CN110615095B - 手持遥控装置和飞行***套件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及手持遥控装置和飞行***套件。所述手持遥控装置包括：支撑结构；快速捕获和释放耦合机构，所述快速捕获和释放耦合机构设置在所述支撑结构上，并且具有第一磁性部件；和控制器，所述控制器用于控制所述第一磁性部件，使得所述第一磁性部件能够具有至少第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态，所述第一磁性部件与所述飞行***的第二磁性部件产生磁吸附，在所述第二工作状态，所述第一磁性部件不与所述飞行***的第二磁性部件产生磁吸附。所述飞行***套件包括：上述手持遥控装置；和飞行***，所述飞行***包括能够与所述手持遥控装置的第一磁性部件产生磁吸附的第二磁性部件。

Description

手持遥控装置和飞行***套件

技术领域

本公开一般涉及飞行***领域，并且更具体地，涉及用于飞行***的手持遥控装置和包括该手持遥控装置和飞行***的飞行***套件。

背景技术

飞行的启动(即“起飞”)和降落是飞行***的自主控制或遥控控制中的关键步骤。当前的起飞和降落操作是相对于地面或用户的手执行。这些操作相对复杂。从地面执行这些操作可能是困难的，因为地面通常是复杂的，即不平坦的和不确定的。从/向用户的手执行这些操作可能会出现其他问题，例如不稳定的表面。另外，从/向用户的手执行这些操作会引起另外的与用户安全相关的安全问题。

本公开针对上述问题中的一个或多个。

发明内容

在本公开的第一方面中，提供了一种手持遥控装置，用于与飞行***一起使用，所述手持遥控装置包括：支撑结构；快速捕获和释放耦合机构，所述快速捕获和释放耦合机构设置在所述支撑结构上，并且具有第一磁性部件；和控制器，所述控制器用于控制所述第一磁性部件，使得所述第一磁性部件能够具有至少第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态，所述第一磁性部件与所述飞行***的第二磁性部件产生磁吸附，在所述第二工作状态，所述第一磁性部件不与所述飞行***的第二磁性部件产生磁吸附。

根据第一方面，所述第一磁性部件为电磁体，在所述第一工作状态，所述控制器接通通过所述第一磁性部件的电流，以使所述电磁体与所述飞行***的第二磁性部件产生磁吸附，在所述第二工作状态，所述控制器断开通过所述第一磁性部件的电流，使得所述电磁体不与所述飞行***的第二磁性部件产生磁吸附。

根据第一方面，所述控制器能够控制通过所述第一磁性部件的电流方向，以使所述第一磁性部件具有不同于所述第一工作状态和第二工作状态的第三工作状态，在所述第三工作状态中，所述第一磁性部件的磁性与所述第二磁性部件的磁性相同，从而所述第一磁性部件与所述第二磁性部件相互排斥。

根据第一方面，所述第一磁性部件为永磁体，所述手持遥控装置还包括设置在所述支撑结构上的第一磁性部件驱动机构，所述第一磁性部件驱动机构能够使所述第一磁性部件在第一位置和第二位置之间运动，在所述第一位置，所述第一磁性部件和所述第二磁性部件能够产生第一磁吸附力，在所述第二位置，所述第一磁性部件和所述第二磁性部件之间不能产生磁吸附力或产生小于所述第一磁吸附力的第二磁吸附力。

根据第一方面，所述第一磁性部件驱动机构包括电机、导轨、连接到所述导轨的可移动托盘和连接到所述电机的螺杆，所述第一磁性部件固定到所述可移动托盘，所述螺杆旋拧穿过所述可移动托盘的螺纹孔，所述电机能够驱动所述螺杆旋转，使得所述可移动托盘能够沿着导轨上下移动，以使所述第一磁性部件在所述第一位置和第二位置之间运动。

根据第一方面，所述支撑结构包括细长管，所述细长管内容纳有电池。

根据第一方面，所述手持遥控装置包括设置在所述支撑结构上并连接到所述控制器的显示屏，所述显示屏能够接收并显示来自所述飞行***或所述手持遥控装置的图像信号。

根据第一方面，所述手持遥控装置包括一个或多个摄像头。

根据第一方面，所述手持遥控装置包括摄像头驱动机构，用于驱动所述摄像头平移和/或转动。

根据第一方面，所述手持遥控装置包括一个或多个麦克风和/或一个或多个扬声器。

根据第一方面，所述支撑结构包括用于容纳飞行***的至少一部分的凹部。

根据第一方面，所述支撑结构的凹部能够容纳所述飞行***，使得所述飞行***的轮廓被包封在所述凹部内。

根据第一方面，所述支撑结构包括卡扣，飞行***上对应设置的卡舌能够可释放地卡入到所述卡扣中。

根据第一方面，所述飞行***上的卡舌卡入到所述卡扣中的卡入方向与所述第一磁性部件和所述第二磁性部件之间的磁吸附方向相同。

根据第一方面，所述支撑结构还包括卡扣驱动机构，所述卡扣驱动机构能够驱动所述卡扣以释放所述飞行***的卡舌。

根据第一方面，所述卡扣驱动机构由所述控制器控制，并且所述控制器配置成能够控制所述卡扣驱动机构和所述第一磁性部件，使得所述卡扣释放所述飞行***的卡舌的操作与所述第一磁性部件进入第二工作状态的操作基本同步。

根据第一方面，所述支撑结构设置有能够检测所述卡扣是否处于锁定卡舌的锁定状态的传感器，所述控制器配置成在检测到所述卡扣处于所述锁定状态时，控制所述第一磁性部件进入所述第二工作状态。

根据第一方面，所述支撑结构设置有飞行***控制器耦合机构，用于将所述飞行***控制器安装在所述支撑结构上。

根据第一方面，所述手持遥控装置能够通过有线方式或无线方式为连接到所述飞行***控制器耦合机构的飞行***控制器充电，并且/或者，所述连接到所述飞行***控制器耦合机构的飞行***控制器能够通过有线方式或无线方式为所述手持遥控装置充电。

根据第一方面，所述手持遥控装置能够通过有线方式或无线方式为飞行***充电，并且/或者，所述飞行***能够通过有线方式或无线方式为所述手持遥控装置充电。

根据本公开的第二方面，提供一种飞行***套件，所述飞行***套件包括：上述手持遥控装置；和飞行***，所述飞行***包括能够与所述手持遥控装置的第一磁性部件产生磁吸附的第二磁性部件。

根据本公开的第二方面，所述飞行***还包括与所述卡扣配合的卡舌。

根据本公开的第二方面，所述第二磁性部件是永磁体或电磁体。

根据本公开的第二方面，所述飞行***包括飞行***主体和能够拆卸地连接到所述飞行***主体的动力模组，所述飞行***主体设置有所述第二磁性部件并且能够被磁吸附到所述手持遥控装置，所述动力模组包括至少一个旋翼和驱动所述旋翼的电机。

根据本公开的第二方面，所述飞行***主体能够被容纳在所述支撑结构的凹部中。

附图说明

图1是根据本公开的实施例的飞行***和包括手持遥控装置的用于控制飞行***的***的示意图。

图2是根据本公开的实施例的示例性飞行***的视图。

图3是根据本公开的实施例的示例性光学***的视图。

图4是根据本公开的实施例的飞行***的第二示意图。

图5是根据本公开的实施例的飞行***和用于控制飞行***的***的第三示意图。

图6是根据本公开的实施例的包括障碍物检测和回避***的飞行***的示意图。

图7是根据本公开的第一实施例的图1的手持遥控装置连同示例性的飞行***一起的示意图。

图8是图7的分解状态图。

图9是根据本公开的第二实施例的图1的手持遥控装置连同示例性的飞行***一起的分解状态图，其中快速捕获和释放耦合机构不同于第一实施例的快速捕获和释放耦合机构。

图10是图9的A部的放大视图，示出了快速捕获和释放耦合机构的永磁体或可磁化材料处于能够与耦合器部件磁吸附的升高位置。

图11是根据本公开的第二实施例的图1的手持遥控装置连同示例性的飞行***一起的另一个分解状态图。

图12是图11的B部的放大视图，示出了快速捕获和释放耦合机构的永磁体或可磁化材料处于不能够与耦合器部件磁吸附的降低位置。

图13是根据本公开的第三实施例的图1的手持遥控装置连同示例性的飞行***一起的另一个示意图。

图14是图13的分解状态图。

图15是根据本公开的第四实施例的图1的手持遥控装置连同示例性的飞行***一起的另一个示意图。

图16是图15的分解状态图。

图17和图18是从图15中移除了飞行***的动力模组的示意图。

具体实施方式

本公开的实施例的下列描述不意在将本公开限制为这些实施例，而是用于使得本领域技术人员能够实现并使用本公开。参考附图和在操作中，提供了用于控制飞行***12(例如，无人机)的***10。该***10包括具有控制客户端16的遥控装置或飞行***控制器14。控制客户端16提供用户接口(参见下文)，该用户接口允许用户18将指令发送到飞行***12以控制飞行***12的操作。如在下面更深入地讨论的那样，飞行***12包括用于获得照片和/或视频的一个或多个照相机(参见下文)，该照片和/或视频可以被发送到飞行***控制器14和/或存储在飞行***12上的存储器中。

在本公开的一个方面中，提供了一种手持遥控装置8。如下面进一步详细讨论的那样，遥控装置8为飞行***12和飞行***控制器14提供支撑。手持遥控装置8包括用于分别在起飞和降落操作期间可控制地捕获和释放飞行***12的快速捕获和释放机构(见下文)。

飞行***12可以包括障碍物检测和回避***50。障碍物检测和回避***50可以包括用于提供障碍物检测和回避的一对超广角镜头照相机52A、52B(参见下文)。

飞行***12可以包括用于检测或感测由用户18执行的操作或动作(例如，表达)的一个或多个传感器(参见下文)，以便在没有与飞行***控制器14直接或物理交互的情况下控制飞行***12的操作(参见下文)。在无控制器的实施例中，从开始(释放并悬停)到结束(抓获并离开)的整个控制环，以及控制飞行***12的运动和事件(例如，拍摄照片和视频)的触发在飞行***12上独自执行而不牵涉飞行***控制器14。在一些这样的实施例或***10中，可以不提供或包括飞行***控制器14。

在一些实施例中，飞行***控制器14包括检测或感测由用户18执行的操作或动作的一个或多个传感器，以便在某些条件下(例如，当飞行***12距离用户18太远时)，在不与飞行***控制器14物理交互的情况下控制飞行***12的操作。

***10和飞行***12的概述

示例性飞行***12和控制***10在图1-5中示出。飞行***12的控制客户端16用于接收来自飞行***12的数据并控制在飞行***控制器14上的视觉显示，该数据包括视频图像和/或视频。控制客户端16还可以接收操作指令并基于操作指令有助于飞行***12的遥控。控制客户端16优选地被配置为在飞行***控制器14上运行，但是能够替代地被配置为在飞行***12上运行或在任何其他合适的***上运行。如上面讨论的，并且在下面更全面地讨论的，飞行***12可以在没有与飞行***控制器14直接或物理交互的情况下被独自控制。

控制客户端16能够是本地应用(例如，移动应用)、浏览器应用、操作***应用或者任何其他合适的构造。

执行所述控制客户端16的飞行***控制器14用于显示数据(例如，由控制客户端16指示而显示数据)、接收用户输入、基于用户输入来计算操作指令(例如，由控制客户端16指示而基于用户输入来计算操作指令)、将操作指令发送到飞行***12、存储控制客户端的信息(例如，相关联的飞行***标识符、安全密钥、用户账户信息、用户账户偏好等)或执行任何其他合适的功能。飞行***控制器14能够是用户装置(例如，智能手机、平板电脑、笔记本电脑等)、联网的服务器***或任何其他合适的远程计算***。飞行***控制器14能够包括一个或多个：输出、输入、通信***、传感器、电源、处理***(例如，CPU、存储器等)或任何其他合适的组件。输出能够包括：显示器(例如，LED显示器、OLED显示器、LCD等)、音频扬声器、灯(例如，LED)、触觉输出(例如，触觉像素(tixel)***、振动电机等)或任何其他合适的输出。输入能够包括：触摸屏(例如，电容式触摸屏、电阻式触摸屏等)、鼠标、键盘、运动传感器、麦克风、生物特征识别输入、照相机或任何其他合适的输入。通信***能够包括无线连接，诸如支持以下各项的无线电：长程***(例如，Wi-Fi、蜂窝、WLAN、WiMAX、微波、IR、射频等)、短程***(例如，BLE、BLE长程、NFC、ZigBee、RF、音频、光学等)或任何其他合适的通信***。传感器能够包括：方位传感器(例如，加速度计、陀螺仪等)、环境光传感器、温度传感器、压力传感器、光学传感器、声学传感器或任何其他合适的传感器。在一个变型中，飞行***控制器14能够包括显示器(例如，包括与显示器重叠的触摸屏的触敏显示器)、一组无线电(例如，Wi-Fi、蜂窝、BLE等)和一组方位传感器。但是，飞行***控制器14能够包括任何合适的组件集合。

飞行***12用于在物理空间内飞行、捕获视频，接近实时地将视频流式传输到飞行***控制器14，并基于从飞行***控制器14接收到的操作指令进行操作。

飞行***12能够附加地在将视频流式传输到飞行***控制器14之前处理视频(例如，视频帧)和/或处理从机载音频传感器接收到的音频；生成它自己的操作指令并基于该指令自动操作(例如，以自动地跟随物体)；或执行任何其他合适的功能。飞行***12能够附加地用于在物理空间内移动光学传感器的视场。例如，飞行***12能够控制宏观移动(例如，大视场(FOV)改变、米级调整)、微观移动(例如，小视场(FOV)改变、毫米或厘米级调整)或任何其他合适的移动。

飞行***12能够基于对来自机载传感器的传感器数据的机载处理来执行某种功能。这种功能可以包括但不限于：

-起飞和降落；

-所有者识别；

-面部识别；

-语音识别；

-面部表情和手势识别；以及

-基于所有者、面部、表情和手势识别和语音识别来控制飞行***，例如控制飞行***的运动。

如在图2-5中所示，飞行***12(例如，无人机)能够包括主体20、处理***22、通信***24、光学***26和将光学***26安装到主体20的致动机构28。飞行***12能够附加地或替代地包括升力机构、传感器、电源***、或任何其他合适的组件(参见下文)。

飞行***12的主体20用以机械地保护和/或保持飞行***组件。主体20能够限定管腔(lumen)、是平台或具有任何合适的配置。主体20能够是封闭的、开放的(例如，桁架)或具有任何合适的构造。主体20能够由金属、塑料(例如，聚合物)、碳复合材料或任何其他合适的材料制成。主体20能够限定纵向轴线、横向轴线、侧向轴线、前端、后端(例如，沿着纵向轴线与前端相反)、顶部、底部(例如，沿着侧向轴线与顶部相反)或任何其他合适的参考。在一个变型中，在飞行的同时，主体20的侧向轴线能够基本上平行于重力向量(例如，垂直于地面)，并且主体的纵向轴线和横向轴线能够基本上垂直于重力向量(例如，平行于地面)。但是，主体20能够以其他方式被配置。

飞行***12的处理***22用以控制飞行***操作。处理***22能够：接收来自通信***24的操作指令，将操作指令解译为机器指令，并基于机器指令(单独地或作为一组)控制飞行***组件。处理***22能够附加地或替代地处理由照相机记录的图像，将图像流式传输到飞行***控制器14(例如，实时地或接近实时地)或执行任何其他合适的功能。处理***22可以包括一个或多个：处理器32(例如，CPU、GPU等)、存储器(例如，闪存、RAM等)或任何其他合适的处理组件。在一个变型中，处理***22能够附加地包括在将图像传输到飞行***控制器14之前自动处理图像(例如，对图像复原、对图像滤波、对图像裁剪等)的专用硬件。处理***22优选地被连接到飞行***12的活动组件并被安装到主体20，但是能够替代地以其他方式与飞行***组件相关。

飞行***的通信***24用于发送和/或接收来自飞行***控制器14的信息。通信***24优选地被连接到处理***22，使得通信***24将数据发送到处理***22和/或接收来自处理***22的数据，但是能够替代地被连接到任何其他合适的组件。飞行***12能够包括一种或多种类型的一个或多个通信***24。通信***24能够包括无线连接，例如支持以下***的无线电：长程***(例如，Wi-Fi、蜂窝、WLAN、WiMAX、微波、IR、射频等)、短程***(例如，BLE、BLE长程、NFC、ZigBee、RF、音频、光学等)，或包括任何其他合适的通信***24。通信***24优选地与飞行***控制器14共享至少一个***协议(例如，BLE、RF等)，但是能够替代地经由中间通信***(例如，协议转换***)与飞行***控制器14通信。但是，通信***24能够以其他方式被配置。

飞行***12的光学***26用于记录飞行***12近侧的物理空间的图像。光学***26优选地经由致动机构28安装到主体20，但是能够替代地被静态地安装到主体20、可移除地安装到主体20或以其他方式安装到主体20。光学***26被优选地安装到主体20的前端，但是能够任选地被安装到主体20的底部(例如，接近前部)、顶部、后端或任何其他合适的部分。光学***26优选地被连接到处理***22，但是能够替代地被连接到通信***24或连接到任何其他合适的***。光学***26能够附加地包括在由照相机记录的图像传输到处理器或其他端点之前自动地处理图像的专用图像处理硬件。飞行***12能够包括安装到相同或不同位置的、相同或不同类型的一个或多个光学***26。在一个变型中，飞行***12包括安装到主体20的前端的第一光学***26和安装到主体20的底部的第二光学***26。第一光学***26能够围绕枢轴支撑而致动，而第二光学***26能够相对于主体20被基本上静态地保持，其中相应的有效表面(active surface)基本上平行于主体底部。第一光学传感器36能够是高分辨率的，而第二光学传感器36能够是低分辨率的。但是，光学***26能够以其他方式被配置。

光学***26能够包括一个或多个光学传感器36(见图5)。该一个或多个光学传感器36能够包括：单镜头照相机(例如，CCD照相机、CMOS照相机等)、立体照相机、超光谱照相机、多光谱照相机或任何其他合适的图像传感器。但是，光学***26能够是任何其他合适的光学***26。光学***26能够限定接收光的一个或多个有效表面，但是能够替代地包括任何其他合适的组件。例如，照相机的有效表面能够是照相机传感器(例如，CCD传感器、CMOS传感器等)的有效表面，优选地包括传感器像素的规则阵列。照相机传感器或其他有效表面优选地基本上是平面和矩形的(例如，具有第一传感器边缘、与第一传感器边缘相对的第二传感器边缘、和各自垂直于第一传感器边缘和第二传感器边缘并从第一传感器边缘延伸到第二传感器边缘的第三和第四传感器边缘)，但是能够替代地具有任何合适的形状和/或形貌(topography)。光学传感器36能够产生图像帧。图像帧优选地与有效表面的形状(例如，矩形，具有彼此相对的第一和第二帧边缘等)对应，更优选地限定像素位置的规则阵列，每个像素位置与有效表面的传感器像素和/或由光学传感器36采样的图像的像素对应，但是能够替代地具有任何合适的形状。图像帧优选地限定由光学传感器36采样的图像的各个方面(例如，图像尺寸、分辨率、像素大小和/或形状等)。光学传感器36能够任选地包括变焦镜头、数字变焦、鱼眼镜头、滤波器、或者任何其他合适的主动或被动光学调节。光学调节的应用能够由控制器主动地控制，由用户18手动地控制(例如，其中用户手动设置该调节)，由飞行***控制器14控制或以其他方式控制。在一个变型中，光学***26能够包括封闭光学***组件的其余部分的壳体，其中该壳体被安装到主体20。但是，光学***26能够以其他方式被配置。

飞行***12的致动机构28用于将光学***26可动地安装到主体20。致动机构28能够附加地用于抑制光学传感器振动(例如，机械地稳定所得到的图像)、适应飞行***的滚动、或执行任何其他合适的功能。致动机构28能够是主动的(例如，由处理***控制)、被动的(例如，由一组配重、弹簧元件、磁性元件等控制)或被以其他方式控制。致动机构28能够使光学***26相对于主体围绕一个或多个轴线旋转，使光学***26相对于主体沿着一个或多个轴线平移或以其他方式致动光学***26。一个或多个光学传感器36能沿着第一端、沿着光学传感器后部(例如，与有效表面相对)、通过光学传感器主体被安装到支撑件，或沿着光学传感器36的任何其他合适的部分被安装到支撑件。

在一个变型中，致动机构28能够包括连接到单个枢轴支撑件(例如，万向节(gimbal))的电机(未示出)，其中该电机基于从控制器接收的指令使该支撑件围绕旋转(或万向节)轴线34枢转。该支撑件优选地布置成使得该旋转轴线基本上平行于主体20的横向轴线，但是能够替代地布置使得该旋转轴线处于相对于主体20的任何其他合适的方位。支撑件优选地布置在由主体20限定的凹腔内，其中该凹腔还包围光学传感器36，但是能够替代地沿着主体外部布置或布置在主体20的任何其他合适的部分处。光学传感器36优选地被安装到支撑件，其中有效表面基本上平行于旋转轴线(例如，使得主体20的横向轴线或平行于该横向轴线的轴线基本上平行于旋转轴线)，但是能够替代地布置成使得有效表面相对于旋转轴布置成任何合适的角度。

电机(motor)优选地是电动机，但是能够替代地是任何其他合适的电机。能够使用的电动机的示例包括：DC电机(例如，有刷电机)、EC电机(例如，无刷电机)、感应电机、同步电机、磁电机(magnetic motor)、或任何其它合适的电动机。电机优选地被安装到主体20(例如，主体内部)，电连接到处理***22并由处理***22控制，电连接到电源或***38并由电源或***38供电。但是，电机能够以其他方式连接。致动机构28优选地包括单个电机支撑装置，但是能够替代地包括多个电机支撑装置，其中辅助电机支撑装置能够被布置为与第一电机支撑装置正交(或与第一电机支撑装置成任何其他合适的角度)。

在第二变型中，致动机构28能够包括连接到光学传感器36的、偏离光学传感器重心的一组枢转支撑件和配重，其中致动机构28被动地稳定光学传感器36。

飞行***12的升力机构40用于使飞行***能够飞行。该升力机构40优选地包括由电机(未示出)驱动的一组螺旋桨叶片42，但是能够替代地包括任何其他合适的推进机构。升力机构40优选地被安装到主体20并由处理***22控制，但是能够替代地以其他方式安装到飞行***12和/或被以其它方式控制。飞行***12能够包括多个升力机构40。在一个示例中，飞行***12包括四个升力机构40(例如，两对升力机构40)，其中升力机构40围绕飞行***12的周边基本上均匀地分布(例如，其中每对的升力机构40跨越主体20彼此相对)。但是，升力机构40能够以其他方式被配置。

飞行***的附加传感器44用于记录指示飞行***操作、飞行***12周围的周围环境(例如，飞行***12近侧的物理空间)或任何其他合适的参数的信号。传感器44优选地被安装到主体20并由处理***22控制，但是能够替代地安装到任何其他合适的组件和/或以其他方式被控制。飞行***12能够包括一个或多个传感器36、44。能够使用的传感器的示例包括：方位传感器(例如，加速度计、陀螺仪等)、环境光传感器、温度传感器、压力传感器、光学传感器、声学传感器(例如，麦克风)、电压传感器、电流传感器或任何其他合适的传感器。

飞行***12的电源38用于对飞行***12的有源组件供电。电源38优选地被安装到主体20，并且(例如，直接地或间接地)电连接到飞行***12的全部有源组件，但是能够以其他方式布置。电源38能够是一次电池、二次电池(例如，可充电电池)、燃料电池、能量采集器(例如，太阳、风等)或是任何其他合适的电源。能够使用的二次电池的示例包括：锂化学(例如，锂离子、锂离子聚合物等)、镍化学(例如，NiCad、NiMH等)或具有任何其它合适化学过程的电池。

一个或多个飞行***12能够任选地与远程计算***或与任何其他合适的***一起使用。飞行***12用于飞行，并且能够附加地用于拍摄照片、输送负载和/或中继无线通信。飞行***12优选地是旋翼飞机(例如，四轴飞行器、直升机、滚翼机(cyclocopter)等)，但是能够替代地是固定翼飞机、浮空器或是任何其他合适的飞行***12。飞行***12能够包括：升力机构40；电源38；传感器36、44；处理***22；通信***24；主体20；和/或任何其它合适的组件。

飞行***的升力机构40用于提供升力，并且优选地包括由一个或多个电机(单独地或共同地)驱动的一组旋翼。每个旋翼优选地被配置为围绕对应的旋翼轴线旋转，限定垂直于它的旋翼轴线的对应的旋翼平面，并且在其旋翼平面上扫出扫掠区。电机被优选地配置为向旋翼提供足够的动力以使得飞行***能够飞行，并且更优选地可以在两种或更多种模式下操作，所述两种或更多种模式中的至少一种包括提供用于飞行的足够的动力，并且所述两种或更多种模式中的至少一种包括提供比飞行所需的动力少的动力(例如，提供零动力，提供最小飞行动力的10％等)。由电机提供的动力优选地影响旋翼围绕它们的旋翼轴线旋转的角速度。在飞行***飞行期间，所述一组旋翼优选地被配置为协作地或单独地产生(例如，通过围绕它们的旋翼轴线旋转)由飞行***12产生的总气动力(可能排除在诸如以高空速飞行期间由主体20产生的拖曳力)中的几乎全部(例如，多于99％、多于95％、多于90％、多于75％)。可替代地或附加地，飞行***12能够包括用于产生用于飞行***飞行的力的任何其他合适的飞行组件，诸如喷气式引擎、火箭引擎、翼、太阳帆，和/或任何其他合适的力产生组件。

在一个变型中，飞行***12包括四个旋翼，每个旋翼布置在飞行***主体的一个角部处。该四个旋翼优选地基本上均匀地关于飞行***主体分布，并且每个旋翼平面优选地基本上平行于(例如，10度以内)飞行***主体的横向平面(例如，包围纵向轴线和横向轴线)。旋翼优选地占据整个飞行***12的相对大的部分(例如，90％、80％、75％或飞行***占用空间(footprint)的大部分，或飞行***12的任何其他合适的比例)。例如，每个旋翼的直径的平方的和可以大于飞行***12投射到该飞行***的主平面(例如，横向平面)上的投影的凸包的阈值量(例如，10％、50％、75％、90％、110％等)。但是，旋翼能够以其他方式布置。

飞行***的电源38用于为飞行***12的有源组件(例如，升力机构的电机等)供电。电源38能够安装到主体20并连接到有源组件，或以其他方式布置。电源38能够是可充电电池、二次电池、一次电池、燃料电池或是任何其他合适的电源。

飞行***的传感器36、44用于获取指示飞行***的周围环境和/或飞行***操作的信号。传感器36、44优选地被安装到主体20，但是能够替代地被安装到任何其他合适的组件。传感器36、44优选地由电源38供电并由处理器控制，但是能够被连接到任何其他合适的组件并与任何其他合适的组件交互。传感器36、44能够包括一个或多个：照相机(例如，CCD照相机、CMOS照相机、多光谱照相机、视觉范围(visual range)照相机、超光谱照相机、立体照相机等)、方位传感器(例如，惯性测量传感器、加速度计、陀螺仪、高度计、磁力计等)、音频传感器(例如，换能器、麦克风等)、气压计、光传感器、温度传感器、电流传感器(例如，霍尔效应传感器)、空气流量计、电压表、触摸传感器(例如，电阻式触摸传感器、电容式触摸传感器等)、接近传感器、力传感器(例如，应变仪、称重传感器)、振动传感器、化学传感器、声纳传感器、位置传感器(例如，GPS位置传感器、GNSS位置传感器、三角测量位置传感器等)或任何其它合适的传感器。在一个变型中，飞行***12包括：沿着飞行***主体的第一端(例如，静态地或可旋转地)安装的第一照相机，所述第一照相机的视场与主体的横向平面相交；沿着飞行器主体的底部安装的第二照相机，所述第二照相机的视场基本上平行于该横向平面；和一组方位传感器，诸如高度计和加速度计。但是，该***能够包括任何合适数量的任何传感器种类。

飞行***的处理***22用于控制飞行***的操作。处理***22能够执行以下方法；在飞行期间稳定飞行***12(例如，选择性地操作旋翼以使飞行***飞行中摆动最小化)；接收、解译遥控指令并基于该遥控指令操作飞行***12；或以其他方式控制飞行***的操作。处理***22优选地被配置为接收并解译由传感器36、44采样的测量结果，更优选地通过对由不同的传感器采样的测量结果进行组合(例如，组合照相机和加速度计数据)。飞行***12能够包括一个或多个处理***，其中不同的处理器能够执行相同的功能(例如，用作多核***)或能够被专门化。处理***22能够包括一个或多个：处理器(例如，CPU、GPU、微处理器等)、存储器(例如，闪存、RAM等)或任何其他合适的组件。处理***22优选地被安装到主体20，但是能够替代地被安装到任何其他合适的组件。处理***22优选地由电源38供电，但是能够以其他方式供电。处理***22优选地连接到传感器36、44、通信***24和升力机构40，并控制传感器36、44、通信***24和升力机构40，但是处理***22能够附加地或可替代地连接到任何其他合适的组件并与任何其他合适的组件交互。

飞行***的通信***24用于与一个或多个远程计算***通信。通信***24能够是长程通信模块、短程通信模块或任何其他合适的通信模块。通信***24能够促进有线和/或无线通信。通信***24的示例包括802.11x、Wi-Fi、Wi-Max、NFC、RFID、蓝牙、蓝牙低功耗、ZigBee、蜂窝通信(例如，2G、3G、4G、LTE等)、无线电(RF)、有线连接(例如，USB)或者任何其他合适的通信***24或它们的组合。通信***24优选地由电源38供电，但是能够以其他方式供电。通信***24优选地连接到处理***22，但是能够附加地或可替代地连接到任何其他合适的组件并与任何其他合适的组件交互。

飞行***的主体20用于支撑飞行***的组件。主体能够附加地用于保护飞行***的组件。主体20优选地基本上封装通信***24、电源38和处理***22，但是能够以其他方式配置。主体20能够包括平台、壳体或具有任何其他合适的配置。在一个变型中，主体20包括容纳通信***24、电源38和处理***22的主要部分、以及平行于旋翼旋转平面延伸并沿着该主要部分20的第一侧和第二侧布置的第一框架和第二框架(例如，保持架)。这些框架能够用作在旋转的旋翼和保持机构(例如，诸如用户的手的保持机构)之间的中间组件。该框架能够沿着主体20的单侧(例如，沿着旋翼的底部、沿着旋翼的顶部)延伸，沿着主体20的第一侧和第二侧(例如，沿着旋翼的顶部和底部)延伸，封装旋翼(例如，沿着旋翼的全部侧延伸)或以其他方式配置。这些框架能够被静态地安装到主体20，或可致动地安装到主体20。

框架能够包括将一个或多个旋翼流体地(fluidly)连接到周围环境的一个或多个孔(例如，气流孔)，所述气流孔能够用于使周围环境和旋翼之间的空气和/或其他合适的流体能够流动(例如，从而使得旋翼能够产生使飞行***1在整个周围环境中移动的气动力)。气流孔能够是细长的，或能够具有相当的长度和宽度。气流孔能够是基本上相同的或能够彼此不同。气流孔优选地足够小，以防止保持机构的组件(例如，手的手指)穿过气流孔。框架的在旋翼附近的几何透明度(例如，开口面积与总面积之比)优选地足够大，以使得飞行***能够飞行，更优选地使得能够进行高性能的机动飞行。例如，每个气流孔能够小于阈值尺寸(例如，所有尺寸均小于该阈值尺寸、窄于该阈值尺寸但显著长于该阈值尺寸的细长槽等)。在一个具体的示例中，框架具有80-90％的几何透明度，并且每个气流孔(例如，圆形、诸如正六边形之类的多边形等)限定具有12–16毫米直径的外接圆。但是，主体能够以其他方式配置。

主体20(和/或任何其他合适的飞行***的组件)能够限定能由保持机构(例如，人手、飞行***站台(dock)、卡爪等)保持的保持区域。保持区域优选地围绕一个或多个旋翼的一部分，更优选地完全围绕所有旋翼，由此防止旋翼与保持机构或接近飞行***12的其他物体之间的任何无意的交互。例如，保持区域在飞行***平面(例如，横向平面、旋翼平面等)上的投影能够与一个或多个旋翼的扫掠区(例如，一个旋翼的扫掠区、一组旋翼的总扫掠区等)在同一飞行***平面上的投影(例如，部分地、完全地、大部分、至少90％等)重叠。

飞行***12能够附加地包括输入(例如，麦克风、照相机等)、输出(例如，显示器、扬声器、发光元件等)或任何其他合适的组件。

远程计算***用于接收辅助用户输入，并且能够附加地用于自动生成用于一个或多个飞行***12的控制指令并将该控制指令发送到该一个或多个飞行***12。每个飞行***12能够由一个或多个远程计算***控制。远程计算***优选地通过客户端(例如，本地应用、浏览器应用等)控制飞行***12，但是能够以其他方式控制飞行***12。远程计算***能够是用户装置、远程服务器***、连接的器具或是任何其他合适的***。用户装置的示例包括平板电脑、智能手机、移动电话、膝上型计算机、手表、可穿戴装置(例如，眼镜)或任何其他合适的用户装置。用户装置能够包括电力存储装置(例如，电池)、处理***(例如，CPU、GPU、存储器等)、用户输出(例如，显示器、扬声器、振动机构等)、用户输入(例如，键盘、触摸屏、麦克风等)、定位***(例如，GPS***)、传感器(例如，光学传感器(诸如光传感器和照相机)、方位传感器(诸如加速度计、陀螺仪和高度计)、音频传感器(诸如麦克风)等)、数据通信***(例如，Wi-Fi模块、BLE、蜂窝模块等)或任何其他合适的组件。

***10可以被配置用于无控制器的用户-无人机交互。通常，飞行***或无人机12需要单独的装置，例如飞行***控制器14。飞行***控制器14可以在不同类型的装置中实施，所述不同类型的装置包括但不限于地面站、遥控器或移动电话等。在一些实施例中，飞行***12的控制可以由用户通过用户表达(expression)来完成而不使用飞行***控制器14。用户表达可以包括但不限于由用户执行的不包括与飞行***控制器14的物理交互的任何活动，包括思想(通过脑波测量)、面部表情(包括眼睛移动)、手势和/或语音。在这样的实施例中，用户指令直接经由光学传感器36、和其他传感器44中的至少一些接收，并由机载处理***22处理以控制飞行***12。

在一些实施例中，飞行***12可以替代地经由飞行***控制器14控制。

在至少一个实施例中，飞行***12可以在没有与飞行***控制器14交互的情况下被控制，但是，飞行***控制器14的显示器可以用于显示从飞行***12转发的图像和/或视频，这些图像和/或视频可以帮助用户18控制飞行***12。此外，例如当飞行***12与用户18相距太远时，与飞行***控制器14相关联的传感器36、44(例如，一个或多个照相机和/或麦克风(未示出))可以将数据转发到飞行***12。从飞行***控制器14转发到飞行***12的传感器数据以与来自机载传感器36、44的传感器数据用于使用用户表达来控制飞行***12的方式相同的方式被使用。

以这种方式，飞行***12可以(1)在不使用飞行***控制器14的情况下或(2)在没有与飞行***控制器14物理交互的情况下从开始到结束被完全地控制。飞行***12的控制基于在各机载传感器36、44处接收的用户指令。应该注意，在下面的讨论中，使用机载传感器36、44还可以包括使用飞行***控制器14上的对应或类似的传感器。

通常，用户18可以使用某些手势和/或语音控制来控制起飞、降落、飞行***12在飞行期间的运动和其他特征，诸如照片和/或视频捕获的触发。如上面讨论的那样，飞行***12可以在不使用飞行***控制器14的情况下或在没有通过飞行***控制器14处理的情况下提供以下特征：

-起飞和降落；

-所有者识别；

-面部识别；

-语音识别；

-面部表情和手势识别；以及

-基于所有者、面部表情和手势识别以及语音识别来控制飞行***，例如控制飞行***的运动。

如在上面详细描述的那样，飞行***12包括光学***26，该光学***26包括一个或多个光学传感器36，例如照相机。至少一个机载照相机被配置为用于实时视频流和计算机视觉分析。任选地，飞行***12能够具有用于多像素深度感测的至少一个深度传感器(或立体视觉对(stereo-vision pair)。任选地，飞行***12能够具有用于声音识别和控制的至少一个机载麦克风。

通常，为了提供飞行***12的完全控制，提供了从飞行期间的开始到结束的多种用户/无人机交互或活动。用户/无人机交互包括但不限于起飞和降落、所有者识别、手势识别、面部表情识别和声音控制。

参考图6，在本公开的另一方面中，飞行***12可以包括障碍物检测和回避***50。在一个实施例中，障碍物检测和回避***50包括一对超广角镜头照相机52A、52B。如下文将更充分地描述的那样，所述一对照相机52A、52B被同轴地装备在机身顶部的中央和机身底部的中央处(参见下文)。

与常规***相比，该方法和/或***能够带来若干优点。首先，由照相机记录的图像被实时地或近实时地机载处理。这允许自动器械(robot)利用由照相机记录的图像来导航。

一对照相机52A、52B一般被安装到或静态地固定到主体20的壳体。存储器54和视觉处理器56被连接到所述一对照相机52A、52B。***用来采样被监视区域的图像，以用于进行实时或近实时的图像处理，例如深度分析。所述***能够附加地或替代地生成3D视频、生成被监视区域的地图或者执行任何其他合适的功能。

壳体用来以预定的配置来保持所述一对照相机52A、52B。***优选地包括保持所述一对照相机52A、52B的单个壳体，但是***能够替代地包括多个壳体件或任何其他合适数量的壳体件。

所述一对照相机52A、52B可以用来采样飞行***12附近的周围环境的信号。所述一对照相机52A、52B被布置使得每个照相机的相应视锥与另一个照相机的视锥重叠(参见下文)。

每个照相机52A、52B能够是CCD照相机、CMOS照相机或任何其他合适类型的照相机。照相机能够在可见光光谱、IR光谱或任何其他合适的光谱中是灵敏的。照相机能够是超光谱的、多光谱的，或捕获任何合适的频带子集。照相机能够具有固定的焦距、可调节焦距或任何其他合适的焦距。然而，照相机能够具有任何其他合适的参数值集合。多个照相机能够是相同的或不同的。

每个照相机优选地与相对于参考点的已知位置相关联(例如，在壳体上、多个照相机中的一个照相机上、在主机自动器械上等)，但是能够与估计的、计算的或未知的位置相关联。所述一对照相机52A、52B优选地被静态地安装到壳体(例如，壳体中的通孔)，但是能够替代地(例如，通过连接件(joint))被可致动地安装到壳体。照相机能够被安装到壳体的表面、边缘、顶点或安装到任何其他合适的壳体特征。照相机能够与壳体特征对准、沿着壳体特征居中或相对于壳体特征以其他方式布置。照相机能够被布置成使得有效表面垂直于壳体半径或表面切线、使得有效表面平行于壳体的表面或使得有效表面以其他方式布置。相邻的照相机有效表面能够彼此平行、彼此成非零角度、位于同一平面上、相对于参考平面成角度、或以其他方式布置。相邻的照相机优选地具有6.35cm的基线(例如，照相机间的距离或轴向距离、各个镜头之间的距离等)，但是能够更分开或更靠近在一起。

照相机52A、52B可以连接到同一视觉处理***和存储器，但是能够连接到不同的视觉处理***和/或存储器。优选地，以同一时钟对照相机采样，但是照相机能够被连接到不同的时钟(例如，其中时钟能够被同步或以其他方式相关)。照相机优选地由同一处理***控制，但是能够由不同的处理***控制。照相机优选地由同一电源(例如，可充电电池、太阳能板阵列等；主机自动器械电源、单独的电源等)供电，但是能够由不同的电源供电或以其他方式供电。

障碍物检测和回避***50还可以包括发射器58，发射器58用来照射由照相机52A、52B监视的物理区域。该障碍物检测和回避***50能够包括用于照相机52A、52B中的一个或多个照相机的一个发射器58、用于照相机52A、52B中的一个或多个照相机的多个发射器58、发射器58或任何其他合适的配置的任何合适数量的发射器58。一个或多个发射器58能够发射调制的光、结构光(例如，具有已知的模式)、准直光、漫射光或具有任何其他合适的性质的光。所发射的光能够包括在可见范围、UV范围、IR范围内或在任何其他合适的范围内的波长。发射器位置(例如，相对于给定照相机的位置)优选地是已知的，但是能够替代地是被估计的、被计算的或被以其他方式确定。

在第二变型中，障碍物检测和回避***50作为非接触式主动3D扫描仪操作。该非接触式障碍物检测和回避***是飞行时间传感器(time of flight sensor)，该飞行时间传感器包括照相机和发射器，其中照相机记录被监视区域中的障碍物的(对发射器发射的信号的)反射，并且基于反射的信号来确定障碍物检测和回避***50和障碍物之间的距离。照相机和发射器优选地被安装成彼此相距预定距离(例如，几毫米)内，但是能够以其他方式被安装。发射的光能够是漫射光、结构光、调制光或具有任何其他合适的参数的光。在第二变型中，非接触式障碍物检测和回避***是三角测量***，该三角测量***也包括照相机和发射器。发射器优选地超出照相机的阈值距离(例如超出照相机数毫米)被安装，并且被定向为相对于照相机的有效表面成非平行的角度(例如被安装到壳体的顶点)，但是能够以其他方式被安装。发射的光能够是准直光、调制光或具有任何其他合适的参数的光。但是，障碍物检测和回避***50能够限定任何其他合适的非接触式主动***。然而，所述一对照相机能够形成任何其他合适的光学测距***。

该障碍物检测和回避***50的存储器54用来存储照相机测量结果。存储器能够附加地用来存储以下各项：设置(settings)；地图(例如校准地图、像素图)；照相机位置或索引；发射器位置或索引；或任何其他合适的信息的集合。障碍物检测和回避***50能够包括一个或多件存储器。存储器优选地是非易失性的(例如闪存、SSD、eMMC等)，但是可替代地是易失性的(例如RAM)。在一个变型中，照相机52A、52B写入同一缓冲器，其中每个照相机被分配有该缓冲器的不同部分。在第二变型中，照相机52A、52B写入同一存储器或不同存储器中的不同的缓冲器。然而，照相机52A、52B能够写入任何其他合适的存储器。存储器54优选地是***的全部处理***(例如视觉处理器、应用处理器)可访问的，但是能够替代由处理***的子集(例如单个视觉处理器等)访问的。

障碍物检测和回避***50的视觉处理***56用来确定物理点与***的距离。视觉处理***56优选地确定来自像素的子集的每个像素的像素深度，但是能够附加地或替代地确定对象深度或者确定物理点或其集合(例如对象)的任何其他合适的参数。视觉处理***56优选地处理来自照相机52A、52B的传感器数据流。

视觉处理***56可以以预定的频率(例如30FPS)处理每个传感器数据流，但是能够以可变频率或按任何其他合适的频率处理传感器数据流。预定的频率能够从应用处理***60接收、从存储装置获取、基于照相机得分或分类(例如前、侧、后等)自动确定、基于可用的计算资源(例如可用内核、剩余的电池电量等)确定、或以其他方式确定。在一个变型中，视觉处理***56以同一频率处理多个传感器数据流。在第二变型中，视觉处理***56以不同频率处理多个传感器数据流，其中频率基于被分配给每个传感器数据流(和/或源照相机)的分类来确定，其中该分类基于源照相机相对于主机自动器械的行进向量的方向来分配。

障碍物检测和回避***50的应用处理***60用来确定用于传感器数据流的时分复用参数。应用处理***60能够附加地或替代地执行对象检测、分类、跟踪(例如光流)或使用传感器数据流的任何其他合适的处理。应用处理***60能够附加地或替代地基于传感器数据流(例如基于视觉处理器输出)来生成控制指令。例如，能够使用传感器数据流来执行(例如使用SLAM、RRT等的)导航或视觉测程(odometry)过程，其中基于导航输出来控制所述***和/或主机自动器械。

应用处理***60能够附加地或替代地接收控制命令并且基于该命令来操作飞行***12和/或主机自动器械。应用处理***60能够附加地或替代地接收外部传感器信息，并且基于命令来选择性地操作所述***和/或主机自动器械。应用处理***60能够附加地或替代地基于传感器测量结果(例如使用传感器融合)来确定自动器械***运动学特性(kinematics)(例如位置、方向、速度、加速度)。在一个示例中，应用处理***60能够使用来自加速度计和陀螺仪的测量结果来确定***和/或主机自动器械的通行向量(traversalvector)(例如***的行进方向)。应用处理***60能够任选地基于自动器械***运动学特性来自动生成控制指令。例如，应用处理***60能够基于来自照相机52A、52B的图像来确定***(在物理空间中)的位置，其中相对位置(来自方位传感器)以及(从图像确定的)实际位置和速度能够被馈送到飞行控制模块。在这个示例中，来自面向下方的照相机子集的图像能够用于(例如使用光流法)确定***平移，其中***平移可以被进一步馈送到飞行控制模块中。在一个具体示例中，飞行控制模块能够综合这些信号以保持自动器械的位置(例如使无人机悬停)。

应用处理***60能够包括一个或多个应用处理器。应用处理器能够是CPU、GPU、微处理器或任何其他合适的处理***。应用处理***60能够实施为视觉处理***56的一部分、或与视觉处理***56分开、或与视觉处理***56不同。应用处理***60可以由一个或多个接口桥连接到视觉处理***56。接口桥能够是高通量和/或高带宽的连接，并且能够使用MIPI协议(例如，2输入到1输出照相机聚合桥-扩展能够被连接到视觉处理器的照相机的数量)、LVDS协议、DisplayPort协议、HDMI协议或任何其他合适的协议。替代地或附加地，接口桥能够是低通量和/或低带宽的连接，并且能够使用SPI协议、UART协议、I2C协议、SDIO协议或任何其他合适的协议。

***能够任选地包括图像信号处理单元(ISP)62，图像信号处理单元62用来在将照相机信号传递到视觉处理***和/或应用处理***之前预处理照相机信号(例如图像)。图像信号处理单元62能够处理来自所有照相机的信号、来自照相机子集的信号或来自任何其他合适的源的信号。图像信号处理单元62能够自动白平衡、校正场阴影、纠正镜头畸变(例如鱼眼矫正(dewarp))、裁剪、选择像素子集、应用Bayer变换、去马赛克、应用降噪、锐化图像或以其他方式处理照相机信号。例如，图像信号处理单元62能够从相应的流的图像中选择与两个照相机之间的重叠物理区域相关联的像素(例如裁剪每个图像，以仅包括与立体照相机对的照相机之间共享的重叠区域相关联的像素)。图像信号处理单元62能够是具有多核处理器架构的片上***、是ASIC、具有ARM架构、是视觉处理***的一部分、是应用处理***的一部分或是任何其他合适的处理***。

***能够任选地包括传感器64，传感器64用来对指示***操作的信号进行采样。传感器输出能够用于确定***运动学特性、处理图像(例如用于图像稳定化)或以其他方式使用。传感器64能够是视觉处理***56、应用处理***60或任何其他合适的处理***的***装置。传感器64优选地被静态地安装到壳体，但是能够替代地被安装到主机自动器械或安装到任何其他合适的***。传感器64能够包括：方位传感器(例如惯性测量单元(IMU)、陀螺仪、加速度计、高度计、磁力计)、声学传感器(例如麦克风、换能器)、光学传感器(例如照相机、环境光传感器)、触摸传感器(例如力传感器、电容式触摸传感器、电阻式触摸传感器)、位置传感器(例如GPS***、信标***、三边测量***)或任何其他合适的传感器集合。

***能够任选地包括输入(例如键盘、触摸屏、麦克风等)、输出(例如扬声器、光、屏幕、振动机构等)、通信***(例如WiFi模块、BLE、蜂窝模块等)、电力存储装置(例如电池)或任何其他合适的组件。

***优选地与主机自动器械一起使用，该主机自动器械用来在物理空间内通行。主机自动器械能够附加地或替代地接收遥控指令并且根据遥控指令操作。主机自动器械能够附加地生成远程内容或执行任何其他合适的功能。主机自动器械能够包括一个或多个：通信模块、运动机构、传感器、内容生成机构、处理***、复位机构或任何其他合适的组件集合。主机自动器械能够是无人机、车辆、自动器械、安全照相机或者任何其他合适的远程可控制***。运动机构66能够包括传动***、旋翼、喷射器、踏板、旋转连接件或任何其它合适的运动机构。应用处理***优选地是主机自动器械处理***，但是能够替代地连接到主机自动器械处理***或以其他方式与主机自动器械处理***相关。在一个具体的示例中，主机自动器械包括具有WiFi模块、照相机和应用处理***的飞行***(例如无人机)。该***能够被安装到主机自动器械的顶部(例如，如在典型操作期间基于重力向量确定的那样)、主机自动器械的底部、主机自动器械的前部、在主机自动器械内居中或以其他方式被安装到主机自动器械。***能够与主机自动器械整体形成、可移除地耦合到主机自动器械或以其他方式附接到主机自动器械。一个或多个***能够与一个或多个主机自动器械一起使用。

手持遥控装置

参照图7-10，示出了手持遥控装置8的一个示例性实施例。在所示出的实施例中，手持遥控装置8包括支撑结构72、快速捕获和释放耦合机构74，控制器耦合机构76和电池78。如图8中所示，在所示出的实施例中，支撑结构72可包括细长管72A。电池78可以是可更换的，并且置于细长管72A的一端内。

控制器耦合机构76将飞行***控制器14耦合到支撑结构72。在本公开的一个方面中，飞行***控制器14可以嵌入支撑结构72或者飞行***控制器14的一部分可以与支撑结构72一体地形成。在本公开的另一方面中，控制器耦合机构76允许飞行***控制器14可移除地耦合到支撑结构72。例如，控制器耦合机构76可以包括磁体(未示出)并且可以利用磁力将飞行***控制器14保持就位。替代地，控制器耦合机构76可包括一个或多个柔性附件(未示出)，用于通过摩擦力将飞行***控制器14保持在所需位置。控制器耦合机构76可以替代地包括夹紧机构或多个紧固件或螺钉，用于将飞行***控制器14可释放地耦合到支撑结构72。

如上所述，飞行***控制器14可以包括用户装置(例如，智能电话、平板电脑、笔记本电脑等)、联网服务器***，或者是任何其他合适的远程计算***。通常，飞行***控制器14可以包括触摸屏显示器和麦克风。

细长管72A可以形成手柄72B。功能按钮72C可以位于手柄72B内。如下面进一步详细讨论的那样，用户可以使用功能按钮72C在起飞和降落操作期间控制快速捕获和释放耦合机构74。替代地或另外地，快速捕获和释放耦合机构74可以由用户通过使用飞行***控制器14来控制。

在一个实施例中，快速捕获和释放耦合机构74包括磁性离合器装置80。

参考图7和图8，在第一实施例中，磁性离合器装置80包括电磁体82(第一磁性部件)和耦合器部件84(第二磁性部件)。可以通过功能按钮72C和/或飞行***控制器14可控制地为电磁体82提供电流。具体参考图8，耦合器部件84固定到飞行***12的底部。耦合器部件84可以是永磁体或由可磁化材料制成的(例如电磁体)，也可以是由软磁材料(例如纯铁或硅钢)制成的。当电流施加到电磁体82并且耦合器部件84在距电磁体82足够的距离内时，飞行***12磁耦合到手持遥控装置8。如果飞行***12磁耦合到手持遥控装置8并且电磁体82的电流终止，则飞行***12被从手持遥控装置8释放。因此，起飞和降落操作可以通过手动或自动控制施加到电磁体82的电流和发送到飞行***12的控制指令来实现。

应当理解的是，本公开中所使用的术语“电磁体”指的是可以通过通电来产生磁场和/或通过改变电流方向来改变磁场方向的任何电磁部件，其包括但不局限于电磁铁。

在起飞之后，能够通过功能按钮72C、麦克风或手持遥控装置8或飞行***控制器14(见上文)上的基于惯性传感器的控制中的一个或它们的组合来控制飞行***12的飞行和/或照相机或机载摄影装置。

如以上所讨论的那样，飞行***控制器14可释放地耦合到支撑结构72。因此，飞行***控制器14可以在与支撑结构72分离时使用。手持遥控装置8可以设计为包括一个或多个快速控制按钮(未示出),以执行快速起飞和降落操作，或其他操作或可编程操作。

电池78向快速捕获和释放耦合机构74提供电力，并且另外可以通过充电电缆或者经由无线充电模块(未示出)向飞行***12和/或飞行***控制器14提供电力和/或为飞行***12和/或飞行***控制器14的电池充电。

参考图9至图12，示出了快速捕获和释放耦合机构74的第二实施例。在第二实施例中，快速捕获和释放耦合机构74使用永磁体或可磁化材料86。通过控制永磁体86和耦合器部件84之间的距离来控制永磁体86和耦合器部件84之间的磁力。

具体参考图10，永磁体86固定到可移动托盘88。可移动托盘88可滑动地耦合到一个或多个导轨90。快速捕获和释放耦合机构74还包括支架92和电机98，支架92形成快速捕获和释放耦合机构74的壳体92A。电机98安装到支架92的基座92B上。电机98能够驱动螺杆94旋转。螺杆94旋拧穿过托盘中的螺纹孔96。电机98可以是任何类型的合适的电机，包括但不限于齿轮电机或伺服电机。电机98和一个或多个导轨90固定到基座92。螺杆94可以通过电机98可控制地旋转，以驱动永磁体86上下直线移动，从而改变永磁体86和固定到飞行装置12的耦合器部件84之间的距离。快速捕获和释放耦合机构74可以利用其他合适的机构来改变永磁体86和耦合器部件84之间的距离，包括但不限于曲柄和连杆。

图9和图10示出了快速捕获和释放耦合机构74的永磁体或可磁化材料86处于升高位置，在此位置，永磁体或可磁化材料86与耦合器部件84之间的距离最小，从而产生最大的磁吸附力，使得永磁体或可磁化材料86和耦合器部件84能够有效地磁吸附。

图11和图12示出了快速捕获和释放耦合机构74使用永磁体或可磁化材料86处于降低位置，在此位置，永磁体或可磁化材料86与耦合器部件84之间的距离最大，从而磁力减弱，使得永磁体或可磁化材料86和耦合器部件84无法有效地磁吸附，从而释放耦合器部件84(即释放飞行***12)。

图13是根据本公开的第三实施例的图1的手持遥控装置连同示例性的飞行***一起的另一个示意图。图14是图13的分解状态图。图13和图14所示的第三实施例提供了一种更加紧凑、便携的结构。

具体地，图13和图14所示的飞行***12、飞行***控制器14和支撑结构72可以具有以上在关于***10和飞行***12的概述和手持遥控装置的描述中所述的结构和功能。具体地，飞行***12包括四个旋翼和光学***26，飞行***控制器14和支撑结构72一体形成，并且飞行***12能够嵌入到支撑结构72前端的凹部721中，使得飞行***12被大致容纳在该凹部721中而不会突出到支撑结构72的轮廓之外，以实现更紧凑、便携的结构。飞行***控制器14包括显示器141、功能旋钮142和按钮143。显示器141可以用于是触摸屏，可以用于实时显示光学***26拍摄的视频、显示飞行轨迹、预览照片或视频流，并且用户也可以通过显示器141输入各种控制指令，例如选择飞行轨迹等。功能旋钮142和按钮143可以用于手动调节飞行***12的飞行状态(例如高度、方位等)。

在图13和图14所示的第三实施例中，与上述第一实施例和第二实施例类似，快速捕获和释放耦合机构74使用电磁体82或使用永磁体或可磁化材料(在图14中示出了电磁体82作为示例)，以便磁吸附飞行***12的耦合器部件(未示出)，从而固定飞行***12。

除了通过磁吸附来固定飞行***12之外，在图13和图14所示的第三实施例中，还设置有卡扣722，用于与飞行***12上对应设置的卡舌(未示出)配合，以更加牢固地将飞行***12固定到支撑结构72。这样，在通过电磁体82和飞行***12的耦合器部件84之间的磁吸附将飞行***12初步定位并固定到支撑结构72之后，可以通过卡扣722进一步固定飞行***12(例如用户通过按压飞行***12将飞行***12的卡舌被卡入到卡扣722中)。由此，可以设置更小的电磁体82。此外，在飞行***12的卡舌被卡入到卡扣722中之后，可以不再对电磁体82供电，从而节省电力。

应当理解的是，在第三实施例中，可以通过设置传感器等来检测飞行***12的卡舌是否被卡入到卡扣722中，并且在检测到飞行***12的卡舌被卡入到卡扣722中之后(即卡扣722处于锁定卡舌的锁定状态)，自动断开电磁体82的电源。由此，能够实现进一步节省电力的优点。

还应当理解的是，与通过接通和断开电磁体82的电源来实现磁吸附和释放类似，卡扣722也可以通过设置适当的电机来控制从而释放飞行***12的卡舌。由此能够简化释放飞行***12的操作。例如，能够通过按压释放按钮(例如按钮143)来同时断开电磁体82的电源和控制卡扣722释放飞行***12的卡舌，由此实现一键释放飞行***12。作为一种可能的实施方式，飞行***12的卡舌卡入到所述卡扣722中的卡入方向与电磁体82和耦合器部件84之间的磁吸附方向相同，以简化飞行***12的吸附和释放操作。

虽然在图13和图14中电磁体82和卡扣722示出为分离的部件，但是应当理解的是，电磁体82和卡扣722也可以设置为一体的部件，例如可以将卡扣722的至少一部分设置为电磁体。

另外，在图13和图14所示的第三实施例中，支撑结构72可以设置有一个或多个摄像头(未示出)，以使得支撑结构72自身也可以用于拍摄照片或视频，例如与飞行***12的光学***26同步地拍摄照片或视频，并且支撑结构72的摄像头拍摄的照片或视频和飞行***12的光学***26拍摄的照片或视频可以同时显示在显示器141上。应当理解的是，支撑结构72的摄像头可以固定地设置，也可以能够平移和/或能够转动地设置，并且可以设置用于驱动支撑结构72的摄像头平移和/或转动的致动设备(例如电机)。这种致动设备在本领域是公知的，因此这里不再详细描述。

图15是根据本公开的第四实施例的图1的手持遥控装置连同示例性的飞行***一起的另一个示意图。图16是图15的分解状态图。图17和图18是从图15中移除了飞行***的动力模组的示意图。第四实施例与第三实施例的结构类似，不同之处在于第四实施例的飞行***12包括飞行***主体121和可拆卸的动力模组122。

具体地，图15至图18所示的飞行***12、飞行***控制器14和支撑结构72具有以上在关于***10和飞行***12的概述和手持遥控装置的描述中所述的结构和功能。飞行***12的可拆卸的动力模组122包括两个旋翼和用于驱动旋翼的电机，并且能够拆卸地安装到飞行***主体121。由此，在不需要飞行时，可以将动力模组122从飞行***主体121拆下并单独放置，以减小飞行***占用的空间，提高便携性。应当理解的是，以上描述的飞行***12的诸如传感器、光学***、电源等的部件可以设置在飞行***主体121中，并且动力模组122也可以设置有以上描述的飞行***的诸如传感器等的部件。

飞行***控制器14和支撑结构72一体形成，并且飞行***12的飞行***主体121能够嵌入到支撑结构72前端的凹部721中，使得飞行***12的飞行***主体121被大致容纳在该凹部721中而不会突出到支撑结构72的轮廓之外，以实现更紧凑、便携的结构。飞行***控制器14包括多个控制按钮。

在第四实施例中，与上述第一实施例、第二实施例和第三实施例类似，快速捕获和释放耦合机构74使用电磁体82或永磁体或可磁化材料86(在图16中示出了电磁体82作为示例)，以便磁吸附飞行***12的飞行***主体121上的耦合器部件(未示出)，从而固定飞行***12。

应当理解的是，在图15至图18所示的第四实施例中，支撑结构72自身可以设置有一个或多个摄像头722(图17中仅示出了一个)，以使得支撑结构72也可以用于拍摄照片或视频，例如与飞行***12的光学***26同步地拍摄照片或视频。

在飞行***12设置有较大的旋翼的情况下，第四实施例的结构是非常有利的。原因在于，飞行***的包括旋翼的动力模组122能够从飞行***主体121拆下并单独放置，并且飞行***主体121和支撑结构72形成为紧凑的整体，所以显著提高了飞行***12和支撑结构72整体的便携性。另外，由于动力模组122能够便捷地卡扣到飞行***主体121上并且能够便捷地从飞行***主体121拆下(这种卡扣结构在本领域是公知的，因此不再详细描述)，因此能够显著缩短起飞准备时间和收纳时间。

应当理解的是，快速捕获和释放耦合机构74在使用电磁体82时，通过控制电磁体82的电流，除了具有磁吸附耦合器部件84(即，第一工作状态)和释放耦合器部件84(即，第二工作状态)这两种工作状态之外，还可以通过控制通过电磁体82的电流方向来使得电磁体82的磁性与耦合器部件84的磁性相同，从而在电磁体82和耦合器部件84之间(即在支撑结构72和飞行***12之间)产生排斥力(即，第三工作状态)，从而有助于飞行器12的起飞。

尽管为了简明而省略，但是优选的实施例包括各种***组件和各种方法过程的每种组合和排列，其中方法过程能够以任何合适的次序执行、按顺序执行或同时执行。

如本领域技术人员将从之前的详细描述以及从附图和权利要求中认识到的那样，在不脱离以下权利要求中限定的本公开的范围的情况下，能够对本公开的优选实施例进行修改和改变。

Claims (24)

1.一种手持遥控装置，用于与飞行***一起使用，所述手持遥控装置包括：

支撑结构；

快速捕获和释放耦合机构，所述快速捕获和释放耦合机构设置在所述支撑结构上，并且具有第一磁性部件；和

控制器，所述控制器用于控制所述第一磁性部件，使得所述第一磁性部件能够具有至少第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态，所述第一磁性部件与所述飞行***的第二磁性部件产生磁吸附，在所述第二工作状态，所述第一磁性部件不与所述飞行***的第二磁性部件产生磁吸附；

其中，所述第一磁性部件为永磁体，所述手持遥控装置还包括设置在所述支撑结构上的第一磁性部件驱动机构，所述第一磁性部件驱动机构能够使所述第一磁性部件在第一位置和第二位置之间运动，在所述第一位置，所述第一磁性部件和所述第二磁性部件能够产生第一磁吸附力，在所述第二位置，所述第一磁性部件和所述第二磁性部件之间不能产生磁吸附力或产生小于所述第一磁吸附力的第二磁吸附力。

2.根据权利要求1所述的手持遥控装置，其中，所述第一磁性部件为电磁体，在所述第一工作状态，所述控制器接通通过所述第一磁性部件的电流，以使所述电磁体与所述飞行***的第二磁性部件产生磁吸附，在所述第二工作状态，所述控制器断开通过所述第一磁性部件的电流，使得所述电磁体不与所述飞行***的第二磁性部件产生磁吸附。

3.根据权利要求2所述的手持遥控装置，其中，所述控制器能够控制通过所述第一磁性部件的电流方向，以使所述第一磁性部件具有不同于所述第一工作状态和第二工作状态的第三工作状态，在所述第三工作状态中，所述第一磁性部件的磁性与所述第二磁性部件的磁性相同，从而所述第一磁性部件与所述第二磁性部件相互排斥。

4.根据权利要求1所述的手持遥控装置，其中，所述第一磁性部件驱动机构包括电机、导轨、连接到所述导轨的可移动托盘和连接到所述电机的螺杆，所述第一磁性部件固定到所述可移动托盘，所述螺杆旋拧穿过所述可移动托盘的螺纹孔，所述电机能够驱动所述螺杆旋转，使得所述可移动托盘能够沿着导轨上下移动，以使所述第一磁性部件在所述第一位置和第二位置之间运动。

5.根据权利要求1所述的手持遥控装置，其中，所述支撑结构包括细长管，所述细长管内容纳有电池。

6.根据权利要求1所述的手持遥控装置，其中，所述手持遥控装置包括设置在所述支撑结构上并连接到所述控制器的显示屏，所述显示屏能够接收并显示来自所述飞行***或所述手持遥控装置的图像信号。

7.根据权利要求1所述的手持遥控装置，其中，所述手持遥控装置包括一个或多个摄像头。

8.根据权利要求7所述的手持遥控装置，其中，所述手持遥控装置包括摄像头驱动机构，用于驱动所述摄像头平移和/或转动。

9.根据权利要求1所述的手持遥控装置，其中，所述手持遥控装置包括一个或多个麦克风和/或一个或多个扬声器。

10.根据权利要求1所述的手持遥控装置，其中，所述支撑结构包括用于容纳飞行***的至少一部分的凹部。

11.根据权利要求10所述的手持遥控装置，其中，所述支撑结构的凹部能够容纳所述飞行***，使得所述飞行***的轮廓被包封在所述凹部内。

12.根据权利要求1所述的手持遥控装置，其中，所述支撑结构包括卡扣，飞行***上对应设置的卡舌能够可释放地卡入到所述卡扣中。

13.根据权利要求12所述的手持遥控装置，其中，所述飞行***上的卡舌卡入到所述卡扣中的卡入方向与所述第一磁性部件和所述第二磁性部件之间的磁吸附方向相同。

14.根据权利要求12所述的手持遥控装置，其中，所述支撑结构还包括卡扣驱动机构，所述卡扣驱动机构能够驱动所述卡扣以释放所述飞行***的卡舌。

15.根据权利要求14所述的手持遥控装置，其中，所述卡扣驱动机构由所述控制器控制，并且所述控制器配置成能够控制所述卡扣驱动机构和所述第一磁性部件，使得所述卡扣释放所述飞行***的卡舌的操作与所述第一磁性部件进入第二工作状态的操作基本同步。

16.根据权利要求15所述的手持遥控装置，其中，所述支撑结构设置有能够检测所述卡扣是否处于锁定卡舌的锁定状态的传感器，所述控制器配置成在检测到所述卡扣处于所述锁定状态时，控制所述第一磁性部件进入所述第二工作状态。

17.根据权利要求1所述的手持遥控装置，其中，所述支撑结构设置有飞行***控制器耦合机构，用于将所述飞行***控制器安装在所述支撑结构上。

18.根据权利要求17所述的手持遥控装置，其中，所述手持遥控装置能够通过有线方式或无线方式为连接到所述飞行***控制器耦合机构的飞行***控制器充电，并且/或者，所述连接到所述飞行***控制器耦合机构的飞行***控制器能够通过有线方式或无线方式为所述手持遥控装置充电。

19.根据权利要求1所述的手持遥控装置，其中，所述手持遥控装置能够通过有线方式或无线方式为飞行***充电，并且/或者，所述飞行***能够通过有线方式或无线方式为所述手持遥控装置充电。

20.一种飞行***套件，所述飞行***套件包括：

根据权利要求1至19中任一项所述的手持遥控装置；和

飞行***，所述飞行***包括能够与所述手持遥控装置的第一磁性部件产生磁吸附的第二磁性部件。

21.根据权利要求20所述的飞行***套件，其中，所述手持遥控装置是根据权利要求12至16中任一项所述的手持遥控装置，并且所述飞行***还包括与所述卡扣配合的卡舌。

22.根据权利要求20所述的飞行***套件，其中，所述第二磁性部件是永磁体或电磁体。

23.根据权利要求20所述的飞行***套件，其中，所述飞行***包括飞行***主体和能够拆卸地连接到所述飞行***主体的动力模组，所述飞行***主体设置有所述第二磁性部件并且能够被磁吸附到所述手持遥控装置，所述动力模组包括至少一个旋翼和驱动所述旋翼的电机。

24.根据权利要求20所述的飞行***套件，其中，所述手持遥控装置是根据权利要求10所述的手持遥控装置，所述飞行***主体能够被容纳在所述支撑结构的凹部中。

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