[发明专利]利用或避免飞行器的空气阻力

说明书

公开了用于避免或利用飞行器上的空气阻力的方法和装置。在实施例中，该方法和装置可以在控制器中实现并且用于提高飞行器的能量效率。在实施例中，确定与飞行器上的力相关联的至少一个参数。然后确定飞行器的偏航设置，其为了能量效率而利用或避免飞行器上的空气阻力。偏航可以基于飞行器的形状上的方向性来参考偏航设置。在其他实施例中，确定与飞行器上的力相关联的阻力。然后，基于飞行器的期望操纵来确定在阻力中是否存在选定分量。然后，基于选定分量是否在阻力中来确定偏航设置。

背景技术

近来使用中的无人驾驶飞行器(UAV)的数目已经迅速增加。在同一时期，这些UAV可能投入使用的不同类型的情况和应用的数目也已经增长。这至少部分是由于可以与UAV一起被利用的技术的复杂性和能力的提高。例如，UAV目前用于复杂的测绘和监视应用，并且也正在考虑UAV用于交付服务应用的用途。这些UAV应用中的一些UAV应用可能具有如下要求：UAV长时期保持在高空或密集行驶，而无需UAV可以在此期间被维修的频繁中断。这些类型的要求可能会对UAV的功率效率和UAV的发动机的功率源的效率提出大量要求。由UAV的速度生成的或由风力产生的UAV表面上的空气阻力可能会加剧对动力的需求，这反向作用于UAV在期望方向上的运动。空气阻力对UAV的影响也可能因UAV可能在其形状上具有方向性而变得复杂。例如，在一些UAV中，前面可能生成对气压的低阻力，而侧面可能生成对气压的高阻力。

发明内容

提供本″发明内容″是为了以简化的形式介绍将在以下″具体实施方式″中进一步描述的一些概念。本″发明内容″并非旨在专门标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也并非旨在作为确定所要求保护的主题的范围中的辅助。

本文中公开了允许利用和/或避免飞行器(AV)上的空气阻力的方法和装置。本公开中的方法和装置的示例实施例基于作用于AV的大气力来提供用于AV的偏航设置。取决于AV上的力的净效应的方向和AV的期望操纵，实施例允许利用和/或避免力来提高AV的能量效率。例如，在一个实现中，当AV的形状在空气阻力方面具有方向性时，用于偏航设置的方法和装置可以用于设置AV的偏航以利用AV的形状。在该实现中，可以确定由大气力引起的AV上的净阻力，并且然后基于AV的形状来确定利用净阻力、或者避免或减少净阻力的偏航设置。偏航设置可以基于净阻力的方向和AV的期望操纵来确定，诸如减速或停止、或者加速或向前移动的操作。

该方法和装置可以在一种用于飞行器的控制器中实现。控制器可以确定与飞行器上的力相关联的至少一个参数，基于至少一个参数来确定飞行器的偏航设置，并且基于所确定的偏航设置来发起飞行器的偏航的设置。在一个实现中，至少一个参数可以是净阻力，并且控制器可以确定飞行器药执行操纵，例如在保持恒定速度的同时在路径中移动，在加速的同时在路径中移动，在减速的同时在路径中移动，或者执行诸如停止的操纵。然后控制器可以在执行操纵的同时考虑飞行器上的净阻力的影响来确定飞行器的偏航设置。例如，当控制器确定净阻力时，如果飞行器在路径中正向前移动或加速并且净阻力包含作用于为加速或移动加强或增加能量的期望分量力，则控制器可以确定将飞行器的偏航设置为垂直于前进路径以利用净阻力的偏航设置。如果净阻力包含作用于对抗加速或移动的分量，则控制器可以确定将飞行器的偏航设置为平行于净阻力以避免净阻力的偏航设置。当飞行器移动并且相应地调节偏航时，控制器可以随着时间确定净阻力的更新。当飞行器加速到恒定速度时，净阻力可能由于飞行器速度的变化而改变，并且控制器可以相应地确定更新后的偏航设置。在另一示例中，当控制器确定净阻力时，如果飞行器正沿着特定路径减速或停止，并且净阻力包含作用于加强或增加能量以辅助减速或停止的期望分量，则控制器可以确定将飞行器的偏航设置为垂直于路径以利用净阻力的偏航设置。如果净阻力包含作用于对抗减速或停止的分量，则控制器可以确定将飞行器的偏航设置为平行于净阻力以避免净阻力的偏航设置。