CN110234571A - 中继无人机方法 - Google Patents

Abstract

提供了中继无人机网络的***和方法，所述中继无人机网络用作基站与基站控制的工作无人机之间的一组中继或链路。网络中的中继无人机可以增强基站与工作无人机之间的通信链路或通信信号。中继无人机可以作为中继基站和工作无人机之间的通信的节点，通过增强每个节点的通信信号来增强通信链路，以补偿在行驶距离上的信号功率损失和/或提供基站和工作无人机之间直接视线的路径。定向天线可以在建立直接视线时使用，与全向天线相比，它可以提高通信信号的效率。

Description

中继无人机方法

技术领域

本申请涉及无人驾驶设备例如无人机，并且更具体地涉及基站与工作中的无人机之间的中继数据的中继无人机***。

背景技术

无人机是无人驾驶的设备，可供军队，警察，救援，科学和商业社区使用。无人机的一个例子是能够控制、持续和动力运动的无人装置。因此，无人机的设计可以包括各种尺寸、体积和重量的车辆、飞机、船、潜艇或航天器。典型的无人机由推进装置组成，例如发动机、导航***、一个或多个传感器，也可能是货物。对于飞机或空中无人机，传感器可以向地面观察者提供关于无人机飞越的地形的信息，例如关于救援申请中的迷路徒步者的视频信息，来自激光传感器和/或生物传感器的关于科学或安全应用的环境条件的信息，或来自视频、激光、生物和其他传感器的涉及军事应用中的战场情况的组合。根据无人机的任务，货物可以是弹药，食品，药品和/或其他物品。

由于无人机是无人驾驶的，在无人机上的一个或多个处理器上执行的计算机软件部分或完全地控制无人机。计算机软件可以在观察者的帮助下控制无人机执行的各种功能。

无人机仍需要扩展和更有效的使用。

发明内容

在所附权利要求的范围内的***，方法和设备的各种实现方式各自具有若干方面，其中没有一个方面单独负责本文所述的期望的效果。在不限制所附权利要求的范围的情况下，本文描述了一些突出的特征。

在附图和以下描述中阐述了本说明书中的主题的一个或多个实施方式的细节。根据说明书、附图和权利要求书可以明显看出其他特征、外观和优点。请注意，下图中的相对尺寸可能未按比例绘制。

在特定实施例中，一种***包括至少一个中继无人机，其被配置为：保持在基站的视线内；保持在工作无人机的视线范围内；将从基站接收的控制信号传递给工作无人机，并将从工作无人机接收的数据信号传递给基站。

在另一特定实施例中，所述至少一个中继无人机包括：第一中继无人机，被配置为保持在所述基站的视线内；第二中继无人机配置为保持在工作无人机的视线内，第一中继无人机配置为保持在第二中继无人机的视线内。

在另一特定实施例中，工作无人机的视线包括足以用于至少一个中继无人机和工作无人机之间的单向无线通信的无阻碍线性关系。

在另一特定实施例中，基站的视线包括无阻碍的线性关系，其足以使电缆在至少一个中继无人机和基站之间被栓住。

在另一特定实施例中，至少一个中继无人机和工作无人机之间的第一距离比至少一个中继无人机和基站之间的第二距离大一个数量级。

在另一特定实施例中，至少一个中继无人机被配置为响应于基站移动而移动以保持在基站的视线内。

在另一特定实施例中，至少一个中继无人机被配置为从基站接收控制中继无人机的中继无人机控制信号。

在另一特定实施例中，中继无人机控制信号不被传递到工作无人机。

在另一特定实施例中，中继无人机控制信号设定至少一个中继无人机以在距基站的设定距离内采用自主飞行模式。

在另一特定实施例中，所述至少一个中继无人机包括：全向天线，被配置为从工作无人机接收位置信号；第一定向天线，用于接收控制信号；第二定向天线，用于发送控制信号。

在另一特定实施例中，全向天线相对于第一定向天线位于至少一个中继无人机的相对端。

在另一特定实施例中，基站不在工作无人机的视线内。

在另一特定实施例中，至少一个中继无人机不是固定翼无人机。

在另一特定实施例中，至少一个中继无人机是多用途无人机。

在另一特定实施例中，至少一个中继无人机是系在基站上的滑翔机。

在另一特定实施例中，至少一个中继无人机被配置为接收工作无人机的位置信号。位置信号包括GPS坐标和高度。

在另一特定实施例中，至少一个中继无人机被配置为：保持在第二工作无人机的视线内；将从基站接收的第二控制信号传递给第二工作无人机；并将从第二工作无人机接收的第二数据信号传递给基站。

在另一特定实施例中，所述至少一个中继无人机包括单个无人机，其被配置为：经由单个无人机上的第一定向天线将从基站接收的控制信号传递到工作无人机；并且通过单个无人机上的第二定向天线将第二控制信号从基站传递到第二工作无人机。

在另一特定实施例中，工作无人机被配置用于自主飞行。

在另一特定实施例中，工作无人机被配置用于在地面上的自主运动。

在另一特定实施例中，工作无人机是通信设备。

在另一特定实施例中，至少一个中继无人机包括指向基站下方的定向天线。

在另一特定实施例中，定向天线用万向节定向。

在另一特定实施例中，至少一个中继无人机包括指向工作无人机的第二定向天线。

在另一特定实施例中，第二定向天线用第二万向节定向。

在另一特定实施例中，至少一个中继无人机被配置为从第一位置移动到第二位置，相对于第一位置，基站接收的信号增强。

在另一特定实施例中，信号是控制信号或数据信号。

附图说明

通过参考以下详细描述并结合附图，上述方面和许多伴随的优势将变得更容易理解，其中：

图1显示中继无人机与工作无人机交互的示例。

图2显示空中中继无人机与地面车辆工作无人机交互的示例。

图3显示多个中继无人机***的示例。

图4显示使用定向和全向天线的中继无人机与工作无人机交互的示例。

图5A和5B显示执行移动基站导航命令的中继无人机的示例。

图6显示与手持基站交互的中继无人机的示例。

图7显示与基站相连的中继无人机的示例。

图8显示与多个工作无人机交互的中继无人机的示例。

图9显示中继无人机沿着偏航轴跟踪工作无人机的示例。

图10显示中继无人机沿着俯仰轴跟踪工作无人机的示例。

图11是使用中继无人机***的示例***的框图。

图12是中继无人机操作的示例过程的流程图。

图13是建立工作无人机通信链路的示例过程的流程图。

图14是建立基站通信链路的示例过程的流程图。

图15是建立中继无人机通信链路的示例过程的流程图。

图16显示无人机的示例***架构的框图。

具体实施方式

一般而言，本发明的方面涉及至少一个基站与至少一个工作无人机之间的用于中继信息的至少一个中继无人机的***和方法。虽然本说明书描述基站、中继无人机、工作无人机的具体示例，可以修改该***和方法，使其适用单独控制或作为一组控制的中继无人机的任何配置，以及在基站和工作无人机之间传递信息。

本说明书中，无人机包括任何无人载具，例如无人驾驶飞行器(UAV)，无人飞行器、遥控飞机、无人驾驶飞机***、由国际民用航空组织分类的328AN/190号通告所涵盖的任何飞机，等等。例如，无人机可以是单旋翼或直旋式飞行器(如四旋翼飞行器)或固定翼飞机的形式。另外，本发明的某些方面可以与其他类型的无人驾驶载具(例如，轮式，履带式和/或水上交通工具)形式的无人机一起使用。

如上所述，中继无人机网络可以用作基站和由基站控制的工作无人机之间的一组驿站或链路。网络中的中继无人机可以增强基站和工作无人机之间的通信链路或通信信号。在某些实施例中，中继无人机可以作为中继基站和工作无人机之间的通信的节点，通过增强每个节点的通信信号来增强通信链路，以补偿在移动距离上的信号功率损失和/或提供基站和工作的无人机之间直接视线的路径。定向天线可以在建立直接视线时使用，与全向天线相比，可以提高通信信号的效率。

此外，基站和/或中继无人机可以利用通信协议来初始化与可用中继无人机和/或工作无人机之间的交互。例如，在某些实施例中，可用的中继无人机和/或工作无人机可以传输位置信息。可通过全向天线传输该位置信息；定向天线被校准到基站、工作无人机或中继无人机位置；或定向天线执行空间扫描模式。全向天线的例子可以包括偶极天线或单极天线。定向天线的例子可能包括碟形天线、抛物面天线、八木天线、四天线、广告牌天线、激光器或螺旋天线。寻找利用可用中继无人机和/或工作无人机的基站和/或中继无人机可接收位置信息并向可用中继无人机和/或工作无人机的位置发送信号。这些信号可以是控制基站和/或中继无人机的控制信号，也可以是指示工作无人机或中继无人机捕获的操作状态或内容的数据信号。

可通过全向天线传输这些控制信号，或定向天线被校准到可用中继无人机和/或工作无人机位置。而且，来自可用中继无人机和/或工作无人机的数据信号可从全向天线或校准的定向天线接收。数据信号可响应控制信号生成和/或由基站接收。此外，可用的中继无人机和/或工作无人机可通过传输位置信息与基站和/或其他中继无人机交互，以便基站和/或其他中继无人机可发送可用的中继无人机和/或工作无人机控制信号或数据信号。在一些实施例中，无人机被用作中继无人机(中继通信时)和/或工作无人机(收集数据以返回基站)。在某些实施例中，控制信号可以包括位置信号，其包括可用于建立通信链路的位置信息，例如节点(如基站、中继无人机、工作无人机)的位置或中继无人机网络节点的天线的位置。

即使基站、工作无人机和/或中继无人机正在移动，中继无人机也可以维持基站和至少一个工作无人机之间的宽带通信连接。当基站和工作无人机分离时，这也是可能的，例如在基站和工作无人机之间没有视线关系。尽管基站和工作无人机可以分离，但可以通过至少一个中继无人机保持两者之间的链路。只要中继无人机保持与基站和/或工作无人机的视线关系，中继无人机就可以是静止或在运动中。在中继无人机网络的每个节点之间保持视线关系(例如在至少一个基站、中继无人机和工作无人机之间)有利地允许使用定向天线而不是全向天线进行更有效和高效的通信。全向天线在已知没有基站、中继无人机和/或工作无人机的方向上，通过信号传播可能会浪费能量和信号强度。这一优势在需要高比特率的通信时非常明显，例如流式实时4K+视频(如分辨率为8.3+百万像素)。此外，通过中继无人机与工作无人机通信的基站可以有利地将工作无人机的操作范围增加到更高的高度或更大的距离，同时保持强连接链路(通过定向天线或在每个基站、中继无人机和工作无人机之间的直接视线)。在如此高的海拔或更远的距离上进行的作业，可能会克服现有环境因素所带来的限制(如图1所示，由于地球弯曲而失去视线)。在某些实施例中，所述通信链路可以是无线的，而在其他实施例中，所述通信链路可以是有线的，而在其他实施例中，所述通信链路可以是无线和有线链路的组合。在某些实施例中，通信链路可以连续发送和/或接收信息，例如通过每秒刷新几次。

在某些实施例中，可通过控制中继无人机将其保持在中继无人机网络的一个节点(例如，基站、中继无人机、工作无人机)的距离内来保持视线，当中继无人机与中继无人机网络的另一个节点之间的空域或视线已知是清晰的时候(而不是必须将中继无人机从中继无人机网络的另一个节点移出地平线)。此外，可以通过控制中继无人机来保持视线，以避免中继无人机与中继无人机网络中的另一节点之间的已知障碍物，例如避免导航到已知没有视线关系的中继无人机网络中的另一节点的区域。这些已知障碍物可在无人机中继网络的飞行节点上通过传感器感知，传感器可以感知节点的周围环境，或从有关节点周围环境的预定信息(如地图或其他地理空间信息)中感知。

在某些实施例中，中继无人机网络可以动态地改变从基站到工作无人机的视线路径。例如，基站可以通过第一工作无人机与工作无人机通信。然而，第一工作无人机可能操作时间有限或遇到技术困难而并退出任务。因此，可以将第二中继无人机引入中继无人机网络，以便基站可以通过第二中继无人机而不是第一中继无人机与工作无人机通信。此外，从中继无人机接收的信息可能会不稳定，例如由于环境因素或进入中继无人机网络的节点之间的障碍物，而其他中继无人机可能会取代中继无人机网络中的不稳定中继无人机，来中继基站与工作无人机之间的通信。

此外，中继无人机可以相对于基站、另一中继无人机和/或工作无人机自主地保持导航模式，从而保持中继无人机网络中这些节点之间的视线，并且每个节点可以持续轻松地监控另一个节点。例如，通过保持中继无人机网络节点之间的视线和/或距离，可以更快地识别和解决中继无人机网络任何节点的故障，例如发送替换工作无人机和/或中继无人机来替换故障的工作的无人机和/或中继无人机。此外，中继无人机可以与基站保持相对近的距离，同时保持与相对远的工作无人机的联系。在某些实施例中，从基站到中继无人机可操作的距离可设置为尽可能接近或尽可能接近合理的给定环境或操作限制，例如保持与基站的安全操作距离，以避免撞击到基站。有利的是，将中继无人机保持在尽可能近的距离，也可以尽可能方便的更换中继无人机。

在某些实施例中，中继无人机可以是能够垂直起降(VTOL)的多旋翼平台。因此，具有垂直起降能力的中继无人机可以在不需要跑道的情况下操作，并且更容易从基站或靠近基站的位置在没有跑道的情况下发射。垂直起降中继无人机也可能比固定翼中继无人机更接近地面基站。

在某些实施例中，定向天线可连接到无人机上并可沿单轴移动，与其他实施例中定向天线可沿多轴移动相反。天线沿单轴移动的无人机有利地减少了操作定向天线的硬件数量(如电机、齿轮和传动部件)，有利地降低了无人机的重量、功耗和/或复杂性，即使是在移动过程中天线也会被校准到中继无人机网络中的另一个节点(如基站、中继无人机或工作无人机)。由于节约能源使用，可能会导致增加或提高操作时间。在某些实施例中，定向天线可沿其移动的单轴可为俯仰轴，而沿另一轴(例如偏航轴)的移动可通过沿偏航轴移动整个无人机而不仅仅是定向天线来完成。因此，这种沿偏航轴和俯仰轴移动的组合为定向天线提供了足够的自由度，使其指向远离无人机的任何空间位置。此外，这种运动组合通过不倾斜无人机和保持平行于水平位置来提供稳定的数据链路。通过不倾斜无人机或以其他方式影响无人机的水平方向，无人机可能对环境位移不太敏感，例如由于风、雨或空气摩擦。这些特点可以提供进一步的优势，例如在更高的高度上操作或在保持无人机操作稳定性的同时扩大通信距离覆盖范围。

在某些实施例中，无人机(例如中继无人机或工作无人机)可包括避雷针。

图1显示中继无人机102与工作无人机104和基站106交互的示例。中继无人机102可由基站主动控制或自动配置为保持在基站106的视线范围内。中继无人机102可处于跟随模式，其中中继无人机102监测基站106的位置，并在基站106移动时保持在基站位置上方或基站106后方的距离内。例如，基站106可以将位置信息(GPS位置信号或其他信号)发送给中继无人机102。中继无人机可访问的处理器可利用接收到的位置信息自动构造中继无人机102在基站106上方或后方跟随的路线。

在某些实施例中，中继无人机102可在进入跟随模式时自动感应基站106的位置，而无需基站106主动广播其位置。例如，中继无人机102可依赖中继无人机102上的传感器来定位基站106(如在图像中识别出基站后通过图像边缘检测)或跟随可从基站106检测到的标记(如在中继无人机上独特且可追踪的形状或颜色)。

中继无人机102可通过通信链路(例如基站通信链路108B和工作无人机通信链路108A)连接到基站106和工作无人机104。在某些实施例中，通信链路可包括在基站106、中继无人机102和工作无人机104之间传递的控制信号和/或数据信号。例如，控制信号可以从基站106传送到中继无人机102，或者在中继无人机102和工作无人机104之间传送，控制中继无人机102或工作无人机104的某个方面(例如飞行或导航模式、仪器使用或通信协议使用)。此外，数据信号(例如视频信号、无人机状态通知或音频信号)可从工作无人机104和/或中继无人机102传送到基站。通信链路可以由设备可相互通信的任何类型的通信协议组成，例如红外(IR)无线通信、广播无线电、卫星通信、微波无线通信、微波无线电、无线电、射频、Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、GPC、GSM、RFID、OFDM等的一种或多种组合。

通信链路108A、108B可通过定向天线或全向天线实现。由于中继无人机102能够保持基站106和工作无人机104之间的视线关系，因此可以在中继无人机102和基站106之间的基站通信链路108B的末端使用定向天线(通过中继无人机102处的定向天线指向基站106和/或通过基站106处的定向天线指向中继无人机102)。此外，可在中继无人机102和工作无人机104之间的工作无人机通信链路108A的末端使用定向天线(通过中继无人机102处的定向天线指向工作无人机104和/或通过工作无人机104处的定向天线指向中继无人机102)。在通信链路108B、108A的末端使用定向天线，与使用全向天线而没有定向天线的***相比，可以提高信号强度的有效利用，并在相同距离处以更大的信号强度或在更大距离以相同的信号强度进行通信。

尽管单个天线可以位于通信链路的末端，但在通信链路的末端也可以使用多个天线和/或多种类型的天线。例如，全向天线和定向天线都可以在通信链路的末端使用，如某些类型的数据信号或控制信号是使用全向天线传递的，而其他类型的数据信号或控制信号则是使用定向天线传递的。在某些实施例中，可在通信链路的不同端部同时使用定向和全向天线，例如，中继无人机102使用指向基站106的定向天线110A与基站106通信，但基站106使用全向天线与中继无人机102通信和/或中继无人机102使用指向工作无人机104的定向天线110B与工作无人机104通信，但工作无人机104使用全向天线与中继无人机102进行通信。在通信链路108B、108A的末端同时使用定向和全向天线，可以增加对中继无人机102有限资源信号强度的有效利用，其中中继无人机102可以在相同距离以更大的信号强度通信或在更远的距离以相同的信号强度通信，与使用全向天线而无定向天线的中继无人机相比。在其他实施例中，中继无人机可利用定向和全向天线的组合，例如中继无人机102利用全向天线来检测指示工作无人机104位置的信号(和/或工作无人机104上的天线)和/或指示基站106位置的信号(和/或工作无人机106上的天线)。此外，通信链路108a、108b之间的距离可以比通过空间卫星通信链路更近，有利地允许中继无人机***通过诸如宽带通信更有效地传输大量数据，相比于使用空间卫星的通信。

在某些实施例中，可在通信链路108A、108B的两端使用全向天线。与包含如音频和/或视频内容的数据信号相比，这些全向天线可以以较低的比特率传输控制数据。而且，全向天线可利用窄带信号来传输控制数据(与可用于包含内容的数据信号的宽带信号相反)。在某些实施例中，使用全向天线传输的控制信号可包括工作无人机104(和/或工作无人机104上的天线)、中继无人机102(和/或中继无人机102上的天线)和/或基站106(和/或基站106上的天线)的位置数据。接收到位置数据后，可以将定向天线校准到该位置，以便更有效地将数据传输到该位置。例如，在中继无人机102接收到工作无人机104的位置数据后，中继无人机102可以调整其定向天线110B的方向朝向工作无人机104，以通过宽带连接接收更大的数据信号(如从工作无人机104发送的视频数据)。

可将工作无人机104配置为长时间操作，例如6-10小时或超过8小时，以在基站106的命令下执行各种任务。工作无人机104执行由基站106发送的控制信号中的命令或任务，并通过通信链路108A、108B经由中继无人机102传达。在某些实施例中，工作无人机104可在操作期结束时退役，并在其位置安装新的工作无人机。退役的工作无人机可返回基站106或其他移动或固定站进行维护(例如，充电和维修)，新的工作无人机可从基站106或其他移动或固定站发射。

在某些实施例中，工作无人机的任务是提供移动物体(如船、汽车、自行车、直升机)前进方向的视觉。移动物体可以是基站106或不同于基站106的移动物体。在某些实施例中，工作的无人机104的任务是提供位置的视觉效果，并将视觉效果的数据发送回基站106。视觉可以是水中可能存在的岩石或冰山、受损或被冲走的道路、沉船、水上或陆地上的难民、漂浮物、成群的野生动物、漂浮的货物或碎片、泄露的油、天气状况、温度变化的视觉表现、需要救援的人、其他移动物体等。在所示实施例中，工作无人机104的任务是可视化包围的船只112的区域。

在某些实施例中，工作无人机104的任务是在一个位置发挥积极作用。位置可以是基站106的位置，也可以是远离基站106的位置。这种积极的作用可以是运送货物或有效载荷，例如投递医疗用品、食品和/或救生装置。这一积极的角色也可能是在搜索物品(如船只、鱼群或失踪人员)或执行救援任务。这些积极作用可通过工作无人机控制信号中确定的预定任务协议自动执行(例如，通过在可视化所选对象的同时保持在对象上方的保持模式，或以自动化方式将货物投放在靠近对象的位置)或由基站106直接控制(例如，在基站106实时控制下，在可视化物体的同时保持在物体上方的保持模式或者在物体附近的位置处投放货物)。在所示实施例中，工作无人机104的任务是为远离基站106且超出基站106视线的位置的船只112提供救生装置(life saver)。

定向天线可以固定在万向节上。在某些实施例中，中继无人机102上的至少一个定向天线110A、110B可位于2轴万向节上，以稳定地接收和发送信号，例如往返于工作无人机104或基站106的信号。可以使用其他类型的万向节，如单轴万向节、三轴万向节或其他类型的已知装置，以补偿移动(如无人机移动)，以稳定接收和发送信号。此外，任何定向天线，无论是在中继无人机102、工作无人机104或基站106上，都可以设置在1轴万向节、2轴万向节或3轴万向节上，以确保接收和发送信号的稳定性。用于补偿运动的其他类型的已知装置，例如减震阻尼泡沫或弹簧可用于稳定接收和发送信号。

在某些实施例中，中继无人机102可降落在基站106上。中继无人机102可降落在基站106上进行定期维修、充电、储存和/或维护。同时，工作无人机104也可以降落在基站106上。工作无人机104可以降落在基站106上进行定期维修、充电、数据下载、存储和/或维护。可选的，工作无人机104和/或中继无人机102可从基站106发射。基站106上可有多个中继无人机102和/或工作无人机104，以便即使每个中继无人机102和/或工作无人机104的具有有限的飞行时间，基站106也可循环操作不同的中继无人机102和/或工作无人机104，使得当其他无人机被维修或储存时，始终有工作无人机104和/或中继无人机102在操作或在空中。

尽管图1仅显示一个中继无人机102，如下文将进一步讨论的，多个中继无人机102可用于创建中继无人机102网络，通过中继无人机102网络提供基站106和工作无人机104之间的直接视线的路径。而且，一个或多个基站106可利用至少一个中继无人机102与一个或多个工作无人机104通信。此外，一个或多个工作无人机104可利用至少一个中继无人机102与一个或多个基站106通信。此外，无人机可在一个时间作为基站106的中继无人机102(用于与工作无人机通信)，并可在不同时间作为工作无人机104(用于执行命令，而不是将命令中继给不同的无人机)。而且，无人机可以与多个基站106交互，作为一个基站106的中继无人机102和另一个基站106的工作无人机104。与没有这种类型网络相比，这种类型的网络可以使数据传输和/或任务执行更快更容易。

通常，中继无人机102和工作无人机104都是无人驾驶和自主的(不需要持续和/或实时控制)。

应特别注意，图1中无人机和基站的轮廓图并不是为了限制所述实施例中的无人机和/或基站类型或模型。例如，尽管中继无人机102被示为多直升机无人机，工作无人机104被示为固定翼无人机，基站106被示为船艇，中继无人机102、工作无人机104和/或基站106中的每一个都可以以任何静止或移动的物体形状因子为特征，如浮式或水下船只、陆地车辆、消费性电子设备或飞行器(如飞机、直升机、飞艇)。此外，所述预期的方法和装置可用于往返于移动物体或静止物体(例如建筑物)之间传输数据。

图2显示中继无人机102与地面车辆工作无人机214和地面车辆基站216交互的示例。由于工作无人机214和基站216之间存在障碍物220，基站216与工作无人机214无视线关系。然而，中继无人机102与工作无人机214和基站216都有视线关系。因此，基站216可以利用中继无人机102沿着基站216和工作无人机214之间的直接视线路径建立通信链路108A、108B。

图3显示多个中继无人机102A、102B***的示例。在所示实施例中，基站216和工作无人机214之间的障碍物312阻碍在基站216和工作无人机214之间用一个中继无人机进行具有直接视线路径的建立。因此，可以利用多个中继无人机102A、102B在基站216和工作无人机214之间建立直接视线路径。

除了中继无人机102A和基站216之间的通信链路108A和中继无人机102B和工作无人机214之间的通信链路108B之外，还可以在两个中继无人机102A和102B之间建立附加的中继无人机通信链路310。中继无人机通信链路310可利用与通信链路108A或通信链路108B相同或不同的通信协议建立。中继无人机通信链路310可在两端具有定向天线314，316，具有定向天线和全向天线的组合，或者在两端具有全向天线。使用全向天线接收位置信号(对于其他中继无人机或其他中继无人机的天线)，通过首先识别其他中继无人机的位置(或其他中继无人机的天线的位置)，可以建立中继无人机处定向天线的校准。随后，中继无人机可以将中继无人机的定向天线校准到其他中继无人机(或其他中继无人机的天线)的位置。每个中继无人机102A、102B可以通过全向天线或定向天线(例如通过以覆盖不同时间不同面积的扫描模式发送位置信息的定向天线)传输其位置(或至少一个其天线的位置)。在某些实施例中，中继无人机102A、102B可以发送由基站216和/或工作无人机214接收到的和使用的位置信号，以确定中继无人机102A、102B(或中继无人机的天线)的位置，以便与中继无人机102A、102B建立通信链路。

在某些实施例中，两个节点之间的通信链路可以使用与中继无人机网络其他节点之间的通信链路中使用的通信协议相同或不同的通信协议。

例如，基站通信链路可以使用有线通信协议，而工作无人机通信链路可以使用无线通信协议(例如，Wi-Fi),而中继无人机通信链路可以使用无线通信协议(例如，ZigBee),与工作无人机通信链路使用的有线通信协议不同。

在某些实施例中，中继无人机网络的任何节点(例如，陆上车辆基站、工作无人机或中继无人机；船艇基站、工作无人机或中继无人机；固定基站、工作无人机或中继无人机；空中基站、工作无人机或中继无人机；或手持基站、工作无人机或中继无人机)可以选择具有使用LTE、卫星或目前已知或将来开发的任何无线通信能力(硬件和/或软件)的通信模块。这种可选连接可以进一步确保这些通信点或节点中的任何通信点或节点在其中继无人机网络内或在该中继无人机网络外的其他网络(例如，互联网)之间的最佳、可靠和及时实时连接。

在某些实施例中，中继无人机网络的任何上述通信点或节点可以实时选择(自主或非自主)不同的通信类型或协议。这种选择可以基于传输成本、传输可靠性、传输速度、传输接收或传输安全性等标准。例如，基站、中继无人机和工作无人机***可以不使用外部节点(例如，中继无人机网络节点外的手机塔或轨道卫星)直接相互通信，和/或使用外部节点(如手机塔或轨道卫星)间接相互通信。此外，当基站、中继无人机和/或工作无人机通过遵从某些通信协议(如LTE)的区域时，基站中继无人机和/或工作无人机将以不同的通信协议(如LTE)操作，例如在低高度空域以较低的成本和/或更高的可靠性通信。

在某些实施例中，基站、中继无人机和工作无人机***可以互相直接通信，但也可以与外部参与者(如指挥所、总部、警察局或其他基站)通信。当基站、中继无人机和/或工作无人机相互通信时，与外部参与者的通信也可以实时进行。这种通信也可以直接和/或间接使用基站、中继无人机和/或工作无人机之间使用的相同或不同的通信协议。

此外，虽然本文公开了各种特定类型的天线，但其他实施例可以包括具有不同功率级的天线组合，以提供对于距离和要发送的数据类型最优化的各种传输距离。

图4显示使用定向和全向天线的中继无人机402与工作无人机404交互的示例。在所示实施例中，中继无人机402与工作无人机404和基站406联网。当基站406或中继无人机402在运动时，中继无人机402被设定成跟随基站406并保持位置在基站406上方和在基站406的视线范围内。通信链路426、422、420足以进行高比特率数据传输，例如工作无人机404生成并传送到基站406的目标(例如海豚舱424)的4K+视频流。在所示实施例中，基站406可以移动和/或与移动体(例如船艇)连接。基站406可以移动和/或连接移动主体诸如示例实施例中的船只。基站406可以与中继无人机共享基站通信链路426，其中控制信号发送到中继无人机402，并从中继无人机402接收数据信号。除了与基站406保持视线关系外，中继无人机402还可以与基站406保持设定距离和/或保持在工作无人机404的视线内。

如图4所示，中继无人机402可包括全球定位***(GPS)单元410。尽管在所示实施例中使用了GPS单元410，但可以使用能够确定位置的任何类型的定位单元代替GPS单元410或与GPS单元410结合使用，例如位置传感器、高度计、罗盘、惯性导航***(INS)、运动传感器(如加速度计)，旋转传感器(如陀螺仪)。例如，位置可以是GPS坐标，其高度由高度表确定。中继无人机402还包括全向天线410和定向天线414。工作无人机404可包括全向天线416和GPS单元418。具有使用全向天线410(全向无人机通信链路)和定向天线414(定向无人机通信链路)的工作无人机404的通信链路420、422可以是上述介绍的工作无人机通信链路的一部分，下面也会进一步讨论。

在工作无人机404上，GPS单元410可确定工作无人机的位置。该位置编码为位置信号中的位置信息420，可通过工作无人机404的全向天线416发送，并由中继无人机402的全向天线410接收。中继无人机402随后可通过从位置信号解码定位来确定工作无人机404的位置，并校准定向天线414以指向工作无人机404。中继无人机402随后可使用经校准的定向天线414与工作无人机404通信，例如通过接收高比特率数据信号422(如4K+视频流)。

在某些实施例中，全向天线410可用于将控制信息传送到工作无人机404的全向天线416，例如，通过中继从基站406接收的工作无人机404的控制信息来分配任务或控制工作无人机404的一个方面(例如飞行模式或仪器操作)，当定向天线414接收到数据信号(可能比控制信号的比特率更高)时。在其他实施例中，定向天线414也可用于与工作无人机404传递控制信息。

在某些实施例中，中继无人机402的全向天线410接收来自工作无人机的位置信息，但使用定向天线414与工作无人机404通信。

在某些实施例中，工作无人机404可包括定向天线(未显示)，并可通过全向天线416从中继无人机402接收位置信息，然后在工作无人机404处校准定向天线(未显示)至中继无人机402的位置，以便于与中继无人机通信，例如通过传输高比特率数据信号。

在某些实施例中，单个中继无人机402可与多个工作无人机通信，并在全向天线410处从每个工作无人机接收位置信息，并校准定向天线414以在不同时间指向每个工作无人机(例如执行时间分割的多路复用通信)或通过将不同定向天线校准每个位置以与每个工作无人机通信。在某些实施例中，为了减少无人机上的天线数量(及相关重量)，多路复用通信可能比非多路复用通信更有优势。

在某些实施例中，中继无人机可包括在所述中继无人机一侧的至少一个用于与其他无人机(例如，其他中继无人机和/或工作无人机)通信的天线和在所述中继无人机另一侧的至少一个用于与基站通信的天线。例如，在所示实施例中，用于与工作无人机404通信的天线410，414位于中继无人机402的顶部，而用于与基站406通信的天线426位于中继无人机402的底部。在一个特定实施例中，天线426是指向基站406的定向天线。有利地的是，将这些不同的天线定位在中继无人机402的不同侧面，相比于将多个天线布置在同一位置，可以减少天线之间的干扰，并为天线移动或旋转提供更多的空间。

图5A和5B显示中继无人机使用移动基站执行导航命令的示例。图5A及5B中的中继无人机402A与图4中的中继无人机402相同，除了光发射器540及光检测器542用中继无人机402A显示。图5A和5B中的基站406A与图4中的基站406相同，除了GPS单元510、天线512和反射单元544用于显示基站406A。用中继无人机402A或基站406A的虚线轮廓来显示，中继无人机402A和基站406A移动到随后的位置。

图5A显示中继无人机402A使用移动基站406A执行导航命令，以保持在基站406A附近。如图5A所示，中继无人机402A配置为位于基站406A上方(以船艇形式)。中继无人机402A包括GPS单元514、全向天线516、朝向无人机的定向天线518以及朝向基站的定向天线520。

中继无人机402A与基站406A通信，并接收由基站406上的GPS单元510确定的编码GPS坐标。为响应接收和解码位置信号以确定GPS坐标，中继无人机402A可从当前位置(如图5A中右侧的中继无人机402A所示)移动到高于接收GPS坐标的新位置(如图5A中左侧的中继无人机402A所示)。因此，当基站移动时，中继无人机402A可通过改变位置，基本上保持在基站上方或后方(跟随基站)。

在某些实施例中，中继无人机402A可包括光发射器540及光检测器542。光发射器可以是LED或激光器。光检测器可以检测从基站406的反射单元544反射回来的光发射器发出的光。光检测器可以是光电二极管和/或光电二极管阵列。反射单元可以是镜子(例如，平面镜或曲面镜)。中继无人机402A可感测反射单元544的反射光，以确定基站406a的位置和/或确认从基站406A接收的位置信息。

图5B显示了中继无人机402A执行具有移动基站406A的导航命令同时还与工作无人机530通信的示例。工作无人机可以包括工作无人机全向天线550和GPS单元515。如上所述，中继无人机402A可以利用全向天线516经由无人机全向通信链路532接收工作无人机位置信号，中继无人机402A可以从该无人机全向通信链路532接收关于工作无人机530的信息，或者确定工作无人机530的位置。然后，中继无人机402A可以将面向无人机的定向天线518校准到工作无人机530的位置，并通过无人机定向通信链路534上的高比特率信号与工作无人机通信(例如通过接收流4K+视频内容)。

基站406可通过基站通信链路522发送控制信号，以控制与中继无人机402A通信的工作无人机530。中继无人机402A可经由无人机定向通信链路534将控制信号经由面向无人机的定向天线518(和/或经由其他实施例中的无人机全向通信链路532将控制信号经由全向天线)中继至工作无人机。

当基站406A移动时，基站406A可以经由基站通信链路522发送控制信号，该控制信号包括基站406的当前位置的基站位置信号和控制工作无人机530的命令，响应接收到的控制信号，中继无人机402A可以移动(如图5B中的箭头所示)到基站406A的当前位置附近。此外，当中继无人机402A移动时，中继无人机402A可以将面向基站的定向天线520连续校准到基站406A的当前位置(相对于从中继无人机的GPS单元514确定的中继无人机自身位置)，还可以将面向无人机的定向天线518连续校准到根据工作无人机位置信号所确定的工作无人机530的位置。在某些实施例中，中继无人机402A可以利用全向天线(未示出)通过基站通信链路522与基站406A通信。

在某些实施例中，中继无人机402A可基本上保持在以0至100公里/小时的速度移动在基站上方或后方。有利的是，中继无人机可以与基站交换高比特率信号，是因为至少可以与基站406A保持接近和/或与基站406A保持视线关系。在某些实施例中，中继无人机402A与工作无人机530之间的距离可以是1-400公里，通常小于300公里，而中继无人机402A与基站406A之间的距离可以是500米(m)左右。在某个实施例中，中继无人机402A在相对于基站406 300米以上的高度固定在空中位置。在另一个实施例中，中继无人机402A可位于距基站406超过400公里的更高高度或更长距离处。这些距离可以是横向距离、高度或其任意组合。

在某些实施例中，全向天线516可通过无人机全向通信链路532检测工作无人机530的信号(例如，位置信号)。全向天线的探测范围约为1000公里、900公里、800公里、700公里、600公里、500公里、400公里、300公里、200公里、100公里、50公里、30公里、10公里、5公里、3公里、1公里、500米、300米、100米、50米或10米。该距离可以是横向距离、高度或其任何组合。

在某些实施例中，定向天线518可通过无人机定向通信链路534接收和发送往返于工作无人机530的高比特率和/或宽带信号。校准到工作无人机530位置的定向天线518的探测范围约为1000公里、900公里、800公里、700公里、600公里、500公里、400公里、300公里、200公里、100公里、50公里、30公里、10公里、5公里、3公里、1公里、500米、300米、100米、50米或10米。该距离可为横向距离，高度或其任何组合。在某些实施例中，定向天线518可配置为跨区域旋转或扫描信号。在某些实施例中，定向天线可通过基站通信链路522接收的控制信号由基站406控制。

无人机可以改变高度或导航模式，例如为了补偿不断变化的环境波动。这些高度或导航模式的变化可通过根据高度或导航模式的变化校准定向天线来补偿和/或跟踪高度或导航模式的变化移动无人机来补偿。通过跟踪无人机在高度或导航模式变化期间的运动，定向天线上的通信链路可以保持强信号。例如，工作无人机可以在一个时间段内(例如1秒)将其高度改变小于或等于约1厘米(cm)、3厘米、5厘米、10厘米、30厘米、50厘米、1米、3米、5米或10米。因此，与工作无人机530通信或以其他方式跟踪工作无人机530的中继无人机402A可通过在诸如1秒的时间段内以相同的3cm、5cm、10cm、30cm、50cm、1m、3m、5m或10m移动来跟踪工作无人机530。替换的，或者代替跟踪工作无人机的移动，中继无人机可以移动定向天线来跟踪工作无人机的移动。此外，无人机上的至少一个定向天线和/或全向天线可安装在万向节上。万向节可以为定向天线提供稳定、未受干扰的操作平台，并且可以在三维中沿任何轴自由旋转。在某些实施例中，可将工作无人机配置为执行各种任务，例如将有效载荷或货物传送到某个位置，在某个位置内进行录像活动或视频记录移动物体(例如迁移中的动物)。当工作无人机执行跟踪移动物体的任务时，工作无人机530可移动以保持相对于移动物体的距离或方向。

在某些实施例中，中继无人机402A可以与基站406A的保持一定距离，例如通过悬停在基站406A上方。中继无人机402A可以直接悬停在基站406A上方，或者例如在具有固定翼无人机的实施例中，通过围绕基站406A盘旋而悬停。中继无人机402A从基站406A维持的距离可以小于或等于约10厘米，30厘米，50厘米，1米，3米，5米，10米，30米，50米，100米，300米，500米，1公里，3公里，5公里或10公里。在某些实施例中，固定翼无人机可优于多直升机无人机用于需要无人机更长操作时间或行进更长距离的应用。

图6显示了中继无人机602与手持基站606交互的示例。中继无人机602可通过基站通信链路610与手持基站606通信。手持基站可以是能够与中继无人机602通信的任何类型的手持设备，其外形可以是平板电脑或智能手机。在所示实施例中，基站通信链路610是无线的。在某些实施例中，基站通信链路610可以是Wi-Fi或蓝牙无线链路，也可以使用定向和/或全向天线建立。

中继无人机602可配置为与基站606保持视线关系。例如，中继无人机602可配置为与基站606保持在设定距离内，例如在基站606上方的阈值距离内。中继无人机602可配置为在中继无人机602的中继无人机全向天线612处接收来自工作无人机604的工作无人机位置信号。工作无人机位置信号可由工作无人机604上的GPS单元614产生，并通过无人机全向通信链路618从工作无人机604上的工作无人机全向天线616传输至中继无人机602上的全向天线612。在某些实施例中，全向天线(例如，中继无人机602或工作无人机604上用于传输或接收工作无人机604或中继无人机602的位置信号的全向天线612、616)可替换为对特定区域进行扫描的一种定向天线，如通过一个或两个轴的360度旋转来实现扫描。

中继无人机602可从工作无人机位置信号解码工作无人机位置，并将中继无人机602上的中继无人机定向天线622校准到工作无人机位置，以与工作无人机604通信并建立工作无人机定向通信链路620。中继无人机定向天线622可穿俯仰轴上旋转，而整个中继无人机可绕偏航轴旋转。在某些实施例中，中继无人机定向天线622可绕水平轴旋转，而整个中继无人机602可绕垂直轴旋转。

中继无人机602可包括罗盘632和惯性导航***(INS)634。INS 634可包括运动传感器和旋转传感器。运动传感器可以是加速计，旋转传感器可以是陀螺仪。

在某些实施例中，中继无人机602和工作无人机604之间的距离可以是1-400公里，通常小于300公里，而中继无人机602和基站606之间的距离可以是500米左右。在一个实施例中，中继无人机602位于基站606上方300米以上的固定空中位置。在另一个实施例中，中继无人机602可处于距基站606更高的高度或更长的距离，例如超过400公里。这些距离可以是横向距离、高度或任意组合。

工作无人机604可根据基站606的指示配置用于各种任务。例如，工作无人机的任务是将货物运送到目标630的位置，或者通过记录目标630的感官数据(例如，视频数据)来监控目标630。货物可以存储在工作无人机604的底盘外部，也可以存储在工作无人机604的内部。

图7显示了图6的中继无人机的一个示例，该中继无人机具有将中继无人机602栓接到基站606的物理线路。图7与图6相同，除了图6中的基站通信链路610是图7中的有线基站通信链路702。有线基站通信链路702可以是物理连接，例如电缆。在某些实施例中，有线基站通信链路702也可向中继无人机602供电。在某些实施例中，可使用有线基站通信链路702代替基站606和中继无人机602之间的任何无线通信。

在某些实施例中，中继无人机可能不会由于自推进而移动，但可能依赖于空气摩擦而被推动，例如以被基站拉动的滑翔机或风筝的形式。

图8示出了与多个工作无人机604A，604B交互的中继无人机602A的示例。图6和7的中继无人机602A与图8的中继无人机602A相同，除了中继无人机602A包括多个中继无人机定向天线622A，622B之外。中继无人机602A被配置为从多个工作无人机604A，604B接收来自不同无人机全向通信链路618A，618B工作无人机位置信号。中继无人机602A还被配置为校准不同的中继无人机定向天线622A，622B，以为每个工作无人机604A，604B建立多个中继无人机定向通信链路620A，620B。

每个工作无人机位置信号可以从每个工作无人机604A，604B上的GPS单元614A，614B生成，并且从每个工作无人机604A，604B经由无人机全向通信链路618A，618B从每个工作无人机604A，604B的全向天线616A，616B传输。此外，每个工作无人机604A，604B可以被配置用于由基站606指示的各种任务。例如，每个工作无人机604A，604B的任务可以是从每个工作无人机604A，604B将可部署的货物802A，802B运送到不同目标630A，630B的位置，或者通过记录每个目标630A，630B的传感数据(例如，视频数据)来监控不同目标630A，630B。在图8所示的实施例中，货物802A，802B在每个工作无人机604A，604B的底盘外部。在某些实施例中，工作无人机604A，604B还可以从目标630A，630B附近取回(例如，拾取)货物以运送到基站606附近。

因此，基站606可向单个中继无人机602A发送控制信号，以控制多个工作无人机604A、604B和/或通过单个中继无人机602A接收多个工作无人机604A、604B的数据信号。

图9示出了从俯视视角沿着偏航轴跟踪工作无人机904的中继无人机902的示例。中继无人机902沿着偏航轴的移动通过用虚线轮廓示出的中继无人机902的后续方向来显示。

工作无人机904可包括处理器916、定位单元918(例如GPS和/或高度计或气压计)和全向天线920。位置单元918可生成位置信息，记录工作无人机904的当前位置。处理器可以对位置信息进行编码并使用全向天线920通过无人机全向通信链路914将位置信息作为来自工作无人机904的位置信号发送。位置信息可以随着工作无人机904的移动而更新，因为工作无人机904随着时间的改变位置发生移动，可以从工作无人机904发送更新的位置信息以获得工作无人机904的更新的位置。

中继无人机902可包括处理器912、定位单元922、指南针924、INS 926和中继无人机全向天线910。中继无人机全向天线910可通过无人机全向通信链路914接收来自工作无人机904的位置信息。中继无人机902上的处理器912可配置为基于接收到的无人机位置信号计算工作无人机904的位置。处理器921还可配置为计算中继无人机902的当前方向与跟踪工作无人机904的移动的中继无人机的可能方向之间的差异。中继无人机上的处理器912随后可配置中继无人机902围绕偏航轴旋转，以根据中继无人机902的可能方向跟踪工作无人机沿偏航轴的移动。处理器912可以利用定位单元922、指南针924和INS926生成的信息来配置中继无人机围绕偏航轴旋转。例如，罗盘924(例如三轴数字磁强计)和/或INS926可使用三轴陀螺仪和三轴加速度计提供中继无人机902的大致位置和方向。INS 926提供的大致位置和方向可与位置单元922提供的绝对位置和方向进行比较，并用在所述过程以执行用于中继无人机902移动的控制顺序。绕偏航轴的旋转用双头箭头930表示。当工作无人机发送更新的位置信息以反映工作无人机的运动时，中继无人机可接收更新的位置信息并沿偏航轴进一步旋转以跟踪工作无人机的运动。在某些实施例中，中继无人机902可由多个定向天线(如图8所示)，用于与多个工作的无人机建立无人机定向通信链路。

图10显示了从侧视视角沿俯仰轴跟踪工作无人机904的中继无人机902的示例。中继无人机902和中继无人机定向天线1002沿俯仰轴的移动用虚线轮廓显示。

当工作无人机904改变高度或以其他方式沿中继无人机的902俯仰轴移动时，跟随工作无人机904的中继无人机902上的中继无人机定向天线1002可沿中继无人机902的俯仰轴移动(例如倾斜)。中继无人机定向天线1002的移动可用于保持无人机定向通信链路1004，而不移动中继无人机902的其他部分。中继无人机定向天线1002的移动可通过控制其上安装有中继无人机定向天线1002的轴来执行。轴控制可由PID(比例积分微分)控制器执行。在某些实施例中，定向天线也可以用步进电机安装在一系列轴上(例如，可加工陶瓷的陶瓷轴，具有耐气候性和耐热性)。电机可以是带有光学编码器的压电电机。

另外，定向天线1002可以稳定在万向节上，例如1轴万向节、2轴万向节或3轴万向节。

在某些实施例中，工作无人机904可距离中继无人机902约300公里。中继无人机902也可以在至少500米的高度，以实现与工作无人机904的视线关系。在某些实施例中，中继无人机902和/或工作无人机904可为具有固定翼长距离无人机，其能够连续操作6-10小时。

图11是中继无人机***使用的示例***的框图1100。框图1100包括与至少一个中继无人机1102和至少一个工作无人机1104通信的至少一个基站1106。基站1106、中继无人机1102和工作无人机1104的***可称为中继无人机网络。可选地，中继无人机网络的节点可以通过网络1132(例如Internet、LTE、蜂窝网络或任何已知的通信网络)与网络***1110和指挥中心1130外部交互。在图11的示例实施例中，基站1106、中继无人机1102和工作无人机1104中的每一个都用后退框(receding boxes)图解说明，以注意可能有多个基站1106、中继无人机1102和/或工作无人机1104联网并一起工作。

指挥中心1130的一个预期例子是位于遥远的城市警察总部。通常情况下，警察总部无法直接与工作无人机1104和/或中继无人机1102进行实时通信。尽管在此描述了预期实施例，警察总部现在可以实时接收和发送数据(包括命令)到工作无人机1104和/或中继无人机1102。

中继无人机1102可以与至少一个工作无人机1104、至少一个基站1106和/或与其他中继无人机1102通信。此外，中继无人机1102和/或工作无人机1104可选地与网络***1110或指挥中心1130通信(例如，通过网络1132，例如互联网、LTE、蜂窝网络、任何已知通信网络或通过中间***)。网络***1110、指挥中心1130和/或基站1106可确定工作无人机控制信息，在工作无人机控制信号中编码，描述工作无人机1104执行的一个或多个任务(例如有效载荷传递)。网络***1110、指挥中心1130和/或基站1106还可以确定中继无人机控制信息，该信息编码在中继无人机控制信号中，描述中继无人机1102执行的一个或多个任务(例如导航模式)。

网络***1110和/或基站1106可以包括作业确定引擎1112A、1112B，该引擎可以接收或获取描述作业或任务的信息，并确定任务信息。在某些实施例中，作业确定引擎可以包括存储库，例如数据存储库，其中包括可被中继无人机1102或工作无人机1104执行的各种作业或任务，以及作业或任务的相关元数据。

作业确定引擎1112A、1112B可以与应用程序引擎通信，以生成交互式用户界面(例如，将由基站呈现的网页)，以便在基站(如在基站的用户界面)上显示。通过用户界面，基站用户可以将任务分配给中继无人机1102和/或工作无人机1104，并提供与任务相关的信息，例如参数。

在某些实施例中，基站1106不与网络***1110通信并且在本地利用作业确定引擎1112B而不是在网络***上托管的远程作业确定引擎1112A来生成控制信号。

例如，用户通过基站1106处的应用引擎的用户界面可以相对于特定属性或位置将任务分配给工作无人机1104。用户还可以包括用于执行任务的信息或参数，诸如有效载荷或货物递送的位置的属性边界(或参考存储或可以访问属性边界信息的数据库或***)，地理校正的图像(如卫星图像)的位置，等等。

应用引擎1114可以处理作业信息并生成控制信号，该控制信号可以作为命令发送给中继无人机，以完成中继无人机1102和/或工作无人机1104的任务。例如，所述控制信号可以编码控制信息，所述控制信息指定要执行任务的工作无人机1104或要将控制信号中继到工作无人机1104的中继无人机1102。控制信息还可包括中继无人机1102和/或工作无人机1104的导航路径。例如，控制信息可以命令工作的无人机1104根据在基站1106选择的安全高度，按照之字形模式导航。这可以是基于工作无人机1104中包含的相机的特定焦距、传感器分辨率等，使得之字形图案的每个腿之间的距离是特定的距离，以便在相机对目标位置的覆盖范围不会有漏洞。

如上所述，中继无人机1102可通过基站通信链路1118接收来自基站1106的控制信号。基站通信链路1118可以通过无线或有线连接，并且可以使用全部定向天线、全部全向天线、或全向和定向天线的组合来实现。控制信号可以包括中继无人机控制信息1102，其控制中继无人机1102的方面或委托中继无人机1102执行任务，例如保持在基站1106的距离和/或视线内。

中继无人机1102可包括中继无人机应用引擎1120，其可配置中继无人机以执行可从中继无人机控制信号识别的任务。在执行任务时，中继无人机1102可以上升到安全高度(例如，在中继无人机控制信息中识别)，并保持相对于基站1106的位置。中继无人机控制信号还可包括工作无人机控制信号，其中中继无人机1102可配置为通过工作无人机通信链路1124(其中可以包括如上所述的无人机全向通信链路和无人机定向通信链路)传递工作无人机控制信号到工作无人机1104。

中继无人机1102可包括导航控制引擎1112，该引擎可管理中继无人机1102中包括的推进机构(例如电机、转子、螺旋桨等)，以执行中继无人机控制信息中确定的任务。可选地，中继无人机应用引擎102可以向导航控制引擎1112提供命令(例如，高级命令)，其可以解释或覆盖中继无人机控制信号中的中继无人机控制信息。例如，中继无人机应用引擎1120可以指示中继无人机1102由于中继无人机1102损坏而下降到某个位置，导航控制引擎1122可以确保中继无人机1102以基本垂直的方向下降。

工作无人机1102可包括工作无人机应用引擎1120，其可配置工作无人机以执行通过工作无人机通信链路1124接收的工作无人机控制信息中确定的任务。在执行任务时，中继无人机1102可以上升到安全高度(例如，在工作无人机控制信息中确定的)，保持相对于中继无人机1102的位置，并激活有效载荷(例如，工作无人机1104中包含的传感器，以获得描述目标区域的真实世界信息)。

工作无人机1104可包括导航控制引擎1126，该引擎可管理工作无人机1126中包括的推进机构(例如电机、转子、螺旋桨等)，以执行工作无人机控制信息中确定的任务。可选地，工作无人机应用引擎1128可以向导航控制引擎1126提供命令(例如，高级命令)，其可以解释或覆盖工作无人机控制信息。例如，工作无人机应用引擎1128可以指示工作无人机1126由于工作无人机1104受到损坏而下降到某个位置，导航控制引擎1126可以确保工作无人机1104以基本垂直的方向下降。

在执行或作为执行工作无人机控制信息中详述的任务的一部分后，工作无人机1104可以发送由中继无人机1102中继到基站1106的数据信号。这一过程可能是重复的，例如基站1106在接收到数据信号后，通过中继无人机1104向工作无人机1104发送额外的工作无人机控制信息。例如，工作的无人机1104可以为基站1106提供传感器信息。基站1106可以组合接收到的传感器信息(例如，将图像拼接在一起，生成3D属性模型等)。根据组合的接收到的传感器信息，基站可以通过中继无人机1102向工作无人机1104发送更新的工作无人机控制信息，以便更详细地检查传感器信息中确定的区域。

可选地，工作无人机1104和/或中继无人机1102可通过网络1132与指挥中心1130通信。指挥中心1130可直接向工作无人机和/或中继无人机发送工作无人机控制信息，或向中继无人机发送中继无人机控制信息，其覆盖从基站1106发送的控制信息。

图12是用于中继无人机操作的示例过程1200的流程图。过程1200可由中继无人机执行，该无人机可使用一台或多台计算机或处理器。

中继无人机可从基站获得中继无人机控制信号(模块1202)。中继无人机控制信号可通过与基站的通信链路被接收。

中继无人机可以执行来自中继无人机控制信号(模块1204)的命令。如上所述，中继无人机控制信号可以控制中继无人机执行任务。例如，中继无人机控制信号可以指示中继无人机执行导航任务，例如保持在基站的一定距离内，保持在基站视线范围的路径内，或在基站周围形成保持模式。在某些实施例中，即使基站正在运动，中继无人机控制信号也可指示中继无人机保持在基站的距离内和基站的视线内。

中继无人机可获得工作无人机控制信号(模块1206)。所述工作无人机控制信号可以包括用于将要被传递工作无人机控制信号的工作无人机的指定。工作无人机控制信号可包括用于工作无人机和/或指示工作无人机执行任务的命令。

中继无人机可以中继工作无人机的工作无人机控制信号(模块1208)。工作无人机控制信号还可包括向中继无人机发出的命令，以将工作无人机控制信号中继到适当的工作无人机(例如，通过设置中继参数，例如工作无人机控制信号中继的时间)。在某些实施例中，中继无人机可以自动将工作无人机控制信号中继到适当的工作无人机，以响应接收的工作无人机控制信号，而无需在发送给中继无人机的工作无人机控制信号中附加组件。中继无人机可通过工作无人机与中继无人机之间建立的工作无人机通信链路，将工作无人机控制信号直接发送给工作无人机。

在某些实施例中，中继无人机可以通过至少一个其他中继无人机间接地将工作无人机控制信号发送给工作无人机。在这种情况下，中继无人机可以通过中继无人机之间的中继无人机通信链路将工作无人机控制信号发送给其他中继无人机。

中继无人机可接收由工作无人机(模块1210)生成的工作无人机数据信号。所述工作无人机数据信号可由工作无人机响应于接收工作无人机控制信号而产生。工作无人机数据信号可包括来自指定基站的工作无人机的数据和/或反馈。如果中继无人机与工作无人机直接通信，则工作无人机数据信号可通过工作无人机通信链路接收；如果中继无人机通过其他中继无人机与工作无人机间接通信，则工作无人机数据信号可通过无人机通信链路接收。

中继无人机可发送工作无人机数据信号(模块1212)。工作无人机数据信号可包括向中继无人机发出的命令，以将工作无人机数据信号中继到适当的基站(例如，通过设置中继参数，例如工作无人机数据信号中继的时间)。在某些实施例中，中继无人机可以响应接收到工作无人机数据信号而自动将工作无人机数据信号中继到适当的基站，而无需在发送给中继无人机的数据信号中附加组件。如果中继无人机与基站直接通信，中继无人机可通过工作无人机与基站之间建立的基站通信链路将工作无人机数据信号直接传输到基站。

在某些实施例中，中继无人机可以通过至少一个其他中继无人机间接地将工作无人机数据信号发送到基站。在这种情况下，中继无人机可以通过中继无人机之间的中继无人机通信链路将工作无人机数据信号发送给其他中继无人机，以便传送到基站。

图13是用于建立工作无人机通信链路的示例过程的流程图。流程1300可以由中继无人机执行，该中继无人机可以使用一个或多个计算机或处理器。

中继无人机可以从工作无人机获得工作无人机位置(模块1202)。工作无人机位置可以是可建立工作无人机通信链路的工作无人机的位置和/或工作无人机天线的位置。工作无人机位置可在特定时间或定期从工作无人机传送。因此，工作无人机位置会定期更新，以反映基站如何随时间保持在同一位置或随时间移动。工作无人机位置可通过工作无人机全向天线或工作无人机定向天线传输，例如，通过工作无人机定向天线指向中继无人机位置或在扫描运动中跨越包括中继无人机的广域区域。

中继无人机可将中继无人机上的中继无人机定向天线校准到工作无人机位置(模块1302)。中继无人机可将中继无人机定向天线指定到单个工作无人机，或可在多个工作无人机之间共享中继无人机定向天线(例如通过执行基于时间或基于代码的多路复用)。

中继无人机可以与工作无人机建立工作无人机通信链路(模块1306)。

工作无人机通信链路可以通过第一次初始化与工作无人机的通信握手来与工作无人机建立，以便工作无人机初始化或接受与中继无人机的通信。握手后，中继无人机可通过中继无人机的定向天线与工作无人机通信。可通过使用中继无人机的定向天线使中继无人机向工作无人机传输数据或信号和/或从工作无人机接收数据或信号来实现通信。所传输的数据或信号可以包括工作无人机控制信号和/或工作无人机数据信号。

在某些实施例中，握手包括将中继无人机位置传输到工作无人机，并使在工作无人机处的定向天线被校准以指向中继无人机位置。握手后，通过中继无人机的定向天线与中继无人机通信，建立工作无人机通信链路。

图14是用于建立基站通信链路的示例过程的流程图。流程1400可以由中继无人机执行，该中继无人机可以使用一个或多个计算机或处理器。

中继无人机可获得基站位置(模块1402)。基站位置信息可以从基站获得，通过中继无人机可访问的传感器获得，或者可以预先确定并存储在中继无人机可访问的数据存储中。基站位置可以是基站的位置和/或基站天线的位置，从该位置可以建立基站通信链路。基站位置可定期确定或更新，例如通过更新中继无人机可访问的传感器或从基站定期传输的传感器。因此，可以定期更新基站位置，以反映基站如何随时间保持在同一位置或随时间移动。

当接收到但未感知时，基站位置可通过中继无人机上的全向天线或定向天线无线接收。例如，通过定向基站位置的中继无人机定向天线或以扫描运动跨越很宽恰好包括基站的区域的中继无人机定向天线。

基站位置可以通过基站上的全向天线或定向天线从基站无线发送，例如，通过定向中继无人机位置的基站定向天线或以扫描运动跨越很宽恰好包括中继无人机的区域的基站定向天线。

在某些实施例中，可以通过与基站连接的物理线路来接收基站位置。基站位置可以被编码为中继无人机从基站接收的中继无人机控制信号的一部分。

可选的，如虚线所示，中继无人机可响应接收基站位置(模块1404)执行导航协议。例如，根据基站位置，中继无人机可执行导航协议，使中继无人机保持在基站附近或沿与基站有直接视线关系的路径移动。在某些实施例中，中继无人机可能已从基站接收到控制信号，该控制信号将中继无人机配置为(或在未首先接收到控制信号的情况下进行预编程)留在基站附近或沿与基站具有直接视线关系的路径移动。

中继无人机可以校准中继无人机上的天线，以与基站(模块1406)通信。天线可通过采用专用于与基站通信的通信协议进行校准，例如采用特定的数据编码协议与基站通信和/或通过校准面向基站的定向天线来直接指向基站位置。在某些实施例中，中继无人机可以将定向天线指定给单个基站，或者可以在多个基站之间共享定向天线(例如通过执行基于时间或基于代码的多路复用)。

中继无人机可与基站(块1408)建立基站通信链路。可以通过初始化与基站的通信握手来与基站建立中继无人机通信链路，以便基站初始化或接受与中继无人机的通信。在握手之后，中继无人机可以通过专用于与基站通信的通信协议与基站通信。可通过让中继无人机使用中继无人机的定向天线向基站发送数据或信号和/或从基站接收数据或信号来实现通信。所传输的数据或信号可以包括中继无人机控制信号和/或工作无人机数据信号。

在某些实施例中，握手包括将中继无人机位置传输到基站，以便基站的定向天线校准到中继无人机位置并指向中继无人机位置。在握手之后，可以通过基站的定向天线与中继无人机通信来建立基站通信链路。

图15是用于建立中继无人机通信链路的示例过程的流程图。流程1500可以由中继无人机执行，该中继无人机可以使用一个或多个计算机或处理器。

中继无人机可获得次级中继无人机的次级中继无人机位置(模块1502)。二级中继无人机是远程中继无人机，中继无人机配置为与之建立通信。次级中继无人机位置可以是次级中继无人机的位置和/或次级中继无人机天线的位置，从该位置可以建立中继无人机通信链路。次级中继无人机位置可通过中继无人机可访问的传感器进行感测，和/或在特定时间或定期从次级中继无人机传输。或者，次级中继无人机位置可以从基站或通过网络从中继无人机可访问的任意源进行传输。在某些实施例中，次级中继无人机位置可以编码为从基站接收的中继无人机控制信号的一部分。

可通过中继无人机上的全向天线或定向天线无线接收次级中继无人机位置，例如，通过定向到次级中继无人机的位置的中继无人机定向天线，或以扫描运动跨越包括次级中继无人机的区域的中继无人机定向天线。

次级中继无人机位置可通过次级中继无人机上的全向天线或定向天线从次级中继无人机无线发送，例如，通过定向到中继无人机位置的次级中继无人机定向天线，或以扫描运动跨越包括中继无人机的区域的次级中继无人机定向天线。

中继无人机可将中继无人机上的定向天线校准到次级中继无人机位置(模块1504)。中继无人机可将中继无人机上的定向天线指定给单个次级中继无人机，或在多个次级中继无人机之间共享中继无人机上的定向天线(例如通过执行基于时间或基于代码的多路复用)。

中继无人机可与次级中继无人机建立中继无人机通信链路(模块1408)。在与次级中继无人机建立中继无人机通信链路时，中继无人机可以初始化与次级中继无人机的通信握手，以便次级中继无人机初始化或接受与中继无人机的通信协议。握手后，中继无人机可通过专用于与次级中继无人机通信的通信协议与次级中继无人机通信。通信协议可以包括让中继无人机使用中继无人机的定向天线向次级中继无人机发送数据或信号和/或从次级中继无人机接收数据或信号(以及可选地，在通信链路的另一端上的次级中继无人机的定向天线)。次级中继无人机与中继无人机通信的通信协议可以包括将中继无人机位置发送到次级中继无人机，并使次级中继无人机校准次级中继无人机处的定向天线到中继无人机位置。所传输的数据或信号可以包括中继无人机控制信号、工作无人机控制信号和/或工作无人机数据信号。

图16显示了用于实现本文描述的特征和过程的无人机的示例***架构的框图。无人机可以是中继无人机或工作无人机。

无人机主处理***1600可以是一台或多台计算机的***，或在一台或多台计算机的***上执行的软件，该***与一个或多个数据库进行通信或维护。无人机主处理***1600可以是以下一个或多个***：一个或多个处理器1635、图形处理器1636、I/O子***1634、逻辑电路、模拟电路、相关的易失性和/或非易失性存储器、相关的输入/输出数据端口、电源端口等，和/或一个或多个处理执行处理器或计算机的软件。自动驾驶***1630包括惯性测量单元(IMU)1632、处理器1635、I/O子***1634、GPU 1636和各种操作***1620以及模块1620-1629。存储器1618可以包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备、固态硬盘驱动器或闪存。其它易失性存储器，如RAM、DRAM、SRAM，可在无人机操作时用于临时存储数据。数据库可以存储描述无人机导航操作、导航计划、应急事件、地理围栏信息、组件信息和其他信息的信息。

无人机处理***可与一个或多个传感器耦合，例如GNSS接收器1650(例如，GPS、Glonass、Galileo或北斗***)、陀螺仪1656、加速度计1658、温度传感器1654、压力传感器(静态或差分)1652、电流传感器、电压传感器、磁力计、比重计和电机传感器。无人机可使用惯性测量单元(IMU)1632用于无人机导航。传感器可与处理***耦合，或与无人机处理***耦合的控制板耦合。一条或多条通信总线，如CAN总线或信号线，可以连接各种传感器和组件。

各种传感器、设备、固件和其他***可以相互连接，以支持无人机的多种功能和操作。例如，无人机主处理***1600可使用各种传感器来确定载具当前的地理空间位置、姿态、高度、速度、方向、俯仰、侧倾、偏航和/或空速，并引导载具沿指定路线和/或到指定的位置，和/或控制载具的姿态、速度、高度和/或空速(可选的甚至不沿特定路径或特定位置驾驶载具)。

导航控制模块(也称为导航控制引擎)1622处理无人机的导航控制操作。模块与控制电机1642和/或执行器1644操作的一个或多个控制器1640交互。例如，发动机可用于螺旋桨旋转，执行器可用于导航表面控制，如副翼、方向舵、襟翼、起落架和降落伞的部署。

应急模块1624监控和处理应急事件。例如，应急模块可以检测到无人机已越过地理围栏的边界，然后指示导航控制模块返回预定的着陆位置。其他应急标准可以是检测电池或燃料不足状态，或车载传感器、电机故障，或偏离导航计划。由于可能检测到其他应急事件，因此上述内容不应受到限制。在某些情况下，如果装备在无人机上，如果发动机或执行器发生故障，可能会部署降落伞。

任务模块1629处理导航计划、航路点和其他与导航计划相关的信息。任务模块1629与导航控制模块一起工作。例如，任务模块可以向导航控制模块发送有关导航计划的信息，例如，纬度/长航路点、高度、导航速度，以便导航控制模块自动驾驶无人机。

无人机可以连接各种设备进行数据采集。例如，照相机1649、摄像机、红外摄像机、多光谱摄像机和激光雷达、无线电收发器、声纳、TCAS(交通防撞***)。设备收集的数据可以存储在收集数据的设备上，或者可以存储在无人机处理***1600的非易失性存储器1618上。

无人机处理***1600可与各种天线、无线电和发射器1659耦合，用于手动控制无人机，以及用于无线或有线数据往返传输到无人机主处理***1600和可选的无人机辅助处理***1602。无人机可以使用一个或多个通信子***，例如无线通信或有线子***，以促进与无人机之间的往返通信。无线通信子***可以包括天线、无线电收发器和红外、光学超声波、电磁设备。有线通信***可包括以太网、USB端口、串行端口或其他类型的端口，以与地面控制***、基于云的***或其他设备(例如移动电话、平板电脑、个人电脑、显示器、其他网络设备)建立与无人机的有线连接。无人机可以使用一根连接到地面基站的轻型系绳电线与无人机通信。例如，可以通过磁性耦合器将系绳电线可拆卸地固定到无人机上。

可以通过从无人机传感器和操作***读取各种信息并将信息存储在非易失性存储器中生成导航数据日志。数据日志可以包括各种数据的组合，例如时间、高度、航向、环境温度、处理器温度、压力、电池电量、燃油油位、绝对或相对位置、GPS坐标、俯仰、横滚、偏航、地面速度、湿度、速度、加速度和应急信息。这并不意味着限制，其他数据也可能被捕获并存储在导航数据日志中。导航数据日志可以存储在可移动媒体上，媒体安装在地面控制***上。或者，数据日志可以传输到基站、次级中继无人机、指挥中心或网络***。

可通过操作***执行用于执行导航操作、应急机动和其他功能的模块、程序或指令。在某些实例中，操作***1620可以是实时操作***(RTOS)、UNIX、Linux、OSX、Windows、Android或其他操作***。此外，其他软件模块和应用程序可以在操作***上运行，例如导航控制模块1622、应急模块1624、应用模块1626和数据库模块1628。通常使用无人机处理***1600执行导航关键功能。操作***1620可以包括处理基本***服务和执行与硬件相关的任务的指令。

除无人机主处理***1600外，还可使用次级处理***1602运行其他操作***以执行其他功能。无人机次级处理***1602可以是一台或多台计算机的***，也可以是在一台或多台计算机的***上执行的软件，该***与一个或多个数据库进行通信或维护。无人机次级处理***1602可以是以下一个或多个***：处理器1694、图形处理器1692、I/O子***1693、逻辑电路、模拟电路、相关的易失性和/或非易失性存储器、相关的输入/输出数据端口、电源端口等，和/或一个或多个处理执行一个或多个处理器或计算机的软件。内存1670可以包括非易失性内存，例如一个或多个磁盘存储设备、固态硬盘驱动器、闪存。其它易失性存储器，如RAM、DRAM、SRAM，可用于在无人机操作时存储数据。

理想情况下，在次级处理***1602上运行的模块、应用程序和其他功能本质上是非关键功能，即如果功能失效，无人机仍能安全操作。在某些实例中，操作***1672可以基于实时操作***(RTOS)、UNIX、Linux、OSX、Windows、Android或其他操作***。此外，其他软件模块和应用程序可以在操作***1672上运行，例如应用程序模块1678、数据库模块1680等(例如模块1672-1680)。操作***1602可能包括处理基本***服务和执行硬件相关任务的指令。

此外，控制器1646还可用于交互和操作有效载荷传感器或设备1648，以及其他传感器或设备，例如照相机1649、摄像机、红外摄像机、多光谱摄像机、立体摄像机对、激光雷达、无线电收发器、声纳、激光测距仪、高度计、TCAS(交通防撞***)，ADS-B(自动相关监视广播)应答器。可选地，次级处理***1602可具有耦合控制器以控制有效载荷传感器或设备。

前面所述的每一个过程、方法和算法可以包含在由一个或多个计算机***或包括计算机硬件的计算机处理器执行的代码模块中，并且可以完全或部分自动化。代码模块(或“引擎”)可以存储在任何类型的非暂时性计算机可读介质或计算机存储设备上，例如硬盘、固态存储器、光盘和/或类似设备。

***和模块也可以作为生成的数据信号(例如，作为载波或其他模拟或数字传播信号的一部分)在各种计算机可读的传输介质上传输，包括基于无线和基于有线/电缆的介质，并且可以采用各种形式(例如，作为单个或多路模拟信号的一部分，或作为多个离散数字组或帧)。这些过程和算法可以部分或全部在专用的电路中实现。所公开的过程和过程步骤的结果可以持久地或以其他方式存储在任何类型的非暂时性计算机存储器中，例如，易失性存储器或非易失性存储器。

通常，本文所使用的术语“引擎”和“模块”，是指硬件或固件中所包含的逻辑，或者是软件指令的集合，用编程语言编写可能有入口和出口点，例如，Java、Lua、C或C++。软件模块可以编译并链接到可执行程序中，安装在动态链接库中，或者可以用解释的编程语言(例如，basic、perl或python)编写。应了解，软件模块可从其他模块或自身调用，和/或可根据检测到的事件或中断调用。为在计算设备上执行而配置的软件模块可以在一个或多个计算机可读介质上提供，例如光盘、数字视频光盘、闪存驱动器或任何其他有形介质。这种软件代码可以部分或全部存储在执行计算设备的存储器设备上。软件指令可以嵌入到固件中，例如EPROM。硬件模块可由连接的逻辑单元组成，如门和触发器，和/或可由可编程单元组成，如可编程门阵列或处理器。本文所述的模块优选地作为软件模块实现，但可以用硬件或固件表示。一般来说，本文所述的模块是指逻辑模块，尽管它们是物理组织或存储的，但可以与其他模块组合或分为子模块。电子数据源可以包括数据库、易失性/非易失性存储器，以及维护信息的任何存储器***或子***。

与本文公开的实施例相关的各种说明性逻辑块和模块可以由机器实现或执行，例如通用处理器、数字信号处理器(DSP)、应用特定集成电路(ASIC)、现场程序。可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其任何组合，旨在执行本文所述功能。通用处理器可以是微处理器，但在另一种情况下，处理器可以是控制器、微控制器或状态机，相同或类似的组合等。处理器可以包括配置成处理计算机可执行指令的电路。在另一实施例中，处理器包括不处理计算机可执行指令而执行逻辑操作的FPGA或其他可编程设备。处理器也可以作为计算设备的组合来实现，例如，一个DSP和一个微处理器的组合，多个微处理器，一个或多个与DSP核心结合的微处理器，或任何其他此类配置。尽管本文主要描述数字技术，处理器也可以主要包括模拟组件。例如，本文所述的一些或所有信号处理算法可以在模拟电路或混合模拟和数字电路中实现。计算环境可以包括任何类型的计算机***，包括但不限于基于微处理器的计算机***、主机、数字信号处理器、便携式计算设备、设备控制器或计算引擎。

与本文公开的实施例相关的方法、过程或算法的元素可以直接体现在硬件中、存储在一个或多个存储设备中并由一个或多个处理器执行的软件模块中，或者二者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域已知的任何其他形式的非暂时性计算机可读存储介质、介质或物理计算机存储中。示例存储介质可以耦合到处理器，以便处理器可以从存储介质读取信息，并将信息写入存储介质。另外，存储介质可以集成到处理器中。存储介质可以是易失的或非易失的。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在另一种情况下，处理器和存储介质可以作为离散组件驻留在用户终端中。

上述各种特征和过程可以彼此独立使用，也可以以各种方式组合使用。所有可能的组合和子组合都应在本公开的范围内。此外，某些实施方式中可以省略某些方法或过程块。本文所述的方法和过程也不限于任何特定的顺序，并且与之相关的块或状态可以其他适当的顺序中执行。例如，所描述的块或状态可以以不同于具体公开的顺序执行，或者多个块或状态可以在单个块或状态中组合。示例块或状态可以串行、并行或以其他方式执行。可以将块或状态添加到公开的示例实施例中或从中移除。此处所述的示例***和组件的配置可能与所描述的不同。例如，与公开的实施例相比，可以添加、移除或重新排列元素。

本文中使用的条件语言，如“能”、“可以”、“也许”、“可能”、“例如”等，除非另有特别说明，或在所使用的上下文中另有理解，通常旨在传达某些实施例包括，而其他实施例不包括某些功能、元素和/或步骤。因此，这种条件语言通常并不意味着一个或多个实施例以任何方式需要特征、元素和/或步骤，或者一个或多个实施例必须包括逻辑来决定是否有作者输入或提示这些特征，元素和/或步骤包括在或将在任何特定实施例中执行。术语“包含”、“包括”、“拥有”等是同义词，以开放式的方式包含使用，不排除附加的元素、特征、行为、操作等。此外，术语“或”在其包容性意义上使用(而不是在其独有意义上)，因此，例如，当用于连接元素列表时，“或”表示列表中的一个、一些或所有元素。连接语言，如短语“X、Y和Z中的至少一个”，除非另有特别说明，否则应与上下文一起理解，通常用于表示一个项目、术语等可以是X、Y或Z。因此，这种连接语言一般并不意味着某些实施例要求X中的至少一个、Y中的至少一个和Z中的至少一个存在。

这里使用的术语“一个”应该是包含性的而不是排他性的解释。例如，无论是在权利要求书中还是在说明书中的其他地方使用，除非特别指出，否则术语“一个”不应理解为表示“恰好一个”或“一个且仅一个”，而是术语“一个”表示“一个或多个”或“至少一个”，并且不论在权利要求或说明书中的其他地方如何使用量词如“至少一个”，“一个或多个”或“多个”。

本文中使用的术语“包含”应给出包容性而非排他性解释。例如，包含一个或多个处理器的通用计算机不应解释为排除其他计算机组件，并且可能包括存储器、输入/输出设备和/或网络接口等组件。

虽然已经描述了某些实施例，但这些实施例仅以示例的形式呈现，并不是意为对本公开范围的限制。因此，上述描述中的任何内容都不意味着任何特定的元素、特征、特征、步骤、模块或块是必需的或不可或缺的。实际上，本文所述的新方法和***可以多种其他形式体现；此外，本文所述的方法和***的各种省略、替换和形式上的变化可以在不违背本文所公开发明精神的情况下进行。所附的权利要求及其等价物旨在涵盖本文所公开的某些发明的范围和精神范围内的形式或修改。

本文描述的流程图和/或附图中描述的任何流程说明、元素或块都应理解为潜在地表示模块、段或代码部分，其中包括一个或多个用于实现特定逻辑功能或步骤的可执行指令。替代实施方式也包括在本文所述实施例的范围内，其中可以删除元素或功能，按照所示或讨论以外的顺序执行，包括基本上同时或反向顺序执行，具体取决于所涉及的功能，这可以被本领域技术人员所理解。

应强调的是，可以对上述实施例进行许多变更和修改，其中的要素应理解为其他可接受的示例。所有此类修改和变更均应包含在本发明公开的范围内。上述描述详细说明了本发明的某些实施例。然而，应当理解，无论上述内容在文本中多么详细，本发明都可以以多种方式实施。如上文所述，应注意，在描述本发明的某些特征或方面时使用特定术语不应被理解为，此处重新定义的术语对包括特定特征或与该术语相关联的发明方面的限制。

应当理解，并非所有的目标或优点都可以根据本文所述的任何具体实施方式实现。因此，例如，本领域技术人员将认识到，某些实施例可配置为以实现或优化本文所教导的一个或一组优点的方式操作，而不必实现本文所教导或建议的其他目标或优点。

Claims (18)

1.一种方法，包括：

在中继无人机处接收由基站产生的中继无人机控制信号，该中继无人机被配置为响应于接收到所述中继无人机控制信号而保持导航模式；

接收所述基站产生的工作无人机控制信号，所述工作无人机控制信号用于控制工作无人机；

将所述工作无人机控制信号发送到工作无人机位置；

接收所述工作无人机产生的数据信号；

并将所述数据信号发送到基站位置。

2.如权利要求1所述的方法，包括：

在全向天线处接收所述工作无人机位置；和

在定向天线处发送所述工作无人机控制信号到所述工作无人机位置。

3.如权利要求2所述的方法，包括：

校准所述定向天线到工作无人机位置以响应接收所述工作无人机位置。

4.根据权利要求3所述的方法，其中校准所述定向天线包括沿着俯仰轴枢转所述定向天线并沿着偏航轴移动中继无人机。

5.如权利要求2所述的方法，包括：

在定向天线处接收由所述工作无人机产生的数据信号。

6.如权利要求2所述的方法，其中定向天线通过万向节稳定。

7.如权利要求1所述的方法，包括：

在面向定向天线的基站处接收中继无人机控制信号和工作无人机控制信号；以及

在面向定向天线的基站处发送数据信号。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述中继无人机控制信号包括基站移动的指示。

9.如权利要求1所述的方法，包括：

接收覆盖中继无人机控制信号和工作无人机控制信号的全局命令信号。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，通过所述中继无人机和所述基站之间的电线接收所述中继无人机控制信号和所述工作无人机控制信号。

11.如权利要求1所述的方法，其中，所述数据信号是分辨率等于或大于4K的视频信号。

12.如权利要求1所述的方法，包括：

将工作无人机控制信号发送到第二中继无人机，该第二中继无人机将所述工作无人机控制信号发送到所述工作无人机位置。

13.如权利要求1所述的方法，其中所述导航模式包括：与所述基站的视线；以及

与工作无人机的视线。

14.如权利要求1所述的方法，其中，所述导航模式包括在设定距离处直接保持在所述基站上方。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述导航模式包括飞行模式。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述导航模式包括一组道路上的路径。

17.如权利要求1所述的方法，包括：

从第一中继无人机位置移动到第二中继无人机位置，所述第二中继无人机位置接收的工作无人机控制信号比第一中继无人机位置的更大。

18.如权利要求1所述的方法，包括：

从第一中继无人机位置移动到第二中继无人机位置，第二中继无人机位置接收的数据信号比第一中继无人机位置的更大。