[发明专利]具有环境感知的无人驾驶空中车辆系统和方法

说明书

提供了空中系统(10)和操作空中系统(10)的方法。空中系统(10)包括主体(12)、提升机构(14)、处理系统(20)、相机(30)和传感器模块(16、18)。提升机构(14)耦合到主体(12)并且被构造为可控制地提供升力和/或推力。处理系统(20)被配置为控制提升机构(14)以向空中系统(10)提供飞行。相机(30)耦合到主体(12)并且被配置为获得靠近空中系统(10)的环境的图像。传感器模块(16、18)耦合到主体(12)并包括发射器(18)和接收器(16)。接收器(16)被配置为感测与和空中系统(10)相关联的周围环境相关的数据。处理系统(20)根据感测到的数据控制提升机构(14)或发射器(18)的可控参数。空中系统(10)可以减少用户的认知负荷，并增加自动驾驶应用的可靠性。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年9月13日提交的美国临时专利申请序列 No.62/393,771的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明一般而言涉及空中车辆领域，更具体地涉及用于空中车辆领域中的环境感测的新的且有用的系统和方法。

背景技术

无人驾驶空中车辆(UAV或无人机)常常被用于记录关于周围环境的数据。例如，无人机可以用于在飞行期间记录周围环境的图像或视频。这些常规的UAV(例如，消费者无人机)通常由用户使用基于可视的方法远程操作，其中用户或者使用到无人机的视线来控制飞行和/或避开障碍物，或者使用来自无人机的视频馈送来控制飞行和/或避开障碍物。但是，在低光照条件下，周围环境数据捕获和基于可视的远程用户无人机控制都会成为问题。

发明内容

在本发明的一个方面，提供了一种空中系统。该空中系统包括主体、提升机构、处理系统、相机和传感器模块。提升机构耦合到主体并且被构造为可控制地提供升力和/或推力。处理系统被配置为控制提升机构以向空中系统提供飞行。相机耦合到主体并且被配置为获得靠近空中系统的环境的图像。传感器模块耦合到主体并包括发射器和接收器。接收器被配置为感测与和空中系统相关联的周围环境相关的数据。处理系统根据感测到的数据控制提升机构或发射器的可控参数。

在本发明的另一方面，提供了一种用于操作空中系统的方法。该空中系统包括主体、提升机构、处理系统、相机以及传感器模块。提升机构耦合到主体并且被构造成可控制地提供升力和/或推力。处理系统被配置为控制提升机构以向空中系统提供飞行。相机耦合到主体并且被配置为获得靠近空中系统的环境的图像。传感器模块耦合到主体并包括发射器和接收器。接收器被配置为感测与和空中系统相关联的周围环境相关的数据。该方法包括以下步骤：由传感器模块感测与和空中系统相关的周围环境相关的数据；并且由处理系统根据感测到的数据控制提升机构或发射器的可控参数。

附图说明

图1是空中系统的示意性表示。

图2A是空中系统的示例的示意性表示，包括前置传感器模块和底部传感器模块。

图2B是根据本发明实施例的示例性空中符号的框图。

图3是操作中的空中系统的第二示例的示意性表示。

图4是空中系统操作的示意性表示。

图5是动态发射器控制的第一示例的示意性表示。

图6是基于从用户设备接收的目标图像参数的动态发射器控制的第二示例的示意性表示。

图7是在着陆指令生成中使用的动态发射器控制的第三示例的示意性表示。

图8是将着陆表面照亮到阈值水平以进行自动着陆指令确定的动态发射器控制的第四示例的示意性表示。

图9是适应低光图像记录条件的动态发射器控制的第五示例的示意图。

图10是在选择性遥控飞行指令越权中使用的动态发射器控制的第六示例的示意性表示。