CN106458318A - 用于照相和/或摄像的无人航拍直升机 - Google Patents

Abstract

一些实施例包含用于消费型照相或摄像的无人飞行器(UAV)直升机。所述UAV直升机可确定所述UAV直升机的第一高程和操作者装置的第二高程。所述UAV直升机可通过控制一个或多个螺旋桨驱动器的推力以维持所述第一高程与所述第二高程之间的预设高程差来调整所述第一高程。所述UAV直升机可相对于所述UAV直升机定位目标主体。所述UAV直升机可调整所述螺旋桨驱动器中的至少一者以使所述UAV直升机的第一相机指向所述操作者装置。在一些实施例中，响应于检测到所述UAV直升机已经被投掷，所述UAV直升机可提供用于所述UAV直升机的螺旋桨驱动器的电力调整以使所述UAV直升机到达操作者装置上方的预定高程。

Description

用于照相和/或摄像的无人航拍直升机

技术领域

本公开的至少一个实施例大体上涉及无人飞行器(UAV)，且特定来说涉及消费型UAV直升机。

背景技术

用于日常消费的UAV且尤其是UAV直升机传统上已经限于作为玩具或作为业余爱好者收藏项目的娱乐。然而最近，UAV直升机已经用于个人照相和摄像。UAV直升机可配备便携式电源和图像捕捉设备，例如相机或其它类型的传感器。举例来说，当没有高空障碍时，照相师或摄像师可使用UAV直升机对参与室外活动的运动员进行照相或拍摄。UAV直升机也可用以记录特殊场合，例如婚礼、求婚以及可能在开放场地发生的其它活动。照相和摄像应用需要高度便携的仪器。然而，常规UAV直升机往往是笨重的且难以运输。

UAV直升机往往以高速率消耗其电池组的电荷。UAV直升机可配备便携式电源(例如，电池组)和图像捕捉设备，例如相机。举例来说，利用常规电池组的携带高清晰度(HD)摄像机的UAV直升机可能在30分钟到一小时内用完电。在大多数情形下照相或摄像期持续比一小时长得多的时期。因此，频繁的电池组的再充电或电池组的交换是许多UAV直升机应用的必然不便。

常规UAV直升机由操作者经由遥控装置手动控制。这必然要求UAV直升机的操作者以及UAV直升机拍摄的目标主体不能是同一个人。常规UAV直升机经常使操作者不能从事所述操作者正尝试捕捉的活动。举例来说，作为婚礼中的新娘和新郎的朋友的操作者无法参与所述操作者正尝试记录的婚礼。对于另一实例，正在捕捉滑雪胜地的单板滑雪特技的操作者无法在操作UAV直升机的同时进行单板滑雪。

常规UAV直升机、尤其是常规消费型UAV直升机是在地面上进行校准。常规UAV直升机当其从耦合到所述UAV直升机的遥控器接收到施加额外向下推力的指令时起飞。此过程在每当UAV直升机降落但又需要在短时期内再启动时必然带来延迟。举例来说，当对运动员进行拍摄时，UAV直升机可能需要一旦收到通知就处于空中。从地面向上缓慢加速可能延迟拍摄过程并且错过原本将捕捉到的重要时刻。

常规UAV直升机由操作者经由遥控装置手动控制。这必然要求UAV直升机的操作者以及UAV直升机拍摄的目标主体不能是同一个人。常规UAV直升机经常使操作者不能从事所述操作者正尝试捕捉的活动。举例来说，作为婚礼中的新娘和新郎的朋友的操作者无法参与所述操作者正尝试记录的婚礼。对于另一实例，正在捕捉滑雪胜地的单板滑雪特技的操作者无法在操作UAV直升机的同时进行单板滑雪。

发明内容

第三人相机视角成像

本公开包含UAV直升机的设计，其具有用以自动跟随和跟踪其相机帧内的人主体的机构。常规照相经由照相师的第一人视角(即，UAV为代理)捕捉观测物。甚至适用于照相的常规手动控制UAV直升机也从照相师的第一人代理视角捕捉观测物。所公开的UAV直升机可从第三人视角捕捉观测物，从而使得照相师、目标主体和UAV直升机的操作者能够是同一个人。所公开的机构使操作者不必实时控制UAV，且使得操作者能够作为成像(例如，照相或摄像)的主体而参与。

在一些实施例中，所公开的UAV直升机可在手动模式、半自动模式或全自动模式中操作。在全自动模式中，UAV直升机可实时确定其自己的轨迹、高程、偏航、俯仰和横滚。在半自动模式中，UAV直升机的操作者可通过操作者装置控制轨迹、高程、偏航、俯仰和横滚的子集。举例来说，操作者可实时设定俯仰和横滚，且异步地设定预设轨迹以及UAV直升机与目标主体之间的预设高程差。UAV直升机可根据操作者的设定而实时确定其自己的偏航和高程。此模式使得单手界面能够控制UAV直升机。举例来说，如果操作者是运动员，例如单板滑雪者，那么在参与体育活动的同时单手使用方便得多(例如，单板滑雪者仅需要移除一只手套以控制UAV直升机)。在手动模式中，UAV直升机的操作者可通过操作者装置实时控制UAV直升机的高程、偏航、俯仰和横滚。

特定地，在全自动模式和半自动模式中，所公开的UAV直升机可在其一个或多个相机的相机帧中定位其操作者。一旦在相机帧中捕捉到操作者，所公开的UAV直升机便可在操作者在平的或不平的地形上走来走去时跟随和跟踪操作者。操作者可为参与活动(例如，单板滑雪、冲浪、划船等)或事件(例如，婚礼、公司事件、求婚等)的某个人。在一些实施例中，所公开的UAV直升机可被配置成在相对于操作者的预设高程盘旋。操作者可通过远程操作者装置上的界面来配置所述预设高程。

所公开的UAV直升机最初使用来自UAV直升机中的传感器和来自远程操作者装置中的传感器的位置信息来对准UAV直升机以使其相机指向操作者。远程操作者装置例如可为移动电话或可穿戴装置，例如腕带装置、环、臂带装置或挂件装置。UAV直升机位置信息可从UAV直升机中的一个或多个传感器产生，例如气压计、磁力计、加速度计、陀螺仪、全球定位系统(GPS)模块或其任何组合。操作者位置信息可从操作者装置中的一个或多个传感器产生，例如气压计、磁力计、加速度计、陀螺仪、GPS模块或其任何组合。操作者位置可使用操作者装置中的传感器的传感器读数来计算。此计算可在UAV直升机中在接收传感器读数之后或者在操作者装置中进行。在后一种情况下，操作者装置可将计算的操作者位置发送到UAV直升机。在一些实施例中，UAV直升机可耦合到多个操作者装置，其各自假定在操作者个人身上。来自多个操作者装置的传感器读数可用以精炼操作者位置信息。为了瞄准操作者而对螺旋桨驱动器的调整是由UAV直升机基于操作者和UAV直升机的相对位置(例如，三维坐标)而确定。

在一些实施例中，UAV直升机包含多个相机。举例来说，UAV直升机可包含侧视相机和下视相机。这些相机可为广角相机。在一些实施例中，侧视相机具有比下视相机更广的角度。在其它实施例中，下视相机具有比侧视相机更广的角度。当尝试将操作者定位到相机的相机帧中时，UAV直升机可首先使用可能具有较低分辨率的下视相机，以相对于操作者位置信息基于UAV直升机位置信息来大体上定位操作者。一旦在下视相机的相机帧内观测和检测到操作者，UAV直升机的控制系统便可使UAV直升机向旁边移动以使操作者置于可能具有较高分辨率的侧视相机的相机帧中。

一旦操作者处于侧视相机的相机帧中，UAV直升机的控制系统便可使用图像辨识模块维持操作者在相机帧内。举例来说，图像辨识模块可定位相机帧内的操作者，且预测操作者的运动以确定如何导航UAV直升机以使得操作者不会脱离相机帧。

用于在半空中启动UAV的机构

本公开包含具有用以在半空中启动UAV直升机的机构的UAV直升机的设计。举例来说，操作者可在他/她希望启动UAV直升机时向上投掷UAV直升机。当UAV直升机接通时，其可通过分析来自其传感器的传感器读数而检测其已经被投掷。

在一些实施例中，UAV直升机可利用惯性传感器来检测其已经被投掷。UAV直升机可基于其惯性传感器读数(例如加速度计读数)确定向下加速度或向上加速度。UAV直升机可基于加速度读数而接通其螺旋桨。举例来说，预定加速度水平(例如，向上或向下加速度的某一量值)可触发UAV直升机接通其螺旋桨。对于另一实例，加速度水平的预定改变可触发UAV直升机接通其螺旋桨，例如当向上加速度改变为向下加速度时。在其它实施例中，UAV直升机可基于速率读数而接通其螺旋桨。举例来说，UAV直升机可当达到预定速率(例如，预设的向上速率或向下速率)时接通其螺旋桨。

在一些实施例中，UAV直升机可通过检测其高程的改变来检测其已经被投掷。举例来说，UAV直升机可基于全球定位系统(GPS)模块读数来检测其高程的改变。GPS模块可提供UAV直升机的z轴坐标。对于另一实例，UAV直升机可基于气压计读数(例如，环境压力的改变)检测其高程的改变。

在一些实施例中，UAV可通过经由其一个或多个相机检测运动来检测其已经被投掷。举例来说，UAV直升机的图像处理模块可通过比较连续帧而从相机的视频馈送检测运动。对于另一实例，UAV直升机可使用相机的自动聚焦机构来检测运动。

在检测到其已被投掷后，UAV直升机可计算如何使自身维持在空中。UAV直升机可确定对其螺旋桨中的每一者供应多少电力以便使UAV直升机旋转达到平衡状态(例如，能够通过对螺旋桨的大体上相等的电力来维持恒定高程)。UAV直升机可确定对螺旋桨供应多少电力以在地面上方的预定绝对高程或距操作者装置的相对高程处维持其飞行。

对自主无人机提供第三方控制应用程序的开发者工具套件

实施例涉及软件开发者工具套件(SDK)，其使自主无人机的控制功能性和计算机视觉功能性暴露于第三方应用程序。举例来说，自主无人机的实施例可自动驾驶以跟随和跟踪其操作者。第三方应用程序可促进自动引导和自动驾驶功能性。在一些实施例中，第三方应用程序可对自主无人机或自主无人机的控制装置(例如，操作者装置)添加额外智能。

此外，SDK可实现对来自自主无人机和自主无人机的控制装置(例如，移动电话和可穿戴跟踪器)的传感器数据的存取。具体来说，SDK使得第三方应用程序能够在自主无人机上实施基于情境的规则。基于情境的规则实时解译传感器数据以确定是否满足一个或多个情境条件(例如，控制用户正在跳跃或机载电池电力不足)且确定作为响应将采取何种动作。SDK还提供指令以将可执行指令从移动装置推送到自主无人机或另一控制装置(例如，可穿戴跟踪器)。

用于型面减少的折叠螺旋桨

本公开包含通过折叠UAV直升机的螺旋桨而具有减少型面的UAV直升机的设计。UAV直升机的型面经常由其结构框架及其螺旋桨界定。举例来说，用于消费型摄像的UAV直升机可为由单个人在常规背包中携带的四旋翼直升机。当将UAV直升机放入此背包中时具有最小的水平和垂直型面是重要的。

在一些实施例中，UAV直升机具有框架，其被构造成维持平行于地面(例如，垂直于地球的重力向量的平面)。大体上在框架的顶点附近的是具有用于驱动一个或多个螺旋桨的电机轴的电机，所述电机轴垂直于框架。举例来说，两个螺旋桨可从大体上靠近且垂直于电机轴的铰链机构延伸。所述铰链机构机械地耦合到电机轴。所述铰链机构自身随着电机轴旋转，且允许螺旋桨围绕相应铰链机构的独立旋转。也就是说，每一螺旋桨可围绕机械地耦合到电机轴的铰链机构旋转。所述两个铰链机构可相对于电机轴面对面定位。

在静置状态(即，当电机轴不在自旋时)，所述两个螺旋桨可朝向一侧折叠。在作用状态(即，当电机轴在自旋时)，螺旋桨的离心力(即，由正不断重定向的主体的惯性造成的将旋转主体拉离旋转中心的明显的力)将使折叠的螺旋桨移动到面对面的相应位置，使得螺旋桨相对于电机轴旋转对称。

可实施折叠螺旋桨的其它实施例用于UAV直升机。UAV直升机可包含一个或多个电机。每一电机可具有电机轴，其利用上述螺旋桨折叠机构驱动两个或更多个螺旋桨。在一些实施例中，并非向旁边折叠且相对于电机轴维持直角，处于静置状态的螺旋桨可沿着电机轴向下折叠或在电机轴上方向上折叠。在其它实例中，螺旋桨可在一侧以及向下或向上折叠在一起。

电池交换机构

本公开包含具有用以促进电池交换的机构的UAV直升机的设计。所公开的UAV直升机包含铰链机构，其将电池隔室的盖推出以暴露电池隔室。所述盖可为UAV直升机的顶部盖或底部盖，其暴露所述盖下方的电池隔室。在一些实施例中，所述盖可横跨UAV直升机的整个底侧或顶侧。可使用按钮或杠杆使铰链机构解锁且因此打开盖。一旦解锁，盖便推出且离开电池隔室。在各种实施例中，经由多个杆推出盖，所述多个杆附接到盖和电池隔室的侧面(例如，UAV直升机的框架)。盖当电池隔室暴露时保持附接到UAV直升机。

电池隔室可被配置成接纳含有一个或多个电池的电池组。在一些实施例中，电池隔室可被配置成接纳多个电池组。在一些实施例中，电池隔室具有锁定机构，在将电池组推入电池隔室之后所述锁定机构将电池组锁住。当电池隔室从UAV直升机下方暴露且电池组向上安装到电池隔室中时这是有利的。当安装电池组时，锁定机构防止电池组从UAV直升机掉出。

所公开的UAV直升机包含耦合到控制系统的备用电池。在检测到电池隔室打开或电池组已经取出后，电力电路自动地将电力从备用电池路由到控制系统。备用电池足以维持其电荷且在例如60秒的短持续时间中对控制系统供电。此最小电力要求允许备用电池的形状因数和重量比主电池组小得多。

无此备用电池的情况下，由电池更换造成的延迟不仅是更换电池所需的时间，而且是重启和重新校准UAV直升机的控制系统所需的时间。备用电池防止UAV直升机由于电力中断而重启或需要重新校准。备用电池的电量持续的时间足以使普通的人能够更换主电池组。备用电池可由主电池组(即，主电源)再充电，使得在UAV直升机的寿命中备用电池的更换大部分是不必要的。

本公开的一些实施例具有除了上文描述的内容之外或代替所述内容的其它方面、元件、特征和步骤。贯穿说明书的其余部分描述这些潜在的添加和替换。

附图说明

图1是根据各种实施例的UAV直升机的实例。

图2A是根据各种实施例的用于UAV直升机的螺旋桨驱动器的实例。

图2B是根据各种实施例的图2A的螺旋桨驱动器的分解组件图。

图2C是根据各种实施例的图2A的螺旋桨驱动器处于静置状态的实例透视图。

图2D是根据各种实施例的图2A的螺旋桨驱动器处于作用状态的实例透视图。

图3是根据各种实施例的UAV直升机的实例。

图4是根据各种实施例的UAV直升机的框图。

图5是根据各种实施例的操作UAV直升机的电力系统的方法的流程图。

图6是根据各种实施例的UAV直升机的框图。

图7是根据各种实施例的UAV直升机的操作者装置的框图。

图8是根据各种实施例的操作UAV直升机以跟踪目标主体的方法的流程图。

图9是根据各种实施例的操作移动装置以控制UAV直升机的方法的流程图。

图10是根据各种实施例的由移动装置实施以用于控制UAV直升机的用户界面的实例。

图11是根据各种实施例的操作UAV直升机以在半空中启动的方法的流程图。

图12A到12D是根据各种实施例的在半空中启动的UAV直升机的图示。

图13是根据各种实施例的用于开发者产生用于自主无人机的第三方控制应用程序的系统环境的框图。

图14是根据各种实施例的消费型无人机的框图。

图15是根据各种实施例的消费型无人机的操作者装置的框图。

图16是根据各种实施例的用于消费者用户安装用于控制消费型无人机的第三方应用程序的系统环境的框图。

图17是根据各种实施例的可表示本文描述的一个或多个计算装置或服务器的计算装置的实例的框图。

附图描绘本公开的各种实施例仅用于说明目的。本领域的技术人员从以下论述将容易认识到，在不脱离本文描述的本发明原理的情况下，可以采用本文说明的结构和方法的替代实施例。

具体实施方式

折叠螺旋桨

图1是根据各种实施例的UAV直升机100的实例。UAV直升机100包含底部盖102(其中内部组件以虚线示出)、传感器隔室104、支撑结构106(包含内部框架和外部壳)以及一个或多个螺旋桨驱动器108。传感器隔室104适于储存一个或多个传感器112，例如照相机或摄像机。传感器112可捕捉图像或其它观测值，且将其存储在本地存储器装置(未图示)上。UAV直升机100还可经由通信装置(未图示)将捕捉到的图像或其它观测值流式传输到附近的装置。

针对UAV直升机100描述的作用组件可以个别地操作且独立于其它作用组件而操作。可以部分地或整体地远程或经由UAV直升机100中的智能系统(未图示)来控制作用组件中的一些或全部。单独的作用组件可以通过一个或多个通信信道(例如，无线或有线信道)耦合在一起以协调其操作。所述组件中的一些或全部可以组合作为一个组件或装置。单个组件可以划分为若干子组件，每一子组件执行所述单个组件的单独的功能部分或方法步骤。UAV直升机100可以包含额外、更少或不同的组件用于各种应用。

在一些实施例中，UAV直升机100具有支撑结构106，其被构造成在稳态飞行中维持平行于地面(例如，垂直于地球的重力向量的平面)。大体上在支撑结构106的外部周边附近的是螺旋桨驱动器108，用于以螺旋桨驱动器108的相应电机轴驱动一个或多个螺旋桨。螺旋桨驱动器108中的每一者可包含由电机驱动的至少两个螺旋桨。

图2A是根据各种实施例的用于UAV直升机的螺旋桨驱动器200的实例。图2B是根据各种实施例的图2A的螺旋桨驱动器200的分解组件图。

螺旋桨驱动器200包含电机202，例如直流(DC)电机。电机202可由UAV直升机的控制系统(未图示)例如通过电力线204来驱动和控制。电机轴208从电机202延伸。举例来说，电机轴208可从电机202的中心延伸。电机轴208可机械地耦合到一起夹住螺旋桨(例如，第一螺旋桨212A和第二螺旋桨212B，统称为螺旋桨212)的顶部板210A和底部板210B(统称为“板210”)。电机轴208以一方式附接到板210使得当电机轴208旋转(例如，通过电机202围绕电机轴208的轴线旋转)时，板210随着电机轴208旋转。板210可为金属、木制、基于碳、塑料、基于纤维、其它复合材料或其任何组合。板210可采取圆形、椭圆形、矩形、正方形、三角形或其它旋转对称形状的形式。

可完成将板210和电机轴208机械地耦合在一起的各种方法。在一些实施例中，可通过将一个或多个紧定螺钉(例如，紧定螺钉211A和紧定螺钉211B，统称为“紧定螺钉211”)插入穿过板210中的至少一者(例如，底部板210B)中的一个或多个孔213到达电机轴208来将板210紧固到电机轴208上。

在一些实施例中，电机轴208可以螺旋型式带螺纹。作为对紧定螺钉211的替代或除了紧定螺钉211之外，可通过将电机轴208卷绕到板210中的对应螺纹孔中来将电机轴208耦合到板210。顶部板可具有单侧螺纹孔，而底部板可具有带螺纹的通孔。所述螺纹孔可以一方式图案化使得电机轴208在通过螺旋桨212产生升力的方向上的旋转不会从螺纹孔旋开/松开电机轴208。使用紧定螺钉211或使电机轴208带螺纹是有利的，因为其消除了对顶盖螺母的需要，且因此进一步减少由螺旋桨驱动器200占据的垂直型面。

在各种实施例中，电机轴208直接机械地附接到板210中的仅一者。如果板210机械地耦合到彼此，那么板210两者仍可机械地耦合到电机轴208。举例来说，板210可经由杆216(例如，杆216A和杆216B，统称为“杆216”)机械地耦合到彼此。杆216可为中空管或实心圆柱体。杆216可为圆形圆柱体或其它长形的圆形状。在一些实施例中，杆216可经由螺钉218A和螺钉218B附接到板210两者。在一些实施例中，杆216可通过紧密装配到板210中的孔中而附接。在一些实施例中，杆216可带螺纹且可卷绕到板210中的螺纹孔中。

螺旋桨212具有桨叶区段和基座区段。桨叶区段是可将旋转运动转换为推力的一种类型的风扇。举例来说，在机翼形桨叶区段的前表面与后表面之间产生压力差，且空气在桨叶区段后方加速。基座区段是螺旋桨212机械地耦合到板210且因此间接耦合到电机轴208的地方。

举例来说，第一螺旋桨212A可夹在顶部板210A与底部板210B之间。杆216A可附接到顶部板210A和底部板210B。第一螺旋桨212A的基座区段包含孔。杆216A延行通过所述孔。此设置使得杆216A能够将第一螺旋桨212A紧固于板210之间。此设置还使得第一螺旋桨212A能够围绕杆216A自由旋转(例如，经由第一螺旋桨212A中的孔)。类似地，第二螺旋桨212B也可夹在板210之间。杆216B可以与杆216A类似的方式附接到板210。第二螺旋桨212B能够围绕杆216B自由旋转。

图2C是根据各种实施例的图2A的螺旋桨驱动器200处于静置状态的实例透视图。在静置状态中，电机轴208不旋转。同样，板210也不旋转。当UAV直升机的操作者想要将UAV直升机储存在背包中时，操作者可将螺旋桨212中的至少一者(例如，第一螺旋桨212A)向侧面朝向另一螺旋桨(例如，第二螺旋桨212B)折叠。操作者还可将所有螺旋桨一起向一侧折叠。举例来说，操作者可通过使第一螺旋桨212A围绕杆216A且第二螺旋桨212B围绕杆216B旋转来折叠第一螺旋桨212A。

折叠螺旋桨212中的至少一者的能力为UAV直升机提供了减少的型面。对于具有多个电机的UAV直升机，此水平尺寸减少可适用于具有螺旋桨驱动器的每个位置(例如，通过将原本延伸到UAV直升机框架外部的螺旋桨折叠为在所述框架内部)。在四旋翼直升机的情况下，螺旋桨可从具有螺旋桨驱动器的每个拐角折叠，因此使四旋翼直升机在每个拐角处的水平型面最小化。

图2D是根据各种实施例的图2A的螺旋桨驱动器200处于作用状态的实例透视图。在作用状态中，电机轴208在旋转，且因此板210也在旋转。板210的旋转移动造成螺旋桨212也旋转，且因此移动远离电机轴208。结果，已朝向第二螺旋桨212B折叠的第一螺旋桨212A相对于电机轴208在与第二螺旋桨212B相反的方向上返回延伸出。由板210的旋转运动得到的明显的离心力造成使螺旋桨212对准到其恰当位置的此移动。所述离心力是由正不断重定向的主体的惯性造成的将旋转主体拉离旋转中心的明显的力。在此对准移动之后螺旋桨212的所得位置使每一螺旋桨的重心最远离电机轴208。

在一些实施例中，当将UAV直升机放入背包中时，螺旋桨212中的一些会在与背包接触后自然折叠。当启动UAV直升机时，对准移动的耦合以及电机轴208的旋转允许操作者快速启动UAV直升机，而不需要执行任何对准步骤。因此，螺旋桨212的折叠和自然展开有利地提供了型面减少机构，其不会增加操作UAV直升机的复杂性。

电池交换机构

图3是根据各种实施例的UAV直升机300的实例。UAV直升机可为防水或抗水UAV直升机。UAV直升机300包含电池隔室302、传感器隔室304、支撑结构306(包含内部框架和外部壳)以及一个或多个螺旋桨驱动器308。电池隔室302适于储存一个或多个便携式电源，例如电池组310。电池组310可包含一个或多个电池，例如锂聚合物电池。传感器隔室304适于储存一个或多个传感器312，例如照相机或摄像机。传感器312可捕捉图像或其它观测值，且将其存储在本地存储器装置(未图示)上。UAV直升机300还可经由通信装置(未图示)将捕捉到的图像或其它观测值流式传输到附近的装置。

在一些实施例中，UAV直升机300具有支撑结构306，其被构造成在稳态飞行中维持平行于地面(例如，垂直于地球的重力向量的平面)。大体上在支撑结构306的顶点附近的是螺旋桨驱动器308，用于以螺旋桨驱动器308的相应电机轴驱动一个或多个螺旋桨。螺旋桨驱动器308中的每一者可包含由电机驱动的至少两个螺旋桨。所述两个螺旋桨可相对于电机的电机轴面对面定位。

电池隔室302受到盖320保护。多个杆322可旋转地附接(即，能够在附接点处旋转)在盖320与形成电池隔室302的侧面的支撑结构306之间。杆322可由任何大体上刚性材料构成，例如金属、木材、塑料或其组合。举例来说，杆322中的每一者可用所述杆的至少一端上的铰链、轴承、枢轴或实现有限旋转移动的其它机构附接到盖320和支撑结构306。在一些实施例中，所述杆可从两端旋转。锁定部件在接合时可防止盖320暴露电池隔室302。当盖320闭合(即，不暴露电池隔室302)时，杆322可隐藏于电池隔室302内。当盖320闭合时，杆322可保持相对于地面水平和/或平行于盖320。杆322和电池隔室302的重量被设计成平衡的，使得每一螺旋桨驱动器当在空中提升UAV直升机300时提供大体上相等的推力。

可使用打开器机构(例如，按钮或杠杆)使锁定部件脱离且因此打开盖320。当锁定部件脱离时，盖320可向旁边滑动且远离电池隔室302。杆322在盖320滑出而暴露电池隔室302时控制所述盖的移动。一旦解锁，盖320便可通过人操作者在盖320处拉动、通过打开器机构的残余动量、通过盖320的重量、由于弹簧推抵或拉动盖320、或者耦合到或嵌入于杆322内的其它液压或气动机构而滑出。盖320当电池隔室302暴露时保持附接到UAV直升机300。盖320的唇部可包含防水材料以当盖320闭合时气密地密封UAV直升机300的底侧或至少电池隔室302。

盖320可横跨UAV直升机的整个底部表面。盖320可包含窗326，其允许传感器312捕捉图像。窗326可为盖320中的开口或盖320的透明部分。

图4是根据各种实施例的UAV直升机400(例如，图3的UAV直升机300)的框图。UAV直升机400包含机械结构402(例如，图3的支撑结构306)、控制系统404、电力系统406、相机系统408、电机系统410以及通信系统412。UAV直升机400可由一个或多个操作者装置(图示为虚线框)控制。操作者装置可包含例如遥控器、移动装置、可穿戴装置等等。机械结构402包含框架414和外部壳416。外部壳416可包含图3的盖320。外部壳416包围且保护UAV直升机400。

在各种实施例中，外部壳416气密地密封以使UAV直升机400防水，包含密封控制系统404，且因此当UAV直升机400完全或部分浸入液体或雪中时防止液体(例如，水)或雪进入电力系统406和通信系统412。虽然相机系统408的相机透镜可暴露于外部壳416上，但相机系统408的其余部分也可气密地密封于外部壳416内。在一些实施例中，UAV直升机400的仅电机系统410暴露于外部壳416外部。也可处理电机系统410以防水，而无需密封于外部壳416内。UAV直升机400的组件系统的上述气密密封以及电机系统410的处理有利地提供防水UAV直升机以为参与例如冲浪、划船或单板滑雪等冒险运动的运动员照相和拍摄视频。在一些实施例中，机械结构402包含一个或多个漂浮装置(未图示)以增加UAV直升机400的浮力以使得当其降落在水上时不会沉没。

控制系统404可实施为包含逻辑单元422的电子电路，例如处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其任何组合。控制系统404还可包含存储器装置424，例如非暂时性计算机可读存储媒体。存储器装置424可存储用于控制UAV直升机400的可执行指令。所述可执行指令可由逻辑单元422执行。控制系统404可经由通信系统412远程地从操作者装置接收指令或将信息发送到操作者装置。

电力系统406至少包含电力电路432、主电池组434以及备用电池模块436。当UAV直升机400通电时，主电池组434在每当需要电力时将电力供应到控制系统404、相机系统408、电机系统410以及通信系统412。主电池组434还供应电力以对备用电池模块436进行再充电。在一些实施例中，备用电池模块436嵌入于UAV直升机400内且不可移除或更换。

电力电路432可被配置成调节从主电池组434汲取的电力。电力电路432可被配置成监视主电池组434的电量。电力电路432可进一步被配置成检测潜在故障且估计主电池组434和/或备用电池模块436的寿命。电力电路432可被配置成检测来自主电池组434的电力的中断(例如，当主电池组434从UAV直升机400移除时或当主电池组434用完电时)。电力电路432可被配置成检测机械结构402中的电池隔室的打开。电力电路432可在检测到电力中断或电池隔室的打开后将电力从备用电池模块436路由到控制系统404。备用电池模块436能够维持足够的电荷来在例如60秒的短持续时间中对控制系统404供电。在实施例中，备用电池模块436仅用以在不存在主电池组434的情况下对控制系统404供电，但不对UAV直升机400中的其它系统供电。

相机系统408包含一个或多个相机442以及一图像处理组件444。相机系统408可包含本地存储器装置446以存储相机442的多媒体观测值，包含照片、音频剪辑(例如，来自具有麦克风的相机)和/或视频。相机系统408还可具有对存储器装置424的存取权。在一些实施例中，本地存储器装置445是存储器装置424。图像处理组件444可以处理器、ASIC、FPGA或其它逻辑电路的形式实施。图像处理组件444可由控制系统404中的逻辑单元422实施。举例来说，图像处理组件444可实施为存储于存储器装置424中的一组可执行指令。相机442中的每一者可以包含除了图像捕捉传感器以外的子组件，包含自动聚焦电路、ISO调整电路以及快门速度调整电路等。

图像处理组件444可被配置成检测相机442的相机帧中的对象。图像处理组件444可执行其它任务，例如图像滤波、图像调用、视频帧取样以及其它图像处理、音频处理和/或视频处理技术。

电机系统410包含一个或多个螺旋桨驱动器452。螺旋桨驱动器452中的每一者包含电机454、电机轴456以及螺旋桨458。螺旋桨驱动器452可由控制系统404控制且由电力系统406供电。

通信系统412包含天线462和收发器装置464。收发器装置464可包含调制器、解调器、编码器、解码器、加密模块、解密模块、放大器和滤波器中的任一者。通信系统412可从操作者装置中的一者接收控制指令(例如，导航模式双态触发、轨迹指令、一般设定等)。通信系统412可将UAV直升机400的状态报告发送到操作者装置中的一者。通信系统412进一步使得相机系统408能够将其捕捉到的多媒体内容发送到操作者装置中的一者。

针对UAV直升机300和/或UAV直升机400描述的作用组件可以个别地操作且独立于其它作用组件而操作。可以部分地或整体地远程或经由UAV直升机300和/或UAV直升机400中的智能系统来控制作用组件中的一些或全部。单独的作用组件可以通过一个或多个通信信道(例如，无线或有线信道)耦合在一起以协调其操作。所述组件中的一些或全部可以组合作为一个组件或装置。单个组件可以划分为若干子组件，每一子组件执行所述单个组件的单独的功能部分或方法步骤。UAV直升机300和/或UAV直升机400可以包含额外、更少或不同的组件用于各种应用。

图5是根据各种实施例的操作UAV直升机的电力系统的方法500的流程图。所述电力系统可为图4的电力系统406。所述UAV直升机可为图3的UAV直升机300或图4的UAV直升机400。

方法500包含使用UAV直升机的主电源(例如，图4的主电池组434)对备用电池模块(例如，图4的备用电池模块436)进行充电的步骤502。随后在步骤504，电力系统可确定UAV直升机的主电源被移除或即将移除。步骤504可包含检测UAV直升机的电池隔室的盖打开。步骤504还可包含检测从主电源供应的电力的中断。

响应于步骤504处的确定，电力系统可在步骤506切换UAV直升机内部的电力电路以从备用电池模块而不是主电源供应电力。电力系统可停用UAV直升机的电机系统(例如，图4的电机系统410)和通信系统(例如，图4的通信系统412)，然而将电力供应到控制系统(例如，图4的控制系统404)使得不需要重新起始或重新校准控制系统的导航配置和/或状态。

在步骤508，电力系统可检测主电源已经更换或者足够的电荷从主电源可用。响应于步骤508，电力系统可在步骤510切换UAV直升机的电力电路回到从主电源汲取电力。

虽然图5中以给定次序呈现过程或框，但替代实施例可以执行具有不同次序的步骤的例程或采用具有不同次序的框的系统，且可以删除、移动、添加、细分、组合和/或修改一些过程或框以提供替代或子组合。这些过程或框中的每一者可以多种不同方式实施。另外，虽然过程或框有时示出为串行执行，但这些过程或框可改为并行执行，或者可在不同时间执行。

第三人相机视角成像

图6是根据各种实施例的UAV直升机600(例如，图1的UAV直升机100)的框图。UAV直升机600包含机械结构602(例如，图1的支撑结构106)、控制系统604、电力系统606、相机系统608、电机系统610以及通信系统612。UAV直升机600可由一个或多个操作者装置(图示为虚线框)控制。举例来说，操作者装置可为图7的操作者装置700。操作者装置可包含例如遥控器、移动装置、可穿戴装置等等。在一些实施例中，一个操作者装置用于跟踪操作的位置，且另一操作者装置用于控制UAV直升机600。用于控制UAV直升机600的操作者装置也可用以补充操作者的位置跟踪。

机械结构602包含框架614和外部壳616。外部壳616可包含图1的底部盖102。外部壳616包围且保护UAV直升机600。在各种实施例中，外部壳616气密地密封以使UAV直升机600防水，包含密封控制系统604，且因此当UAV直升机600完全或部分浸入液体或雪中时防止液体(例如，水)或雪进入电力系统606和通信系统612。虽然相机系统608的相机透镜可暴露于外部壳616上，但相机系统608的其余部分也可气密地密封于外部壳616内。在一些实施例中，UAV直升机600的仅电机系统610暴露于外部壳616外部。也可处理电机系统610以防水，而无需密封于外部壳616内。UAV直升机600的组件系统的上述气密密封以及电机系统610的处理有利地提供防水UAV直升机以为参与例如冲浪、划船或单板滑雪等冒险运动的运动员照相和拍摄视频。

控制系统604可实施为包含逻辑单元622的电子组件和/或电路，例如处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其任何组合。控制系统604还可包含存储器装置624，例如非暂时性计算机可读存储媒体。存储器装置624可存储用于控制UAV直升机600的可执行指令。所述可执行指令可由逻辑单元622执行。控制系统604可经由通信系统612远程地从操作者装置接收指令或将信息发送到操作者装置。

控制系统604可包含一个或多个传感器，例如惯性传感器626、GPS模块628以及气压计630。惯性传感器626例如经由航位推算而提供导航信息，包含UAV直升机600的位置、定向和速率(例如，移动的方向和速度)中的至少一者。惯性传感器626可包含一个或多个加速度计(提供运动感测读数)、一个或多个陀螺仪(提供旋转感测读数)、一个或多个磁力计(提供方向感测)或其任何组合。惯性传感器626可例如经由3轴加速度计、3轴陀螺仪和3轴磁力计提供多达三个维度的读数。GPS模块628可经由与一个或多个GPS塔、卫星或站的通信而提供UAV直升机600的三维坐标信息。气压计630可提供用以近似UAV直升机600的海拔(例如，绝对海拔)的环境压力读数。

电力系统606至少包含电力电路632、主电池组634以及备用电池模块636。当UAV直升机600通电时，主电池组634在每当需要电力时将电力供应到控制系统604、相机系统608、电机系统610以及通信系统612。主电池组634还供应电力以对备用电池模块636进行再充电。在一些实施例中，备用电池模块636嵌入于UAV直升机600内且不可移除或更换。

电力电路632可被配置成调节从主电池组634汲取的电力。电力电路632可被配置成监视主电池组634的电量。电力电路632可进一步被配置成检测潜在故障且估计主电池组634和/或备用电池模块636的寿命。电力电路632可被配置成检测来自主电池组634的电力的中断(例如，当主电池组634从UAV直升机600移除时或当主电池组634用完电时)。电力电路632可被配置成检测机械结构602中的电池隔室的打开。电力电路632可在检测到电力中断或电池隔室的打开后将电力从备用电池模块636路由到控制系统604。备用电池模块636能够维持足够的电荷来在例如60秒的短持续时间中对控制系统604供电。在实施例中，备用电池模块636仅用以在不存在主电池组634的情况下对控制系统604供电，但不对UAV直升机600中的其它系统供电。

相机系统608包含一个或多个相机642以及一图像处理组件644。相机系统608可包含本地存储器装置646以存储相机642的多媒体观测值，包含照片、音频剪辑(例如，来自具有麦克风的相机)和/或视频。相机系统608还可具有对存储器装置624的存取权。在一些实施例中，本地存储器装置646是存储器装置624。图像处理组件644可以处理器、ASIC、FPGA或其它逻辑电路的形式实施。图像处理组件644可由控制系统604中的逻辑单元622实施。举例来说，图像处理组件644可实施为存储于存储器装置624中的一组可执行指令。相机642中的每一者可以包含除了图像捕捉传感器以外的子组件，包含自动聚焦电路、ISO调整电路以及快门速度调整电路等。

图像处理组件644可被配置成检测UAV直升机600的轨迹内的障碍物。图像处理组件644还可被配置成检测目标主体，例如UAV直升机600的所有者。在一些实施例中，图像处理组件644可跟踪多个目标主体。图像处理组件644可执行其它任务，例如图像滤波、图像调用、视频帧取样以及其它图像处理、音频处理和/或视频处理技术。图像处理组件644还可预测障碍物或目标主体的轨迹。在一些实施例中，预期由目标主体拥有的操作者装置可发射特定光或视觉信号以使目标主体可由相机系统608检测以帮助定位目标主体。

电机系统610包含一个或多个螺旋桨驱动器652。螺旋桨驱动器652中的每一者包含电机654、电机轴656以及螺旋桨658。螺旋桨驱动器652可由控制系统604控制且由电力系统606供电。

通信系统612包含天线662和收发器装置664。收发器装置664可包含调制器、解调器、编码器、解码器、加密模块、解密模块、放大器和滤波器中的任一者。通信系统612可从操作者装置中的一者接收控制指令(例如，导航模式双态触发、轨迹指令、一般设定等)。通信系统612可将UAV直升机600的状态报告发送到操作者装置中的一者。通信系统612进一步使得相机系统608能够将其捕捉到的多媒体内容发送到操作者装置中的一者。

针对UAV直升机100、UAV直升机600和/或操作者装置700描述的作用组件可以个别地操作且独立于其它作用组件而操作。可以部分地或整体地远程或经由UAV直升机100、UAV直升机600和/或操作者装置700中的智能系统来控制作用组件中的一些或全部。单独的作用组件可以通过一个或多个通信信道(例如，无线或有线信道)耦合在一起以协调其操作。所述组件中的一些或全部可以组合作为一个组件或装置。单个组件可以划分为若干子组件，每一子组件执行所述单个组件的单独的功能部分或方法步骤。UAV直升机100、UAV直升机600和/或操作者装置700可以包含额外、更少或不同的组件用于各种应用。

图7是根据各种实施例的UAV直升机(例如，图1的UAV直升机100或图6的UAV直升机600)的操作者装置700的框图。操作者装置700可为腕带、踝带、环、手表、挂件、皮带或任何其它类型的可穿戴装置。操作者装置700可为防水的(例如，通过密封操作者装置700和/或其中的处理电子电路以防止因水的短路)。操作者装置700还可为其它类型的移动装置，例如移动电话、电子阅读器、个人数字助理(PDA)等等。操作者装置700可用于控制UAV直升机和/或提供UAV直升机的目标主体的位置信息中的至少一个目的或两个目的。

操作者装置700例如可包含一个或多个惯性传感器702。惯性传感器702例如可包含加速度计(例如，3轴加速度计)、磁力计(例如，3轴磁力计)和陀螺仪(例如，3轴陀螺仪)中的至少一者。操作者装置700还可包含气压计704。气压计704用以测量环境压力，其随后用以近似假定拥有操作者装置700的目标主体的高程。操作者装置700可进一步包含GPS模块706，其可确定操作者装置700的位置。GPS模块706可在GPS信号可用时准确地确定操作者装置700的经度和纬度。GPS模块706还可确定操作者装置700的高程(例如，z轴坐标)。在一些实施例中，GPS模块706的高程读数具有比经度和纬度读数低的分辨率。

操作者装置700可包含通信模块712(例如，包含天线和收发器装置)。通信模块712可经由一个或多个无线通信协议与UAV直升机无线通信，所述协议例如WiFi Direct、WiFi、蓝牙或其它长距离或短距离射频(RF)通信。操作者装置700可将来自惯性传感器702、气压计704或GPS模块706的传感器读数发送到UAV直升机。

在一些实施例中，操作者装置700包含逻辑单元714。逻辑单元714例如可为处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或用于执行计算的其它电子电路。操作者装置700可包含存储器模块316，例如非暂时性计算机可读存储媒体。存储器模块316可存储可执行指令以配置逻辑单元714来实施本公开中公开的过程。举例来说，逻辑单元714可处理惯性传感器702的传感器读数以确定操作者装置700的坐标。在一些实施例中，一旦坐标确定，便将所述坐标发送到UAV直升机。在其它实施例中，将原始传感器读数发送到UAV直升机。

在一些实施例中，操作者装置700可包含显示装置722和输入装置724。在一些实施例中，显示装置722和输入装置724可耦合在一起，例如触摸屏显示器。显示装置722和输入装置724可用以实施用户界面以控制和监视UAV直升机。

图8是根据各种实施例的操作UAV直升机以跟踪目标主体的方法800的流程图。所述UAV直升机可为图1的UAV直升机100或图6的UAV直升机600。UAV直升机是携带相机的载具。目标主体是UAV直升机被配置成在相机上捕捉的人或对象。方法800以在UAV直升机起始且启动之后UAV直升机定位目标主体的步骤802开始。

随后，在步骤804，UAV直升机确定UAV直升机的第一高程和操作者装置的第二高程。操作者装置是假定由目标主体拥有的装置。UAV直升机可被配置成在起始和启动UAV直升机之前与操作者装置关联。UAV直升机可通过基于气压计读数、GPS z轴读数、惯性传感器读数或其任何组合计算第一高程而确定第一高程。UAV直升机可通过从操作者装置接收传感器读数(例如，气压计读数、GPS z轴读数、惯性传感器读数或其任何组合)且基于传感器读数计算第二高程而确定第二高程(即，操作者装置的高程)。替代地，UAV直升机可从操作者装置接收第二高程(即，假定操作者装置可确定其自己的高程，例如基于操作者装置上的气压计读数、惯性传感器读数、GPS z轴读数或其任何组合)。在步骤806，UAV直升机通过控制一个或多个螺旋桨驱动器的推力以维持自身与操作者装置之间的预设高程差来调整其高程(即，第一高程)。

在步骤808，UAV直升机估计目标主体相对于UAV直升机的位置。举例来说，UAV直升机可基于UAV直升机中的GPS模块确定UAV直升机的坐标位置(例如，3D坐标)。对于另一实例，UAV直升机可基于来自UAV直升机中的一个或多个惯性传感器的惯性传感器读数而确定UAV直升机的坐标位置。惯性传感器可包含3轴加速度计、3轴磁力计和3轴陀螺仪中的一者或多者。

估计目标主体相对于UAV直升机的位置也可包含确定操作者装置的位置。举例来说，可通过接收预期由目标主体所有且与UAV直升机相关联的操作者装置的坐标位置(例如，3D坐标)来估计目标主体的位置。在此实例中，UAV直升机预期操作者装置确定其自己的位置。举例来说，操作者装置可用机载GPS模块或通过用机载惯性传感器基于惯性传感器读数计算其位置来确定其自己的位置。对于另一实例，UAV直升机可从预期由目标主体所有的操作者装置接收惯性传感器读数，且随后基于惯性传感器读数计算操作者装置的坐标位置。

估计目标主体相对于UAV直升机的位置可包含利用UAV直升机的相机来定位目标主体。所述相机可为第一相机或第二相机。举例来说，第一相机可为侧视相机且第二相机可为下视相机。UAV直升机可在UAV直升机中的第二相机的相机帧中跟踪目标主体。这可通过人检测算法通过分析来自相机的图像(例如，通过使用例如定向梯度的直方图等特征来分类图像片段)而实现。在一些实施例中，UAV直升机可确定目标主体的运动以不仅确定目标主体相对于UAV直升机的位置，而且确定目标主体在预定时间间隔内的预期位置。

随后，在步骤810，UAV直升机调整其螺旋桨驱动器中的至少一者以使UAV直升机的第一相机指向目标主体的估计位置(例如，操作者装置的位置)。在步骤810和/或步骤806中的调整步骤之前，UAV直升机可确定UAV直升机正在自主模式或半自主模式中操作，其中在自主模式或半自主模式中，没有操作者实时控制UAV直升机的偏航或高程。

图9是根据各种实施例的操作移动装置(例如，图7的操作者装置700)以控制UAV直升机(例如，图1的UAV直升机100或图6的UAV直升机600)的方法900的流程图。在步骤902，移动装置在移动装置上产生用户界面。所述用户界面可用以在启动UAV直升机之前配置UAV直升机。举例来说，所述用户界面使得操作者能够在操作UAV直升机的自主模式、半自主模式或者手动模式当中进行选择。所述用户界面还使得操作者能够选择目标主体(例如，操作者)与UAV直升机之间的预设高程差。在半自主模式中，移动装置可在用户界面中产生单手控制面板以控制UAV直升机的俯仰和横滚，同时允许UAV直升机实时控制其自己的偏航和高程。在手动模式中，移动装置可在用户界面中产生双手控制面板以不仅控制UAV直升机的俯仰和横滚，而且控制高程和偏航。

在自主模式或半自主模式中，移动装置可在步骤904在用户界面中产生轨迹规划面板。轨迹规划面板可包含UAV直升机的周围环境的地图。所述地图可基于由UAV直升机的下视相机或侧视相机捕捉的图像而纹理化。在步骤906，移动装置可经由轨迹规划面板接收UAV直升机的规划轨迹。举例来说，操作者可通过在轨迹规划面板的地图上拖动他/她的手指来输入规划轨迹。在步骤906，操作者也可设定倒计时定时器。一旦倒计时定时器起始，UAV直升机便可在步骤908中等待倒计时定时器的持续时间，且随后在步骤910根据规划轨迹来导航UAV直升机。

虽然图8到9中以给定次序呈现过程或框，但替代实施例可以执行具有不同次序的步骤的例程或采用具有不同次序的框的系统，且可以删除、移动、添加、细分、组合和/或修改一些过程或框以提供替代或子组合。这些过程或框中的每一者可以多种不同方式实施。另外，虽然过程或框有时示出为串行执行，但这些过程或框可改为并行执行，或者可在不同时间执行。

图10是根据各种实施例的由移动装置1000实施以用于控制UAV直升机(例如，图1的UAV直升机100或图6的UAV直升机600)的用户界面1002的实例。用户界面1002可被配置成单手界面或双手界面。图10中的用户界面1002图示为单手界面。当配置为单手界面时，用于高程和偏航调整的控制件不存在。然而，单手界面使得用户能够预设将在UAV直升机与目标主体(例如，由目标主体穿戴或拥有的操作者装置表示)之间维持的高程差1003。

举例来说，用户界面1002包含俯仰调整元件1004，其中移动装置1000的用户可远程调整UAV直升机的俯仰。用户界面1002还包含横滚调整元件1006，其中移动装置1000的用户可远程调整UAV直升机的横滚。

用户界面1002也可包含轨迹规划面板1008。举例来说，轨迹规划面板1008可在地图上显示UAV直升机的位置1010。在一些实施例中，所述地图可以从相机(例如，下视相机和/或侧视相机)拍摄的照片或照片的复合图像纹理化。在一些实施例中，所述地图可示出操作者装置的位置1012(例如，目标主体的估计位置)。在一些实施例中，所述地图可示出用户(例如，通过在轨迹规划面板1008上拖动手指)绘制的轨迹1014。

在一些实施例中，用户界面1002可包含倒计时定时器1016。用户可指定倒计时的持续时间。一旦用户开始倒计时，倒计时定时器1016便倒计时直到定时器到达零，此时将指示UAV直升机开始跟随用户绘制的轨迹。

用于在半空中启动UAV的机构

图11是根据各种实施例的操作UAV直升机以在半空中启动的方法1100的流程图。举例来说，UAV直升机可为图1的UAV直升机100或图6的UAV直升机600。方法1100可由图6的控制系统604执行。方法1100可以校准UAV直升机的螺旋桨驱动器的步骤1102开始。在一些实施例中，UAV直升机可在平的地面上校准。在其它实施例中，UAV直升机可在半空中校准。在一些实施例中，当UAV直升机以前已经先前校准且UAV直升机的控制系统(例如，控制系统604)自从先前校准时起就未中断过电力时，可跳过步骤1102。

在步骤1104，UAV直升机可检测UAV直升机已经被手动地向上投掷。当UAV直升机接通时，其可通过分析来自其传感器的传感器读数而检测其已经被投掷。

在一些实施例中，UAV直升机可基于其惯性传感器(例如，图6的惯性传感器626)的传感器读数而检测其已经被投掷。UAV直升机可基于其惯性传感器读数(例如加速度计读数)确定向下加速度或向上加速度。UAV直升机可基于加速度读数而接通其螺旋桨。举例来说，预定加速度水平(例如，向上或向下加速度的某一量值)可触发UAV直升机接通其螺旋桨。对于另一实例，加速度水平的预定改变可触发UAV直升机接通其螺旋桨，例如当向上加速度改变为向下加速度时。在其它实施例中，UAV直升机可基于速率读数而接通其螺旋桨。举例来说，UAV直升机可当达到预定速率(例如，预设的向上速率或向下速率)时接通其螺旋桨。

在一些实施例中，UAV直升机可通过检测其高程的改变来检测其已经被投掷。举例来说，UAV直升机可基于GPS模块(例如，图6的GPS模块628)读数来检测其高程的改变。GPS模块可提供UAV直升机的z轴坐标。对于另一实例，UAV直升机可基于气压计读数(例如，图6的气压计630)检测其高程的改变。UAV直升机可检测环境压力的改变且使用所述改变来近似高程的改变。

在一些实施例中，UAV直升机可通过经由其一个或多个相机(例如，图6的相机642)检测运动来检测其已经被投掷。举例来说，UAV直升机的图像处理模块可通过比较连续帧而从相机的视频馈送检测运动。对于另一实例，UAV直升机可使用相机的自动聚焦机构来检测运动。

响应于检测到UAV直升机已经被投掷，UAV直升机可在步骤1106中计算螺旋桨电力调整以到达预定位置。举例来说，所述预定位置是相对于操作者装置(例如，由UAV直升机的操作者穿戴或拥有的装置)的预定海拔。在步骤1108中，UAV直升机可根据计算的螺旋桨电力调整将电力供应到UAV直升机的螺旋桨驱动器(例如，图6的螺旋桨驱动器652)。

在步骤1110中，UAV直升机可确定UAV直升机的电源很快将用完电(例如，预定电荷百分比，例如1％-5％，或预定时间间隔，例如1到3分钟)。响应于步骤1110，UAV直升机可在步骤1112中导航以降落。举例来说，UAV直升机可确定其三维(3D)坐标，检测接近于UAV直升机的地面，且基于所确定3D坐标而导航以在所述地面上降落。

图12A到12D是根据各种实施例的在半空中启动的UAV直升机1200的图示。图12A图示了操作者在他的手中持有UAV直升机1200。如图示，即使UAV直升机1200接通，UAV直升机1200的螺旋桨1202也保持不动。图12B图示了被投掷在空中的UAV直升机1200。如图示，UAV直升机1200具有向上的速率向量，但螺旋桨1202仍保持不动。图12C图示了UAV直升机1200开始下落。如图示，UAV直升机1200例如根据图11的方法1100已检测到其被投掷到空中，且已接通螺旋桨1202。图12D图示了在螺旋桨1202已经提供抵抗重力的足够推力之后UAV直升机1200开始上升。

对自主无人机提供第三方控制应用程序的开发者工具套件

图13是根据各种实施例的用于开发者产生用于自主无人机(例如，无人飞行器、无人地面载具、无人水上载具或其任何组合)的第三方控制应用程序的系统环境的框图。在各种实施例中，自主无人机可为其上安装有相机的消费型摄像无人机。第三方控制应用程序可提供第三方导航算法、跟踪算法、计算机视觉算法、导航效果、图像、音频或视频处理效果、传感器控制算法、环境/用户情境检测算法、面部或人体型检测/辨识算法、用户界面、用于自主无人机的其它输出组件控制(例如，扬声器或显示器)，或控制自主无人机的装置。此控制装置例如可包含移动装置和/或可穿戴装置。

系统环境包含开发者网络系统1302。开发者网络系统1302可由例如计算机服务器等一个或多个计算装置实施。举例来说，开发者网络系统1302可为开发者提供用户界面以将软件开发套件(SDK)1304下载到开发者计算机1306上。在一些实施例中，开发者网络系统1302使得用于自主无人机的控制应用程序的开发者能够彼此共享代码包。在一些实施例中，开发者网络系统1302可使用通过开发者网络系统1302提供的云存储来维持用于自主无人机的控制应用程序的版本控制。

在一些实施例中，开发者网络系统1302为开发者产生用户界面以下载代码库1305，其暴露自主无人机的组件功能性或用以控制自主无人机的较高级功能性。在一些实施例中，下载代码库1305中的一者或多者可能需要来自开发者的支付或者与开发者网络系统1302的提供者的其它协定。

举例来说，代码库1305可包含用以实施操作自主无人机所必需的数据处理模块的可执行指令，以及用于第三方控制应用程序接入数据处理模块的功能性的可执行指令。这些模块可有用于提供由自主无人机或控制自主无人机的装置捕捉的传感器数据的后处理。举例来说，代码库1305可包含面部辨识库、说话者辨识库、人体型检测库、2D到3D视频转换库、慢动作效果库或其任何组合。

对于另一实例，代码库1305可包含用以实施控制算法以驱动自主无人机的可执行指令。这些模块可有用于执行预设的导航行为。举例来说，代码库可包含空中运动库、用户跟踪库、启动序列库或其任何组合。

这些代码库1305可单独从SDK 1304下载或作为其部分。代码库1305可包含其它代码库，至少包含无人机特定的装置间通信协议、无人机特定的导航控制界面、无人机特定的维护协议、无人机特定的组件控制界面或其任何组合。

开发者计算机1306可用以测试第三方无人机控制应用程序。SDK 1304使得开发者能够使用开发者计算机1306编译各种类型的无人机控制应用程序。举例来说，SDK 1304可实现用于自主无人机1308的无人机控制应用程序、用于控制自主无人机1308的移动装置1310的无人机控制应用程序、用于也促进自主无人机1308的控制的可穿戴装置1312的无人机控制应用程序或其任何组合的开发。

开发者可通过在开发者计算机1306中输入应用程序代码1314(即，可编译或容易可执行的指令)而草拟第三方应用程序。应用程序代码1314可参考代码库1305。在应用程序代码1314含有可编译指令的情况下，编译器1316可将应用程序代码1314编译为用于自主无人机1308的第三方应用程序(例如，用于在自主无人机1308上或控制自主无人机1308的装置上的直接使用)。

在一些实施例中，开发者使用SDK 1304的打包器组件1318将经编译应用程序处理为应用程序包，其可上载到自主无人机1308、移动装置1310或可穿戴装置1312。举例来说，打包器组件1318可将经编译应用程序处理为第三方移动应用程序1322、第三方可穿戴装置应用程序1324、第三方无人机应用程序1326或其任何组合。在一些实施例中，编译器1316是打包器组件1318的部分。在一些实施例中，沙箱管理器1328可将经编译应用程序直接上载到自主无人机1308、移动装置1310或可穿戴装置1312。在其它实施例中，沙箱管理器1328首先验证应用程序包，且随后在验证后，将应用程序包上载到自主无人机1308、移动装置1310或可穿戴装置1312。举例来说，沙箱管理器1328可验证由打包器组件1318嵌入于应用程序包中的密钥。在一些实施例中，沙箱管理器1328被配置有通信协议(例如，专有或标准化)以与自主无人机1308、移动装置1310、可穿戴装置1312或其任何组合通信。

第三方移动应用程序1322是被配置成在移动装置1310上运行的程序，其不是由移动装置1310的制造商或自主无人机1308的制造商编程(即，移动装置1310和自主无人机1308两者的“第三方”)。在一些实施例中，第三方移动应用程序1322包含将在例如移动装置1310等通用移动装置上实施的可执行代码。移动装置当其实施可导入一个或多个“第三方”应用程序(即，不是由操作系统或移动装置1310的制作者设计)的操作系统且在操作系统上执行所述第三方应用程序时被视为“通用”的。在一些实施例中，移动装置1310已经安装无人机厂商应用程序1332，其也是操作系统和移动装置1310的“第三方”。自主无人机1308可能需要无人机厂商应用程序1332安装在移动装置1310上，以便移动装置1310控制自主无人机1308。第三方移动应用程序1322可为在无人机厂商应用程序1332内运行的应用程序组件。在一些实施例中，第三方移动应用程序1322可为无人机厂商应用程序1332的替换。在一些实施例中，第三方移动应用程序1322可在移动装置1310上与无人机厂商应用程序1332同时且协作地运行。打包器组件1318或代码库1305可嵌入可执行指令以验证第三方移动应用程序1322作为厂商检验的应用程序，使得自主无人机1308将启用与第三方移动应用程序1322的通信。

第三方移动应用程序1322的实例可包含类似于由无人机厂商应用程序1332提供的控制界面的用户界面。其它实例可包含后处理功能性以处理由自主无人机1308的相机捕捉的视频/图像数据。举例来说，可响应于检测到情境条件(例如，用户刚跳跃或加速)而对捕捉到的视频执行慢动作效果后处理。这些后处理技术可与图像或视频的捕捉同步地或者与捕捉异步地执行。在一些实施例中，第三方移动应用程序1322可耦合到第三方基于云的服务，其存储和/或处理从自主无人机1308上载的图像和/或视频。

同样，第三方可穿戴装置应用程序1324是被配置成在可穿戴装置1312上运行的程序。第三方可穿戴装置应用程序1324不是由可穿戴装置1312的制造商或自主无人机1308的制造商编程。在一些实施例中，可穿戴装置1312可为由自主无人机1308的设计者制造和/或设计的专用装置。在其它实施例中，可穿戴装置1312可为类似于移动装置1310的通用装置，例如智能手表。可穿戴装置1312可能已经安装类似于移动装置1310的无人机厂商应用程序1334。

自主无人机1308可能需要无人机厂商应用程序1334安装在可穿戴装置上，以便可穿戴装置1312与移动装置1310和/或自主无人机1308通信。第三方可穿戴装置应用程序1324可为在无人机厂商应用程序1334内运行的应用程序组件。在一些实施例中，第三方可穿戴装置应用程序1324可为无人机厂商应用程序1334的替换。在一些实施例中，第三方可穿戴装置应用程序1324可在移动装置1310上与无人机厂商应用程序1334同时且协作地运行。打包器组件1318或代码库1305可嵌入可执行指令以验证第三方可穿戴装置应用程序1324作为厂商检验的应用程序，使得自主无人机1308和/或移动装置1310将启用与第三方可穿戴装置应用程序1324的通信。

第三方可穿戴装置应用程序1324的实例可包含电力节省功能性和情境条件检测算法。举例来说，第三方可穿戴装置应用程序1324可基于可穿戴装置1312的组件(例如，传感器和显示器/音频组件)的组件级功能性来实施较高级功能。情境条件检测算法可从可穿戴装置1312读取惯性传感器数据以检测特定的用户姿势(例如，用户在挥手)、用户行为(例如，用户在跳过特定角度)或环境条件(例如，用户处于特定高度或温度)。这些情境条件可耦合到自主无人机1308的行为，例如以执行自主无人机1308的复杂且经编排的飞行计划。

第三方无人机应用程序1326是被配置成在自主无人机1308上运行的程序。第三方无人机应用程序1326不是由自主无人机1308的制造商编程。自主无人机1308可能已经安装控制程序1336(即，厂商配置的程序)以操作自主无人机1308中的组件(例如，电力组件、电机组件、传感器组件或其任何组合)。控制程序1336使得自主无人机1308能够导航且与操作者装置通信，所述操作者装置例如移动装置1310和/或可穿戴装置1312。在一些实施例中，第三方无人机应用程序1326可为在控制程序1336内运行的应用程序组件。在一些实施例中，第三方无人机应用程序1326可提供对控制程序1336的更新。在一些实施例中，第三方无人机应用程序1326可与控制程序1336同时且协作地运行以操作自主无人机1308。打包器组件1318或代码库1305可嵌入可执行指令以验证第三方无人机应用程序1326作为厂商检验的应用程序。一旦经检验，控制程序1336便可随后执行第三方无人机应用程序1326。在一些实施例中，控制程序1336可经由硬件而不是软件来实施，例如经由专用集成电路或现场可编程门阵列。

第三方无人机应用程序1326的实例可包含电力节省功能性、跟踪功能性、导航行为、飞行计划模板、情境条件检测算法、基于情境的飞行计划或其任何组合。举例来说，第三方可穿戴装置应用程序1324可基于自主无人机1308的组件(例如，传感器、电机、控制电路、相机等)的组件级功能性来实施较高级功能。情境条件检测算法可从可穿戴装置1312读取传感器数据以检测特定的无人机行为(例如，自主无人机1308在下落或电池用完电)或环境条件(例如，用户处于特定高度或温度)。这些情境条件可经由基于情境的飞行计划耦合到自主无人机1308的行为，例如以执行自主无人机1308的复杂且经编排的飞行计划。

图14是根据各种实施例的消费型无人机1400(例如，图13的自主无人机1308)的框图。消费型无人机1400包含机械结构1402、控制系统1404、电力系统1406、相机系统1408、电机系统1410以及通信系统1412。消费型无人机1400可由一个或多个操作者装置(图示为虚线框)控制。举例来说，操作者装置可为图15的操作者装置1500。操作者装置可包含例如遥控器、移动装置、可穿戴装置等等。在一些实施例中，一个操作者装置(例如，可穿戴装置)用于跟踪操作的位置，且另一操作者装置(例如，具有触摸屏的移动电话)用于控制消费型无人机1400。用于控制消费型无人机1400的操作者装置也可用以补充操作者的位置跟踪。

机械结构1402包含框架1414和外部壳1416。外部壳1416可包含底部盖。外部壳1416包围且保护消费型无人机1400。在各种实施例中，外部壳1416气密地密封以使消费型无人机1400防水，包含密封控制系统1404，且因此当消费型无人机1400完全或部分浸入液体或雪中时防止液体(例如，水)或雪进入电力系统1406和通信系统1412。虽然相机系统1408的相机透镜可暴露于外部壳1416上，但相机系统1408的其余部分也可气密地密封于外部壳1416内。在一些实施例中，消费型无人机1400的仅电机系统1410暴露于外部壳1416外部。也可处理电机系统1410以防水，而无需密封于外部壳1416内。消费型无人机1400的组件系统的上述气密密封以及电机系统1410的处理有利地提供防水消费型无人机以为参与例如冲浪、划船或单板滑雪等冒险运动的运动员照相和拍摄视频。

控制系统1404可实施为包含逻辑单元1422的电子组件和/或电路，例如处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其任何组合。控制系统1404还可包含存储器装置1424，例如非暂时性计算机可读存储媒体。存储器装置1424可存储用于控制消费型无人机1400的可执行指令。所述可执行指令可由逻辑单元1422执行。控制系统1404可经由通信系统1412远程地从操作者装置接收指令或将信息发送到操作者装置。

控制系统1404可包含一个或多个传感器，例如惯性传感器1426、GPS模块1428以及气压计1430。惯性传感器1426例如经由航位推算而提供导航信息，包含消费型无人机1400的位置、定向和速率(例如，移动的方向和速度)中的至少一者。惯性传感器1426可包含一个或多个加速度计(提供运动感测读数)、一个或多个陀螺仪(提供旋转感测读数)、一个或多个磁力计(提供方向感测)或其任何组合。惯性传感器1426可例如经由3轴加速度计、3轴陀螺仪和3轴磁力计提供多达三个维度的读数。GPS模块1428可经由与一个或多个GPS塔、卫星或站的通信而提供消费型无人机1400的三维坐标信息。气压计1430可提供用以近似消费型无人机1400的海拔(例如，绝对海拔)的环境压力读数。

电力系统1406至少包含电力电路1432、主电池组1434以及备用电池模块1436。当消费型无人机1400通电时，主电池组1434在每当需要电力时将电力供应到控制系统1404、相机系统1408、电机系统1410以及通信系统1412。主电池组1434还供应电力以对备用电池模块1436进行再充电。在一些实施例中，备用电池模块1436嵌入于消费型无人机1400内且不可移除或更换。

电力电路1432可被配置成调节从主电池组1434汲取的电力。电力电路1432可被配置成监视主电池组1434的电量。电力电路1432可进一步被配置成检测潜在故障且估计主电池组1434和/或备用电池模块1436的寿命。电力电路1432可被配置成检测来自主电池组1434的电力的中断(例如，当主电池组1434从消费型无人机1400移除时或当主电池组1434用完电时)。电力电路1432可被配置成检测机械结构1402中的电池隔室的打开。电力电路1432可在检测到电力中断或电池隔室的打开后将电力从备用电池模块1436路由到控制系统1404。备用电池模块1436能够维持足够的电荷来在例如60秒的短持续时间中对控制系统1404供电。在实施例中，备用电池模块1436仅用以在不存在主电池组1434的情况下对控制系统1404供电，但不对消费型无人机1400中的其它系统供电。

相机系统1408包含一个或多个相机1442以及一图像处理组件1444。相机系统1408可包含本地存储器装置1446以存储相机1442的多媒体观测值，包含照片、音频剪辑(例如，来自具有麦克风的相机)和/或视频。相机系统1408还可具有对存储器装置1424的存取权。在一些实施例中，本地存储器装置1446是存储器装置1424。图像处理组件1444可以处理器、ASIC、FPGA或其它逻辑电路的形式实施。图像处理组件1444可由控制系统1404中的逻辑单元1422实施。举例来说，图像处理组件1444可实施为存储于存储器装置1424中的一组可执行指令。相机1442中的每一者可以包含除了图像捕捉传感器以外的子组件，包含自动聚焦电路、ISO调整电路以及快门速度调整电路等。

图像处理组件1444可被配置成检测消费型无人机1400的轨迹内的障碍物。图像处理组件1444还可被配置成检测目标主体，例如消费型无人机1400的所有者。在一些实施例中，图像处理组件1444可跟踪多个目标主体。图像处理组件1444可执行其它任务，例如图像滤波、图像调用、视频帧取样以及其它图像处理、音频处理和/或视频处理技术。图像处理组件1444还可预测障碍物或目标主体的轨迹。在一些实施例中，预期由目标主体拥有的操作者装置可发射特定光或视觉信号以使目标主体可由相机系统1408检测以帮助定位目标主体。

电机系统1410包含一个或多个螺旋桨驱动器1452。螺旋桨驱动器1452中的每一者包含电机1454、电机轴1456以及螺旋桨1458。螺旋桨驱动器1452可由控制系统1404控制且由电力系统1406供电。

通信系统1412包含天线1462和收发器装置1464。收发器装置1464可包含调制器、解调器、编码器、解码器、加密模块、解密模块、放大器和滤波器中的任一者。通信系统1412可从操作者装置中的一者接收控制指令(例如，导航模式双态触发、轨迹指令、一般设定等)。通信系统1412可将消费型无人机1400的状态报告发送到操作者装置中的一者。通信系统1412进一步使得相机系统1408能够将其捕捉到的多媒体内容发送到操作者装置中的一者。

针对自主无人机1308、消费型无人机1400和操作者装置1500描述的作用组件可以个别地操作且独立于其它作用组件而操作。可以部分地或整体地远程或经由自主无人机1308、消费型无人机1400和/或操作者装置1500中的智能系统来控制作用组件中的一些或全部。单独的作用组件可以通过一个或多个通信信道(例如，无线或有线信道)耦合在一起以协调其操作。所述组件中的一些或全部可以组合作为一个组件或装置。单个组件可以划分为若干子组件，每一子组件执行所述单个组件的单独的功能部分或方法步骤。自主无人机1308、消费型无人机1400和/或操作者装置1500可以包含额外、更少或不同的组件用于各种应用。

图15是根据各种实施例的消费型无人机(例如，图13的自主无人机1308或图14的消费型无人机1400)的操作者装置1500的框图。操作者装置1500可为图13的可穿戴装置1312或移动装置1310。操作者装置1500可为腕带、踝带、环、手表、挂件、皮带或任何其它类型的可穿戴装置。操作者装置1500可为防水的(例如，通过密封操作者装置1500和/或其中的处理电子电路以防止因水的短路)。操作者装置1500还可为其它类型的移动装置，例如移动电话、电子阅读器、个人数字助理(PDA)等等。操作者装置1500可用于控制消费型无人机和/或提供消费型无人机的目标主体的位置信息中的至少一个目的或两个目的。

操作者装置1500例如可包含一个或多个惯性传感器1502。惯性传感器1502例如可包含加速度计(例如，3轴加速度计)、磁力计(例如，3轴磁力计)和陀螺仪(例如，3轴陀螺仪)中的至少一者。操作者装置1500还可包含气压计1504。气压计1504用以测量环境压力，其随后用以近似假定拥有操作者装置1500的目标主体的高程。操作者装置1500可进一步包含GPS模块1506，其可确定操作者装置1500的位置。GPS模块1506可在GPS信号可用时准确地确定操作者装置1500的经度和纬度。GPS模块1506还可确定操作者装置1500的高程(例如，z轴坐标)。在一些实施例中，GPS模块1506的高程读数具有比经度和纬度读数低的分辨率。

操作者装置1500可包含通信模块1512(例如，包含天线和收发器装置)。通信模块1512可经由一个或多个无线通信协议与消费型无人机无线通信，所述协议例如WiFiDirect、WiFi、蓝牙或其它长距离或短距离射频(RF)通信。操作者装置1500可将来自惯性传感器1502、气压计1504或GPS模块1506的传感器读数发送到消费型无人机。

在一些实施例中，操作者装置1500包含逻辑单元1514。逻辑单元1514例如可为处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或用于执行计算的其它电子电路。操作者装置1500可包含存储器模块316，例如非暂时性计算机可读存储媒体。存储器模块316可存储可执行指令以配置逻辑单元1514来实施本公开中公开的过程。举例来说，逻辑单元1514可处理惯性传感器1502的传感器读数以确定操作者装置1500的坐标。在一些实施例中，一旦坐标确定，便将所述坐标发送到消费型无人机。在其它实施例中，将原始传感器读数发送到消费型无人机。

在一些实施例中，操作者装置1500可包含显示装置1522和输入装置1524。在一些实施例中，显示装置1522和输入装置1524可耦合在一起，例如触摸屏显示器。显示装置1522和输入装置1524可用以实施用户界面以控制和监视消费型无人机。

图16是根据各种实施例的用于消费者用户安装用于控制消费型无人机的第三方应用程序的系统环境的框图。在各种实施例中，消费型无人机的用户可通过运行无人机控制应用程序1606(例如，图13的无人机厂商应用程序1332)的移动装置1604(例如，图13的移动装置1310或图15的操作者装置1500)下载用于自主无人机1602(例如，图13的自主无人机1308或图14的消费型无人机1400)的应用程序。在各种实施例中，用户也可下载应用程序以补充无人机控制应用程序1606的功能性。在各种实施例中，用户可下载用于外部操作者装置1608(例如，图13的可穿戴装置1312或图15的操作者装置1500)的应用程序。

用户可通过无人机控制应用程序1606的应用程序商店界面1612从应用程序商店1610下载以上应用程序中的任一者。应用程序商店1610可由一个或多个计算装置实施。举例来说，应用程序商店界面1612可向应用程序商店1610验证自身。一旦经验证，应用程序商店1610便可产生且提供可用应用程序的列表给移动装置1604。应用程序商店1610可通过版本、功能性或实用性、将安装于的装置类型(例如，无人机、移动装置或可穿戴装置)、版本日期或其任何组合将可用应用程序分类。

应用程序商店界面1612可将任何下载的应用程序存储在第三方应用程序数据库1614中。通过应用程序商店界面1612，用户可致使通过应用程序加载器1616安装下载的应用程序。应用程序加载器1616可将下载的应用程序加载和/或安装到自主无人机1602、操作者装置1608或无人机控制应用程序1606的控制界面1618中。控制界面1618提供用户界面和/或逻辑指令以用于用户控制和操作自主无人机1602。

举例来说，一旦下载的应用程序加载和/或安装到自主无人机1602上，用户便可远程接入或执行(例如，经由控制界面1618)在自主无人机1602上运行的应用程序的功能性。对于另一实例，一旦下载的应用程序加载和/或安装到操作者装置1608上，用户便可远程接入或执行(例如，经由控制界面1618)在操作者装置1608上运行的应用程序的功能性。对于又一实例，应用程序加载器1616可安装下载的应用程序作为对控制界面1618的升级或额外插件。替代地，应用程序加载器1616可在移动装置1604上安装下载的应用程序，且配置所述应用程序以与控制界面1618同时且协作地运行。

以上图式中的模块可实施为硬件组件、软件组件或其任何组合。举例来说，所描述的模块可为实施为非暂时性存储器上的指令的软件组件，所述指令能够由图17中描述的计算机系统上的处理器或控制器执行。对于另一实例，在所述模块中引入的方法和其它技术可由通过软件和/或固件编程或配置的可编程电路来实施，或者它们可完全由专用“硬连线”电路实施，或者以这些形式的组合来实施。此专用电路(如果存在)可呈例如一个或多个专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)等的形式。

模块中的每一者可个别地且独立于其它模块而操作。所述模块中的一些或全部可以组合作为一个模块。单个模块也可划分为若干子模块，每一子模块执行所述单个模块的单独方法步骤或若干方法步骤。模块可共享对存储器空间的存取权。一个模块可存取由另一模块存取或变换的数据。所述模块在它们直接或间接共享物理连接或虚拟连接的情况下可视为“耦合”到彼此，从而允许从一个模块存取或修改的数据在另一模块中存取。数据存储装置中的每一者可个别地且独立于其它数据存储装置而操作。所述数据存储装置中的一些或全部可以组合作为一个数据存储装置。单个数据存储装置也可划分为若干子存储装置，每一子存储装置含有所述单个数据存储装置的一部分。

下文描述的存储装置或“存储件”是用于存储数字数据的硬件组件或硬件组件的部分。存储装置中的每一者可为单个物理实体或通过多个物理装置分布。存储装置中的每一者可在单独的物理装置上，或者共享相同的物理装置。存储件中的每一者可为运行时应用程序、过程或模块分配特定存储空间。以上系统和装置可包含额外、更少或不同的模块用于各种应用。

图17是根据各种实施例的可表示本文描述的一个或多个计算装置或服务器的计算装置1700的实例的框图。计算装置1700可表示实施图13的开发者网络系统1302或图16的应用程序商店1610的计算机中的一者。计算装置1700包含耦合到互连件1730的一个或多个处理器1710和存储器1720。图17中所示的互连件1730是抽象物，其表示任何一个或多个单独物理总线、点对点连接，或通过适当桥接器、适配器或控制器而连接。互连件1730因此可包含例如系统总线、外围组件互连(PCI)总线或PCI-Express总线、HyperTransport或行业标准架构(ISA)总线、小型计算机系统接口(SCSI)总线、通用串行总线(USB)、IIC(I2C)总线或电气电子工程师学会(IEEE)标准1394总线(也称为“Firewire”)。

处理器1710是计算装置1700的中央处理单元(CPU)，且因此控制计算装置1700的总体操作。在某些实施例中，处理器1710通过执行存储在存储器1720中的软件或固件而实现此目的。处理器1710可为或可包含一个或多个可编程通用或专用微处理器、数字信号处理器(DSP)、可编程控制器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置(PLD)、受信任平台模块(TPM)或类似物，或这些装置的组合。

存储器1720是或者包含计算装置1700的主存储器。存储器1720表示任何形式的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、快闪存储器或类似物，或这些装置的组合。在使用中，存储器1720可含有代码1770，其含有根据本文公开的网格连接系统的指令。

还有网络适配器1740和存储适配器1750通过互连件1730连接到处理器1710。网络适配器1740为计算装置1700提供经由网络与远程装置通信的能力，且可为例如以太网适配器或光纤通道适配器。网络适配器1740也可为计算装置1700提供与其它计算机通信的能力。存储适配器1750允许计算装置1700存取持久存储装置，且可为例如光纤通道适配器或SCSI适配器。

存储在存储器1720中的代码1770可实施为软件和/或固件以对处理器1710进行编程以实行上文所述的动作。在某些实施例中，此软件或固件可借助通过计算装置1700从远程系统下载(例如，经由网络适配器1740)而最初提供到计算装置1700。

本文介绍的技术可通过例如以软件和/或固件编程的可编程电路(例如，一个或多个微处理器)来实施，或者完全在专用硬连线电路中实施，或以这些形式的组合来实施。专用硬连线电路可呈例如一个或多个专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)等的形式。

在实施此处介绍的技术中使用的软件或固件可存储在机器可读存储媒体上，且可由一个或多个通用或专用可编程微处理器执行。如本文使用的术语“机器可读存储媒体”包含可以机器(机器可为例如计算机、网络装置、蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、制造工具、具有一个或多个处理器的任何装置等)可存取的形式存储信息的任何机构。举例来说，机器可存取存储媒体包含可记录/不可记录媒体(例如，只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储媒体；光学存储媒体；快闪存储器装置；等)等等。

如本文使用的术语“逻辑”可包含例如以特定软件和/或固件编程的可编程电路、专用硬连线电路或其组合。

在本说明书中对“各种实施例”或“一些实施例”的参考意味着结合所述实施例描述的特定特征、结构或特性包含在本公开的至少一个实施例中。替代实施例(例如，引用为“其它实施例”)不与其它实施例相互排斥。而且，描述可以由一些实施例展现且不由其它实施例展现的各种特征。类似地，描述可以是一些实施例的要求但不是其它实施例的要求的各种要求。

一些实施例包含一种无人飞行器(UAV)直升机，其包括：一个或多个螺旋桨驱动器；控制系统，其通过管理供应到所述螺旋桨驱动器的电力来控制所述螺旋桨驱动器，其中所述控制系统被配置成当所述UAV直升机起始时校准所述螺旋桨驱动器；电池隔室，其适于接纳对所述控制系统和所述螺旋桨驱动器提供电力的主电池组；以及备用电池模块，其适于当所述主电池组耦合到所述电池隔室时从所述主电池组再充电电力，且当所述主电池组不在所述电池隔室中时对所述控制系统供应电力以维持所述控制系统的校准数据。一些实施例包含一种无人飞行器(UAV)直升机，其包括：机械框架，其包含电池隔室；一个或多个螺旋桨驱动器，其安装于所述机械框架上；以及外部壳，其暴露所述螺旋桨驱动器且封闭所述机械框架，其中所述外部壳包含底部盖，所述底部盖适于滑动打开以暴露所述电池隔室，同时维持对所述机械框架的附接。

举例来说，所述底部盖可经由杆而附接，所述杆在铰链位置处铰接到所述机械框架。所述杆可适于在铰链位置处旋转以从电池隔室将底部盖推出且推到旁边。

一些实施例包含一种无人飞行器(UAV)直升机，其包括：机械框架；一个或多个螺旋桨驱动器，其安装于所述机械框架上，其中所述螺旋桨驱动器被预处理为防水的；以及外部壳，其暴露所述螺旋桨驱动器且气密地密封所述机械框架和所述UAV直升机的除所述螺旋桨驱动器以外的电子组件。

一些实施例包含一种操作用于消费型照相或摄像的无人飞行器(UAV)直升机的方法。所述方法可包含：确定所述UAV直升机的第一高程以及操作者装置的第二高程；通过控制一个或多个螺旋桨驱动器的推力而调整所述第一高程以维持所述第一高程与所述第二高程之间的预设高程差；相对于所述UAV直升机定位目标主体；以及调整所述螺旋桨驱动器中的至少一者以使所述UAV直升机的第一相机指向所述操作者装置。在一个实例中，相对于所述UAV直升机定位所述目标主体可包含基于所述UAV直升机中的全球定位系统(GPS)模块而确定所述UAV直升机的坐标位置。在另一实例中，相对于所述UAV直升机定位所述目标主体可包含基于来自所述UAV直升机中的一个或多个惯性传感器的惯性传感器读数而确定所述UAV直升机的坐标位置。所述惯性传感器可包含3轴加速度计、3轴磁力计、3轴陀螺仪或其任何组合。在又一实例中，相对于所述UAV直升机定位所述目标主体可包含接收预期由所述目标主体所有的操作者装置的坐标位置。在特定实例中，相对于所述UAV直升机定位所述目标主体可包含从预期由所述目标主体所有的操作者装置接收惯性传感器读数；以及基于所述惯性传感器读数计算所述操作者装置的坐标位置。

在一个实例中，确定所述UAV直升机的所述第一高程包含基于气压计读数、GPS z轴读数、惯性传感器读数或其组合而计算所述第一高程。在一个实例中，确定所述操作者装置的所述第二高程包含：从所述操作者装置接收传感器读数，所述传感器读数包含气压计读数、GPS z轴读数、惯性传感器读数或其组合；以及基于所述传感器读数而计算所述第二高程。

在一些实施例中，确定所述操作者装置的所述第二高程包含从所述操作者装置接收所述第二高程。在一些实施例中，相对于所述UAV直升机定位所述目标主体包含在所述UAV直升机中的第二相机的相机帧中跟踪所述目标主体。所述第一相机可与所述第二相机相同，或者是不同且单独的装置。

在一些实施例中，跟踪所述目标主体包含使用定向梯度的直方图执行人检测。在一些实施例中，调整所述螺旋桨驱动器中的所述至少一者包含确定所述UAV直升机正在自主模式或半自主模式中操作；且其中，在所述自主模式或所述半自主模式中，没有操作者控制所述UAV直升机的偏航。

若干实施例可包含一种用于控制无人飞行器(UAV)直升机的移动装置。所述移动装置可为移动电话。所述移动装置可包含：用户界面，其被配置成具有用以控制所述UAV直升机的俯仰和横滚的界面元素而不具有用于偏航和高程的任何控制元素；全球定位系统(GPS)模块，其被配置成报告所述移动装置的坐标和所述移动装置的高程；以及一个或多个惯性传感器，其被配置成测量用以导出所述移动装置的三维位置的惯性传感器读数。在一些实施例中，所述移动装置进一步包括用以将所述移动装置紧固到人的带。在一些实施例中，所述移动装置进一步包括用以使所述移动装置防水的气密密封件。

若干实施例包含一种无人飞行器(UAV)直升机。所述UAV直升机可包含：侧视相机；下视相机；图像处理器组件，其被配置成在所述侧视相机或所述下视相机的相机帧中定位目标主体；以及螺旋桨控制组件，其被配置成相对于操作者装置维持恒定高程，且调整所述UAV直升机的偏航以使得所述目标主体保持大体上在所述相机帧的中心附近。所述图像处理器组件可被配置成确定所述目标主体的运动向量。所述螺旋桨控制组件可被配置成基于所述所确定运动向量预期所述目标主体的移动而调整所述偏航。

若干实施例包含一种操作无人飞行器(UAV)直升机的方法。所述方法可包括：检测所述UAV直升机已经被投掷；响应于检测到所述UAV直升机已经被投掷，计算用于所述UAV直升机的螺旋桨驱动器的电力调整以使所述UAV直升机到达操作者装置上方的预定高程；根据所述所计算电力调整将电力供应到所述螺旋桨驱动器；确定所述UAV直升机的电源很快将用完电；响应于所述确定而导航所述UAV直升机以在地面上降落，或其任何组合。

若干实施例包含一种非暂时性计算机可读存储媒体。所述计算机可读存储媒体可为存储可执行指令的数据存储存储器设备，所述可执行指令当由处理器执行时可操作以实施过程。

在一些实施例中，所述过程包括：提供从移动装置到应用程序商店的链接以下载用于消费型无人机或控制装置的第三方应用程序包，所述控制装置能够无线耦合到所述消费型无人机以控制所述消费型无人机；将所述第三方应用程序包存储在所述移动装置上；将所述第三方应用程序包加载到所述消费型无人机；以及在所述消费型无人机上远程执行所述第三方应用程序。在一些实施例中，所述第三方应用程序包包含开发套件的代码库，所述代码库提供对来自所述消费型无人机中的传感器的数据的存取权，暴露对所述消费型无人机的硬件组件的控制，或暴露由安装在所述消费型无人机上的操作系统或专用厂商应用程序提供的高级指令序列或功能性。

在一些实施例中，所述过程包括：实施用户控制界面以从移动装置控制消费型无人机的操作；提供从所述移动装置到应用程序商店的链接以下载用于消费型无人机或控制装置的第三方应用程序包，所述控制装置能够无线耦合到所述消费型无人机以控制所述消费型无人机；将所述第三方应用程序包存储在所述移动装置上；以及基于所述第三方应用程序包而调整所述控制界面。所述第三方应用程序包可包含开发套件的代码库，所述代码库暴露由安装在所述移动装置上的专用厂商应用程序提供的高级指令序列或功能性。

一些实施例，所述过程包括：提供从移动装置到应用程序商店的链接以下载用于消费型无人机或控制装置的第三方应用程序包，所述控制装置能够无线耦合到所述消费型无人机以控制所述消费型无人机；将所述第三方应用程序包存储在所述移动装置上；将所述第三方应用程序包加载到控制或促进所述消费型无人机的控制的可穿戴装置；以及在所述可穿戴装置上远程执行所述第三方应用程序。所述第三方应用程序包可包含开发套件的代码库，所述代码库提供对来自所述可穿戴装置中的传感器的数据的存取权，暴露对所述可穿戴装置的硬件组件的控制，或暴露由安装在所述可穿戴装置上的操作系统或专用厂商应用程序提供的高级指令序列或功能性。

若干实施例包含一种用于无人飞行器(UAV)直升机的螺旋桨驱动器。螺旋桨驱动器可包含：电机，其被配置成当电力供应到所述电机时使电机轴旋转；第一板，其机械地耦合到所述电机轴以使得使所述电机轴旋转造成所述第一板旋转；第二板，其机械地耦合到所述电机轴以使得使所述电机轴旋转造成所述第二板旋转；至少两个杆，其附接于所述第一板与所述第二板之间；以及至少两个螺旋桨桨叶，其分别可旋转地耦合到所述两个杆。在一些实施例中，所述螺旋桨桨叶中的至少一者能够围绕所述杆中的至少一者朝向所述螺旋桨桨叶中的另一者手动旋转。在一些实施例中，所述两个螺旋桨桨叶适于当所述电机轴被旋转时延伸远离所述电机轴。在一些实施例中，所述螺旋桨驱动器进一步包括紧定螺钉，所述紧定螺钉螺旋通过所述第一板以将所述第一板机械耦合到所述电机轴。所述电机轴可至少部分带螺纹以卷绕到所述第二板中的螺纹孔中。

Claims (30)

1.一种操作无人飞行器(UAV)直升机以用于照相或摄像的方法，其包括：

确定所述UAV直升机的第一高程以及与所述UAV直升机分离的操作者装置的第二高程；

通过控制所述UAV直升机的一个或多个螺旋桨驱动器的推力而调整所述第一高程以维持所述第一高程与所述第二高程之间的预设高程差；相对于所述UAV直升机定位目标主体；以及

调整所述螺旋桨驱动器中的至少一者以使所述UAV直升机的第一相机指向所述操作者装置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中相对于所述UAV直升机定位所述目标主体包含基于所述UAV直升机中的全球定位系统(GPS)模块而确定所述UAV直升机的坐标位置。

3.根据权利要求1所述的方法，其中相对于所述UAV直升机定位所述目标主体包含基于来自所述UAV直升机中的一个或多个惯性传感器的惯性传感器读数而确定所述UAV直升机的坐标位置。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述惯性传感器包含3轴加速度计、3轴磁力计、3轴陀螺仪或其任何组合。

5.根据权利要求1所述的方法，其中相对于所述UAV直升机定位所述目标主体包含接收预期由所述目标主体所有的操作者装置的坐标位置。

6.根据权利要求1所述的方法，其中相对于所述UAV直升机定位所述目标主体包含：

从预期由所述目标主体所有的操作者装置接收惯性传感器读数；以及

基于所述惯性传感器读数计算所述操作者装置的坐标位置。

7.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述UAV直升机的所述第一高程包含基于气压计读数、GPS z轴读数、惯性传感器读数或其组合而计算所述第一高程。

8.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述操作者装置的所述第二高程包含：

从所述操作者装置接收传感器读数，所述传感器读数包含气压计读数、GPSz轴读数、惯性传感器读数或其组合；以及

基于所述传感器读数而计算所述第二高程。

9.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述操作者装置的所述第二高程包含从所述操作者装置接收所述第二高程。

10.根据权利要求1所述的方法，其中相对于所述UAV直升机定位所述目标主体包含在所述UAV直升机中的第二相机的相机帧中跟踪所述目标主体。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一相机是所述第二相机。

12.根据权利要求10所述的方法，其中跟踪所述目标主体是通过使用定向梯度的直方图执行人检测。

13.根据权利要求1所述的方法，其中调整包含确定所述UAV直升机正在自主模式或半自主模式中操作；且其中在所述自主模式或所述半自主模式中，没有操作者控制所述UAV直升机的偏航。

14.一种用于控制无人飞行器(UAV)直升机的移动装置，其包括：

用户界面，其被配置成具有用以控制所述UAV直升机的俯仰和横滚的界面元素而不具有用于偏航和高程的任何控制元素；

全球定位系统(GPS)模块，其被配置成报告所述移动装置的坐标和所述移动装置的高程；以及

一个或多个惯性传感器，其被配置成测量用以导出所述移动装置的三维位置的惯性传感器读数。

15.根据权利要求14所述的移动装置，其进一步包括用以将所述移动装置紧固到人的带。

16.根据权利要求14所述的移动装置，其中所述移动装置是移动电话。

17.根据权利要求14所述的移动装置，其进一步包括用以使所述移动装置防水的气密密封件。

18.一种无人飞行器(UAV)直升机，其包括：

侧视相机；

下视相机；

图像处理器组件，其被配置成在所述侧视相机或所述下视相机的相机帧中定位目标主体；以及

螺旋桨控制组件，其被配置成相对于操作者装置维持恒定高程，且调整所述UAV直升机的偏航以使得所述目标主体保持大体上在所述相机帧的中心附近。

19.根据权利要求18所述的UAV直升机，其中所述图像处理器组件进一步被配置成确定所述目标主体的运动向量；且其中所述螺旋桨控制组件被配置成基于所述所确定运动向量预期所述目标主体的移动而调整所述偏航。

20.一种操作无人飞行器(UAV)直升机的方法，其包括：

检测所述UAV直升机已经被投掷；

响应于检测到所述UAV直升机已经被投掷，计算用于所述UAV直升机的螺旋桨驱动器的电力调整以使所述UAV直升机到达操作者装置上方的预定高程；以及

根据所述所计算电力调整将电力供应到所述螺旋桨驱动器。

21.根据权利要求20所述的方法，其进一步包括：

确定所述UAV直升机的电源很快将用完电；以及

响应于所述确定而导航所述UAV直升机以在地面上降落。

22.一种非暂时性计算机可读存储媒体，其包括：

可执行指令，其当由处理器执行时可操作以：

提供从移动装置到应用程序商店的链接以下载用于消费型无人机或控制装置的第三方应用程序包，所述控制装置能够无线耦合到所述消费型无人机以控制所述消费型无人机；

将所述第三方应用程序包存储在所述移动装置上；

将所述第三方应用程序包加载到所述消费型无人机；以及

在所述消费型无人机上远程执行所述第三方应用程序。

23.根据权利要求22所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述第三方应用程序包包含开发套件的代码库，所述代码库提供对来自所述消费型无人机中的传感器的数据的存取，暴露对所述消费型无人机的硬件组件的控制，或暴露由安装在所述消费型无人机上的操作系统或专用厂商应用程序提供的高级指令序列或功能性。

24.一种非暂时性计算机可读存储媒体，其包括：

可执行指令，其当由处理器执行时可操作以：

实施用户控制界面以从移动装置控制消费型无人机的操作；

提供从所述移动装置到应用程序商店的链接以下载用于消费型无人机或控制装置的第三方应用程序包，所述控制装置能够无线耦合到所述消费型无人机以控制所述消费型无人机；

将所述第三方应用程序包存储在所述移动装置上；以及

基于所述第三方应用程序包而调整所述控制界面。

25.根据权利要求24所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述第三方应用程序包包含开发套件的代码库，所述代码库暴露由安装在所述移动装置上的专用厂商应用程序提供的高级指令序列或功能性。

26.一种非暂时性计算机可读存储媒体，其包括：

可执行指令，其当由处理器执行时可操作以：

提供从移动装置到应用程序商店的链接以下载用于消费型无人机或控制装置的第三方应用程序包，所述控制装置能够无线耦合到所述消费型无人机以控制所述消费型无人机；

将所述第三方应用程序包存储在所述移动装置上；

将所述第三方应用程序包加载到控制或促进所述消费型无人机的控制的可穿戴装置；以及

在所述可穿戴装置上远程执行所述第三方应用程序。

27.根据权利要求26所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述第三方应用程序包包含开发套件的代码库，所述代码库提供对来自所述可穿戴装置中的传感器的数据的存取，暴露对所述可穿戴装置的硬件组件的控制，或暴露由安装在所述可穿戴装置上的操作系统或专用厂商应用程序提供的高级指令序列或功能性。

28.一种用于无人飞行器(UAV)直升机的螺旋桨驱动器，其包括：

电机，其被配置成当电力供应到所述电机时使电机轴旋转；

第一板，其机械地耦合到所述电机轴以使得使所述电机轴旋转造成所述第一板旋转；

第二板，其机械地耦合到所述电机轴以使得使所述电机轴旋转造成所述第二板旋转；

至少两个杆，其附接于所述第一板与所述第二板之间；以及

至少两个螺旋桨桨叶，其分别可旋转地耦合到所述两个杆，其中所述螺旋桨桨叶中的至少一者能够围绕所述杆中的至少一者朝向所述螺旋桨桨叶中的另一者手动旋转；且

其中所述两个螺旋桨桨叶适于当所述电机轴被旋转时延伸远离所述电机轴。

29.根据权利要求28所述的螺旋桨驱动器，其进一步包括紧定螺钉，所述紧定螺钉螺旋通过所述第一板以将所述第一板机械耦合到所述电机轴。

30.根据权利要求28所述的螺旋桨驱动器，其中所述电机轴至少部分带螺纹以卷绕到所述第二板中的螺纹孔中。