工具的范围大约为离配套的运载工具的距离为0.01公里、0.05公里、0.1公里、0.3公里、0.5公里、0.7公里、1公里、1.5公里、2km 2.5公里、3公里、3.5公里、4公里、4.5公里、5公里、5.5公里、6公里、7公里、8公里、9公里、10公里、12公里、15公里、20公里、25公里、30公里、35公里、40公里或50公里。每一个标识为运载工具提供一个唯一的标识码，其对应一个无人飞行器或能被配套的无人飞行器所识别。无人飞行器可以通过唯一的标识码执行校准(所述标识例如，视觉图案、IR信号、UV信号、或无线信号)。例如，在一个校准指令序列中，所述无人飞行器可以与一个标识交互通信，以了解识别出所述唯一的标识码对应的运载工具。这样，当运载工具更新了标识或者无人飞行器配备了不同的配套的运载工具时，无人飞行器可以重新校准出新的标识并且找到该标识对应的运载工具。
标识对标记无人飞行器在运载工具上的降落位置很有帮助，其可以辅助导航无人飞行器降落到运载工具上的正确位置。在一些实施例中，运载工具使用多个标识来辅助无人飞行器降落到所需的位置。在一些实施例中，当无人飞行器停靠在运载工具上时，无人飞行器需朝向一特定方向。在本实施例中，标识包括一种可以被无人飞行器识别的不对称图像或条码。基准标识可以指示运载工具相对于无人飞行器的方向。因此，当无人飞行器降落在运载工具时，可以具有正确的朝向。标识也可以指示运载工具相对于无人飞行器的距离。通过无人飞行器的传感器可以判断无人飞行器的高度。例如，假如基准标识的尺寸大小已知，根据无人飞行器上的传感器感测出标识的尺寸大小就可以估算出无人飞行器相对于运载工具的距离。通过标识也可以判断出运载工具的运动速度及/或运载工具的运动情况。假如无人飞行器以特定频率收集图像，前后两帧图像中标识的位置就可以确定运载工具相对于无人飞行器的运动情况。
在一实施例中，标识可以规定无人飞行器需要降落在运载工具上的停靠点。无论运载工具是处于静止状态还是处于移动状态，无人飞行器降落在运载工具或停靠站的停靠点的位置都必须非常准确。标识可以指引无人飞行器降落在所需降落的地点。例如，标识可以放置在无人飞行器的降落点中心的前方10cm处的位置，无人飞行器可以借助标识准确地降落在所需降落的地点。在一些实施例中，提供多个标识来辅助无人飞行器的降落，降落点可以位于多个标识中间。无人飞行器借助该多个标识而降落在所要求的降落点上。
标识可以放置在运载工具的任何地方。在一些实施例中，标识可以放置在运载工具的外表面，也可放置在运载工具的顶棚、运载工具的后备箱、运载工个的引擎盖上、运载工具的拖带部件(例如，拖带车柜、或拖带小车)、运载工具的侧面、运载工具的门窗、运载工具的后视镜、运载工具的照明灯、或运载工具的任何部位。在一些实施例中，所述标识可以放置在停靠站上。所述标识可以放置在能被所述无人飞行器识别的停靠站的表面。所述停靠站可以从运载工具上移开，也可以固定在运载工具上。标识可以放置在能被无人飞行器识别的运载工具上的任何位置。标识能够通过运载工具发射出无线信号，该信号可以从运载工具的内部或外部发射出去。
标识可以位于相对于无人飞行器停靠在运载工具上的位置较近的位置。在一实施例中，标识的位置距离无人飞行器与运载工具之间形成的连接处的位置大约小于100cm、90cm、80cm、75cm、70cm、65cm、60cm、55cm、50cm、45cm、40cm、35cm、30cm、25cm、20cm、15cm、12cm、10cm、8cm、7cm、6cm、5cm、4cm、3cm、2cm或1cm。
与侦测出的标识相关的数据提供给至少一个处理器。所述处理器可以是无人飞行器的处理器。处理器根据侦测出的关于标识的数据信息单独地或共同地产生指令信号，并利用该指令信号驱动无人飞行器的动力单元。例如，当侦测出的标识属于配套的运载工具时，动力单元可以控制无人飞行器降落在侦测出的标识所对应的配套的运载工具上，当侦测出的标识不属于配套的运载工具时，动力单元可以控制无人飞行器继续飞行来寻找其它属于配套的运载工具的标识。
在一些实施例中，无人飞行器上的传感器可以侦测到标识并进行处理。一旦无人飞行器确定标识属于配套的运载工具，无人飞行器无需来自运载工具的指引或运载工具的信息就能够自动降落到运载工具上。
运载工具包括标识以及至少一个连接部件。运载工具可以将其位置及/或速度信息发送给无人飞行器。运载工具包括定位单元，用于确定运载工具的位置及/或速度信息。运载工具也可以接收来自无人飞行器的位置信息，例如坐标信息(GPS坐标)。运载工具包括通信单元，用于和无人飞行器通信。运载工具包括处理器，用于识别及/或计算无人飞行器的位置。
参阅图10所示，是本发明实施例阐述的无人飞行器与相关联的配套的运载工具通信的示意图。无人飞行器1010能够和配套的运载工具1020b进行通信。在一些实施例中，配套的运载工具周围有其它运载工具1020a、1020c、1020d。无人飞行器可以配套的运载工具进行通信而不会与其它运载工具通信。无人飞行器能够从其它运载工具中识别出配套的运载工具而与配套的运载工具进行通信。
在一些实施例中，无人飞行器1010与运载工具1020b之间进行单向通信。无人飞行器发送数据到配套的运载工具。所述数据包括无人飞行器的负载设备及/或传感器提供的数据。在一实施例中，负载可以是相机或其它类型的图像获取设备。相机可以摄取静态图像(照片)及/或动态图像(视频)。摄像机摄取的图像可以发送到配套的运载工具，而不会发送到周围其它运载工具。
无人飞行器也可发送其它数据到配套的运载工具。例如，无人飞行器的位置数据可以发送到配套的运载工具，位置数据由无人飞行器的至少一个传感器提供。位置可以在所述无人飞行器上被识别并发送至所述配套的运载工具，优选地，位置数据发送到配套的运载工具使运载工具确定无人飞行器的位置。无人飞行器也可发送任何通过至少一个传感谢器侦测到的环境数据至配套的运载工具，例如温度数据、风力数据、阳光强度数据、可见度数据、声音数据或其它任何环境信息。环境数据还包括检测周围的静态及/或动态物体的数据。
在一实施例中，用户(例如运载工具1020b的操作者或乘客)希望收集周围环境信息，这些信息由于用户在运载工具内而不能收集到。用户希望收集到周围环境的照片。例如，交通堵塞时，用户无法判断交通堵塞的情况时，用户可以使用无人飞行器去收集周围交通状况。具有相机的无人飞行器飞往运载工具的前方。所述无人飞行器可以获取有关交通堵塞的图像数据及/或可能的行驶路径。无人飞行器摄取的图像能够帮助用户评估还有多长时间才不会交通堵塞及/或堵塞的程度。用户通过运载工具的显示设备能够实时得到摄取的图像。例如无人飞行器1010能够在配套的运载工具1020b及/或其它运载工具1020a、1020c、1020d上空盘旋来获取不能被用户观看到的信息。
另外一个是用户在停车场寻找停车位的例子。无人飞行器在停车场上空获取图像，用户根据实时图像可以判断出哪个停车位是可以用来停车。如果其它车辆也在停车场寻找停车位，用户可以到前方其它开放的停车场去寻找停车位。这种方式能够帮助用户在不同停车场寻找到合适的停车位。一些实施例中，无人飞行器提供的图像可以帮助用户确定哪个停车场具有最多可供停车的停车位。
在其它实施例中，用户为了安全考虑希望侦察周围环境位置。用户需要知道当前区域内是否有其它运载工具在运行，无人飞行器可以在当前区域上空盘旋来获取周围环境的图像。
配套的运载工具可以是第一个响应者或者救援车，例如，配套的车辆可以是执法车辆(如警车)、消防车、救护车、或者其它快速响应车辆。在配套的运载工具到达现场之前，可能希望获取更多关于救援的信息。无人飞行器将提前飞往现场获取有关救援的信息。假如发生了交通事故、医疗事故、火灾或者其它紧急事件，配套的运载工具到达事故现场之前，无人飞行器可以采集事故现场的信息(例如，摄取事故现场的图像)并发送到配套的运载工具上，因此可以帮助快速有效地处理事故现场。
另外一个例子是提供一个包括光源作为负载的无人飞行器。所述光源可以照亮无人飞行器下方的区域。在某些实施例中，一些黑暗环境下，用户希望无人飞行器飞到头顶及/或前方，以照亮前方的路，使得配套的运载工具的操作者看清前方是否有障碍物。无人飞行器提供的额外光源可以较运载工具的照明灯提供额外的透视或能见度。在某些实施例中，假如运载工具的照明灯不工作或者失效，无人飞行器用于为运载工具提供照明。在本实施例中，配套的运载工具可以用于寻找逃犯，无人飞行器靠近配套的运载工具飞行以提供空中视点及/或光源以帮助追捕逃犯。
本发明另一方面使用无人飞行器进行地理勘察。例如，无人飞行器获取周围环境的图像，或者使用其它传感器来创建周围环境的地图。所述配套的运载工具可以四处驾驶，从而产生周围环境的地图，而无人飞行器可以为配套的运载工具的提供补充数据。无人飞行器获取的空中图像可以单独使用，也可以和运载工具获取的图像结合使用。
可选地，其它数据，例如运载工具的位置也可以传送给用户。在一些实施例中，无人飞行器的位置标示在地图上。这样，有助于将无人飞行器获取的图像放入地理内容中。可选地，配套的运载工具的位置也可以标示在地图上。因此，地图可以显示出无人飞行器和配套的运载工具在地理区域之内的相对地理位置关系。这样从而有助于用户控制无人飞行器或者发送指令到无人飞行器上。
运载工具1020b也可以和配套的无人飞行器1010进行通信。所述通信包括运载工具的位置信息。所述无人飞行器使用运载工具的位置信息来控制无人飞行器的飞行路径。在一些实施例中，所述无人飞行器沿着与所述运载工具位置相关的预定的飞行路径飞行。在其它实施例中，所述无人飞行器在所述运载工具位置的特定范围内飞行。所述无人飞行器使用所述运载工具的位置信息来返回并降落到所述运载工具上。
所述运载工具与配套的无人飞行器的通信还包括所述运载工具向所述无人飞行器发送至少一个飞行指令。在其它实施例中，所述飞行指令包括直接实时地控制无人飞行器的飞行。例如，所述运载工具有一个远程控制器，用于控制无人飞行器的飞行。用户操作远程控制器来控制所述无人飞行器的飞行。所述无人飞行器实时响应来自远程控制器的指令。所述远程控制器可以控制无人飞行器的位置、方向、速度、角速度、加速度、及/或角加速度。所述远程控制器的任何输入操作都会导致无人飞行器的响应。所述远程控制器的输入可以对应于无人飞行器的特定输出。因此，用户可以通过所述远程控制器人工控制无人飞行器的飞行。所述用户可以在运载工具内人工控制无人飞行器的飞行。用户可以是运载工具的操作者，或者是运载工具内的乘客。
在一些实施例中，所述飞行指令包括一些初始化的预设的指令序列。例如，用户可以输入指令，控制所述无人飞行器从运载工具起飞。在一些实施例中，可以提供预定协议使所述无人飞行器起飞。在一些实施例中，用户可以人工控制所述无人飞行器，以使所述无人飞行器从运载工具上起飞。假如为所述无人飞行器提供了遮罩，所述无人飞行器起飞的预设的指令序列包括打开遮罩。所述无人飞行器起飞的预设指令序列还包括解锁或断开无人飞行器与运载工具的停靠部。所述预设指令序列还包括使用至少一个动力单元提升无人飞行器的飞行高度。无人飞行器的方向及/或位置是可以控制的。在一些实施例中，当无人飞行器起飞时，运载工具的运动情况可以作为无人飞行器起飞过程考虑的因素。环境条件，例如风速，可以作为无人飞行器起飞过程考虑的因素，也可以不作为无人飞行器起飞过程考虑的因素。
在其它例子中，用户可以输入指令使所述无人飞行器降落在所述运载工具上。在一些实施例中，可以提供给所述无人飞行器降落至运载工具的预定协议。在其他实施例中，用户可以人工控制所述无人飞行器，以使所述无人飞行器降落到运载工具上。无人飞行器降落在运载工具上的过程中的指令序列包括使用至少一个动力单元降低所述无人飞行器的飞行高度。所述无人飞行器的方向及/或位置是可以控制。在一些实施例中，当所述无人飞行器降落时，运载工具的运动情况可以作为所述无人飞行器降落过程的因素。例如，所述无人飞行器的飞行速度应该与运载工具的横向速度匹配，或者介于所述运载工具的横向速度的预定速度范围内。当所述无人飞行器即将降落所述运载工具时，所述无人飞行器的横向速度(lateral velocity)大约为每小时15英里、12英里、10英里、9英里、8英里、7英里、6英里、5英里、4英里、3英里、2英里、1英里、0.5英里、或者0.1英里。环境条件，例如风速，可以作为所述无人飞行器降落过程的考虑的因素，也可以不作为所述无人飞行器降落过程的考虑的因素。所述无人飞行器降落过程中的指令序列包括包括停靠或连接所述无人飞行器与所述运载工具的停靠部。可选地，所述无人飞行器降落过程包括当所述无人飞行器停靠至所述运载工具上时，将遮罩遮盖住所述无人飞行器。
当所述无人飞行器与所述运载工具分离后，飞行指令根据无人飞行器的飞行模式(flight pattern)而定。在一些实施例中，所述无人飞行器的飞行模式包括自动飞行模式或半自动飞行模式。所述飞行模式可以指示所述无人飞行器相对于所述运载工具的位置。所述飞行模式可以指示所述无人飞行器相对于所述运载工具随着时间推移的位置。例如，一种飞行模式可以可以指导所述人飞行器以特定高度在运载工具上方飞行。当所述运载工具运动时，无人飞行器可以在运载工具侧面飞行以响应所述运载工具的运行，并维持在所述运载工具的上方。在其它实施例中，所述飞行模式可以指导所述无人飞行器在所述运载工具的上方飞行，并在所述运载工具的前方保持一定距离。例如，无人飞行器可以飞向天空，并保持在所述运载工具前方大约500米范围内飞行。在飞行一定时间后，所述无人飞行器可以返回至运载工具并降落至所述运载工具上。其它飞行模式包括迂回飞行模式、转圈飞行模式或其它形状的飞行模式。飞行模式包括所述无人飞行器在所述运载工具上空飞行、前方飞行、后面飞行、右边飞行、左边飞行、及其组合飞行方式。所述无人飞行器可以相对于运载工具沿着飞行模式飞行特定时间返回至所述运载工具并降落到所述运载工具上。
在其它实施例中，所述无人飞行器根据侦测的情况可以返回至所述运载工具。例如，假如无人飞行器的电池容量小于充电阈值时，所述无人飞行器则返回至所述运载工具。例如，所述充电阈值大约为电池总容量的50％、40％、30％、25％、20％、15％、12％、10％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％或者1％。在其它实施例中，假如无人飞行器发生故障时，所述无人飞行器则返回至所述运载工具。例如，检测到无人飞行器的至少一个部件过热时，所述无人飞行器可以立即返回至运载工具。在其它实施例中，可以检测到无人飞行器的至少一个传感器或负载设备故障。例如，无人飞行器的相机不再工作时，所述无人飞行器可以立即返回至所述运载工具。若至少一个传感器不正常工作及/或无法接收到信号时，无人飞行器则返回至运载工具。
在其它实施例中，可以指示无人飞行器保持在与移动的运载工具的特定距离范围内飞行。所述的距离范围大约为配套的运载工具的10公里、9.5公里、9公里、8.5公里、8公里、7.5公里、7公里、6.5公里、6公里、5.5公里、5公里、4.5公里、4公里、3.5公里、3公里、2.5公里、2公里、1.5公里、1公里、500米、300米、或者100米范围内。所述距离指的是横向距离、高度或者任何的结合。所述距离可以是横向距离和纵向距离的结合。所述无人飞行器根据预设的飞行模式在距离范围内飞行。在其它例子中，所述无人飞行器可以不遵从预设飞行模式，而是在距离范围内自由飞行，但是仍需保持与运载工具的上述距离。在其它实施例中，用户可以人工控制无人飞行器在上述距离内自由飞行。当用户想控制无人飞行器飞出距离范围时，无人飞行可以拒绝飞离预定的距离范围而仍然在距离范围内飞行。
本实施例中描述的距离指的是相对于配套的运载工具可允许的区域。所述可允许区域可以具有任何形状或者边界，使得所述无人飞行器相对于所述配套的运载工具处于该可允许区域内。所述可允许区域可以具有相对于配套的运载工具在不同方向具有的不同距离阈值。例如，无人飞行器可以保持在配套的运载工具前方4公里范围内飞行、保持在所述配套的运载工具侧面2公里范围内飞行、或者保持在所述配套的运载工具后方1公里范围内飞行。
当配套的运载工具运动时，所述距离阈值范围及/或可允许区域，可以随着配套的运载工具而运行。例如，假如可允许区域为一个围绕着配套的运载工具的圆形，当配套的运载工具运动时，所述可允许区域可以随着配套的运动工具的运动而运动，以使配套的运载工具始终处于该圆形的中心处。因此，所述无人飞行器飞行的区域可以随时间而改变。
运载工具可以发送其它类型指令给配套的无人飞行器。例如，运载工具可以发送指令而控制负载设备。所述控制包括包括控制所述无人飞行器的相机的位置及/或方向。所述控制也包括控制相机的其它功能，例如记录模式、缩放模式、清晰度或则其它功能特征。所述运载工具可以通过初始化一个预设的指令序列(例如，自动模式或半自动模式)或者直接(人工)控制所述相机。相似地，所述运载工具也可发送指令控制至少一个传感器。发送给所述无人飞行器上的传感器、负载设备或者其它特征的命令，可以允许所述无人飞行的任何部件执行下述的任何一种模式：自动模式、半自动模式或者人工模式。
无人飞行器1010与配套的运载工具1020b之间可以采用双向通信。这里可以提供任何数据传输的结合。例如，来自运载工具的指令可以用于控制无人飞行器或者初始化无人飞行器的执行的指令序列。所述指令可以控制无人飞行器的飞行，所述无人飞行器的负载设备、传感器、或者无人飞行器的其它功能设备。所述无人飞行器可以发送数据至所述运载工具。所述数据包括无人飞行器的状态信息(例如位置、飞行轨迹、错误状态、电量状态)、及/或负载设备收集的任何数据(例如，图像、位置信息、环境信息)。在一些实施例中，所述双向通信彼此影响，并彼此提供反馈信息。例如，无人飞行器的位置数据可以用于产生控制所述无人飞行器飞行的指令。所述反馈信息可以由操作者及/或无人飞行器的处理器所提供，用于产生自动的指令。
所述无人飞行器1010可以选择与配套的运载工具1020b进行通信，而不与其他运载工具进行通讯。在一些实施例中，所述无人飞行器和配套的运载工具之间可以预同步或预配对，使得相互之间可以直接通信。所述无人飞行器及/或配套的运载工具之间可以相互交换唯一的识别码，用以彼此识别。在其它实施例中，所述无人飞行器和配套的运载工具通过唯一的频率及/或通信频道进行通信。可选地，所述通信频道可以进行加密。
参阅图11所示，是本发明实施例阐述无人飞行器与多个运载工具通信的示意图。在其它实施例中，多个无人飞行器1110a、1110b、1110c同时在一个给定区域内。每一个无人飞行器对应一个配套的运载工具1120b、1120C、1120g。其它运载工具1120a、1120d、1120e、1120f也可以出现在给定区域。这些其它运载工具可以有与自己配套的无人飞行器，也可以没有与自己配套的无人飞行器。
每一个无人飞行器和各自对应的配套的运载工具进行通信而不与其它运载工具通信。所述无人飞行器可以与配套的运载工具通信，而不干扰其它无人飞行器和对应配套的运载工具之间的通信。所述无人飞行器与配套的运载工具通信，也不会窃听到其它无人飞行器和对应配套的运载工具之间的通信。每一个无人飞行器能够从其它运载工具中识别出各自的配套的运载工具并且只和与自己配套的运载工具进行通信。相似地，每一个运载工具能够从其它无人飞行器中识别出各自的配套的无人飞行器并且只和与自己配套的无人飞行器进行通信。例如，无人飞行器1110a能够从区域范围内其他的运载工具中识别出与自己配套的运载工具1120b。所述运载工具1120b也能够从区域范围内的其他的无人飞行器中识别出与自己配套的无人飞行器1110a。在一些实施例中，所述区域范围小于等于100平方公里、90平方公里、70平方公里、60平方公里、50平方公里、45平方公里、40平方公里、35平方公里、30平方公里、25平方公里、20平方公里、15平方公里、12平方公里、10平方公里、9平方公里、8平方公里、7平方公里、6平方公里、5平方公里、4.5平方公里、4平方公里、3.5平方公里、3平方公里、2.5平方公里、2平方公里、1.5平方公里、1平方公里、0.8平方公里、0.5平方公里、0.3平方公里、0.1平方公里、0.05平方公里、或0.01平方公里。
在一些实施例中，所述无人飞行器1110a、1110b、1110c可以相互侦测及/或彼此通信。所述无人飞行器可以侦测其他无人飞行器的存在，从而避免无人飞行器之间发生碰撞。在一些实施例中，无人飞行器可以有一个通信共享模式。例如，第一无人飞行器1110a可以和第二无人飞行器1110b共享收集的数据。例如，第一无人飞行器获取的图像可以共享给第二无人飞行器。第一无人飞行器可以将自己的数据发送给配套的运载工具1120b。第二无人飞行器接收到的第一无人飞行器的数据可以发送到第二无人飞行器对应的配套的运载工具1120c。第二无人飞行器采集的数据也可以发送到第二无人飞行器对应的配套的运载工具和第一个无人飞行器上。可选地，第一无人飞行器可以将来自于第二无人飞行器的数据发送至其配套的运载工具。因此，不同无人飞行器之间可以共享数据。这有利于扩展由一个无人飞行器收集的数据的范围。在其它实施例中，在某个给定的时刻，一个无人飞行器仅能够覆盖一个指定的区域。如果不同无人飞行器在不同区域，每一个无人飞行器可以共享不同区域的数据信息，这样收集的数据信息就可以扩展。
在一些实施例中，用户可以选择或不选择无人飞行器的数据共享模式。当用户没有选择无人飞行器的数据共享模式，用户的无人飞行器就不可以与其它无人飞行器通信。当用户选择了无人飞行器的数据共享模式，用户的无人飞行器就可以与其它无人飞行器通信。其它无人飞行器也需要选择数据共享模式。
可选地，运载工具仅仅能够与自己配套的无人飞行器通信。或者，运载工具可以和其它运载工具通信。在一些实施例中，运载工具1120b、1120c、1120g可以相互侦测及/或相互通信。所述运载工具可以和其它具有配套的无人飞行器的运载工具通信，或者也可以和其它不具有配套的无人飞行器的运载工具1120a、1120d、1120e、1120f通信。所述运载工具可以侦测周边是否存在运载工具。在一些实施例中，所述运载工具可以具有通信共享模式。这种通信共享模式可以是除了无人飞行器之间的通讯模式之外的，或者是替换无人飞行器之间的通讯模式。例如，第一运载工具1120b可以和第二运载工具1120c共享收集的数据。在一实施例中，与第一运载工具配套的的第一无人飞行器获取的图像可以传送给第一运载工具并共享给第二运载工具。所述第一无人飞行器可以将自己的数据传送给配套的运载工具1120b。第一运载工具可以将接收到的数据发送至第二运载工具。所述第二运载工具可以传送数据至对应的配套的无人飞行器1110b，也可以不传送数据至对应的配套的无人飞行器1110b。相似地，所述第二运载工具采集的数据也可以发送至第一运载工具。所述第二运载工具配套的无人飞行器可以传送数据至第二运载工具。所述第二运载工具可以将数据发送至第一运载工具。因此，不同运载工具之间可以共享数据。这有利于扩展运载工具收集的数据的范围。所述运载工具通过联合多个无人飞行器和或/其它运载工具接收来自多个无人飞行器收集的数据。在其它实施例中，在任何指定的时刻，一个运载工具仅能够覆盖一个指定的区域。如果不同运载工具在不同区域，每一个运载工具可以共享不同区域的数据信息，从而收集到的数据信息就可以扩展。
在其它实施例中，用户可以选择也可以不选择运载工具的数据共享模式。当用户没有选择运载工具的数据共享模式，用户的运载工具就不可以与其它运载工具通信。当用户选择了运载工具的数据共享模式，用户的运载工具器就可与其它运载工具通信。其它运载工具也需要选择数据共享模式。
本发明另一方面提供运载工具能够与参与数据共享模式的任何无人飞行器通信，及/或无人飞行器能够与参与数据共享模式的任何运载工具通信。可选地，无人飞行器能够与参与数据共享模式的任何其它无人飞行器通信，及/或运载工具能够与参与数据共享模式的任何其它运载工具通信。例如，参与数据共享模式的无人飞行器1110a能够与配套的运载工具1120b进行通信。所述无人飞行器也可以能够与参与数据共享模式的其它无人飞行器1110b及/或参与数据共享模式的其它运载工具1120c进行通信。同样地，参与数据共享模式的运载工具1120b也可以与配套的无人飞行器1110a进行通信。所述运载工具也可以能够与其它参与数据共享模式的运载工具1120c及/或与其它参与数据共享模式的无人飞行器1110b进行通信。
当无人飞行器1110c没有参与数据共享模式，无人飞行器1110c能与配套的运载工具1120g进行通信而不会与任何其它运载工具及/或无人飞行器进行通信来实现数据共享模式。同样地，当运载工具1120g没有参与数据共享模式，所述运载工具1120g能与配套的无人飞行器1110c进行通信而不会与任何其它运载工具及/或无人飞行器进行通信来实现数据共享模式。
如前所述，用户可以选择或者不选择数据共享模式。当用户不选择数据共享模式，用户的无人飞行器或运载工具就不可与其它无人飞行器或运载工具通信。当用户选择了数据共享模式，用户的无人飞行器或运载工具就可以与其它无人飞行器通信。所述其它无人飞行器或运载工具也需要选择数据共享模式。在一些实施例中，用户可以选择或指定数据共享模式的至少一个参数。例如，用户可以选择特定型号的或者与用户有特殊关系的无人飞行器及/或运载工具分享数据。在其它实施例中，用户可以指定与其他无人飞行器及/或运载工具分享的数据类型或者分享数据的情况。
因此，当有多个无人飞行器及/或运载工具的情况下，根据需要可以限制或开放他们之间的通信。闭路通信(closed communication)仅仅允许无人飞行器与配套的运载工具之间进行私有通信。在其它实施例中，无人飞行器与运载工具需要共享信息时，可以开放他们之间的通信。无人飞行器及运载工具能够从区域中的其它物体中识别出自己对应的配套的伙伴。在其它实施例中，唯一的标识码和可以用于共享数据的加密及/或解密。
每一个无人飞行器对应一个配套的运载工具。或者，一个无人飞行器对应多个配套的运载工具。一个运载工具对应一个配套的无人飞行器。或者，一个运载工具对应多个配套的无人飞行器。
参阅图12A所示，是本发明实施例阐述设置于运载工具上的能与无人飞行器进行通信的天线的示意图。在无人飞行器1210飞行过程中，该无人飞行器1210能够和配套的运载工具1220进行通信。无人飞行器和运载工具通过天线1230进行通信。所述天线可以是一种能够自身变化方向的定向天线。例如，所述天线可以通过至少一个旋转轴1240a、1240b变化方向。
在无人飞行器1210飞行过程中，该无人飞行器能够和配套的运载工具1220进行通信。在一些实施例中，无人飞行器与运载工具进行双向通信。在运载工具运行过程中，所述无人飞行器可以从所述运载工具上起飞及/或降落到所述运载工具上。在所述运载工具移动过程中，所述无人飞行器可以从运载工具上起飞及/或降落到运载工具上。
在一些实施例中，无人飞行器1210与配套的运载工具1220进行直接通信。所述直接通信可以通过定向天线1230进行。定向天线设置在配套的运载工具上。在其它实施例中，定向天线设置在无人飞行器上。可运载工具和无人飞行器可以同时具有定向天线。在其它实施例中，运载工具可以具有定向天线而无人飞行器不具有定向天线。
定向天线1230可以是波束天线。定向天线可以沿至少一个方向发射信号。这样有利于沿着至少一个指定方向增加数据传输的性能。这样也有利于沿着至少一个指定方向增加数据接收的性能。可选地，使用定向天线可以减少一些不必要的干扰。例如，定向天线发射出的信号可以减弱来自其它方向的信号的干扰。在其它实施例中，定向天线可以是八木天线(Yagi-Uda)天线、对数周期(log-periodic)天线、角反射器(corner reflector)或其它类型的定向天线。
定向天线在至少一个方向上具有更大的通信范围。例如，定向天线相对于多向天线在主要通信方向上具有更大的通信范围。定向天线相对于多向天线在非主要通信方向上可以具有更小的通信范围。定向天线相对于多向天线在非主要通信方向上可以不具有更小的通信范围。
当无人飞行器1210位于主要通信方向上时，可以增加无人飞行器和定向天线之间的无线通信范围。在一些实施例中，当位于主要通信方向上时，无人飞行器与设置在配套的运载工具1220上的定向天线相距一定距离直接通信，所述距离至少为1m、5m、10m、20m、30m、40m、50m、60m、70m、80m、90m、100m、120m、150m、170m、200m、220m、250m、300m、400m、500m、600m、700m、800m、900m、1km、1.2km、1.5km、2km、2.5km、3km、3.5km、4km、4.5km、5km、6km、7km、8km、9km、10km、12km、15km、或者20km。在其它实施例中，当通信距离小于上述任何一个距离时，无人飞行器才可以和定向天线进行通信。
当无人飞行器没有位于主要通信方向上时，与无人飞行器位于主要通信方向相比，无人飞行器和定向天线之间的无线通信范围可以相对减少。在某些实施例中，没有位于主要通信方向上时的最小无线通信范围与位于主要通信方向上时的最大无线通信范围比率为小于等于4:5、3:4、2:3、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:12、1:15、或1:20。在其它实施例中，该比率可以大于等于上述任何一个比率值，也可以是介于上述任何两个比率值之间。
定向天线1230可以移动。所述定向天线可以通过旋转至少一个旋转轴1240a、1240b来改变指向。所述定向天线可以通过一个或更多、两个或更多、三个或更多旋转轴进行旋转。旋转轴之间相互垂直。当所述定向天线移动时，旋转轴之间还保持相互垂直。所述旋转轴之间可以相互交叉。在其它实施例中，旋转轴和定向天线的基本轴(base)交叉。所述定向天线可以具有一个支点。可选地，多个旋转轴交叉于所述支点。可选地，旋转轴可以为俯仰旋转轴及/或航向旋转轴。所述旋转轴也可以包括横滚轴也可以不包括横滚轴。所述定向天线的横向角度可以调整。所述定向天线的俯仰角度及/或垂直角度可以改变。所述定向天线可以平移任何角度，例如定向天线可以平移0度到360度。所述定向天线的可以平移5度、10度、15度、30度、45度、60度、75度、90度、105度、120度、135度、150度、165度、180度、210度、240度、270度、300度、330度、360度、或者720度。定向天线可以向上或向下倾斜任何角度。例如，定向天线可以向上倾斜5度、10度、15度、30度、45度、60度、75度、或90度，也可以向下倾斜5度、10度、15度、30度、45度、60度、75度、或90度。
所述定向天线可以改变指向以使主要通信方向与无人飞行器在同一直线上。所述无人飞行器可以相对所述运载工具移动。当所述无人飞行器相对运载工具移动时，所述无人飞行器可以飞行。所述定向天线也可以调整方向，以使得主要通信方向指向无人飞行器，或者靠近无人飞行器。在一些实施例中，所述主要通信方向可以指向无人飞行器所在方向的45度、40度、35度、30度、25度、20度、15度、10度、8度、7度、6度、5度、4度、3度、2度、或者1度以内。
所述无人飞行器相对于运载工具的位置是已知的。无人飞行器及/或运载工具的位置信息可以收集用以确定无人飞行器相对于运载工具的位置。所述无人飞行器相对于运载工具的位置包括无人飞行器相对于运载工具的角度方向。所述角度方向其包括横向角方向和纵向角方向。所述角度方向也可以包括无人飞行器相对于运载工具的相对高度位置和相对横向位置。
处理器可以计算运载工具上的定向天线的定位角度。所述角度计算是基于已知的无人飞行器和运载工具的相对位置。所述无人飞行器和运载工具可以通过定向天线进行通信。所述计算出的角度可以使天线的主要通信方向指向无人飞行器。在所述无人飞行器飞行时，定向天线的角度是根据无人飞行器的飞行轨迹变化，以追逐所述无人飞行器的运动。在一些实施例中，定向天线的角度可以实时更新的，并实时地跟踪无人飞行器的运动。在其它实施例中，定向天线的角度可以定期更新，其更新周期可以为任何频率(例如大约每小时、每10分钟、每5分钟、每3分钟、每2分钟、每1分钟、每45秒、每30秒、每20秒、每15秒、每12秒、每10秒、每8秒、每7秒、每6秒、每5秒、每4秒、每3秒、每2秒、每1秒、每0.5秒、每0.1秒或其它任何时间间隔)。在其它实施例中，当接收到一个事件或指令后，定向天线的角度则更新一次。例如，当侦测到无人飞行器飞离特定角度范围时，则纠正定向天线的角度方向。
在一些实施例，计算定向天线的及角度方向可以包括如下至少一个步骤。这些步骤通过本发明提供的实施例来说明，但并不用来限制本发明。步骤的顺序可以变换、步骤之间可以增加或移除一些步骤，也可以步骤之间进行交换。
坐标***可以进行转换。GPS输出地理位置坐标数据。在地理位置坐标***中，地球表面近似为一个椭圆形且接近地球表面的纬度表示为Φ、经度表示为λ以及高度表示为h。ECEF(Earth-centered,earth-fixed)坐标***可以表示为卡迪尔坐标***(Cartesiancoordinate system)，其用X坐标、Y坐标、Z坐标表示位置。以向东方向、向北方向、向上方向形成ENU(east，north，up)坐标来确定地球表面物体的位置坐标。因此有时被称为“切线”(local tangent)或“大地”(local geodetic)平面。其中，向东方向表示为X轴、向北方向表示为Y轴、向上方向表示为Z轴。为了便于计算，GPS位置坐标数据可以转化为ENU坐标，其转化包括如下步骤：
1)按照如下公式将位置坐标数据转化为ECEF坐标：
X＝(N(φ)+h)cosφcosλ，
Y＝(N(φ)+h)cosφsinλ，
Z＝(N(φ)(1-e2)+h)sinφ，
其中：
a和e分别代表椭球的半长轴和第一偏心率。
N(Φ)是一个从椭球表面沿着椭球法向到Z轴距离的法向量。
2)根据如下公式将ECEF***转化为ENU坐标***。
当USV接收到发送至USV的位置数据时，参考以下公式将ECEF***转化为ENU坐标***：
计算椭球表面上两点之间的距离，在一些实施例中，应用如下Haversine公式来计算地球表面上两点A和B之间的距离：
其中Δφ-φA-φB，Δλ-λA-λB以及Re为地球半径。
在一些实施例中，在ENU坐标***中的当前位置和目标位置可以分别表示为(xy，yσ)和(xt，yt)。当前位置和目标位置之间的角度(-180，180]可以按照如下公式来计算：
可以计算定向天线的垂直方向角度。可使用如图12B所示的三角关系来计算定向天线的垂直方向角度。运载工具与无人飞行器之间的距离表示为d，并且可以根据如上述Haversine公式(1)计算得到。其中，θ是天线的垂直方向角度，Δh为运载工具与无人飞行器之间的高度差，以及d为运载工具与无人飞行器之间的距离。先计算tanθ＝Δh/d，再计算定向天线的所指的垂直角度等于arctan(Δh/d)。
计算定向天线的水平方向角度。如前所述，经度和纬度数据可以转化为ECEF***中的坐标。根据三角关系，定向天线的期望角度可以根据如上所述公式(2)计算得到。如图12C所示，将点A和点B的经度和纬度可以先转化成ECEF***的坐标。定向天线的期望角度θ可以基于三角关系来计算得到。在水平角度的情况下，θ可以是方位角。
定向天线的方位可以通过如上所述的步骤计算得到。所述计算可以是通过至少一个处理器，结合地或者单独地，执行上述步骤来实现所述计算步骤。
所述处理器可以是设置在运载工具上的处理器，例如处理器可以设置在运载工具的停靠站上及/或设置在运载工具的定向天线上。所述处理器发送指令信号到定向天线的至少一个驱动器，驱动定向天线的运动。在一些实施例中，驱动至少一个电机将导致天线沿至少一个轴转动。在其它实施例中，每一个旋转轴都有一个专用的驱动器。在其它实施例中，只有一个驱动器来控制多个旋转轴的转动。
定向天线1230可以为任何形状或形态。在某些实施例中，定向天线可以呈碟形、大致半球形及/或圆形。当无人飞行器1210降落到运载工具上时，所述定向天线可以作为遮罩的功能来将无人飞行器遮盖住。当无人飞行器降落到运载工具上时，所述定向天线可以部分遮盖住或完全遮盖住无人飞行器。所述定向天线的最大尺寸大于无人飞行器的最大尺寸。定向天线作为遮罩功能，其具有如上所描述遮罩的任何特性。
在一些实施例中，当无人飞行器1210降落到运载工具1220上时，定向天线1230可以将无人飞行器遮盖住。当运载工具移动时，定向天线可以将无人飞行器遮盖住。当无人飞行器降落到运载工具上后，定向天线的半球形部可以将无人飞行器遮盖住。当无人飞行器收到从运载工具起飞的指令时，打开定向天线使无人飞行器起飞。定向天线可以改变方向来跟踪无人飞行器的飞行，定向天线的主要通信方向介于无人飞行器的飞行角度范围内。所述角度范围为任意角度。当接收到无人飞行器降落指令时，无人飞行器可以停靠到运载工具上，定向天线重新将无人飞行器遮盖住。
所述无人飞行器和所述运载工具可以通过所述定向天线进行直接通信。在其它实施例中，无人飞行器和运载工具也可以通过定向天线进行间接通信。当间接通信时，定向天线不需要跟踪无人飞行器的飞行。在间接通信时，定向天线可以调节位置来指向间接通信中的中继设备，所述中继设备用来辅助无人飞行器和运载工具进行间接通信。
在一些实施例中，所述无人飞行器和所述运载工具可以直接通信，也可以间接通信。在其它实施例中，无人飞行器及/或运载工具能够切换不同通信模式进行通信。
参阅图13所示，是本发明实施例阐述无人飞行器与运载工具之间的直接通信和间接通信的示意图。无人飞行器1310可以与配套的运载工具1320进行通信。在一些实施例中，无人飞行器与运载工具进行直接通信1340。在其它实施例中，无人飞行器与运载工具通过至少一个中继设备进行间接通信1350、1360。
所述无人飞行器1310可以与配套的运载工具1320进行无线通信。所述无线通信包括从无人飞行器发送数据到运载工具，及/或从运载工具发送数据到无人飞行器。在一些实施例中，从运载工具发送到无人飞行器的数据包括控制无人飞行器的操作的指令。所述无人飞行器可以从配套的运载工具上起飞及/或降落到配套的运载工具上。
在其它实施例中，所述无人飞行器1310可以与配套的运载工具1320进行直接通信。所述无人飞行器可以与配套的运载工具之间可以建立直接通信连接1340。在无人飞行器及/或配套的运载工具移动时，一直保持所述直接通信连接。所述无人飞行器及/或配套的运载工具可以彼此单独移动。无人飞行器可以与配套的运载工具可以建立任何类型的通信连接，例如，WiFi连接、WiMax连接、COFDM连接、蓝牙(Bluetooth)连接，红外线(IR)连接、定向天线等任何类型的直接通信连接。两个物体之间的任何形式的通信均适合于无人飞行器与运载工具之间的通信。
在一些实施例中，直接通信可能会受到距离、视线或者障碍物的限制。与间接通信相比，直接通信具有更快的传输数据、以及需要更大的数据带宽。
所述无人飞行器1310可以与配套的运载工具1320进行间接通信。可选地地，间接通信时，无人飞行器可以与配套的运载工具中间还包括至少一个中继设备1330。例如，所述中继设备可以为卫星、路由器、通信塔、中继器、或者其它任何类型设备。无人飞行器和中继设备之间形成通信连接1350，而中继设备与运载工具之间形成通信连接1360。无人飞行器与配套的运载工具之间可以包括任何数量的中继设备，并且可以相互通信。在一些实施例中，间接通信可以通过网络，例如局域网(LAN)或广域网(WAN)，如英特网(Internet)实现。在一些实施例中，间接通信可以通过蜂窝网络、数据网络、或者任何类型的通信网路(3G或4G)实现。云计算网络也可以适用于间接通信。
在一些实施例中，间接通信相对于直接通信而言可以不受通信距离或者通信范围限制。间接通信也不受视线或障碍物的限制或者受到的限制较小。在一些实施例中，间接通信可以使用至少一个中继设备来辅助间接通信。所述中继设备包括，但不仅限于，卫星、路由器、通信塔、中继器、或者其它任何类型的中继设备。
本发明提供一种无人飞行器和运载工具之间的间接通信方法。所述间接通信方法包括利用移动电话网路通信，例如3G或4G移动电话网络通信。所述间接通信在无人飞行器和运载工具之间需要至少一个中继设备。当运载工具移动过程中，所述间接通信也可以发生。
在不同物体之间可以利用直接通信及/或间接通信的任意结合进行通信。在一个实施例中，所有的通信都是直接通信。在另外一个实施例中，所有的通信都是间接通信。任何通信连接都可以表述为直接通信连接或间接通信连接。在一些实施例中，直接通信与间接通信可以相互切换。例如，运载工具和无人飞行器之间可以直接通信、间接通信或者在直接通信和间接通信之间切换。本实施例所述设备(例如，运载工具和无人飞行器)与中继设备(例如，卫星、通信塔、路由器、中继器、中央服务器、计算机、平板电脑、移动电话、或者其它具有处理器和存储器的设备)之间的通信可以进行直接通信、间接通信，或者在不同通信模式之间进行切换。
在一些实施例中，无需人工干预就可以自动进行通信模式切换。至少一个处理器判断是否进行直接通信与间接通信切换。例如，假如特定模式的通信质量下降，***就可以从一种通信模式切换到另一种通信模式。所述至少一个处理器可以设置在运载工具、无人飞行器或外部第三方设备上。运载工具、无人飞行器及/或外部第三方设备可以判断是否切换通信模式。
在一些实施例中，***可以提供一种优选的通信模式。若优选的通信模式的通信质量下降或不可靠，则会切换到其它通信模式进行通信。优选的通信模式可以判断出什么时候从其它通信模式切换回原来的优选的通信模式。在一实施例中，直接通信模式可以做优选的通信模式。然而，假如无人飞行器飞离运载工具太远或者在无人飞行器和运载工具之间有障碍物，直接通信模式就会切换到间接通信模式。在一些实施例中，当需要在无人飞行器和运载工具之间进行大量数据传输时，直接通信作为优选的通信模式。在其它实施例中，间接通信可以作为优选通信模式。假如无人飞行器及/或运载工具需要快速传输大量数据时，会切换到直接通信模式。在其它实施例中，当无人飞行器飞离运载工具一定距离且需要进行安全可靠的通信时，直接通信作为优选通信模式。
当响应指令时，也可以进行通信模式之间的切换。所述指令由用户提供，用户可以为运载工具的操作员及/或乘客，也可以是控制无人飞行器的人员。
在一些实施例中，不同的通信模式适用于无人飞行器和运载工具之间不同类型的通信。所述不同的通信模式可以同时地传输不同类型的数据。
参阅图14所示，是本发明实施例阐述无人飞行器与运载工具之间通信流的示意图。无人飞行器可以与运载工具相互通信。例如，所述无人飞行器可以与运载工具相互传输指令。在一些实施例中，无人飞行器可以与运载工具相互传输图像。无人飞行器可以与运载工具相互传输无人飞机的参数数据。
所述无人飞行器可以与所述运载工具之间可以提供多种通信单元。例如，无人飞行器包括指令接收单元A、图像发送单元B、以及飞行参数发送单元C。上述单元设置在所述无人飞行器上。运载工具包括指令发送单元D、用户指令输入单元G、图像接收单元E、飞行参数接收单元F、以及监视器H。上述单元设置在所述运载工具上。
运载工具可以发送控制指令给无人飞行器。用户从运载工具端通过用户指令输入单元G输入指令。用户可以为运载工具的操作员及/或乘客，也可以是控制无人飞行器的人。用户可以实时地人工控制无人飞行器。用户可以选择至少一个指令发送到无人飞行器，当无人飞行器接收到指令时可以自主地及/或半自主地飞行。在运载工具行驶的过程中，用户可以控制无人飞行器。在其它实施例中，控制无人飞行器的用户可以不是运载工具的驾驶员。
所述用户指令输入单元G可以设置在运载工具里面。在一些实施例中，后续会详细说明，用户指令输入单元作为运载工具的一部分，其可以固定在运载工具上，及/或不可以从运载工具上拆卸下来。所述用户指令输入单元可以从运载工具上分离及/或拆卸下来。用户指令输入单元可以随意从运载工具进行拉进或拉出。
所述用户指令输入单元可以接收用户以任何方式的输入，后续会详细说明。在一些实施例中，所述输入可以是接触输入(例如，触摸屏、按钮、换档杆、滑动器、开关)、声音信号(例如语音命令)、图像识别(例如手势识别、眼睛识别)、位置侦测(例如惯性传感器感测倾斜、移动情况等)。
指令发送单元D可以将用户指令输入单元G发送的指令传输到无人飞行器。所述指令发送单元可以是无线传输或者有线传输信息。设置在无人飞行器上的指令接收单元A可以接受指令。
在一些实施例中，运载工具的指令发送单元D和无人飞行器的指令接收单元A之间可以进行直接通信。运载工具可以通过点对点的直接通信模式将控制指令发送到无人飞行器。
所述用户可以发送任何类型的指令到无人飞行器。指令可以控制无人飞行器的运动、控制无人飞行器的飞行、以及控制无人飞行器的起飞及/或降落。指令可以是无人飞行器运动的直接人工控制。所述指令直接对应于控制无人飞行器的一个多个旋翼旋转。所述指令可以控制无人飞行器的位置、方向、速度、角速度、加速度、及/或角加速度。所述指令可以使无人飞行器增加飞行高度、降低飞行高度或者保持飞行高度，也可使无人飞行器在上空悬停。所述指令包括初始化预设的指令序列和飞行模式的命令。例如，初始化无人飞行器的起飞及/或降落在运载工具上，初始化无人飞行器相对于运载工具飞行的特定模式。
所述指令可以控制无人飞行器的部件，例如负载设备或传感器。例如，指令可以控制负载设备的操作。指令可以手动控制负载设备的操作及/或使所述负载设备按照预设方式运行。所述指令可以使负载设备自动或半自动化操作。所述指令可以改变负载设备的方向。所述指令可以使负载设备相对于无人飞行器改变或保持方向。所述负载设备可以沿着一个或更多、两个或更多、三个或更多轴转动。负载设备的其它功能也可以被远程控制，例如，若负载设备是相机时，可以控制缩放操作、是否为静态照相模式还是动态视频模式，是否调整图像解析度和质量、或者其它任何图像摄取模式。在其它实施例中，假如负载是照明设备，指令可以控制照明设备的角度、亮度、打开或关闭照明设备、或者是控制照明设备的闪光模式。
所述指令可以控制无人飞行器的任何传感器。例如，所述指令可以控制GPS接收器、惯性传感器、超声波传感器、雷达、风力测器、温度传感器、电磁传感器或者无人飞行器的任何其它部件。所述指令可以使无人飞行器反馈有关无人飞行器状态的数据或者周围环境的数据。
在一些实施例中，运载工具上的用户可靠地控制无人飞行器很重要。因此，所述用户发送的指令必须可靠地控制无人飞行器。在一些实施例中，指令发送单元D和指令接收单元A的通信可以使用跳频(FHSS)技术。因此，通过在多个频道之间快速选择一载波，能够将射频信号从指令发送单元发送到指令接收单元。在一些实施例中，信号指令序列为被令发送单元和指令接收单元所知的伪随机序列。跳频技术能够抵制载波干扰，扩频信号很难截获并作为背景噪音信号进入载波接收器。跳频技术可以和其它传统数据传输方式共享频率带宽而仅有少量的干扰。扩频信号可能加入少量噪音进入窄频通信，反之亦然。
无人飞行器提供图像数据给运载工具。所述无人飞行器使用图像摄取设备(例如相机)获取图像。图像发送单元B将图像发送到图像接收单元E。所述图像接收单元可以将图像显示在监视器H上。所述图像发送单元设置在无人飞行器上，所述图像接收单元设置在运载工具上。所述监视器也设置在运载工具上。
图像可以实时地由无人飞行器的相机发送到运载工具上，并显示在运载工具的监视器上。所述图像由相机摄取。所述相机是一种高解析度的相机。所述相机能够摄取图像的解析度至少为1MP、2MP、3MP、4MP、5MP、6MP、7MP、8MP、9MP、10MP、11MP、12MP、13MP、14MP、15MP、16MP、18MP、20MP、24MP、26MP、30MP、33MP、36MP、40MP、45MP、50MP、60MP、或者100MP。可选地，所述相机摄取图像的解析度也可以为小于上述任何一个像素值，也可以介于上述任何两个像素值之间的范围。根据指令或者环境条件，可以修改相机获取图像的解析度。例如，用户可以将相机的解析度设定为高解析度模式，也可以设定为低解析度模式。
所述图像可以包括静态图像(例如快照图片)也可以包括动态图像(例如视频流)。相机可以一个视频码率来获取图像。在其它实施例中，所述视频码率可以大于10Hz、20Hz、30Hz、35Hz、40Hz、45Hz、50Hz、55Hz、60Hz、65Hz、70Hz、75Hz、80Hz、85Hz、90Hz、95Hz、或者100Hz(赫兹)。所述视频码率可以小于上述任何一个值，也可以是介于上述两个值之间的范围内。
所述相机可以相对于无人飞行器运动。所述相机放置在支架上，该支架可以使所述相机沿着一个或更多、两个或更多、三个或更多旋转轴移动。所述支架可以允许相机向一个方向、两个方向、三个方向或更多个方向平移，所述支架也可以不允许相机向一个方向、两个方向、三个方向或更多个方向平移。在一些实施例中，所述支架包括一个云台，用于允许至少一个框架组件(frame assembly)相对于其他的框架组件及/或无人飞行器旋转。所述相机对准需要摄取的方向摄取所需的图像画面。
所述相机获取的图像可以通过图像发送单元B发送。所述图像发送单元设置在无人飞行器上。所述图像发送单元可以作为相机的一部分。例如，无人飞行器的相机可以直接发送图像。在其它实施例中，所述图像发送单元可以直接设置无人飞行器上，而不是作为相机的一部分。例如，所述相机可以将图像发送至一个单独的图像发送单元，然后通过图像发送单元发送图像。所述相机可以通过有线或无线连接方式连接到所述图像发送单元。
图像发送单元B可以发送图像数据到运载工具上。所述图像发送单元可以通过有线方式或无线方式发送信息。所述运载工具的图像接收单元E可以接收所述图像数据。所述图像接收单元可以为运载工具的一部分，也可以不是运载工具的一部分。例如，所述图像接收单元可以从运载工具拆卸下来及/或与运载工具相分离。
在一些实施例中，无人飞行器的图像发送单元B与运载工具的图像接收单元E之间通过直接通信方式传输图像数据。点对点的直接通信方式可以应用于无人飞行器和运载工具之间的图像数据传输。在其它实施例中，间接通信方式也可以用于无人飞行器和运载工具之间的图像数据传输。
可选地，与传输指令到无人飞行器所占用的带宽相比，传输图像数据需要占据较多的带宽。在一些实施例中，快速连接可能需要更大的数据传输速率。可选地，稳定地传输指令数据到无人飞行器相对于传输图像数据更加关键。因此，无人飞行器到运载工具的通信连接的可靠度不那么重要。在一些实施例中，所述图像发送单元B与图像接收单元E之间的通信可以使用点对点技术，例如WiFi通信、WiMax通信、COFDM通信、红外线(IR)通信、蓝牙(Bluetooth)通信，或者其它任何类型的点对点通信。在一些实施例中，可以采用间接通信技术进行通信，例如公共移动网络或者如前所述的任何电信网络。
可选地，图像数据传输可以采用单一的通信模式。在其它实施例中，可以根据侦测的条件切换不同的通信模式。例如，图像数据传输可以默认为直接通信模式。然而，当直接通信模式变得不可靠时，可以将直接通信模式切换到间接通信模式进行数据传输。一旦直接通信连接被再次确定为可靠时，又可以将通信模式切换回直接通信模式进行数据传输。在其它实施例中，没有提供默认的通信模式，当侦测到当前通信模式不可用或者不可靠时，通信模式可以进行自动切换。当通信模式切换时，用户可能不被知道。或者，通信模式可以自动切换，而无需用户做任何输入动作。处理器可以根据数据评估是否切换通信模式。
所述图像接收单元E接收的图像数据可以显示在监视器H上。所述监视器可以内嵌在运载工具上，及/或可以集成在运载工具上。所述监视器位于运载工具内的任何部件上。所述监视器可以从运载工具拆卸下来及/或与运载工具相分离。所述监视器可以从运载工具内取出，所述监视器也可以不能从运载工具内取出。所述监视器可以是手提式的，也可以不是手提式的。所述图像接收单元和运载工具可以是有线连接，也可以是无线连接。
所述监视器包括一个可以显示数据的用户界面。所述用户界面包括显示屏，例如触摸屏或者其它类型的显示屏。所述监视器可以显示从图像接收单元接收到的图像数据。所述图像包括无人飞行器的相机摄取的实时静态图像以及实时视频流。所述图像显示在监视器上的时间比无人飞行器获取的所述图像的时间延迟大概小于30秒、20秒、10秒、5秒、3秒、2秒、1.5秒、1秒、500毫秒、300毫秒、100毫秒、50毫秒、10毫秒、5毫秒或者1毫秒。所述图像可以以高分辨率显示在监视器上，也可以以低分辨率显示在监视器上。所述图像可以按照原来摄取的分辨率显示在监视器上，也可以按照低于原来摄取的分辨率显示在监视器上。所述图像可以按照原来摄取的图像帧速率显示在监视器上，也可以按照低于原来摄取的图像帧速率显示在监视器上。
运载工具上用户可以观看显示在监视器上的图像，因此，用户可以方便地观看到无人飞行器获取的图像，从而让运载工具上的用户可以看到在运载工具上不能看到的物体或场所的图像。因此，用户可以在监视器上看到周围环境的情况。
无人飞行器可以提供飞行参数数据给运载工具。所述飞行参数数据包括无人飞行器的状态信息及/或无人飞行器的传感器获取的数据。飞行参数发送单元C发送飞行参数数据给飞行参数接收单元F。所述飞行参数接收单元可以有选择地将影像显示在监视器H上。所述飞行参数发送单元设置在无人飞行器上。所述飞行参数接收单元设置在运载工具上。可选地，所述监视器也可以设置在运载工具上。
飞行参数数据可以实时地发送到运载工具上。所述飞行参数数据或者基于所述飞行参数数据产生的信息可以显示在运载工具的监视器上。所述飞行参数数据包括无人飞行器的状态数据及/或无人飞行器的传感器获取的数据。
在一些实施例中，所述飞行器状态数据包括与飞行器相关的位置数据。例如，位置数据包括飞行器的位置(例如，经度、纬度、及/或高度的坐标)、飞行方向(例如，俯仰轴、航向轴及/或横滚轴)、飞行速度、飞行角速度、加速度、及/或角加速度。在一些实施例中，至少一个惯性传感器及/或位置传感器(例如GPS、视觉传感器、雷达、超声波传感器)可以用于判断飞行器的位置。所述飞行器的状态信息可以包括其它数据，例如飞行器的温度或者飞行器的至少一个部件的温度。至少一个温度传感器用于感测飞行器的温度。所述飞行器的状态信息还包括其他数据，例如飞行器的电池的电量。所述飞行器的状态信息还包括侦测飞行器的故障信息和飞行器的任何部件的故障信息。所述飞行器的状态信息还包括飞行器的至少一个接收器是否能接收到信号以及飞行器的一至少一个部件是否按照预期功能运作。
飞行器的至少一个传感器收集的数据可以包括飞行器周边的环境数据。例如，所述环境数据包括温度、风速及/或风向、气压信息、是否侦测到障碍物、是否有噪音或信号干扰、或者其它任何可以被传感器感测的数据。飞行器传感器包括，但不仅限于，视觉传感器、激雷达、GPS、红外线传感器、声呐、超声波传感器、惯性传感器(例如，加速计、陀螺仪、磁力计)、磁传感器、电场传感器、声音传感器、麦克风、或者其它任何类型的传感器。
在一些实施例中，所述飞行参数数据用于控制飞行器。在其它实施例中，当接收到飞行参数数据时，产生至少一个指令。当认为接收到了飞行参数数据时，用户可以手动产生所述指令。在其它实施例中，处理器可以将飞行参数数据转化成指令，处理器根据飞行器的飞行参数而自动地产生指令。
所述飞行参数数据可以通过飞行参数发送单元C进行发送。所述飞行参数发送单元可以设置在无人飞行器上。所述飞行参数发送单元可以作为无人飞行器的传感器或其它部件的一部分。在其它实施例中，所述飞行参数发送单元可以单独设置无人飞行器上，而不是作为传感器或其它部件的一部分。例如，传感器可以将飞行参数数据发送至飞行参数发送单元，然后通过飞行参数发送单元发送出飞行参数数据。所述传感器可以通过有线或无线连接方式连接到飞行参数发送单元。
飞行参数发送单元C可以发送飞行参数数据到运载工具上。所述飞行参数发送单元可以通过有线方式或无线方式发送信息到运载工具上。运载工具上的飞行参数接收单元F可以接收所述飞行参数数据。所述飞行参数接收单元可以为运载工具的一部分，也可以不是运载工具的一部分。例如，飞行参数接收单元可以从运载工具拆卸下来及/或与运载工具相分离。
在其它实施例中，所述无人飞行器的飞行参数发送单元C与所述运载工具的飞行参数接收单元F之间通过直接通信方式传输数据。点对点的直接通信方式可以应用于无人飞行器和运载工具之间的飞行参数数据传输。在其它实施例中，间接通信方式也可以用于无人飞行器和运载工具之间的飞行参数数据传输。
在一些实施例中，所述飞行参数发送单元C与所述飞行参数接收单元F之间的通信可以使用点对点技术，例如WiFi通信、WiMax通信、COFDM通信、红外线(IR)通信、蓝牙(Bluetooth)通信，或者其它任何类型的点对点通信。在一些实施例中，可以采用间接通信方式进行通信，例如公共移动网络或者如前所述的任何电信网络。
在一些实施例中，窄带频移键控(FSK)调制、高斯频移键控(GFSK)调制或者其它调制技术可以应用于数据传输。通过调频技术将数字信息转化为载波的离散频率来发送数据。或者，所述飞行参数数据可以嵌入到图像数据信号(例如，嵌入到视频信号)。
可选地，所述飞行参数数据可以采用单一通信模式。在其它实施例中，可以根据侦测的条件来切换不同的通信模式。例如，飞行参数数据传输可以默认为直接通信模式。然而，当直接通信模式变得不可靠时，可以将直接通信模式切换到间接通信模式进行数据传输。一旦直接通信连接被再次确定为可靠时，又可以将通信模式切换为直接通信模式进行飞行参数数据传输。在其它实施例中，没有提供默认的通信模式，当侦测到当前通信模式不可用或者不可靠时，通信模式可以自动切换。当通信模式切换时，用户可以不知道。或者，通信模式可以自动切换，而无需用户做任何输入动作。处理器可以根据数据评估是否切换通信模式。
将飞行参数数据发送到运载工具是很重要的步骤。因此，必须提供可靠的连接。当无人飞行器和运载工具的通信距离超过点对点的通信范围(例如，控制器的可控制范围)时，需要一个安全的通信方法来维持飞行器和运载工具之间的通信，以便飞行器和运载工具能够知道彼此的位置。因此，在一些情况下，飞行器和运载工具之间的通信需要使用间接通信方法，例如，移动电话网络，以便能够消除使用点对点通信带来的通信范围限制。
所述飞行参数接收单元F接收到的飞行参数数据可以显示在监视器H上。所述监视器可以内嵌在运载工具上，及/或可以集成在运载工具上。所述监视器位于运载工具内的任何部件上。所述监视器可以从运载工具拆卸下来及/或与运载工具相分离。所述监视器可以从运载工具内取出，所述监视器也可以不能从运载工具内取出。所述监视器可以是手提式的，也可以不是手提式的。所述飞行参数接收单元和所述监视器可以是有线连接，也可以是无线连接。所述显示飞行参数数据可以使用与显示图像数据相同的监视器进行显示。或者，也可以利用不同的显示器分开显示飞行参数数据与图像数据。在一些实施例中，使用一个监视器用于显示飞行参数数据。或者，可以使用多个监视器显示参数数据。
所述监视器包括一个可以显示数据的用户界面，该用户界面包括显示屏，例如触摸屏或者其它类型的显示屏。所述监视器可以显示飞行参数接收单元接收到的飞行参数数据。所述飞行参数数据可以实时显示。飞行参数数据显示在监视器上的时间比无人飞行器产生飞行参数数据的时间延迟小于大概30秒、20秒、10秒、5秒、3秒、2秒、1.5秒、1秒、500毫秒、300毫秒、100毫秒、50毫秒、10毫秒、5毫秒或者1毫秒。
所述运载工具上的用户可以观看显示在监视器上的飞行参数数据。所述飞行参数数据可以包括文字、数值、及/或图像。在一个实施例中，无人飞行器的位置信息可以显示在监视器上。例如，监视器可以显示一幅表示无人飞行器相对于运载工具及/或地理特征的位置信息的地图。所述地理特征包括道路、建筑物、城市、河道、山庄、或者其它环境特征。可选地，所述数据可以显示无人飞行器的视觉表现，以及无人飞行器上不能正常工作或者发生故障的至少一个部件。在其它实施例中，所述数据可以包括无人飞行器的电池电量状况的视觉指示。
在一些实施例中，无人飞行器的至少一个部件之间的通信和运载工具的通信可以使用点对点通信方式。间接通信方式也可以适用于无人飞行器和运载工具之间的通信。对于任何通信方法，可以作为备用通信方法。在其它实施例中，当无人飞行器和运载工具的距离超过点对点通信范围或者有障碍物堵塞通信时，就可以使用备用的通信方法进行通信。例如，当有噪音干扰而影响主要的通信方法通信时，此时就可以使用备用的通信方法进行通信。当主要的通信方法不可用时，此时也可以使用备用的通信方法进行通信。当主要的通信方法变的不可靠或者通信质量下降时，此时也可以使用备用的通信方法进行通信。
参考图15所示，是本发明实施例阐述无人飞行器(UAV)控制单元的示意图。UAV控制单元可以作为运载工具的一部分。所述UAV控制单元可以由厂家生产时就固定在运载工具上。所述UAV控制单元可以集成在运载工具上，及/或设计成可以与运载工具相分离或者从运载工具上拆除。所述UAV控制单元也可内嵌在运载工具的一个部件中。
所述UAV控制单元可以是一种用户输入元件，用于接收用户输入控制无人飞行器及其部件的指令。所述UAV控制单元接收的用户指令可以控制无人飞行器的飞行。所述用户指令包括手动控制无人飞行器的飞行。例如，用户可以直接控制无人飞行器的位置(例如，纬度、经度、高度)、方向、速度、角速度、加速度、及/或角加速度。所述用户指令可以初始化无人飞行器的预定飞行的指令序列。例如，所述用户指令可以控制无人飞行器从运载工具上起飞。所述用户指令也可以控制无人飞行器降落及/或停靠到运载工具上。所述用户指令可以控制无人飞行器相对于运载工具按预设路径飞行，以及控制无人飞行器以自动状态或半自动状态飞行。
如前所述，所述用户指令可以控制无人飞行器的任何部件。例如，UAV控制单元可以接收用于控制无人飞行器的负载设备的用户输入，所述负载设备例如相机或者照明设备、无人飞行器的支架、至少一个传感器或者无人飞行器的其它部件。在一些实施例中，所述用户指令可以控制负载设备、感测设备、或者其它任何部件的位置，以及控制负载设备、感测设备、或者其它任何部件的操作。所述UAV控制单元能够接收单一类型的指令输入也可以接收多种指令输入。
所述UAV控制单元可以内嵌在运载工具中。例如，如图15a所示，所述UAV控制单元包括至少一个用户输入元件，其内嵌在运载工具的方向盘上。所述方向盘用于控制运载工具的方向，可以沿着一条轴旋转。所述轴穿过方向盘的中心区域。例如，方向盘1510包括至少一个用户按键1520a、1520b，用于接收用户的输入。所述用户输入元件可以是任何类型的用户界面或输入设备。例如，所述用户输入元件可以是按钮、开关、旋钮、换档杆、轨迹球、鼠标、键盘、触摸垫、触摸屏、光标、图像摄取设备、感光设备、麦克风、惯性传感器、或者其它用户输入元件及其组合。所述用户输入元件可以是穿戴式用户输入设备。例如，用户输入元件可以由运载工具的驾驶员及/或乘客穿戴，例如可以穿戴在头部、脸部、颈部、手臂、手腕、腿部或脚部等。
用户输入可以为来自用户的任何形式的输入。例如，所述用户输入可以为触摸输入、语音输入、手势识别输入、脸部表情识别输入、用户躯体方向或位置识别输入、或任何其它用户输入。所述用户输入可以在运载工具可操作的状态下使用，可以在运载工具行驶时输入，也可以在运载工具静止或闲置状态下输入。用户输入可以在操作运载工具的过程、驾驶运载工具的过程中输入。可选地，所述用户输入可以由运载工具的乘客输入。当用户在运载工具里面时可以提供所述输入。
参阅图15B所示，是UAV控制单元的示意图。例如，可以包括一个方向盘1510，并且其上可以不包括用户输入元件。运载工具包括显示面板1530。可选地，所述显示面板可以内嵌在运载工具内。所述显示面板也可以集成在运载工具的显示屏幕上。或者，所述显示面板也可以从运载工具上拆卸下来。可以在显示面板上设置至少一个用户输入元件1540a、1540b。所述用户输入元件可以位于触摸区域内，便于用户触摸输入用户指令。
在其它实施例中，所述用户输入元件可以内嵌在运载工具的任何部件内，例如运载工具的方向盘、仪表盘、监视器、座椅、门窗、后视镜、换档杆、门板、脚踏板、车底板、茶杯底座、或者运载工具的任何其它部分。例如，用户输入元件可以内嵌在用于换档的换档杆用户中。例如，驾驶员可以操作换档杆使运载工具切换驾驶模式、倒车或者换档。所述用户输入元件可以设置在运载工具的驾驶员手臂能够触及的部位。所述用户输入元件可以设置在运载工具的乘客手臂能够触及的部位。所述用户输入元件可以设置在运载工具的驾驶员及/或乘客脚能够触及的部位。所述户输入元件处于驾驶员及/或乘客的视线可视范围内。当驾驶员及/或乘客面向前方时，用户输入元件处于驾驶员及/或乘客的可视范围内。在一个实施例中，所述用户输入元件可以设置在无需驾驶员视线偏离前方路线就可以方便输入指令的位置，这种用户元件的位置设计可以使驾驶员安全操作运载工具。
在一个实施例中，当用户通过方向盘上的用户输入元件输入指令时，用户可以保持视线在行驶路径上且双手手握方向盘。在一些实施例中，用户可以操作方向盘来直接输入控制无人飞行器飞行的指令。例如，执行一个特定的控制可以致使无人飞行器调节飞行角度、速度、及/或加速度(空间及/或旋转)，其调节程度依赖于所述执行的控制。在手动控制无人飞行器的期间，用户输入的指令和无人飞行器的相应的指令关系可以适用任何线性关系、指数关系、反函数关系或其它任何关系。
在其它实施例中，按压按钮和其他简单输入可以控制无人飞行器执行预定的指令序列。在其它实施例中，按下第一按钮1520a可以使无人飞行器从运载工具上起飞，而按下第二按钮1520b可以使无人飞行器降落到运载工具上。在其它实施例中，第一按钮可以控制无人飞行器相对于运载工具按照第一飞行模式飞行，第二按钮可以控制无人飞行器相对于运载工具按照第二飞行模式飞行。这可以使无人飞行器执行复杂的飞行动作而无需用户操控，从而能够使驾驶员专心驾驶运载工具。
此外，运载工具也提供其它远程控制元件。例如，除了起飞和返回按钮，运载工具可以提供一套控制杆。在一些实施例中，所述控制杆可以由驾驶员操作，也可以由乘客操作。在一些实施例中，驾驶员操及乘客都可以操作所述控制杆。驾驶员或乘客根据运载工具的监视器上的图像数据并通过所述操作控制杆来控制飞行器。所述控制杆可以固定在运载工具的某个部位，也可以相对运载工具上的某个部件移动。例如，控制杆可以在运载工具内的操纵人员之间相互传递使用。
简单输入并不需要用户复杂的操作，包括按压按钮、触摸触摸屏、切换开关、语音输入、简单手势输入、脸部表情输入或者其它可以使无人飞行器做出响应的任何简单输入。在一些实施例中，简单输入包括单点触摸输入或单动作输入。例如，按压单个按钮或点触摸触摸屏的一部分就可以构成简单输入来控制无人飞行器及其部件。
如前所述，所述用户输入元件可以为运载工具的部件。所述用户输入元件可以永久地固定在运载工具上，及/或设计成可以从运载工具上拆卸下来。在生产运载工具时，就可以将用户输入元件内嵌在运载工具上。或者，现有的运载工具可以加装用户输入元件。在一些实施例中，运载工具的至少一个部件可以拆卸下来进行升级为用户输入元件。例如，普通方向盘可以改装成具有用户输入元件的新方向盘，以便控制无人飞行器。在其它实施例中，运载工具的部件可以增加额外的结构来设置用户输入元件。例如，现存的方向盘可以加入一个方向盘遮罩，以使其上具有用户输入部件，例如按钮。在另外一个实施例中，可以提供一个操作杆遮罩以在其上加装至少一个用户输入元件。
在其它实施例中，运载工具的软件***可以升级。所述软件***可以将通过所述用户输入元件输入的用户输入转换成用于控制无人飞行器的数据。例如，运载工具有一个内置的显示器。该显示器的显示软件升级之后显示一个用户输入元件，可以用于接收用户输入并将其转换为控制无人飞行器的指令。在其它实施例中，运载工具有按钮或其它部件，其软件***可以升级，来接收用户输入并将其转换为控制无人飞行器的指令。
因此，运载工具包括至少一个硬件部件来接收用于控制无人飞行器的用户收入。运载工具包括至少一个处理器用于执行用户输入指令，并将其转换为控制无人飞行器的控制指令。
无人飞行器的控制方法包括步骤：接收来自用户通过至少一个用户输入元件输入的无人飞行器控制输入信号，所述用户输入元件是运载工具的一部分；以及利用处理器根据用户输入的无人飞行器控制信号产生一个控制无人飞行器运行的指令。所述用户输入元件接收用户输入，并且发送信号到运载工具的控制器上。运载工具的控制器包括至少一个处理器，共同地或者单独地，执行上述描述的任何步骤。上述方法步骤以代码或逻辑指令的形式存储于计算机可读介质中，用于执行上述至少一个步骤。所述计算机可读介质可以存储于设置在一个存储器中。所述存储器设置在所述运载工具上。所述控制器根据用户输入产生控制信号，并发送给无人飞行器。例如，控制器可以计算出用于直接控制无人飞行器及其部件的指令信号。在其它实施例中，控制器可以预处理及/或延后将输入部件输入的指令传送给无人飞行器。所述无人飞行器上的控制器响应运载工具发送的信号而产生指令信号。运载工具具有与运载工具的控制器进行通信的通信单元，无人飞行器也具有与无人飞行器的控制器进行通信的通信单元。
所述运载工具的通信单元和无人飞行器的通信单元可以相互通信。所述通信包括无线通信、直接通信、或间接通信。所述通信单元可以在不同的通信模式之间切换。所述通信单元可以提供单向通信(例如从无人飞行器到运载工具，或者从运载工具到无人飞信器的单向通信)。所述通信单元可以提供无人飞行器与运载工具之间的双向通信。在一些实施例中，无人飞行器与运载工具之间也可以具有多个通信单元。所述不同的通信单元用于传输不同类型的数据或进行不同方向的数据传输。在其它实施例中，单个通信单元也可以传输不同类型的数据或进行不同方向的数据传输。
显示器1530可以设置在运载工具上。所述显示器可以在运载工具的里面。所述显示器可以是运载工具任何部件的一部分。例如，显示器可以内嵌在仪表盘、门窗、后视镜、座椅、或者运载工具的任何其它部分。所述显示器可以安装在驾驶员及/或乘客的手臂能够触及的部位。所述显示器可以安置在驾驶员及/或乘客的可视范围内。当驾驶员及/或乘客面向前方时，所述显示器处于驾驶员及/或乘客的视线范围。
在生产运载工具时，可以将显示器作为运载工具的一部分。所述显示器可以加装在运载工具上。在其它实施例中，现有的运载工具可以加装显示器。所述显示器可以永久地固定在运载工具上，及/或设计成可以和运载工具相分离及/或从运载工具上拆卸下来。所述显示器可以集成在运载工具的一些部件中。在其他实施例中，所述显示器可以是可移除的及/或从运载工具上分离出来。所述显示器可以依附在运载工具的显示连接部。所述显示连接部是一种用于收容显示器的补充式的元件。所述显示连接部可以包括电子连接器，也可以不包括电子连接器，所述电子连接器用于将运载工具其它部件和显示器电性连接。例如，电子连接器可以将显示器电连接至运载工具的通信单元。当运载工具的通信单元接收到图像或其它数据时，通过电子连接器将图像或数据发送至显示器。
在一实施例中，可移动的或可分离的显示器可以是用户的移动设备。例如，所述移动设备包括，智能电话(例如iPhone手机、Galaxy、Blackberry、Windows phone等类型手机)、平板电脑(例如，iPad、Galaxy平板电脑等)、笔记型电脑(laptop)、PDA设备、或者其它移动电子设备。所述显示器可以放置在用户手上或膝盖上。可选地，显示器可以放置在运载工具的底座上，其可以支撑显示器。相较于运载工具的其他部分，所述底座可以物理支撑所述显示器。底座可以在显示器和运载工具之间提供额外的电气连接及/或数据连接。所述底座也可以不在显示器和运载工具之间提供额外的电气连接及/或数据连接。
所述显示器可以显示来自无人飞行器的数据信息。该显示器可以是是运载工具内部的可视的监视器。例如，显示器可以显示无人能飞行器获取的图像数据。可选地，所述图像数据是实时显示的。例如，假如无人飞行器的相机摄像，所述显示器会显示实时视频流。所述显示器也可以显示与无人飞行器相关的信息，例如无人飞行器的状态信息。
所述无人飞行器相关的信息包括飞行器周围的环境信息，例如，环境条件，包括温度信息、风速及/或风向、天气情况、降雨量、气压信息。可选地，所述显示器可以显示一幅地图，该地图标示无人飞行器相对于运载工具的位置及/或至少一个地理特征的位置。所述无人飞行器的位置及/或运载工具的位置可以实时更新。因此，用户可以跟踪无人飞信器及/或运载工具相互之间在地理环境下的的运动情况。所述无人飞行器及/或运载工具的位置可以实时更新。因此，用户可以追踪所述无人飞行器及/或运载工具如何在所处的地理环境中运动，或者如何彼此运动。可选地，所述显示器还可以显示出无人飞行器中一至少一个部件的状态。例如，当无人飞行器中的至少一个部件发生错误或故障时，故障信息可以显示在显示器上。在某些实施例中，所述显示器还可以显示无人飞行器的电池的电量情况。
除了显示无人飞行器相关的信息，所述显示器还可以显示运载工具的信息。例如，所述显示器可以显示运载工具的位置信息。所述显示器也可以显示运载工具周围的环境信息。所述运载工具周围的环境信息，包括温度信息、风速及/或风向、天气情况、降雨量、或气压信息等。所述显示器可以显示所述运载工具周围的其他信息。例如，所述显示器可以显示一幅地图，该地图包括道路、建筑物、城市、河道、山庄、或者其它环境特征。所述显示器还可以用于运载工具的导航。所述显示器可以为运载工具提供路径导航。所述显示器也可以显示运载工具的其他信息，如燃料使用效率、燃料使用情况及/或电池电量、运载工具部件的故障信息、低电量、发动机引擎信息、停车点信息、以及其它任何与运载工具相关的信息。
所述显示器也可以显示和运载工具的停靠站相关的信息。例如，假如运载工具的停靠站发生故障，显示器可以显示运载工具停靠站的故障信息。在一些实施例中，所述显示器还可以显示停靠站的遮罩是否打开还是关闭。所述显示器还可以显示无人飞行器当前是否停靠在运载工具上，或者是否在飞行当中，以及运载工具上是否降落有无人飞行器。在一些实施例中，运载工具设置有图像获取设备，其用于获取停靠站的图像。因此，停靠站的图像可以显示在运载工具的显示器上，从而帮助用户能够观察到运载工具的停靠站的状态。
显示器可以实时地显示信息，信息也可以在任何时间内显示，可以定时地更新显示的信息。在操作运载工具过程中及/或运载工具行驶过程中，信息都可以显示在显示器上。当无人飞行器降落到运载工具上及/或从运载工具上起飞过程中，信息也可以显示在显示器上。在无人飞行器飞行过程中，信息也可以显示在显示器上。
所述显示器可以显示用户输入部件1540a、1540b，例如，触摸屏显示至少一个可供用户输入的触摸区域。所述用户输入部件可以和信息同时显示在显示器上。在一个实施例中，用户可以输入控制无人飞行器飞行的指令。所述显示器实时显示无人飞行器获取的视频流。因此，用户可以实时观察到无人飞行器对用户输入的响应情况。
在一些实施例中，运载工具只提供单个显示器。任何类型的信息均显示在该单个显示器上。在一些实施例中，所述显示器可以显示任何类型的信息的结合。可选地，所述显示器包括用户输入部件。在一些实施例中，运载工具设置有多个显示器。所述多个显示器具有前述描述的任何特征。在一些实施例中，一些显示器可以永久地固定在运载工具上，而其他显示器可以从运载工具上拆卸下来。这些显示器可以单独地或者相结合地，显示前述的任何类型数据信息。在某些实施例中，不同的显示器显示不同类型的信息。例如，第一显示器显示来自无人飞行器的图像流，而第二显示器显示无人飞行器及/或运载工具的位置信息。可选地，第三显示器显示运载工具的停靠站的信息。本实施例可以设置任何数量的显示器，例如运载工具可以设置一个或更多、两个或更多、三个或更多、四个或更多、五个或更多、六个或更多、七个或更多、八个或更多、九个或更多、十个或更多个显示器。所述多个显示器可以显示相同的信息，也可以显示不同信息。所述多个显示器可以显示相同类型的信息，也可以显示不同类型的信息。所述多个显示器可以显示关于无人飞行器、周围环境、运载工具、停靠站、及/或其中任何部件的信息。
本发明所述的***、装置和方法可以应用于可以广泛适用于各种可移动物体。如前所述，任何有关空中运载工具的描述，如无人飞行器，都可以适用于任何类型的可移动物体。任何关于飞行器的描述可以特指无人飞行器。本发明的可移动物体可以用于在任何合适的环境中移动，诸如在空气中(例如，固定翼飞行器、旋翼飞行器或者既不具有固定翼也不具有旋翼的飞行器)、在水中(例如，船舶或潜艇)、在地面上(例如，机动车，诸如轿车、卡车、公交车、厢式货车、摩托车；可移动结构或框架，诸如棒状物、钓鱼竿；或者火车)、在地下(例如，地铁)、在太空(例如，航天飞机、卫星、探测器)，或者这些环境的任何组合。可移动物体可以是运载工具，诸如本文其他各处所描述的运载工具。可移动物体可以安装在诸如人类或动物等活体身上。合适的动物可以包括禽类、犬类、猫类、马类、牛类、羊类、猪类、海豚、啮齿类或昆虫。
所述可移动物体能够在所述环境内相对六个自由度(例如，三个平移自由度和三个旋转自由度)而自由移动。或者，可移动物体的移动可关于至少一个自由度受到约束，诸如由预定路径、轨迹或方向所约束。所述运动可由诸如引擎或电机等任何合适的致动机构所致动。可移动物体的致动机构可由任何合适的能源提供动力，诸如电能、磁能、太阳能、风能、引力能、化学能、核能或者它们的任何合适组合。可移动物体可以如本文其他各处所述，经由推进***而自我推进。所述推进***可以可选地依靠能源运行，所述能源诸如为电能、磁能、太阳能、风能、引力能、化学能、核能或者它们的任何合适组合。或者，可移动物体可以由生物所携带。
在一些情况下，所述可移动物体可以是飞行器。例如，所述飞行器可以是固定翼飞行器(例如，飞机、滑翔机)、旋翼飞行器(例如，直升机、旋翼飞行器)、同时具有固定翼和旋翼的飞行器或者既无固定翼又无旋翼的飞行器(例如，飞艇、热气球)。所述飞行器可以是自我推进式，例如通过空气推进。所述自我推进式飞行器可以采用推进***，所述推进***包括至少一个引擎、电机、轮子、轮轴、磁体、旋翼、螺旋桨、桨叶、喷嘴或者它们的任何合适组合的推进***。在一些情况下，所述推进***可以用于使可移动物体能够从表面起飞、降落在表面上、维持其当前位置及/或方向(例如，悬停)、改变方向及/或改变位置。
所述可移动物体可以被用户遥控或者被由可移动物内部或者之上的乘员本地控制。所述可移动物体可以由一个单独的运载工具内的乘员远程控制。在一些实施例中，可移动物体是无人驾驶可移动物体，例如无人飞行器(UAV)。该无人驾驶可移动物体，例如无人飞行器之内可以没有任何使用者。该可移动物体可以由人或者自动控制***(例如，计算机控制***)，或者其中任意的结合，所控制。所述可移动物体可以是自动化或半自动化的机器人，例如，配有人工智能的机器人。
可移动物体可以具有任何合适的大小及/或尺寸。在一些实施方式中，可移动物体可以具有能容人类乘员身处运载工具之内或之上的大小及/或尺寸。或者，可移动物体可以具有比能容人类乘员身处运载工具之内或之上的大小及/或尺寸更小的大小及/或尺寸。可移动物体可以具有适合于由人类搬运或携带的大小及/或尺寸。或者，可移动物体可以具有比适合于由人类搬运或携带的大小及/或尺寸更大的大小及/或尺寸。在一些情况下，可移动物体可以具有的最大尺寸(例如，长度、宽度、高度、直径、对角线)小于或等于约：2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。所述最大尺寸可以大于或等于约：2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。例如，可移动物体的相对的旋翼的轴之间的距离可以小于或等于约：2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。或者，相对的旋翼的轴之间的距离可以大于或等于约：2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。
在一些实施方式中，可移动物体可以具有小于100cm x 100cm x 100cm、小于50cmx 50cm x 30cm或小于5cm x 5cm x 3cm的体积。可移动物体的总体积可以小于或等于约：1cm3、2cm3、5cm3、10cm3、20cm3、30cm3、40cm3、50cm3、60cm3、70cm3、80cm3、90cm3、100cm3、150cm3、200cm3、300cm3、500cm3、750cm3、700cm3、5000cm3、10,000cm3、100,000cm3、1m3或10m3。相反地，可移动物体的总体积可以大于或等于约：1cm3、2cm3、5cm3、10cm3、20cm3、30cm3、40cm3、50cm3、60cm3、70cm3、80cm3、90cm3、100cm3、150cm3、200cm3、300cm3、500cm3、750cm3、700cm3、5000cm3、10,000cm3、100,000cm3、1m3或10m3。
在一些实施方式中，可移动物体可以具有的占地面积(这可以使指由所述可移动物体所包围的横截面面积)小于或等于约：2,000cm2、20,000cm2、10,000cm2、1,000cm2、500cm2、100cm2、50cm2、10cm2或5cm2。相反地，所述占地面积可以大于或等于约：2,000cm2、20,000cm2、10,000cm2、1,000cm2、500cm2、100cm2、50cm2、10cm2或5cm2。
在一些情况下，可移动物体不超过1000kg重。可移动物体的重量可以小于或等于约：1000kg、750kg、500kg、200kg、150kg、100kg、80kg、70kg、60kg、50kg、45kg、40kg、35kg、30kg、25kg、20kg、15kg、12kg、10kg、9kg、8kg、7kg、6kg、5kg、4kg、3kg、2kg、1kg、0.5kg、0.1kg、0.05kg或0.01kg。相反地，所述重量可以大于或等于约：1000kg、750kg、500kg、200kg、150kg、100kg、80kg、70kg、60kg、50kg、45kg、40kg、35kg、30kg、25kg、20kg、15kg、12kg、10kg、9kg、8kg、7kg、6kg、5kg、4kg、3kg、2kg、1kg、0.5kg、0.1kg、0.05kg或0.01kg。
在一些实施方式中，可移动物体相比所述可移动物体所携带的负载小。如下文所进一步详述，所述负载可以包括负载及/或云台。在一些示例中，可移动物体的重量与负载重量之比可以大于、小于或等于约1：1。在一些情况下，可移动物体的重量与负载重量之比可以大于、小于或等于约1：1。可选地，云台重量与负载重量之比可以大于、小于或等于约1：1。当需要时，可移动物体的重量与负载重量之比可以小于或等于：1:2、1:3、1:4、1:5、1:10或者甚至更小。相反地，可移动物体的重量与负载重量之比还可大于或等于：2:1、3:1、4:1、5:1、10:1或者甚至更大。
在一些实施方式中，可移动物体具有低能耗。例如，可移动物体可以使用小于约：5W/h、4W/h、3W/h、2W/h、1W/h或更小。在一些情况下，可移动物体的载体具有低能耗。例如，所述载体可以使用小于约：5W/h、4W/h、3W/h、2W/h、1W/h或更小。可选地，可移动物体的有效负运载工具有低能耗，诸如小于约：5W/h、4W/h、3W/h、2W/h、1W/h或更小。
参考图16所述，是本发明实施例中无人飞行器(UAV)1600的示意图。本实施例以无人飞行器1600作为一个可移动物体的例子。该无人飞行器1600包括动力推进***，其具有四个电机1602、1604、1606和1608。可提供任何数量的电机(例如一个、两个、三个、四个、五个、六个或更多)。所述无人飞行器的电机、电机组件或其它动力推进***能够使无人飞行器在空中盘旋/保持飞行位置、改变飞行方向、及/或改变飞行位置。相对的螺旋桨的轴之间的距离可以是任何合适的长度1610。例如，长度1610可以小于等于2m，或者小于等于5m。在一些实施例中，长度1610可以在以下范围中的其中一个：40cm～1m、10cm～2m、或者5cm～5m。其它任何有关无人飞行器的描述均适合于可移动物体，例如不同类型的可移动物体，并且反之亦然。无人飞行器可以使用所述的辅助起飞***和方法。
在一些实施例中，可移动物体能够携带负载，所述负载包括乘客、货物、设备、仪器等之间的一种或多种。负载放置在收容装置内，该收容装置可以与移动物体的收容装置分离，或者可以是移动物体收容装置的一部分。或者，负载提供收容装置，而可移动物体没有收容装置。或者，负载的一部分或者整个负载均可以没有收容装置。负载可直接固定在可移动物体上。可选择地，负载可以相对于可移动物体移动(例如相对于可移动物体可进行平移或旋转)。所述负载包括负载设备及/或云台。
在一些实施例中，可移动物体、云台和负载设备相对于固定参考点(例如周围环境)及/或彼此均可被远程终端控制。所述终端可以是一个离可移动物体、云台和负载设备具有特定距离的远程控制器。所述终端可以固定或依附于支撑平台上。或者，所述终端可以是手提式设备或者是穿戴设备。例如，所述终端可以是手机、平板电脑、台式计算机、个人计算机、眼镜、手套、头盔帽子、麦克风、或者及其组合。所述终端包括用户界面，例如键盘、鼠标、操纵杆、触摸屏或显示器。任何合适的用户输入设备都可以用来与终端交互，例如手动输入指令、语音控制、手势控制、或者位置控制(例如，通过终端的移动、位置和倾斜变化进行位置控制)。
所述终端用于控制可移动物体、云台及/或负载设备的状态。例如，所述终端可以控制可移动物体、云台及/或负载设备相对于参考点及/或彼此的方向及/或位置。在一些实施例中，所述终端用于控制可移动物体、云台及/或负载设备的个别元件，例如，云台的驱动元件、负载设备的传感器、或者负载设备的信号发射器。终端包括适合于至少一个能够与可移动物体、云台或负载设备进行通信的无线通信设备。
所述终端包括合适的显示单元，用于显示可移动物体、云台及/或负载设备的信息。例如，所述终端可以用于显示可移动物体、云台及/或负载设备的位置、平移速度、平移加速度、方向、角速度、或者这些组合信息。在一些实施例中，终端可以显示由负载设备提供的信息(例如摄像机或者其它图像获取设备记录的图像)。
可选地，相同的终端可以同时控制可移动物体、云台及/或负载设备的运动及其状态，也可以接收及/或显示可移动物体、云台及/或负载设备的信息。例如，一个终端可以控制负载设备相对于周边环境的位置，同时可以显示负载设备获取的图像，或者显示负载设备的位置信息。或者，不同的终端具有不同的功能。例如，第一终端可以控制可移动物体、云台及/或负载设备的运动，而第二终端可以接收及/或显示可移动物体、云台及/或负载设备的信息。例如，第一终端用于控制负载设备相对于周边环境的位置，而第二终端用于显示负载设备获取的图像。在可移动物体和终端之间可以使用各种通信模式来控制可移动物体和接收数据，或者在可移动物体和多个终端之间可以使用各种通信模式来控制可移动物体和接收数据。例如，至少两个不同的通信模式用于可移动物体和控制可移动物体的终端之间接收数据。
如图17所述，是本发明实施例中可移动物体1700的示意图。在本实施例中，可移动物体1700包括云台1702和负载设备1704。虽然可移动物体1700被描述为飞行器，这种描述并不是对本发明的限制，如前所述，任何合适类型的可移动物体均可应用于本发明。本领域技术人员可以理解本实施例描述飞行器***的内容可适合任何合适的可移动物体，例如无人飞行器(UAV)。在其它实施例中，负载设备1704可以无需云台1702而直接安置在可移动物体1700上。可移动物体1700包括推进机构1706、感测***1708以及通信***1710。
如前所述，推进机构1706包括至少一个旋翼、推进器、螺旋桨叶、引擎、马达、轮子、转轴、磁铁、或喷气口等。可移动物体可以具有一个或更多个、两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个推进机构，所述推进机构可以具有相同的类型。或者，所述推进机构可以具有不同的类型。在一些实施例中，所述推进机构1706可以使用任何支撑元件固定在可移动物体1700上。所述推进机构1706可以固定在可移动物体1700的任何合适部位，例如，可移动物体的顶部、底部、前部、后部、侧部、或者及其结合部位。
在一些实施例中，所述推进机构1706可以使可移动物体1700无需任何水平滑行(例如无需滑行轨道)而直接垂直于地面起飞或者垂直降落。可选地，所述推进机构1706可以控制可移动物体1700按照指定的位置和方向在空中悬停。所述可移动物体1700可以被单个推进机构控制。或者，可移动物体1700可以被多个推进机构同时控制。例如，可移动物体1700具有多个水平旋翼，其能够使可移动物体起飞及/或俯冲飞行。所述水平旋翼可以使可移动物体1700垂直起飞、垂直降落和空中悬停。在一些实施例中，至少一个水平旋翼可以按照顺时针旋转，而其它一个或多水平旋翼可以按照逆时针旋转。例如，顺时针旋转的旋翼数量等于逆时针旋转的旋翼数量。水平旋翼的旋转速度自主地改变变化来控制可移动物体的起降，因此可以调节可移动物体1700的空中位置、飞行速度、及/或加速度(例如，以3角度向上翻转或以3角度向上旋转时)。
所述感测***1708包括至少一个传感器，用于感测可移动物体1700的空中位置、飞行速度、及/或加速度(例如，以3角度向上翻转或以3角度向上旋转时)。所述传感器包括GPS传感器、移动传感器、惯性传感器、距离传感器、或者图像传感器。感测***1708获取的感测数据用于，例如通过控制单元及/或控制模块控制可移动物体1700的空中位置、飞行速度、及/或加速度。或者，感测***1708获取可移动物体900的周围环境数据，例如天气条件、与障碍物之间的距离以及地理位置等。
所述通信***1710能够通过无线信号1716与具有通信***1714的终端1712进行通信。通信***1710、1714包括任何数量的用于无线通信的发射器、接收器及/或收发器。所述通信可以是单向通信，如此数据可以以单一方向进行传输。例如，单向通信仅仅涉及可移动物体1700发送数据到终端1712，或者是终端1712发送数据到可移动物体1700。或者，所述通信也可以是双向通信，如此数据可以在可移动物体1700和终端之间进行双向传输。双向通信是指从通信***2710的至少一个发射器发送数据至通信***1714的至少一个接收器，或者是指从通信***2714的至少一个发射器发送数据至通信***1710的至少一个接收器。
在一些实施例中，所述终端1712提供控制数据给可移动物体1700、云台1702及/或负载设备1704中的至少一个，以及接收从可移动物体1700、云台1702及/或负载设备1704中的至少一个发送的信息(例如，可移动物体1700、云台1702及/或负载设备1704的位置信息、移动信息；以及负载设备感测的数据例如摄像机获取的图像数据)。在一些例子中，来自终端的控制数据包括用于控制可移动物体、云台及/或负载设备位置运动、及动作的指令。例如，所述控制数据可以通过推进机构1706的驱动来修正可移动物体的位置和方向，或者通过云台1702控制负载设备相对于可移动物体的运动。来自终端的控制数据可以控制负载设备，例如控制摄像机或其它图像设备的操作(例如获取静态或动态的图像、放大或缩小焦距、打开或关闭摄像功能、调节分辨率、调节焦距、调节景深、调节曝光时间、以及调节视野角度或视野方向)。在一些例子中，来自可移动物体、云台及/或负载设备的通信包括来自至少一个传感器(例如，感测***1708或负载设备1704)的信息。所述通信包括来自至少一个不同类型的传感器获取的信息，例如GPS传感器、移动传感器、惯性传感器、距离传感器、或者图像传感器。这些信息包括可移动物体、云台及/或负载设备的位置信息(例如地点和方向)、移动信息或加速度信息。来自负载设备的信息包括负载设备获取的数据或者复杂设备的状态。可移动物体1712发送的控制数据用于控制至少一个可移动物体1700、云台902及/或负载设备1704的状态。优选地，云台1702及/或负载设备1704包括与终端1712通信的通信模组，如此，终端能够独立地控制每一个与其通信的可移动物体1700、云台1702及/或负载设备1704。
在一些实施例中，所述可移动物体1700能够和除终端1712之外的其它远程控制设备进行通信。终端1712也可以和可移动物体1700一样与其它远程设备进行通信。例如，可移动物体1700及/或终端1712可以与其它可移动物体或者与其它可移动物体的云台或负载设备进行通信。根据需要，远程设备可以是第二终端或其它计算装置(例如计算机、桌上型电脑、平板电脑、手机或其它移动设备)。远程设备发送数据至可移动物体1700，接收来自可移动物体1700的数据，发送数据到终端1712，及/或接收来自终端1712的数据。优选地，远程设备可以连接至因特网或者其它通信网络，如此这样，来自可移动物体1700或终端1712的数据可以上传到网站或服务器上。
如图18所示，是本发明实施例的一种可移动物体控制***1800的方块图。所述可移动物体控制***1800可以应用于本发明任何实施例揭示的***、装置及方法，该***1800包括感测模块1802、处理单元1804、计算机可读介质1806、控制模块1808以及通信模块1810。
所述感测模块1802使用不同的传感器来收集可移动物体在不同路径上的相关信息。所述不同传感器可以感测来自不同信号源不同的信号。例如，传感器包括惯性传感器、GPS传感器、距离传感器、或者图像传感器(例如，摄像机)。感测模块1802配置有多个处理器的处理单元1804。在一些实施例中，感测模块1802能够和发送模块1812(例如Wi-Fi图像传输模块)协同运作，发送模块1812用于直接发送感测数据到合适的外部设备或***中。例如，发送模块1812将感测模块1802的摄像机摄取的图像传输到远程终端。
所述处理单元1804具有至少一个处理器，例如可编程处理器(例如CPU)。处理单元1804和计算机可读介质1806相连，该计算机可读介质1006用于存储逻辑代码或程序指令，其可以被处理单元1804执行并能完成至少一个步骤。计算机可读介质1806包括储存单元(例如可移动介质或外部存储器例如SD卡或随机存储器RAM)。在一些实施例中，来自感测模块1802的数据可以直接传输并存储到计算机可读介质1806的存储单元中。计算机可读介质1806的存储单元存储有可以被处理单元1804执行并能完成本发明方法的至少一个步骤逻辑代码或程序指令。例如，处理单元1804执行指令来分析感测模块1802产生的感测数据。存储单元也可以存储来自感测模块1802并被处理单元1004处理的感测数据。在一些实施例中，计算机可读介质1806的存储单元存储处理单元1804产生的处理结果。
在一些实施例中，所述处理单元1804和控制模块1808协同运行来控制可移动物体的状态。例如，控制模块1808通过控制可移动物体的推进机构来调整可移动物体的位置、速度及/或加速度。优选地，控制模块1808可以控制云台、负载设备或者感测模块中至少一个的状态。
所述处理单元1804可以和通信模块1810协同运作来发送及/或接收来自至少一个外部设备(例如，终端、显示设备、或其它远程控制)的数据。任何合适的通信方法均可以用于数据传输，例如有线通信或无线通信。通信模块1810可以使用局域网(LAN)，广域网(WAN)、红外线、射频、WiFi、点对点(P2P)网络、电信网络、云计算网络等中的至少一种技术。可选地，继电站例如通信塔、卫星、或移动站点可以适用于通信。在一些实施例中，通信模块1810发送及/或接收来自感测模块1802感测的至少一个感测数据、处理单元1804产生的处理结果、预定的控制数据、来自终端或远程控制器的用户指令等。
所述***1800的元件均可以以任何合适的配置来安装。例如，至少一个***1800的元件可以配置在可移动物体、云台、负载设备、终端、感测***、或其它能与上述部件通信的外部设备上。此外，虽然图18描述了一个处理单元1804和一个计算机可读介质1806，本发明所属技术人员可以理解的是，其并不是用于限制本发明，所述的***1800也可以包括多个处理单元及/或多个计算机可读介质。在一些实施例中，至少一个处理单元及/或计算机可读介质可以放置在不同地方，例如可移动物体、云台、负载设备、终端、感测***、或其它能与上述部件通信的外部设备上。如此这样，所述***1800可以执行至少一个如前所述处理功能及/或存储功能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上实施例通过示意性的图式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和专利保护范围。

Claims (17)

1.一种无人飞行器的收容装置，其特征在于，该收容装置包括：
一安装部件，用于连接到运载工具上；
一降落连接部件，与无人飞行器连接，以防止无人飞行器与收容装置分离；以及
一遮罩，当无人飞行器连接至所述降落连接部件时，遮盖该无人飞行器的至少一部分；
其中，所述运载工具设置为允许所述无人飞行器在所述运载工具在静止状态或移动状态下自动从所述运载工具上起飞或自动降落在所述运载工具上，以及所述无人飞行器根据所述运载工具的位置来实现自动降落；
所述遮罩具有定向天线功能。
2.如权利要求1所述的无人飞行器的收容装置，其特征在于，所述安装部件可移除地连接在运载工具上。
3.如权利要求1所述的无人飞行器的收容装置，其特征在于，所述降落连接部件提供磁性连接。
4.如权利要求1所述的无人飞行器的收容装置，其特征在于，当运载工具的运行速度介于每小時30英里至100英里之间时，所述降落连接部件用于防止无人飞行器和运载工具分离。
5.如权利要求1所述的无人飞行器的收容装置，其特征在于，当无人飞行器连接至降落连接部件时，所述降落连接部件允许对所述无人飞行器进行充电。
6.如权利要求1所述的无人飞行器的收容装置，其特征在于，当所述无人飞行器连接至所述降落连接部件时，所述无人飞行器与运载工具之间通过该降落连接部件交换数据。
7.如权利要求1所述的无人飞行器的收容装置，其特征在于，当所述无人飞行器连接至所述降落连接部件时，所述遮罩完全包围住无人飞行器。
8.如权利要求1所述的无人飞行器的收容装置，其特征在于，所述遮罩连接至一驱动器，当运载工具运动时，所述驱动器驱动所述遮罩打开或闭合。
9.如权利要求8所述的无人飞行器的收容装置，其特征在于，当所述遮罩打开时，该遮罩具有通信设备的功能。
10.如权利要求9所述的无人飞行器的收容装置，其特征在于，所述通信设备是一种碟状的卫星天线，用于与所述无人飞行器进行通信。
11.如权利要求1所述的无人飞行器的收容装置，其特征在于，进一步包括一处理器，该处理器用于：(1)当所述无人飞行器降落并连接至所述降落连接部件时，产生一个关闭遮罩的信号，或者(2)当所述无人飞行器即将从所述运载工具上起飞时，产生一个打开遮罩的信号。
12.如权利要求1所述的无人飞行器的收容装置，其特征在于，所述遮罩由太阳能供电。
13.如权利要求1所述的无人飞行器的收容装置，其特征在于，所述遮罩储存有能量，当所述无人飞行器连接至所述降落连接部件时，所述能量用于给所述无人飞行器充电及/或供电。
14.如权利要求1所述的无人飞行器的收容装置，其特征在于，所述降落连接部件用于与多个无人飞行器同时形成连接，所述遮罩用于将多个所述无人飞行器的至少部分同时包围住。
15.一种运载工具，形成一个用于起降无人飞行器的平台，其特征在于，该运载工具包括：
如权利要求1所述的无人飞行器的收容装置；以及
至少一个动力单元，用于驱动运载工具运动。
16.如权利要求15所述的运载工具，其特征在于，所述遮罩是运载工具的顶棚，该顶棚能够打开和关闭。
17.一种收容无人飞行器的方法，其特征在于，该方法包括：
提供一个如权利要求1所述的无人飞行器的收容装置；
侦测无人飞行器的状态；以及
根据无人飞行器的状态来改变或保持所述遮罩的位置。
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