CN105899965B - 用于采集音频数据的无人飞行器 - Google Patents

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Abstract

一种无人飞行器(110)，所述无人飞行器(110)能够从其采集到的音频数据中去除背景杂音。所述无人飞行器(110)包括一个或多个背景噪音产生元件(150a,150b,150c,150d)及邻近所述背景噪音产生元件(150a,150b,150c,150d)设置的一个或多个背景麦克风(140)。所述无人飞行器还包括一个或多个音频源采集麦克风(140)。所述背景麦克风(140)所采集的音频数据能够用于从所述音频源采集麦克风(140)所采集的音频信号中去除或减弱干扰的背景杂音，从而获取一个背景杂音相对较小或无背景杂音的目标音频。

Description

用于采集音频数据的无人飞行器
背景技术
飞行器，如无人飞行器(unmanned aerial vehicles，UAVs)，一般应用于军用或者民用的监测、侦查及探索任务中。此类飞行器可以搭载用于执行特性功能负载(如摄像机、传感器或麦克风)。
在一些情况下，如影片拍摄或监视时，飞行器可能需采集并录制所关注的目标物的音频数据。然而，背景杂音会干扰所述目标物的音频数据。所述背景杂音可能为在采集音频数据时，由所述飞行器所产生的。
发明内容
在一些实施例中，飞行器，如无人飞行器(unmanned aerial vehicle，UAV)等，会被应用于音频数据采集和/或录制工作中。然而，当所述无人飞行器在飞行时，会产生干扰目标音频的背景杂音。因此，为了采集及/或录制所述目标音频数据，有必要从所述无人飞行器所采集到的音频数据中降低或消除所述背景杂音的影响。本发明有必要提供一种能够应用于所述无人飞行器上的音频数据降噪系统及降噪方法，以对所述无人飞行器所采集到的音频数据进行去噪处理。所述无人飞行器包括一个或多个背景噪音产生元件(如所述无人飞行器的螺旋桨、旋翼等)及邻近所述背景噪音产生元件设置的背景麦克风。所述背景麦克风能够采集所述螺旋桨产生的杂音。所述无人飞行器还包括音频源采集麦克风，所述音频源采集麦克风用于采集所述目标音频数据。利用多信道递归最小二乘自适应滤波器(Multi-Channel Recursive Least Square(RLS)adaptive filter，RLS自适应滤波器)，根据所述背景麦克风采集的音频信号，能够从所述音频源采集麦克风所检测的音频数据中降低或者去除干扰的背景杂音，从而获取背景杂音相对较小或无背景杂音的所述目标音频。
所述系统及方法可以用于减弱所述无人飞行器自身产生的背景杂音。所述无人飞行器可以包括一个或多个背景麦克风，所述背景麦克风用于采集所述无人飞行器的所述背景噪音产生元件产生的背景杂音，其中，所述背景噪音产生元件可以为所述无人飞行器的旋翼或螺旋桨。所述无人飞行器可以包括噪音发射器，所述噪音发射器用于向周围环境发出声波，并减弱所述背景噪音产生元件所发出的噪音的影响。所述声波的振幅与所采集的背景杂音的振幅大致相同但是相位相反。在其他的一些实施例中，可以通过一多信道自适应噪声消除方法来产生所述声波，如本说明书中其他地方所描述的。至少在所述音频源采集麦克风处，所述声波与所述背景杂音相混合后大致相互抵消，使得(所述音频源采集麦克风)仅采集所述目标音频，而所述背景杂音已被去除。
在本发明的一个方面，提供一种包括音频过滤元件的无人飞行器(unmannedaerial vehicle，UAV)，所述无人飞行器包括：至少一个音频源采集麦克风，所述音频源采集麦克风用于采集目标音频信号；至少一个背景噪音产生元件，所述背景噪音产生元件会产生与所述目标音频信号不同的背景杂音；至少一个背景麦克风，所述背景麦克风尽可能近距离地设置在所述背景噪音产生元件附近以采集所述背景噪音产生元件所发出的干扰杂音；以及，至少一个处理器，所述处理器用于：(a)接收(1)至少一个所述音频源采集麦克风所采集的音频数据转换成的信号及(2)至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据转换成的信号；以及(b)根据其所接收到的信号，生成另一处理后的信号，其中，所述背景麦克风所采集的音频数据能够用于从至少一个所述音频源采集麦克风所采集的音频数据中去除背景杂音，从而生成所述处理后的信号。
在一些实施例中，至少一个所述背景麦克风可以设置在距所述背景噪音产生元件一预设距离的位置上，在一些情况下，所述预设距离可以是3cm。在其他的情况下，所述预设距离可以小于所述与所述背景噪音产生元件之间的距离。
在一些实施例中，所述无人飞行器可以是多旋翼飞行器，所述多旋翼飞行器可以包括多个竖直方向的旋翼。在一些情况下，所述背景噪音产生元件可以是所述无人飞行器的动力单元。所述无人飞行器的动力单元可以包括所述无人飞行器的一个旋翼。所述背景麦克风可以设置在所述无人飞行器的所述旋翼的下方。在其他的一些情况下，所述背景噪音产生元件可以是所述无人飞行器上搭载的摄像机。在其他的一些情况下，所述背景噪音产生元件可以是用于支撑所述无人飞行器所搭载的所述摄像机的承载架，所述承载架能够改变所述摄像机相对于所述无人飞行器的方位。
所述目标音频信号可以由所述无人飞行器外部的音源产生。当所述无人飞行器在飞行时，所述音源可以位于所述无人飞行器的下方。所述音频源采集麦克风可以用于采集所述音源所发出的音频数据，所述音频源采集麦克风能够采集音频数据的距离可以大于所述背景麦克风能够采集音频数据的距离。所述音频源采集麦克风的灵敏度可以大于所述背景麦克风的灵敏度。
所述无人飞行器可以包括多个背景噪音产生元件及多个背景麦克风。其中，多个所述背景麦克风中的至少一个与每个所述背景噪音产生元件之间的距离可以在一预设距离范围之内。所述无人飞行器可以包括多个旋翼，其中每个所述旋翼附近的3cm之内设置有至少一个所述背景麦克风。所述处理后的信号能够在所述无人飞行器的飞行过程中实时地产生。利用多信道递归最小二乘(Recursive Least Square，RLS)自适应滤波器去除背景杂音的影响，进而能够产生所述处理后的信号。
在本发明的一个方面，进一步提供了应用所述无人飞行器采集音频数据的方法。所述方法包括步骤：利用所述无人飞行器上的所述音频源采集麦克风采集音频数据，其中，所述音频数据包含一目标音频信号；利用所述无人飞行器上的至少一个所述背景麦克风采集音频数据，其中，至少一个所述背景麦克风与至少一个所述背景噪音产生元件之间的距离在一预设距离范围之内，所述背景噪音产生元件会产生与所述目标音频信号不同的背景杂音；以及，通过至少一个处理器生成处理后的信号，其中，所述处理器根据(1)至少一个所述音频源采集麦克风采集的音频数据及(2)至少一个所述噪音采集麦克的采集的音频数据，能够产生所述处理后的信号，其中，所述背景麦克风所采集的音频数据能够用于从至少一个所述音频源采集麦克风所采集的音频数据中去除背景杂音，从而生成所述处理后的信号。
在一些实施例中，至少一个所述背景麦克风可以设置在距所述背景噪音产生元件一预设距离的位置上，在一些情况下，所述预设距离可以是3cm。在其他的情况下，所述预设距离可以小于所述音频源采集麦克风与所述背景噪音产生元件之间的距离。
在一些实施例中，所述无人飞行器可以是多旋翼飞行器，所述多旋翼飞行器可以包括多个竖直方向的旋翼。所述背景噪音产生元件可以是所述无人飞行器的动力单元。在一些情况下，所述无人飞行器的动力单元可以包括所述无人飞行器的一个旋翼。所述背景麦克风可以设置在所述无人飞行器的所述旋翼的下方。在其他的一些情况下，所述背景噪音产生元件可以是所述无人飞行器上搭载的摄像机。在其他的一些情况下，所述背景噪音产生元件可以是用于支撑所述无人飞行器所搭载的所述摄像机的承载架，所述承载架能够改变所述摄像机相对于所述无人飞行器的方位。
所述目标音频信号可以由所述无人飞行器外部的音源产生。当所述无人飞行器在飞行时，所述音源可以位于所述无人飞行器的下方。在一些情况下，所述音频采集麦克风可以用于采集所述音源所发出的音频数据，所述音频源采集麦克风能够采集音频数据的距离可以大于所述背景麦克风能够采集音频数据的距离。所述音频源采集麦克风的灵敏度可以大于所述背景麦克风的灵敏度。
所述无人飞行器可以包括多个背景噪音产生元件及多个背景麦克风。其中，至少一个所述背景麦克风与每个所述背景噪音产生元件之间的距离在一预设距离范围之内。所述无人飞行器可以包括多个旋翼，其中每个所述旋翼附近的3cm之内设置有至少一个所述背景麦克风。所述处理后的信号能够在所述无人飞行器的飞行过程中实时地产生。利用多信道递归最小二乘(Recursive Least Square，RLS)自适应滤波器(RLS自适应滤波器)去除背景杂音的影响，进而能够产生所述处理后的信号。
在本发明的实施例中，提供了一种无人飞行器采集音频数据的方法，所述方法包括步骤：提供设置于所述无人飞行器上的至少一个音频源采集麦克风，其中，所述音频源采集麦克风用于检测一目标音频信号；识别所述无人飞行器的至少一个背景噪音产生元件，其中，所述背景噪音产生元件会产生与所述目标音频信号不同的背景杂音；将至少一个背景麦克风设置在所述无人飞行器上，并使其与至少一个所述背景噪音产生元件之间的距离尽可能近，以便采集所述背景噪音产生元件发出的干扰杂音；以及，提供至少一个处理器，所述处理器用于(a)接收(1)至少一个所述音频源采集麦克风所采集的音频数据转换成的信号及(2)至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据转换成的信号；以及(b)根据其所接收到的信号，生成一处理后的信号。
在一些实施例中，至少一个所述背景麦克风可以设置在距所述背景噪音产生元件一预设距离的位置上。所述预设距离可以是3cm。所述预设距离可以小于所述音频源采集麦克风与所述背景噪音产生元件之间的距离。
在一些实施例中，所述无人飞行器可以是多旋翼飞行器，所述多旋翼飞行器可以包括多个竖直方向的旋翼。在一些情况下，所述背景噪音产生元件可以是所述无人飞行器的动力单元。所述无人飞行器的动力单元可以包括所述无人飞行器的一个旋翼。在其他的一些情况下，所述背景噪音产生元件可以是所述无人飞行器上搭载的摄像机。在其他的一些情况下，所述背景噪音产生元件可以是用于支撑所述无人飞行器所搭载的所述摄像机的承载架，所述承载架能够改变所述摄像机相对于所述无人飞行器的方位。
所述目标音频信号可以由所述无人飞行器外部的音源产生。当所述无人飞行器在飞行时，所述音源可以位于所述无人飞行器的下方。所述音频源采集麦克风可以用于采集所述音源所发出的音频数据，所述音频源采集麦克风能够采集音频数据的距离可以大于所述背景麦克风能够采集音频数据的距离。所述音频源采集麦克风的灵敏度可以大于所述背景麦克风的灵敏度。
在一些实施例中，所述无人飞行器可以包括多个背景噪音产生元件及多个背景麦克风。其中，至少一个所述背景麦克风与每个所述背景噪音产生元件之间的距离可以在一预设距离范围之内。所述无人飞行器可以包括多个旋翼，其中每个所述旋翼附近的3cm之内设置有至少一个所述背景麦克风。
利用所述背景麦克风所采集的音频数据，从至少一个所述音频源采集麦克风所采集的音频数据中去除所述背景杂音，从而生成所述处理后的信号。利用多信道递归最小二乘(Recursive Least Square，RLS)自适应滤波器去除背景杂音的影响，进而能够产生所述处理后的信号。所述处理后的信号能够在所述无人飞行器的飞行过程中实时地产生。
在其他的实施例中，本发明还提供一种包括音频过滤元件的无人飞行器。所述无人飞行器包括：至少一个背景噪音产生元件，所述背景噪音产生元件会产生背景杂音；至少一个背景麦克风，所述背景麦克风尽可能近距离地设置在所述背景噪音产生元件附近以采集所述背景噪音产生元件发出的干扰杂音，并用于采集包括所述背景杂音的音频数据；以及，至少一个噪音发射器，所述噪音发射器设置在所述背景噪音产生元件附近，并用于发射音频信号；其中，所述噪音发射器发出的音频信号的相位与至少一个所述背景麦克风采集的音频信号的相位相反，所述噪音发射器尽可能近距离地设置在所述背景噪音产生元件附近，以降低所述干扰杂音。
在一些实施例中，所述无人飞行器可以包括至少一个处理器，所述处理器用于(a)接收至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据转换成的信号及(b)根据其接收的信号，生成至少一个所述噪音发射器所需要发出的音频信号。所述无人飞行器可以包括至少一个音频源采集麦克风，所述音频源采集麦克风用于检测一目标音频信号。至少一个所述处理器用于接收所述音频源采集麦克风所采集的音频数据所转换成的信号，所述音频源采集麦克风所采集的音频数据中包括所述目标音频信号。至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据能够用于从至少一个所述音频源采集麦克风所采集的音频数据中减小所述背景杂音，从而生成所述处理后的信号。所述噪音发射器所发射的音频信号的振幅与至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据的振幅大致相同。所述噪音发射器可以为扬声器。
在一些实施例中，所述背景麦克风可以设置在距所述背景噪音产生元件一预设距离的位置上。所述预设距离可以为3cm。所述预设距离可以小于所述音频源采集麦克风与所述背景噪音产生元件之间的距离。所述噪音发射器可设置在距所述背景噪音产生元件一预设距离的位置上，所述噪音发射器与所述背景噪音产生元件之间的所述预设距离可以小于所述背景麦克风与所述背景噪音产生元件之间的所述预设距离。
在一些实施例中，所述无人飞行器可以是多旋翼飞行器，所述多旋翼飞行器可以包括多个竖直方向的旋翼。在一些情况下，所述背景噪音产生元件可以是所述无人飞行器的动力单元。所述无人飞行器的动力单元可以包括所述无人飞行器的一个旋翼。所述背景麦克风可以设置在所述无人飞行器的所述旋翼的下方。在其他的一些情况下，所述背景噪音产生元件可以是所述无人飞行器上搭载的摄像机。在其他的一些情况下，所述背景噪音产生元件可以是用于支撑所述无人飞行器所搭载的所述摄像机的承载架，所述承载架能够改变所述摄像机相对于所述无人飞行器的方位。
在一些实施例中，所述目标音频信号可以由所述无人飞行器外部的音源产生。当所述无人飞行器在飞行时，所述音源可以位于所述无人飞行器的下方。所述音频源采集麦克风用于采集所述音源所发出的音频数据，所述音频源采集麦克风能够采集音频数据的距离可以大于所述背景麦克风能够采集音频数据的距离。所述音频源采集麦克风的灵敏度可以大于所述背景麦克风的灵敏度。
所述无人飞行器可以包括多个背景噪音产生元件及多个背景麦克风，其中，至少一个所述背景麦克风与每个所述背景噪音产生元件之间的距离在一预设距离范围之内。所述无人飞行器可以包括多个旋翼，其中每个所述旋翼附近设置有至少一个所述背景麦克风，且每个所述旋翼与对应的至少一个所述背景麦克风之间的距离可以在3cm之内。
在本发明的另一个方面，进一步提供了应用无人飞行器采集音频数据的方法。所述音频数据采集方法包括步骤：利用所述无人飞行器上的至少一个所述背景麦克风采集音频数据，其中，至少一个所述背景麦克风与至少一个所述背景噪音产生元件之间的距离在一尽可能近的距离范围之内，以采集所述背景噪音产生元件发出的干扰杂音，其中，所述背景噪音产生元件会产生与所述目标音频信号不同的背景杂音；以及，利用所述无人飞行器上的至少一个噪音发射器发射一音频信号，其中，至少一个所述噪音发射器邻近所述背景噪音产生元件设置，且所述噪音发射器发射的音频信号的相位与至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据的相位相反，所述噪音发射器尽可能近距离地设置在所述背景噪音产生元件附近，以降低所述干扰杂音。
在一些实施例中，所述无人飞行器可以包括至少一个处理器，所述处理器用于(a)接收至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据转换成的信号，及(b)根据其接收的信号，生成至少一个所述噪音发射器所需要发出的音频信号。所述无人飞行器可以包括至少一个音频源采集麦克风，所述音频源采集麦克风用于检测一目标音频信号。至少一个所述处理器用于接收所述音频源采集麦克风所采集的音频数据所转换成的信号，所述音频源采集麦克风所采集的音频数据中包括所述目标音频信号。至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据能够用于从至少一个所述音频源采集麦克风所采集的音频数据中减小所述背景杂音，从而生成所述处理后的信号。所述噪音发射器所发射的音频信号的振幅与至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据的振幅大致相同。所述噪音发射器可以为扬声器。
在一些实施例中，所述背景麦克风可以设置在距所述背景噪音产生元件一预设距离的位置上。所述预设距离可以为3cm。所述预设距离可以小于所述音频源采集麦克风与所述背景噪音产生元件之间的距离。所述噪音发射器可设置在距所述背景噪音产生元件一预设距离的位置上，所述噪音发射器与所述背景噪音产生元件之间的所述预设距离可以小于所述背景麦克风与所述背景噪音产生元件之间的所述预设距离。
在一些实施例中，所述无人飞行器可以是多旋翼飞行器，所述多旋翼飞行器可以包括多个竖直方向的旋翼。在一些情况下，所述背景噪音产生元件可以是所述无人飞行器的动力单元。所述无人飞行器的动力单元可以包括所述无人飞行器的一个旋翼。所述背景麦克风可以设置在所述无人飞行器的所述旋翼的下方。在其他的一些情况下，所述背景噪音产生元件可以是所述无人飞行器上搭载的摄像机。在其他的一些情况下，所述背景噪音产生元件可以是用于支撑所述无人飞行器所搭载的所述摄像机的承载架，所述承载架能够改变所述摄像机相对于所述无人飞行器的方位。
在一些实施例中，所述目标音频信号可以由所述无人飞行器外部的音源产生。当所述无人飞行器在飞行时，所述音源可以位于所述无人飞行器的下方。所述音频源采集麦克风用于采集所述音源所发出的音频数据，所述音频源采集麦克风能够采集音频数据的距离可以大于所述背景麦克风能够采集音频数据的距离。所述音频源采集麦克风的灵敏度可以大于所述背景麦克风的灵敏度。
所述无人飞行器可以包括多个背景噪音产生元件及多个背景麦克风，其中，至少一个所述背景麦克风与每个所述背景噪音产生元件之间的距离在一预设距离范围之内。所述无人飞行器可以包括多个旋翼，其中每个所述旋翼附近设置有至少一个所述背景麦克风，且每个所述旋翼与对应的至少一个所述背景麦克风之间的距离可以在3cm之内。
在本发明的另一方面，进一步提供了一种无人飞行器采集音频数据的方法。所述方法包括步骤：识别所述无人飞行器的至少一个背景噪音产生元件，其中，所述背景噪音产生元件会产生与一目标音频信号不同的背景杂音；将至少一个背景麦克风设置在所述无人飞行器上，并使其与至少一个所述背景噪音产生元件之间的距离尽可能近，以便采集所述背景噪音产生元件的干扰杂音；将至少一个噪音发射器邻近所述背景噪音产生元件设置，其中，所述噪音发射器用于根据至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据发射一音频信号，并使所述噪音发射器与所述背景噪音产生元件之间的距离尽可能近，以便更好地削弱所述干扰杂音。
在一些实施例中，所述无人飞行器可以包括至少一个处理器，所述处理器用于(a)接收至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据转换成的信号及(b)根据其接收的信号，生成至少一个所述噪音发射器所需要发出的音频信号。所述无人飞行器可以包括至少一个音频源采集麦克风，所述音频源采集麦克风用于检测一目标音频信号。至少一个所述处理器用于接收所述音频源采集麦克风所采集的音频数据所转换成的信号，所述音频源采集麦克风所采集的音频数据中包括所述目标音频信号。至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据能够用于从至少一个所述音频源采集麦克风所采集的音频数据中减小所述背景杂音，从而生成所述处理后的信号。所述噪音发射器所发射的音频信号的振幅与至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据的振幅可以大致相同。所述噪音发射器可以为扬声器。所述噪音发射器可以设置在所述无人飞行器的外部表面上。
在一些实施例中，所述背景麦克风可以设置在距所述背景噪音产生元件一预设距离的位置上。所述预设距离可以为3cm。所述预设距离可以小于所述音频源采集麦克风与所述背景噪音产生元件之间的距离。所述噪音发射器可设置在距所述背景噪音产生元件一预设距离的位置上，所述噪音发射器与所述背景噪音产生元件之间的所述预设距离可以小于所述背景麦克风与所述背景噪音产生元件之间的预设距离。
在一些实施例中，所述无人飞行器可以是多旋翼飞行器，所述多旋翼飞行器可以包括多个竖直方向的旋翼。在一些情况下，所述背景噪音产生元件可以是所述无人飞行器的动力单元。所述无人飞行器的动力单元可以包括所述无人飞行器的一个旋翼。所述背景麦克风可以设置在所述无人飞行器的所述旋翼的下方。在其他的一些情况下，所述背景噪音产生元件可以是所述无人飞行器上搭载的摄像机。在其他的一些情况下，所述背景噪音产生元件可以是用于支撑所述无人飞行器所搭载的所述摄像机的承载架，所述承载架能够改变所述摄像机相对于所述无人飞行器的方位。
在一些实施例中，所述目标音频信号可以由所述无人飞行器外部的音源产生。当所述无人飞行器在飞行时，所述音源可以位于所述无人飞行器的下方。所述音频源采集麦克风用于采集所述音源所发出的音频数据，所述音频源采集麦克风能够采集音频数据的距离可以大于所述背景麦克风能够采集音频数据的距离。所述音频源采集麦克风的灵敏度可以大于所述背景麦克风的灵敏度。
所述无人飞行器可以包括多个背景噪音产生元件及多个背景麦克风。其中，至少一个所述背景麦克风与每个所述背景噪音产生元件之间的距离在一预设距离范围之内。所述无人飞行器可以包括多个旋翼，其中每个所述旋翼附近设置有至少一个所述背景麦克风，且每个所述旋翼与对应的至少一个所述背景麦克风之间的距离可以在3cm之内。
可以理解的是，本发明的不同方面可以单独执行、共同执行或者彼此结合执行。在本说明书中各方面的描述中，可以应用于下文所描述的特定的装置/应用上或可以应用任何其他类型的可移动物体上。本说明书中关于飞行器，如无人飞行器等的描述，均可以适用于任何可移动物体，如车辆等。此外，本说明书中公开的关于空中运动(如飞行)的系统、装置及方法同样可以适用于其他环境下的运动，例如，陆地上的运动、水上的运动、水下的运动或者太空中的运动等。
本发明的说明书、权利要求及说明书附图将公开本发明的其他目的及特征。
援引加入
本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用并入本文，如同明确且分别地提到各个独立的出版物、专利或专利申请均通过引用并入本文。
附图说明
本发明的创新特征将在所附的权利要求书中具体地阐明。下面将参考以下应用本发明原理的示例性实施方式的详细描述以及以下附图获得对本发明特征以及有益效果的更佳的理解，其中，所述附图中：
图1为本发明一实施例的无人飞行器的工作状态示意图，其中，所述无人飞行器正向一目标物采集音频信号。
图2为本发明一实施例的无人飞行器的示意图，所述无人飞行器上设置有一个音频源采集麦克风及多个背景麦克风。
图3为本发明一实施例的无人飞行器的立体示意图，所述无人飞行器上设置有一个音频源采集麦克风及多个背景麦克风。
图4为本的通用多信道RLS自适应滤波器的示意图，所述通用多信道RLS自适应滤波器用于本发明的所述无人飞行器的削弱背景杂音的降噪工作中。
图5为本发明一实施例的四信道RLS自适应滤波器的示意图，所述四信道RLS自适应滤波器用于所述无人飞行器的削弱背景杂音的降噪工作中。
图6为本发明一实施例的无人飞行器对音频信号进行降噪处理的试验数据结果。
图7为本发明一实施例的无人飞行器的示意图，所述无人飞行器上设置有噪音消除器。
图8为本发明另一实施例的无人飞行器的示意图，所述无人飞行器上设置有噪音消除器。
图9为本发明一实施例的无人飞行器的外观示意图。
图10为本发明一实施例的可移动物体的示意图，所述可移动物体包括承载架及负载。
图11为本发明一实施例的控制系统的工作模块示意图，所述控制系统用于控制一可移动物体。
具体实施方式
本文所描述的系统及方法提供一种降低或消除无人飞行器所采集的音频数据中背景噪音的有效方式。一些情况下，如影片拍摄时，飞行器，如无人飞行器需要采集和/或录制所关注的目标物的音频数据。然而，所述目标音频会与所述无人飞行器的背景噪音产生元件所产生的干扰的背景杂音混合于一起。例如，所述背景噪音产生元件可以为所述无人飞行器的螺旋桨、旋翼、摄像机及/或承载架。所述无人飞行器可以包括至少一个音频源采集麦克风以及至少一个背景麦克风。所述音频源采集麦克风用于采集所述目标音频信号。所述背景麦克风用于采集背景杂音，例如所述无人飞行器的所述螺旋桨或其他背景噪音产生元件所产生的噪音。利用多信道RLS自适应滤波器，来自所述背景麦克风音频数据能够用于从所述音频源采集麦克风检测到的音频信号中减少或者消除背景杂音，而仅留存所需要的所述目标音频信号以供录制。
还提供通过有源噪音消除(Active Noise Cancellation，ANC)技术减弱所述无人飞行器自身产生的噪声的系统及方法。本发明所述无人飞行器可以包括多个背景麦克风，所述背景麦克风用以采集背景杂音，例如所述无人飞行器的螺旋桨产生的背景杂音。所述无人飞行器还可以包括有源噪音消除器。所述有源噪音消除器可以为消音扬声器，其能够发射声波。在一些实施例中，所述声波与所述背景麦克风所采集到的所述背景杂音相比较，二者振幅相同但相位相反。可选地，所述声波可以采用任一种多信道自适应噪声消除方法。至少在所述音频源采集麦克风处，所述声波与所述背景杂音能够相混合而有效地相互抵消，因此，当所述无人飞行器在飞行过程中，只有所需的目标音频信号被采集到，而所述背景杂音已经被消除。
请参阅图1，图1示出了本发明一实施例的无人飞行器110，所述无人飞行器110用于采集目标物120a、120b、130所发出的音频信号。音频信号能够由所述目标物发出并且能够由音频源采集麦克风140所采集。可选地，所述音频源采集麦克风140可以设置于无人飞行器机体145上。所述无人飞行器上还设置有一个或多个背景噪音产生元件150a、150b、150c、150d。所述背景噪音产生元件在运行时会产生背景杂音，所述音频源采集麦克风会采集所述背景杂音。
本说明书中关于无人飞行器110的描述，可以适用于任何类型的可移动物体，例如，飞行器。所述关于无人飞行器的描述，还可以适用于任何类型的无人驾驶的可移动物体(如，可以在空中、陆地上、水上或太空中移动的物体)。所述无人飞行器能够响应一遥控器所发出的指令。所述遥控器可以不必连接于所述无人飞行器上。在一些实施例中，所述无人飞行器可以完全自主运行或者半自主运行。所述无人飞行器能够遵循一预设的程序指令运行。在一些实施例中，所述无人飞行器可以响应来自遥控器的一个或多个指令半自主运行，而在其他情况下完全自主运行。
所述无人飞行器110可以为飞行器。所述无人飞行器110可以包括动一个或多个力单元。所述动力单元用于为所述无人飞行器在空中飞行提供动力。一个或多个所述动力单元能够使所述无人飞行器在一个或多个自由度内、两个或多个自由度内、三个或多个自由度内、四个或多个自由度内、五个或多个自由度内、六个或多个自由度内运动。在一些实施例中，所述无人飞行器能够关于一轴、二轴、三轴或者多轴的转动。所述旋转轴线可以相互正交。在所述无人飞行器的飞行过程中，所述旋转轴线能够始终保持彼此正交的关系。所述旋转轴线可以包括俯仰轴、横滚轴、和/或偏航轴。所述无人飞行器还能够在一个或多个维度内移动。例如，所述无人飞行器在一个或多个旋翼的抬升下，能够向上运动。在一些实施例中，所述无人飞行器能够沿着一Z轴方向(可以相对于所述无人飞行器往上方)、X轴方向及/或Y轴方向(可以为横向)运动。所述无人飞行器能够沿彼此正交的一轴、二轴或三轴运动。
所述无人飞行器110可以为旋翼飞行器。在一些实施例中，所述无人飞行器110为多旋翼飞行器，所述多旋翼飞行器可以包括多个旋翼。多个所述旋翼作为所述无人飞行器的动力单元，其能够驱动所述无人飞行器空中自由地飞行。多个所述旋翼能够以相同的速度转动和/或给予所述无人飞行器相同的提升力或推进力。可以理解，多个所述旋翼能够以多种不同的速度转动以为所述无人飞行器提供不同的提升力或推进力，及/或使得所述无人飞行器旋转。在一些实施例中，所述无人飞行器上可以设置有一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多的所述旋翼。多个所述旋翼的旋转轴线相互平行设置。在一些实施例中，每个所述旋翼的旋转轴线可以相对于另一所述旋翼的旋转轴线呈任意夹角，以对所述无人飞行器的运动施以影响。所述旋翼可由一个或多个与其相连接的电机驱动而转动。所述电机的驱动及/或所述旋翼的转动均会产生背景杂音。所述动力单元可以视为所述无人飞行器上的背景噪音产生元件150a、150b、150c、150d，所述动力单元可以包括所述旋翼和/或所述电机。
所述无人飞行器110可以为小型无人飞行器。所述无人飞行器的大小可以适合于一个人提起和/或搬运。所述无人飞行器的大小可以适合于一个人单手搬运。
所述无人飞行器110的最大尺寸(如长度、宽度、高度、对角线尺寸或者直径等)不大于100cm。在一些实施例中，所述无人飞行器的最大尺寸可以小于或等于1mm，5mm，1cm，3cm，5cm，10cm，12cm，15cm，20cm，25cm，30cm，35cm，40cm，45cm，50cm，55cm，60cm，65cm，70cm，75cm，80cm，85cm，90cm，95cm，100cm，110cm，120cm，130cm，140cm，150cm，160cm，170cm，180cm，190cm，200cm，220cm，250cm，或300cm。可以理解，所述无人飞行器的最大尺寸可以大于或等于以上所列举的任一值。所述无人飞行器的最大尺寸值可以落入以上列举的任意两个值所确定的数值范围内。
所述无人飞行器110可以为轻量化无人飞行器。例如，所述无人飞行器的重量可以小于或等于1mg，5mg，10mg，50mg，100mg，500mg，1g，2g，3g，5g，7g，10g，12g，15g，20g，25g，30g，35g，40g，45g，50g，60g，70h，80h，90g，100g，120g，150g，200g，250g，300g，350g，400g，450g，500g，600g，700g，800g，900g，1kg，1.1kg，1.2kg，1.3kg，1.4kg，1.5kg，1.7kg，2kg，2.2kg，2.5kg，3kg，3.5kg，4kg，4.5kg，5kg，5.5kg，6kg，6.5kg，7kg，7.5kg，8kg，8.5kg，9kg，9.5kg，10kg，11kg，12kg，13kg，14kg，15kg，17kg，或20kg。可以理解，所述无人飞行器的重量可以大于或等于以上所列举的任一值。所述无人飞行器的重量值可以落入以上列举的任意两个值所确定的数值范围内。
所述无人飞行器110可以包括机体145。在一些实施例中，所述机体145可以为具有一个或多个分支结构147或者“机臂”的主体结构。所述机臂可以连接于所述机体上并自所述主体呈放射状向外部延伸设置。所述机臂的数量可以等于所述无人飞行器的所述动力单元或所述旋翼的数量。所述主体可以包括壳体，所述壳体可以将所述无人飞行器的一个或多个元件包覆于其内。在一些实施例中，所述无人飞行器的一个或多个电子元件，收容于所述壳体内。例如，所述无人飞行器的飞行控制器设置于所述壳体内。所述飞行控制器用于控制一个或多个所述动力单元150a，150b，150c，150d的运行。
所述无人飞行器110上可以连接一电池。所述电池可与所述无人飞行器相连接，为所述无人飞行器110的一个或多个部件提供能量。所述电池连接至所述无人飞行器上时，其能够为所述无人飞行器的一个或多个动力单元、飞行控制器、传感器、惯性测量单元、通信单元，及/或其他的部件提供能量。当所述电池被与所述无人飞行器上断开连接时，其会停止对所有元件的能量供应。例如，当所述电池与所述无人飞行器相分离时，其不会对所述无人飞行器的一个或多个动力单元、飞行控制器、传感器、惯性测量单元、通信单元，及/或其他的元件中的任一个或多个提供能量。在具体的实施方式中，所述无人飞行器的传感器包括但不限于定位传感器(如全球卫星定位系统，global positioning system(GPS)传感器，具有定位功能的可移动终端等)、视觉传感器(如摄像机、照相机等能够感知可见光、红外光或紫外光等的图像检测装置)、接近传感器(超声波传感器、激光雷达、飞行时间相机(time-of-flight cameras)、惯性传感器(如加速度传感器、陀螺仪传感器、惯性测量单元(inertial measurement units，IMUs)等)、高度传感器、压力传感器(如气压计等)、音频传感器(如麦克风等)、磁场传感器(如磁力计、电磁传感器等)。所述无人飞行器还可以包括一个或多个用以采集所述目标音频及/或所述背景杂音的音频传感器。在一些实施例中，所述无人飞行器可以包括至少一个音频传感器，例如音频源采集麦克风，以检测所述目标音频。所述无人飞行器可以包括至少一个音频传感器，例如背景麦克风，以采集背景杂音。可以理解的是，本说明书中关于麦克风描述可以应用于任何一种适用的音频传感器中。
所述用于采集目标音频的麦克风140和/或所述用于采集背景杂音的麦克风可以设置在所述无人飞行器机体外。可选地，所述音麦克风还可以装设于所述无人飞行器机体的内部。所述麦克风的类型可以为但不限于以下类型：电容式麦克风(例如,驻极体电容麦克风)、驻极体传声器、抛物面反射传声器、电动式传声器、铝带式传声器、炭粒式传声器、压电式传声器、光纤传声器、激光传声器、液体传声器、或者MEMS传声器。所述音频源采集麦克风及所述背景麦克风的类型可以相同，也可以不相同。
所述麦克风的指向性(或极性)的类型可以为但不限于以下类型：全向型、双向型、半心型、心型、超心型、超高心型、或者枪型指向。
在本发明的实施方式中，所述集麦克风的响应频率范围至少覆盖20Hz～20kHz的人类的音频频谱。所述响应频率范围的下限值可以小于或等于5Hz，10Hz，20Hz，25Hz，30Hz，40Hz，50Hz，70Hz，80Hz，90Hz，100Hz，130Hz，150Hz，200Hz，500Hz，700Hz，或者1kHz.所述响应频率范围的上限值可以大于或等于2KHz，2.5kHz，3kHz，3.1kHZ，3.15kHz，3.2kHz，3.5kHz，4kHz，6kHz，8kHz，10kHz，12kHz，14kHz，16kHz，18kHz，19kHz，20kHz，30kHz，40kHz，50kHz，70kHz，80kHz，或者100kHz.可以理解，所述麦克风的响应频率范围的下限值可以落入以上列举的任意两个值所确定的数值范围内。可以理解，所述麦克风的响应频率范围的上限值可以落入以上列举的任意两个值所确定的数值范围内。
用于采集目标音频的所述麦克风和/或用于采集背景杂音的所述麦克风的收音距离取决于该麦克风的指向性的类型。例如，所述麦克风的所述收音距离可以大于或等于1cm，3cm，5cm，10cm，15cm，20cm，30cm，40cm，50cm，60cm，70cm，80cm，90cm，1m，1.5m，2m，2.5m，3m，3.5m，4m，4.5m，5m，5.5m，6m，6.5m，7m，7.5m，8m，8.5m，9m，9.5m，10m，10.5m，11m，11.5m，12m，12.5m，13m，13.5m，14m，14.5m，15m，15.5m，16m，16.5m，17m，17.5m，18m，18.5m，19m，19.5m，20m，23m，25m，27m，30m，35m，40m，45m，50m，55m，60m，65m，70m，75m，80m，85m，90m，95m，或者100m.可以理解，所述麦克风的收音距离可以落入以上列举的任意两个值所确定的数值范围内。
所述集麦克风能够根据气压的变化产生相应的电信号，从而以多种方式采集所述目标音频。所述采集目标音频的多种方式包括但不限于以下几种：通过电磁感应的方式(电动式传声器)、通过电容变化的方式(电容式传声器)，或者通过压电效应(压电式传声器)。
麦克风的灵敏度是指麦克风响应指定声级输入所产生的输出电信号。所述灵敏度以分贝(dB，或者dBV)表示，该计量单位为国际公用的标准，其用于标示功率的输出输入比率。在一些实施方式中，所述麦克风的灵敏度可以大于或者等于–90dBV，–80dBV，–70dBV，–65dBV，–60dBV，–55dBV，–50dBV，–45dBV，–42dBV，–40dBV，–38dBV，–36dBV，–34dBV，–32dBV，–30dBV，–28dBV，–26dBV，–24dBV，–22dBV，–20dBV，–18dBV，–16dBV，–14dBV，或者–10dBV。所述麦克风的灵敏度值可以落入以上列举的任意两个值所确定的数值范围内。
用于采集目标音频的所述麦克风及/或用于采集背景杂音的所述麦克风的最大尺寸(如长度、宽度、高度、对角线尺寸或者直径等)可以不大于100cm。在一些实施例中，所述麦克风的最大尺寸可以小于或等于1mm，3mm，5mm，7mm，1cm，1.5cm，2.0cm，2.5cm，3cm，3.5cm，4cm，4.5cm，5cm，5.5cm，6cm，6.5cm，7cm，7.5cm，8cm，8.5cm，9cm，9.5cm，10cm，10.5cm，11cm，11.5cm，12cm，12.5cm，13cm，13.5cm，14cm，14.5cm，15cm，15.5cm，16cm，16.5cm，17cm，17.5cm，18cm，18.5cm，19cm，19.5cm，20cm，21cm，25cm，30cm，35cm，40cm，45cm，50cm，60cm，70cm，80cm，90cm，或者100cm。可以理解，所述麦克风的最大尺寸可以大于或等于以上所列举的任一值，也可以落入以上列举的任意两个值所确定的数值范围内。
用于采集目标音频的所述麦克风和/或用于采集背景杂音的所述麦克风可以为轻量化麦克风。例如，所述麦克风的重量可以小于或等于1mg，10mg，30mg，50mg，100mg，500mg，1g，2g，3g，5g，7g，10g，12g，15g，20g，25g，30g，35g，40g，45g，50g，60g，70h，80h，90g，100g，120g，150g，200g，250g，300g，350g，400g，450g，500g，600g，700g，800g，900g，1kg，1.1kg，1.2kg，1.3kg，1.4kg，1.5kg，1.7kg，2kg，2.2kg，2.5kg，3kg，3.5kg，4kg，4.5kg，或者5kg。可以理解，所述麦克风的重量可以大于或等于以上所列举的任一值，也可以落入以上列举的任意两个值所确定的数值范围内。
如上所述，所述音频源采集麦克风及所述背景麦克风可以为同一类型的麦克风，也可以为不同类型的麦克风。所述麦克风可以具有相同的特征，也可以具有不同的特征，如上文所述的特征。所述无人飞行器上的不同麦克风可以具备各自区别于其他麦克风的特征，或者，所述麦克风中的一部分可以具备相同的特征。
在一实施方式中，所述音频源采集麦克风140的灵敏度或噪音采集范围比所述背景麦克风更高。一实施例中，所述音频源采集麦克风能够采集到距离所述无人飞行器110较远的所述目标物120a、120b及130所发出的音频。所述背景麦克风用于检测所述无人飞行器上的背景噪音产生元件运行时所发出的音频，其对音频数据的感应范围可以不必如所述音频源采集麦克风的一样大。在其他的一些实施例中，所述音频源采集麦克风为全向型传声器，其能够在一个较为宽广的空间范围内全方位地采集目标音频；而若所述噪声发音部件装设于无人飞行器上一个已知的位置上，且其相对于所述背景麦克风的方位固定不变的时候，所述背景麦克风设计为能够采集从特定方向传出的背景杂音。
所述无人飞行器110可以运行于各种环境中，以执行包括目标音频采集在内的多种不同的任务。在一些实施例中，所述无人飞行器在一个较为开阔的空间中飞行，同时采集该环境中的音频。可以理解，所述无人飞行器能够在开阔的空间中的目标物120a、120b及130上空悬停或盘旋，以采集这些特定的目标物所发出的声音。同样可以理解的是，所述无人飞行器能够在封闭的空间中的特定的目标物上方悬停或盘旋，以采集所述目标物所发出的声音。例如，当应用于室内影片拍摄时，所述无人飞行器可以悬停在演员上方，并保持相对静止。可以理解，当所述无人飞行器应用于户外目标监控，如溜宠物时，为了实时追踪所述目标物的运动状态及路径，所述无人飞行器可以根据实际情况改变自己的航线、速度或飞行高度等。
所述环境可以为室内环境或户外环境中。所述环境可以是几乎没有障碍物的干净环境。或者，可以有一些障碍物。所述无人飞行器可以绕过障碍物航行。在一些实施方式中，所述无人飞行器可以使用防碰撞技术。
所述目标物120a、120b及130可以包括任意静止或者可移动物体。例如，所述目标物可以为但不限于为以下几种：人120a、120b，动物，车辆130，飞行器，机器，仪器，或者仅仅是周围的环境。所述目标物可以是生物或者非生物。所述目标物可以是机器。在一些，当所述无人飞行器在空中飞行时，所述目标物可以位于所述无人飞行器下方。可以理解，所述目标物可以位于所述无人飞行器的侧面。在其他的实施例中，所述目标物可以位于所述无人飞行器的上方。所述目标物相对所述无人飞行器的竖直高度可以保持不变，或者，所述目标物可以在竖直方向上相对所述无人飞行器运动。所述目标物相对于该环境中的一参照表面，如地面或建筑物等的高度可以保持静止或相对运动。所述目标物可以与所述无人飞行器位于同一直线上，可以位于所述无人飞行器的前方、后方、左方或者右方。所述目标物可以在相对所述无人飞行器的侧向位置上运动或者不动。所述目标物在侧向位置上相对于其所处的环境的一参照表面可以保持静止或相对运动状态。在一些实施方式中，所述目标物相对于所述无人飞行器的运动，取决于所述目标物在其所处的环境中的运动状态，或者取决于所述无人飞行器相对于所述周围环境的运动状态，或者二者均占。所述目标物与所述无人飞行器之间的虚拟连线与水平线之间的夹角大小可以为任意值。例如所述夹角大小可以为但不限于为90°，85°，80°，75°，70°，65°，60°，55°，50°，45°，40°，35°，30°，25°，20°，15°，10°，5°，或者0°。
在不同的应用中，所述无人飞行器与所述目标物之间的距离可以有所不同。在一些情况下，例如室内影片拍摄时，搭载有目标音频源采集麦克风的无人飞行器与所述目标物之间的距离可以大于或等于1cm，3cm，5cm，8cm，10cm，15cm，20cm，25cm，30cm，35cm，40cm，45cm，50cm，60cm，70cm，80cm，90cm，1m，1.3m，1.5m，1.8m，2m，2.5m，3m，3.5m，4m，4.5m，或者5m。可以理解，在其他的一些情况下，例如灾难救援工作时，所述无人飞行器与所述目标物之间的距离可以大于或等于0.5m，1m，2m，3m，4m，5m，6m，7m，8m，9m，10m，13m，15m，18m，20m，23m，25m，28m，30m，35m，40m，45m，或者50m。
在采集目标音频时，到达当所述音频源采集麦克风的音频信号中会混有杂音(干扰音频)。所述干扰杂音可以是所述无人飞行器自身发出的噪音或者环境杂音。例如，当一多旋翼飞行器飞行时，其旋翼所产生的噪音将成为主要的杂音。可以理解，当所述无人飞行器飞行时，风声将成为主要的杂音。所述杂音可以为所述无人飞行器自身或所述无人飞行器上的设备所发出的噪音，所述无人飞行器上的设备可以包括但不限于：动力单元、云台电机、或摄像机等。为了采集并录制关注目标音频，有必要从所述音频源采集麦克风所采集到的音频信号中去除所述背景杂音。
在一些实施例中，目标物120a，120b，130与所述音频源采集麦克风140之间的距离可以小于所述背景噪音产生元件150a，150b，150c，150d与所述音频源采集麦克风140之间的距离。可以理解，所述背景噪音产生元件与所述音频源采集麦克风之间的距离可以小于所述目标物与所述音频源采集麦克风之间的距离。所述目标物发出的声音可以多于所述背景噪音产生元件所产生的噪音。可以理解，所述背景噪音产生元件所产生的噪音可以多于所述目标物发出的声音。
图2示出了本发明一实施例的无人飞行器210，所述无人飞行器210上设置有音频源采集麦克风250及多个背景麦克风260。图3示出了本发明一具体实施例中的无人飞行器310的立体示意图，所述无人飞行器310上设置有音频源采集麦克风350及多个背景麦克风360。所述无人飞行器210可以包括中央机体230(图2中未示出)。所述机体230上设置有多个机臂220，所述机臂220自所述机体230上延伸设置。所述机臂的数量可以为任意值，例如，所述机臂可以为一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多。在一些实施例中，每个所述机臂上均设置有一个动力单元。可以理解，多个所述机臂中的一个或多个上可以不设置有所述动力单元。在一具体的实施例中，所述无人飞行器210可以包括四个旋翼240(如螺旋桨)，四个所述旋翼240分别装设在四个所述机臂220的末端。
四个所述机臂220由所述无人飞行器的机体230上自所述无人飞行器呈放射状延伸。在本实施方式中，所述四个旋翼/螺旋桨及所述四个机臂仅是示例性的。其他实施方式中，所述机臂的数量可以为任意值，只要所述机臂的数量于所述动力单元或所述旋翼/螺旋桨的数量相匹配即可。此外，所述无人飞行器210上还可以搭载有多种负载，所述负载可以包括但不限于：承载架、摄像机及传感器，所述负载可以设置在所述无人飞行器的所述中央机体上，可以设置在所述无人飞行器的所述机臂上，可以设置在所述无人飞行器的起落架上，或者可以设置在所述无人飞行器的其他任何部位上。上文所提及的无人飞行器的所有部件在运行时均会发出噪音。
所述无人飞行器上可以设置有一个或多个背景噪音产生元件。当所述无人飞行器在作业时，所述背景噪音产生元件会发出噪音。当所述无人飞行器在飞行时，所述背景噪音产生元件会发出噪音。当所述无人飞行器在运动时，所述背景噪音产生元件会发出噪音。在一些实施例中，所述背景噪音产生元件因与环境相互作用而产生噪音(如风声)。所述背景噪音产生元件会因为自身的运动而产生噪音。所述背景噪音产生元件会因为其受到另一驱动器的驱动而发出噪音。所述背景噪音产生元件可以包括一个或多个电源，所述背景噪音产生元件会因为其电源的运转而发出噪音。
在具体的实施方式中，所述背景噪音产生元件包括但不限于：动力单元(如旋翼等)、电动机、负载承载架、负载、感应器、通信单元、发射器(如扬声器等)、起落架，或者设置于所述无人飞行器上的其他部件。所述背景噪音产生元件可以设置在所述无人飞行器的壳体外、可以收容在所述无人飞行器的壳体内、可以组装于所述无人飞行器的壳体上，或者可以部分地凸出与所述无人飞行器的壳体上。在一些实施方式中，所述无人飞行器在震动的同时也发出噪音。一个或多个所述电机或所述无人飞行器的其他部件在运行时会使所述无人飞行器整体产生震动。
所述无人飞行器210的动力单元可以包括旋翼240。所述旋翼240可以包括桨叶，且多个所述旋翼240可以分别由一个或多个电机驱动。所述旋翼240能够转动并驱动所述无人飞行器爬升。所述电机由设置于所述无人飞行器的机体内的电源或电源组件提供能量。所述旋翼/螺旋桨在转动时会发出极大的噪音，所述噪音会向四周扩散。
所述无人飞行器可以搭载摄像机飞行，以执行影片拍摄、空中勘测、遥控感应的任务。当所述无人飞行器用于影片拍摄工作中时，所述摄像机内部的电机会持续工作，使所述摄像机镜头变焦并聚焦。当一些摄像机对某些特定事件进行响应或在执行某些功能的时候，其会发出蜂鸣声。在一些实施例中，所述摄像机可以包括快门，所述快门在工作的时候会产生噪音。在室内的影片拍摄工作中，即使是摄像机的快门产生的噪音，也是不希望被录制的。所述无人飞行器还可搭载其他类型的负载。其他类型的负载亦有可能在工作时产生噪音。
所述无人飞行器上还可以设置用于装设负载的承载架。例如，所述无人飞行器上的承载架可以为增稳云台固持所述摄像机。所述承载架通常可以包括偏航电机、横滚电机、和/或俯仰电机，以使得所述云台能够绕一轴、二轴或三轴旋转。所述摄像机可以装设于所述云台的末端或安装座上，所述云台在所述电机的驱动下，能够独立地调节所述摄像机的偏航角、横滚角和/或俯仰角。所述电机可以由装设于所述无人飞行器机体内部的电池或电池组件提供能量，或通过所述云台的电池提供能量。所述电机在运转时均会产生噪音。
请同时参阅图2，在一具体的实施方式中，四个背景麦克风260分别装设于所述无人飞行器的所述机臂220的末端，并与四个动力单元一一对应；一个音频源采集麦克风250装设于所述无人飞行器机体210的一中部位置230上。所述背景麦克风260用于采集所述背景噪音产生元件(如动力单元等)所发出的背景杂音。所述音频源采集麦克风250用于采集目标音频，例如，目标人物所发出来的声音。所述目标音频及所述背景杂音均会到达所述音频源采集麦克风250再采集，意味着所述目标音频会被所述背景杂音所干扰。
请同时参阅图3，在其他的一些实施方式中，背景麦克风360可以装设于所述无人飞行器的机臂320上，并位于所述动力单元340的下方，或位于其他背景噪音产生元件的下方。音频源采集麦克风350可以设置于所述无人飞行器310的中央机体330上，或设置于所述无人飞行器310的中央机体330下方。
在一些实施方式中，所述音频源采集麦克风250、350可以装设于所述无人飞行器机体230，330的中部位置上。为了采集到音源所发出的所述目标音频信号，所述音频源采集麦克风250可以设置于所述无人飞行器机体230的下方。所述音频源采集麦克风还可以装设于所述无人飞行器的外表面上、收容于所述无人飞行器的壳体内，一体成型于所述无人飞行器的壳体上、或者装设于所述无人飞行器的一外伸部件上。所述音频源采集麦克风可以设置在所述无人飞行器的中央机体上，或邻近于所述无人飞行器的中央本体设置，或者装设在所述无人飞行器的机臂上，或邻近所述无人飞行器的机臂设置，或者装设在所述无人飞行器的其他外伸部件或邻近所述外伸部件设置。一些实施方式中，所述音频源采集麦克风可以装设在远离所述无人飞行器延伸的延伸件上，例如起落架等。如此设置的好处在于可以使所述音频源采集麦克风相对地远离所述无人飞行器上的所述一个或多个背景噪音产生元件。
在其他的一些实施例中，基于空气动力学或所述无人飞行器的飞行稳定性方面考虑，所述音频源采集麦克风可以不必装设于如此远离所述无人飞行器机体的位置。在其他的实施例中，所述音频源采集麦克风可以装设于所述云台的安装座上，或装设于所述无人飞行器的其他类型的承载架上。在其他的实施例中，所述音频源采集麦克风可以设置于所述无人飞行器所搭载的负载上或者可以作为所述无人飞行器的负载。
在一些实施例中，所述音频源采集麦克风250可以装设于所述无人飞行器210的任何一个部件上。例如，所述音频源采集麦克风250可以收容于所述无人飞行器机体的内部、装设于所述无人飞行器机体的上表面、装设于所述无人飞行器机体的侧部等，只要所述音频源采集麦克风250能够采集到目标音频信号即可。在其他的一些实施例中，所述音频源采集麦克风可以装设于一有助于采集所述目标音频信号的表面上，或邻近所述表面设置。例如，碟状或者抛物面状容器有助于采集所述目标音频信号。
在一些实施例中，所述音频源采集麦克风250可以作为一个独立的元件使用。可以理解，在其他的一些实施例中，所述音频源采集麦克风250还可以为所述无人飞行器或者任意的负载上的集成部件。例如，所述音频源采集麦克风250可以集成于所述摄像机或所述云台内，或者，所述音频源采集麦克风250可以集成于所述无人飞行器的任一内部传感器内。
在一些实施例中，由于所述目标物所处的位置与所述无人飞行器之间的距离通常大于所述背景噪音产生元件与所述无人飞行器之间的距离，因此，所述音频源采集麦克风250能够较所述背景麦克风260采集更远处的音源所发出的目标音频数据。这可以通过，例如使所述音频源采集麦克风250的灵敏度大于所述背景麦克风260的灵敏度实现。例如，为了达到更好的音频采集效果，所述音频源采集麦克风可以为定向式传声器，其指向性可为枪型。
可以理解，所述音频源采集麦克风的数量可以为任意值。在一些实施例中，所述音频源采集麦克风的数量为一个。可以理解，所述音频源采集麦克风的数量还可以为多个，多个所述音频源采集麦克风可以设置于所述无人飞行器上。多个所述音频源采集麦克风可以为同一类型的麦克风，也可以为不同类型的麦克风。多个所述音频源采集麦克风可以装设在所述无人飞行器上的同一个部位上，也可以分别装设于所述无人飞行器的不同部位上，正如上文所列举的所述无人飞行器的不同安装位置的任意组合。
在一些实施例中，可以采用多个所述音频源采集麦克风组成一个音频采集阵列。通过音频采集阵列，能够通过束波合成技术达成音频的定向采集，以提高信噪比并达到更好地去噪效果。
为使所述背景麦克风能够准确地采集所述背景噪音产生元件所发出的噪音，所述背景麦克风260可以邻近所述背景噪音产生元件240设置。在一些实施例中，所述背景麦克风尽可能靠近所述背景噪音产生元件设置。在一些具体的实施例中，所述背景麦克风260可以直接装设于所述背景噪音产生元件上。具体而言，所述背景麦克风可以直接装设于所述无人飞行器的动力单元的外壳上。在其他的实施例中，所述背景麦克风可以直接装设于电机上。在又一实施例中，所述背景麦克风可以直接装设于所述桨叶上。在又一实施例中，所述背景麦克风可以直接装设于所述无人飞行器所搭载的所述摄像机上。在又一实施例中，所述背景麦克风可以直接装设于所述无人飞行器的所述承载架上。在又一实施例中，所述背景麦克风可以直接装设于所述无人飞行器的所述云台的电机(俯仰电机、横滚电机或者偏航电机等)上。或者，所述背景麦克风直接设置于所述动力单元的正下方。具体而言，所述背景麦克风可以设置在所述旋翼的驱动电机下方，或者直接设置在所述螺旋桨下方。
背景麦克风可以直接装设于一个背景噪音产生元件上。例如，所述背景麦克风可以装设在用于部分收容或完全收容所述背景噪音产生元件的壳体上。具体而言，所述背景麦克风可以装设在所述背景噪音产生元件的顶部、所述背景噪音产生元件的侧部、所述背景噪音产生元件的底部、所述壳体的顶部、所述壳体的侧部、或所述壳体的底部。所述背景麦克风可以设置于所述背景噪音产生元件与所述音频源采集麦克风之间。例如，假设所述背景噪音产生元件与所述音频源采集麦克风之间存在一条虚拟的连线，所述背景麦克风可以设置在该虚拟的连线上，也可以邻近该虚拟的连线设置，以使所述背景麦克风位于所述背景噪音产生元件与所述音频源采集麦克风之间。
所述背景麦克风260可以设置在所述背景噪音产生元件240周围，并尽可能近地靠近所述背景噪音产生元件，以使所述背景麦克风能够采集所述背景噪音产生元件所发出的干扰杂音。所述背景麦克风尽可能近地靠近所述背景噪音产生元件，以能够比所述音频源采集麦克风250更好地采集背景杂音。所述背景麦克风所采集到的背景杂音的振幅可以大于所述音频源采集麦克风所采集到的背景杂音的振幅。所述背景麦克风所采集到的背景杂音相较于所述音频源采集麦克风所采集到的背景杂音更为清晰。
例如，所述背景麦克风260与所述背景噪音产生元件240件的距离在一预设距离范围内。具体而言，所述背景麦克风260与所述无人飞行器的所述动力单元间的距离在一预设的距离范围内。在其他的实施例中，所述背景麦克风与所述电机间的距离在一预设的距离范围内。在又一实施例中，所述背景麦克风与所述螺旋桨/旋翼叶片间的距离在一预设的距离范围内。在又一实施例中，所述背景麦克风与所述无人飞行器所搭载的所述摄像机间的距离在一预设的距离范围内。在又一实施例中，所述背景麦克风与所述无人飞行器的所述承载件架的距离在一预设的距离范围内。在又一实施例中，所述背景麦克风与所述无人飞行器的所述云台的电机(俯仰电机、横滚电机或者偏航电机等)间的距离在一预设的距离范围内。
在一些实施例中，所述背景麦克风与所述背景噪音产生元件间的距离小于所述音频源采集麦克风与所述背景噪音产生元件之间的距离。所述背景麦克风与所述背景噪音产生元件间的距离为一预设距离，所述预设距离要小于所述音频源采集麦克风与所述背景噪音产生元件之间的距离。在一些实施例中，所述音频源采集麦克风与所述背景噪音产生元件之间的相对位置是已知的，因此所述音频源采集麦克风与所述背景噪音产生元件之间距离也是已知的。可以设定所述背景麦克风与所述背景噪音产生元件间的预设距离，使所述预设距离小于所述音频源采集麦克风与所述背景噪音产生元件之间的距离。
在一些实施例中，如图2及图3所示，四个所述背景麦克风分别装设在四个背景噪音产生元件(例如，螺旋桨等)上，每个所述背景麦克风及与其对应的所述背景噪音产生元件间的距离为所述预设距离。可以理解，在其他的实施例中，当所述无人飞行器包括多个所述背景噪音产生元件时，所述背景麦克风的数量可以为多个，多个所述背景麦克风与每一个的所述背景噪音产生元件间的距离为所述预设距离。所述无人飞行器的多个所述背景噪音产生元件可以包括多个动力单元(如桨叶，和/或电动机)。具体而言，多个所述背景噪音产生元件中的一个、两个或多个所述背景噪音产生元件周围的所述预设距离范围之内，可以设置有一个所述背景麦克风。可以理解，每一个所述背景噪音产生元件周围的所述预设距离范围之内可以对应地设置有一个所述背景麦克风。每一个所述背景噪音产生元件可以均配置有一个专用的所述背景麦克风。可以理解，一个或一个以上的所述背景噪音产生元件可以共同配置有一个共用的所述背景麦克风。
在一些实施例中，所述背景麦克风与所述背景噪音产生元件间的所述预设距离可以小于或等于1mm，3mm，5mm，7mm，1cm，1.5cm，2cm，2.5cm，3cm，3.5cm，4cm，4.5cm，5cm，5.5cm，6cm，6.5cm，7cm，7.5cm，8cm，8.5cm，9cm，9.5cm，或10cm。所述预设距离的值可以落入以上列举的任意两个值所确定的数值范围内。
在一些实施例中，所述预设距离可以小于所述音频源采集麦克风与所述背景噪音产生元件之间的距离。具体而言，所述预设距离可以为所述音频源采集麦克风与所述背景噪音产生元件之间的距离的25％或者50％。
在一些实施例中，所述背景麦克风260可以装设于所述旋翼240下方。在其他的一些实施例中，所述背景麦克风260可以装设于所述螺旋桨250下方。在其他的一些实施例中，所述背景麦克风260可以邻近所述旋翼240或所述螺旋桨250设置。
所述背景麦克风260可以为全向型麦克风，可以理解，所述背景麦克风能够从任意方向获取音频信号。可以理解，所述背景麦克风260可以为定向式麦克风，这意味着，所述背景麦克风仅能够采集来自于某一指定方向的音频信号。当所述背景麦克风为定向式麦克风时，其应朝向对应的所述背景噪音产生元件设置。
具体在图2及图3示出的实施例中，四个所述背景麦克风可以对应于四个所述动力设置。然而，所述背景麦克风的数量不局限于上述的四个。所述背景麦克风的数量可以为至少一个，只要保证所述背景麦克风能够采集到所述背景杂音即可。在一些实施方式中，所述背景麦克风的数量可以少于或者等于所述背景噪音产生元件的数量。例如，在一个四旋翼无人飞行器上，可以设置四个、三个、两个或者一个所述背景麦克风以采集背景杂音。可以理解，所述背景麦克风的数量可以不少于所述背景噪音产生元件的数量。例如，在一个四旋翼无人飞行器上，可以设置四个、五个、六个、七个、八个或者更多的背景麦克风260，用以采集噪音。所述一个、两个或者多个背景麦克风用于采集每个所述背景噪音产生元件，如每个所述动力单元所发出的音频数据。
具体在图2及图3示出的实施例中，所述音频源采集麦克风可以用于采集目标音频。然而，所述音频源采集麦克风的数量可以不限于一个，但应为至少一个。在一些实施例中，在一个四旋翼无人飞行器上，可以设置两个、三个或者更多的所述音频源采集麦克风，用以采集所述目标音频。
所述背景杂音的声波频率及/或振幅可以异于所述目标音频的声波频率及/或振幅。在一些实施例中，所述目标音频的音源可以位于所述无人飞行器之外。例如，当所述无人飞行器在空中飞行时，所述音源位于所述无人飞行器的下方。在一些实施例中，所述背景杂音可以由所述无人飞行器本身产生，如，由一包括螺旋桨及旋翼的动力单元产生。可以理解，所述背景杂音可以所述无人飞行器所搭载的负载产生，如摄像机，或所述无人飞行器上用以承载摄像机，以允许所述摄像机相对于所述无人飞行器的位置能够得以改变的承载架(如云台)。所述背景杂音可以由装设于所述无人飞行器上的任意部件或者装置，和/或随着所述无人飞行器在空中飞行的任何部件产生。可以理解的是，所述背景杂音也可以由周围的环境产生，如风声。
在一些实施例中，所述无人飞行器任意位置可以设置多种类型的背景噪音产生元件。例如，所述动力单元及所述承载架均可以被视为所述背景噪音产生元件，因而，所述无人飞行器上可以设置有多个所述背景麦克风以对应所述动力单元及所述承载架，且每个所述背景麦克风及每个与其对应的所述背景噪音产生元件之间的距离均在一预设距离范围内。例如，所述无人飞行器上可以对应四个所述动力单元分别设置有四个所述背景麦克风，同时可以对应所述承载架的三个电动机分别设置有三个所述背景麦克风。
可以理解，所述动力单元及所述摄像机均可以被视为所述背景噪音产生元件，因而，所述无人飞行器上可以对应四个所述动力单元分别设置有四个所述背景麦克风，同时可以对应所述摄像机设置有一个所述背景麦克风。
多个所述不同种类的背景噪音产生元件可以分布于所述无人飞行器的任何部位上。在一些实施例中，所述背景噪音产生元件可以装设于所述无人飞行器的机臂或外伸部件上，或者所述无人飞行器的中央机体上。所述背景噪音产生元件还可以装设于所述无人飞行器的上方、侧边或下方。所述背景噪音产生元件还可以装设于所述无人飞行器的壳体的外部或收容于所述无人飞行器的壳体的内部。用于装设所述背景噪音产生元件装设位置之间的可以任意组合。
在一些实施例中，可以利用至少一个处理器从所述音频源采集麦克风所采集到的音频数据中去除所述背景杂音，并生成一个处理后的信号(例如，由所采集到的音频信号经过降噪或去噪后得到的音频信号)。所述处理器的能够(a)接收(1)至少一个所述音频源采集麦克风所采集的音频数据转换成的信号及(2)至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据转换成的信号；以及(b)根据其所接收到的信号，生成一处理后的信号，其中，所述背景麦克风所采集的音频数据能够用于从至少一个所述音频源采集麦克风所采集的音频数据中去除背景杂音，从而生成所述处理后的信号。所述处理后的信号为纯净的所述目标音频的音频信号。
所述处理器可以为所述无人飞行器的控制电路板的一部分，或者，其可以为一个独立的电路板、模组或芯片。所述处理器可由中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)或现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)实现。本说明书中关于一个处理器的描述同样可以适用于一个或多个处理器的描述中，只要所述一个或多个处理器能够独立地或者协同地实现前述处理器的任一项功能即可。所述处理器能够根据非暂态计算机可读介质中的代码、逻辑指令或者用以执行一个或多个步骤的指令，执行一个或多个步骤。所述非暂态计算机可读介质可设于一存储器单元中。
一个或多个处理器可以设置于所述无人飞行器上。所述音频信号能够在所述无人飞行器上进行处理。一个或多个处理器可以与所述无人飞行器相分离设置。所述音频信号能够在所述无人飞行器外获得。在一些实施例中，可以利用一具有所述处理器的外部设备处理所述音频信号。具体地，所述外部设备可以为所述无人飞行器的控制器。所述无人飞行器的控制器能够控制所述无人飞行器的飞行，能够控制所述无人飞行器的传感器，能够控制所述无人飞行器的承载架，能够控制所述无人飞行器上的负载，或能够控制所述无人飞行器的其他任何部件。在其他的实施例中，所述外部设备可以为显示装置和/或扬声器。具体地，所述外部设备可以为监视器、扬声器、台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、蜂窝式便携电话机、智能型便携电话机、个人数字辅助装置，或任意其他设备。在一些实施例中，一个或多个处理器可以分布在所述无人飞行器及一个或多个外部设备上，或者，一个或多个处理器可以分布在多个外部设备上。分布在所述无人飞行器及/或所述设备上的多个所述处理器，可以各自独立地执行工作并产生处理后的信号，或可以协同地共同执行工作并产生处理后的信号。
在一些实施例中，所述处理后的信号能够在所述无人飞行器的飞行过程中实时地产生。当所述目标物发出一声音信号后，一处理后的音频信号可以在所述目标物发出所述声音信号的0.01秒内产生，也可以在0.05秒，0.1秒，0.5秒，1秒，1.5秒，2秒，3秒，5秒，10秒，20秒，30秒，1分钟，2分钟，或者5分钟之内产生。所述处理器能够通过多种算法产生所述处理后的信号。例如，所述算法可以为多信道递归最小二乘算法(RSL，Multi-ChannelRecursive Least Square(RLS)algorithm)。在一些实施例中，所述处理器可以通过多信道RLS自适应滤波器来降低所述背景杂音的影响。在其他的实施例中，可以采用其他类型的自适应滤波器(来降低所述背景杂音的影响)，例如，可以采用具有相同配置参数但计算量相对较小且误差相对较小的自适应滤波器。
图4示出了通用多信道RLS自适应滤波器，所述多信道RLS自适应滤波器尤其适合用于降低本发明实施方式中的无人飞行器的背景杂音的影响。图4所示的多信道RLS自适应滤波器能够应用于一具有X个旋翼(X rotors)的无人飞行器上，所述无人飞行器还包括X个背景麦克风，及一个音频源采集麦克风。在图4中，所述旋翼所发出的噪音被认为是背景噪声。
所述处理器可以采用自适应滤波的方法来消除所述背景杂音。实时的滤波器参数可以通过一先前的滤波器参数并根据一预计误差进行自动调整。通过保持一特定的“价值函数”最小化，可以实现最优的过滤。
本文中此处关于螺旋桨噪音的任何描述，可以适用于其他任何一背景噪音产生元件上，如本说明书中其他地方所描述的(背景噪音产生元件)。
具体在图4所示的实施例中，X个所述螺旋桨所发出的噪音可以分别被X个所述背景麦克风MIC 1至MIC x采集，并分别被记为np1(m)，np2(m)，np3(m)，np4(m)，…，npx(m)。所述螺旋桨发的噪音可以传播至所述目标音频源采集麦克风中。且所述传播至所述音频源采集麦克风所采集的所述螺旋桨噪音可以分别记为 其可以等于一传递函数hpx(m)与所述背景麦克风所采集噪音的卷积:
…
将输入至所述目标音频源采集麦克风MIC 0的信号定义为：
其中，s(m)为所述目标音频源采集麦克风MIC 0所采集的所述目标音频信号，至为混入所述目标音频源采集麦克风内的所述螺旋桨发出的干扰信号。并且，s(m)与至可以不相关。
具体在图4所示的实施例中，根据自适应滤波算法，所述误差信号为：
e(m)＝x(m)–W1 T·np1(m)-W2 T·np2(m)-W3 T·np3(m)-W4 T·np4(m)-…-Wx T·npx(m)
其中，W1 T至Wx T可以为与每个螺旋桨相对应的X级自适应滤波器的加权因子。各螺旋桨噪音信道对应的所述滤波器加权因子可以通过所述误差信号e(m)进行自适应控制。由此获得的e(m)可以是经过降噪处理的所述目标音频信号。
所述自适应滤波器的最优加权因子可以通过如下价值函数最小化计算得到：
令那么，所述滤波器的最优加权因子的迭代运算可以为：
W1(m)＝W1(m-1)+k1(m)·e(m)
W2(m)＝W2(m-2)+k2(m)·e(m)
W3(m)＝W3(m-3)+k3(m)·e(m)
W4(m)＝W4(m-4)+k4(m)·e(m)
…
Wx(m)＝Wx(m-x)+kx(m)·e(m)
其中，所述滤波器的增益系数的更新值可以表示如下：
螺旋桨1的系数：
螺旋桨2的系数：
螺旋桨3的系数：
螺旋桨4的系数：
…
螺旋桨x的系数：
其中，关联矩阵的逆矩阵Px(m-1)可以由下述算法获得：
螺旋桨1:
螺旋桨2:
螺旋桨3:
螺旋桨4:
螺旋桨x:
通过下述的步骤1～6，可以执行一迭代运算。所述迭代运算的目的可以是，通过更新所述初始值Wx(0)＝0，以获取所述最优的加权因子W1(m)。其中，所述迭代运算的前提条件可以为：在图4所示的通用多信道RLS自适应滤波器中，考虑到运算时间和滤波器的级数，折中采用4级的自适应滤波器。
步骤1，设置所述加权因子的初始值为Wx(0)＝0；
步骤2，设置所述误差信号为：
e(m)＝x(m)–W1 T·np1(m)-W2 T·np2(m)-W3 T·np3(m)-W4 T·np4(m)-…-Wx T·npx(m)
步骤3，使用上文所提及的公式算法，更新各螺旋桨噪音所对应的自适应滤波器的所述增益系数k1(m)，k2(m)，k3(m)，k4(m)，…，kx(m)；
步骤4，更新所述关联矩阵的逆矩阵P1(m)，P2(m)，P3(m)，P4(m)，…，Px(m)；
步骤5，更新每个自适应滤波器的加权因子W1(m)，W2(m)，W3(m)，W4(m)，…，Wx(m)
步骤6，重复上述步骤，直至满足预设的收敛条件。
具体在图4所示的实施例中，所述预设的收敛条件可以为：|(e(m)-s(m))/e(m)|/e(m)<0.18。通过上述步骤1至6，可获得最优的加权因子W1(m)。
图5示出了本发明一实施方式中的四信道RLS自适应滤波器，所述四信道RLS滤波器可以用于降低所述背景杂音所带来的影响。图5中的所述四信道RLS自适应滤波器可作为图4中的通用多信道RLS自适应滤波器的一个实例，其中，所述X的值为4。关于图5所示的具体实施例，可以以如图2及图3中所示的无人飞行器为例进行说明，例如，以无人飞行器进行说明。即，可以以一四旋翼无人飞行器进行说明，所述四旋翼无人飞行器上设有四个背景麦克风及一个音频源采集麦克风。具体在图5所述的实施例中，所述螺旋桨产生的噪音可被当作背景杂音。
所述处理器可以采用自适应滤波的方法消除所述背景杂音。实时的滤波器参数可以通过一先前的滤波器参数并根据一预计误差进行自动调整。通过保持一特定的“价值函数”最小化，可以实现最优的过滤。
本文中此处关于螺旋桨噪音的任何描述，可以适用于其他任何一背景噪音产生元件上，如本说明书中其他地方所描述的(背景噪音产生元件)。
具体在图5所示的实施例中，四个所述螺旋桨所发出的噪音可以分别被四个所述背景麦克风MIC 1至MIC 4采集，并分别被记为np1(m)，np2(m)，np3(m)，以及np4(m)。所述螺旋桨发出的噪音可以传播至所述目标音频源采集麦克风中。所述传播至所述音频源采集麦克风所采集的所述螺旋桨噪音可以分别记为以及其可以等于一传递函数hpx(m)与所述背景麦克风所采集噪音的卷积:
将输入至所述目标音频源采集麦克风MIC 0的信号定义为：
其中，s(m)为所述目标音频源采集麦克风MIC 0所采集的所述目标音频信号，为混入所述目标音频源采集麦克风的所述螺旋桨发出的干扰信号。并且，s(m)与可以不相关。
具体在图5所示的实施例中，根据自适应滤波算法所述误差信号为：
e(m)＝x(m)–W1 T·np1(m)-W2 T·np2(m)-W3 T·np3(m)-W4 T·np4(m)
其中，Wx T可以为与每个所述螺旋桨相对应的4级自适应滤波器的加权因子。各螺旋桨噪音信道对应的所述滤波器的加权因子可以通过所述误差信号e(m)进行自适应控制。由此获得的e(m)可以是经过降噪处理的所述目标音频信号。
所述自适应滤波器的最优加权因子可以通过如下价值函数最小化计算得到：
令那么，所述滤波器的最优加权因子的迭代运算可以为：
W1(m)＝W1(m-1)+k1(m)·e(m)
W2(m)＝W2(m-2)+k2(m)·e(m)
W3(m)＝W3(m-3)+k3(m)·e(m)
W4(m)＝W4(m-4)+k4(m)·e(m)
其中，所述滤波器的增益系数的更新值可以表示如下：
螺旋桨1的系数：
螺旋桨2的系数：
螺旋桨3的系数：
螺旋桨4的系数：
其中，关联矩阵的逆矩阵Px(m-1)可以由下述算法获得：
螺旋桨1:
螺旋桨2:
螺旋桨3:
螺旋桨4:
通过下述的步骤1～6，可以执行一迭代运算。所述迭代运算的目的可以是，通过更新所述初始值Wx(0)＝0，以获取所述最优的加权因子W1(m)。其中，所述迭代运算的前提条件可以为：具体在图5所示的实施例中，考虑到运算时间及滤波器的级数，折中采用一4级的自适应滤波器。
步骤1，设置所述加权因子的初始值为Wx(0)＝0；
步骤2，设置所述计算误差信号为：
e(m)＝x(m)-W1 T·np1(m)-W2 T·np2(m)-W3 T·np3(m)-W4 T·np4(m)
步骤3，使用上文所提及的公式算法，更新各螺旋桨噪音所对应的自适应滤波器的所述增益系数k1(m)，k2(m)，k3(m)，k4(m)；
步骤4，更新所述关联矩阵的逆矩阵P1(m)，P2(m)，P3(m)，Px(m)；
步骤5，更新每个自适应滤波器的加权因子W1(m)，W2(m)，W3(m)，W4(m)；
步骤6，重复上述步骤1至5，直至满足预设的收敛条件。
具体在图5所示的实施例中，所述预设的收敛条件可以为：|(e(m)-s(m))/e(m)|/e(m)<0.18。通过上述步骤1至6，可获得最优的加权因子W1(m)。
图6示出了本发明一实施方式中的所述无人飞行器上降低背景杂音的影响的实例。
图6(a)示出了所述原始目标音频的振幅-时间图，其未受到背景杂音的干扰。图中所示的原始目标音频可以由其他的音频源采集麦克风在本发明的所述无人飞行器操作之前采集，所述其他的音频源采集麦克风的规格参数(例如灵敏度等)与所述无人飞行器上使用的所述音频源采集麦克风的规格参数可以相同。同样的，图中所示的原始目标音频在被采集时的环境状况(如高度等)，亦(与所述无人飞行器上使用的所述音频源采集麦克风采集音频信号时的环境状况)相同。
图6(b)示出了受到所述背景杂音干扰的目标音频的振幅-时间图。所述受干扰的(音频)信号可以由所述音频源采集麦克风在所述无人飞行器的飞行过程中采集。所述背景杂音可以由所述无人飞行器上的一个或多个背景噪音产生元件产生。所述背景杂音的产生，可以是由所述背景噪音产生元件自身运转及/或其与环境的相互作用而产生，例如风声。
图6(c)示出了所述处理后的(音频)信号的振幅-时间图，其中，所述背景杂音已经被从所述音频源采集麦克风所采集的音频数据中消除。相较于受所述背景杂音干扰的所述目标音频信号，所述处理后的(音频)信号可以更为接近所述原始目标音频。在一些实施例中，所述处理后的(音频)信号与所述原始目标音频的接近度可以大于50％，70％，80％，90％，95％，99％，99.5％，或99.9％。所述背景麦克风可以收集到所述背景杂音，并允许所述背景杂音的信号能够被从所述音频源采集麦克风所采集的音频数据中基本降低或消除，从而产生接近于所述原始音频的所述处理后的音频信号。
图6(d)示出了降噪过程中的误差。所述误差可以为图6(a)中的所述原始目标音频与图6(c)中的所述处理后的信号之间的差异。
图6所示的实验在一四旋翼无人飞行器上进行，所述四旋翼无人飞行器上设置有一个音频源采集麦克风及四个背景麦克风，所述音频源采集麦克风及所述背景麦克风的感知频率范围为20Hz～20KHz。在所述实验中，所述无人飞行器在飞行过程中，所述螺旋桨噪音会明显地干扰图6(a)中示出的目标音频，如图6(b)所示。经由本发明的降噪处理，使图6(d)所示的降噪误差在频率上满足要求时，则表示所述背景杂音已经被消除。其中，所述误差为图6(a)中示出的原始目标音频与图6(c)中示出的处理后的信号之间的差异。
图6所示的实验可以证明，在包括一个或多个满足要求的背景麦克风的系统中，若所述背景杂音的信噪比为-12dB，则可以实现较为显著的实时降噪效果。在20Hz～20KHz的频率范围之内，所述信噪比可以改善将近9dB。在具有更强烈噪音的环境中，所述信噪比的改善将更为显著。在一些实施例中，所述信噪比的提高改善值可以大于、小于或等于1dB，2dB，3dB，4dB，5dB，6dB，7dB，8dB，9dB，10dB，11dB，12dB，13dB，14dB，15dB，16dB，17dB，18dB，19dB，或20dB。
在一些实施例中，所述处理后的音频信号可以被传送至用户处。例如，所述处理后的音频信号可以通过扬声器或其他音频发射装置，传送至一用户处。所述用户能够听到所述处理后的音频信号所转换成的声音。相对于未去除背景杂音，所述用户听到的所述声音中传达的所述目标音源的声音更为清晰。所述处理后的信号可以被记录下来，可以不被记录下来。所述处理后的信号可以被存储在存储器中，并可以被传送和/或重复播放。
在一些具体应用中，无人飞行器可以包括一个音频源采集麦克风，所述音频源采集麦克风可以用于记录及/或传输从目标音源发出的声音，所述目标音源可以位于所述无人飞行器下方。例如，正在所述无人飞行器下方进行的多人参与的会谈。在人们进行影片录制或者录音的过程中，这(使用上述的无人飞行器上的音频源采集麦克风记录及/或传输声音)将非常有用。所述无人飞行器上发出的背景杂音会干扰所述目标音源的音频数据的采集工作。因此，应进行降噪处理。这(降噪处理的过程)可以在所述无人飞行器上进行，也可以不在所述无人飞行器上进行。这(降噪处理的过程)可以在所述无人飞行器飞行的过程中实时地进行，以使得用户能够实时地听到处理后的信号。所述用户有可能距离所述目标音源和/或所述无人飞行器较远。所述用户与所述目标音源之间的距离比其与所述无人飞行器之间的距离可能更远。在一些实施例中，所述处理后的信号可以被记录下来，以便后续回放。所述信号可以在稍后再进行处理。例如，表示所述背景麦克风和所述音频源采集麦克风所采集到的数据的信号可以被存储在存储器中。稍后采用一个或多个处理器通过多信道RLS技术或本文中描述的其他技术，部分地消除所述背景杂音的影响。所述处理后的信号可以被回放给一用户，或者用于任何其他可能的用途。
所述无人飞行器的观察员可以听到所述无人飞行器产生的所述背景杂音。例如，某个人为所述目标音源或靠近所述目标音源，且所述无人飞行器正在附近，那么将会听到所述无人飞行器产生的所述背景杂音，例如，螺旋桨、承载架、电机、拍摄装置或所述无人飞行器上其他的背景噪音产生元件所发出的声音。所述降噪处理过程可通过一个或多个处理器实现，以对音频源采集麦克风所采集的数据进行降噪处理，从而获取消除了背景杂音干扰的信号。然而，对于一个实际存在的自然人而言，所述无人飞行器发出的声音仍未被消除。
在一些实施例中，所述无人飞行器的观察员在观察的过程中，所述无人飞行器可以采用有源噪声消除技术来减小所述无人飞行器发出的声音。所述无人飞行器可以包括一个或多个能够向周围发出噪音的噪音发射器。所述噪音发射器发出的噪音，会抵消所述无人飞行器的背景噪音产生元件向周围环境所发出的一部分或全部噪音。因此，站在所述无人飞行器附近的人有可能听不到所述无人飞行器的背景噪音产生元件所发出的噪音，或者听到的是闷响的或经过减弱以后的所述无人飞行器的背景噪音产生元件所发出的噪音。
图7示出了本发明一实施方式中装设有噪音消除器的无人飞行器的实例。图7所示的背景噪音产生元件及背景麦克风可以包括图2及图3中所呈现的背景噪音产生元件及背景麦克风，或与图2及图3中所呈现的背景噪音产生元件及背景麦克风在本质上可以是相同的。在一些实施例中，所述无人飞行器上可以装设有额外的有源噪音消除器，所述有源噪音消除器邻近所述背景噪音产生元件设置，且距所述背景噪音产生元件有预设距离，以降低所述背景噪音产生元件所发出的噪音。
如图7所示，无人飞行器710可以包括四个旋翼/螺旋桨740，四个所述旋翼/螺旋桨740分别装设于四个机臂720的末端。四个所述机臂720可以自所述无人飞行器的机体730呈放射状向外延伸设置。四个所述机臂及四个所述旋翼/螺旋桨仅是在本实施例中作为一个示范性的说明。在其他的实施例中，所述机臂可以为任意数量，仅需使所述机臂的数量与所述无人飞行器的动力装置或旋翼的数量相匹配即可。此外，所述无人飞行器710上可以装设有各种负载，所述负载包括但不限于：承载架，摄像机，以及传感器。
具体在图7所示的实施例中，四个背景麦克风760可以对应于四个所述动力装置分别被装设于所述无人飞行器的所述机臂720的末端；并且，一个音频源采集麦克风750可以装设于所述无人飞行器的机体的大致中央位置。所述背景麦克风760可以用于采集所述背景噪音产生元件(例如，旋翼/螺旋桨740)所发出的噪音。所述音频源采集麦克风750可以用于采集目标音频，如相关人员所发出的音频信号。此外，四个噪音消除器770可以对应于四个所述旋翼/螺旋桨740设置，以抵消所述背景噪音产生元件所发出的背景杂音。
在一些实施例中，所述无人飞行器上可以设置有有源噪音消除器。本说明书中任何与噪音消除器、噪音发射器或者扬声器等相关的描述，都可以用于描述任何一种类型的有源噪音消除器。其中的术语“有源噪音消除器”，又名“有源噪音控制器”，其区别于传统的“被动型”噪音及震动消除方法，采用被动型噪音及振动消除方法的器具包括：绝缘材料、消音器、减震座、阻尼缓冲器、吸引器等等。
在一些实施例中，所述有源噪音消除器可以是消音扬声器，其发出的声波的相位相对于原始声音的相位相反。且所述声波的振幅与原始声音的振幅相同。所述声波的振幅与所述背景噪音产生元件所发出的原始声音振幅相同但相位相反。上述两种声音混到一起之后，可以有效地彼此抵消。在一些实施例中，所述消音扬声器所发出的声音，其在振幅及/或倒置相位上相对所述背景噪音产生元件所发出的声音振幅及/或相位会发生微小变动。所述消音扬声器发出的声音有可能消除或减弱所述原始声音。例如，一观察员实际听到的声音可能小于或等于大约80％，70％，60％，50％，40％，30％，20％，10％，5％，或者1％的所述原始背景杂音。若声音的大小保持循环往复的变化且稳定，如驱动器的噪音或电动机的噪音，则该类声音更有可能更有效地被有源噪音消除器消除。
所述消音扬声器可以是全频扬声器、低音扬声器，高音扬声器或者中音扬声器。所述消音扬声器的横截面形状轮廓可以是弧形的或者平直的。所述消音扬声器的平面形状可以是圆形，椭圆形，三角形，正方形，长方形，菱形，或多边形。
所述消音扬声器最大尺寸(如长度、宽度、高度、对角线尺寸或者直径等)可以不大于100cm。例如，所述消音扬声器的最大尺寸可以小于或等于1mm，3mm，5mm，7mm，1cm，1.5cm，2.0cm，2.5cm，3cm，3.5cm，4cm，4.5cm，5cm，5.5cm，6cm，6.5cm，7cm，7.5cm，8cm，8.5cm，9cm，9.5cm，10cm，10.5cm，11cm，11.5cm，12cm，12.5cm，13cm，13.5cm，14cm，14.5cm，15cm，15.5cm，16cm，16.5cm，17cm，17.5cm，18cm，18.5cm，19cm，19.5cm，20cm，21cm，25cm，30cm，35cm，40cm，45cm，50cm，60cm，70cm，80cm，90cm，或者100cm。所述消音扬声器可以的最大尺寸可以落入以上列举的任意两个值所确定的数值范围内。
所述消音扬声器可以为轻型的消音扬声器。例如，所述消音扬声器的重量可以小于或等于1mg，10mg，30mg，50mg，100mg，500mg，1g，2g，3g，5g，7g，10g，12g，15g，20g，25g，30g，35g，40g，45g，50g，60g，70h，80h，90g，100g，120g，150g，200g，250g，300g，350g，400g，450g，500g，600g，700g，800g，900g，1kg，1.1kg，1.2kg，1.3kg，1.4kg，1.5kg，1.7kg，2kg，2.2kg，2.5kg，3kg，3.5kg，4kg，4.5kg，或者5kg。所述消音扬声器的重量值可以落入以上列举的任意两个值所确定的数值范围内。
所述消音扬声器的频率范围至少覆盖人类的声音频谱范围，即20Hz～20kHz。所述消音扬声器的频率范围的下限值可以小于或等于5Hz，10Hz，20Hz，25Hz，30Hz，40Hz，50Hz，70Hz，80Hz，90Hz，100Hz，130Hz，150Hz，200Hz，500Hz，700Hz，或者1kHz。所述消音扬声器的频率范围的上限值可以大于或等于2KHz，2.5kHz，3kHz，3.1kHZ，3.15kHz，3.2kHz，3.5kHz，4kHz，6kHz，8kHz，10kHz，12kHz，14kHz，16kHz，18kHz，19kHz，20kHz，30kHz，40kHz，50kHz，70kHz，80kHz,或者100kHz.
扬声器的灵敏度是指在为1瓦特的功率下，所述扬声器所输出的声压级。所述扬声器的灵敏度以分贝(dB)为计量单位，其是采用功率为1瓦特的测试音，在距离所述扬声器1米处所测得的数值。例如，所述消音扬声器的灵敏度可以大于或者等于50dB，55dB，60dB，65dB，70dB，73dB,75dB，78dB，80dB，83dB，85dB，88dB，90dB，93dB，95dB，98dB，100dB，103dB，105dB，108dB，110dB，113dB，115dB，118dB，120dB，125dB，130dB，140dB，或者150dB。
所述扬声器可以向四周发出声音。可以理解，所述(消音)扬声器可以主要地仅向一个单一方向发出声音，或者可以向两个方向发出声音，或者可以向任意多个方向发出声音。所述扬声器可以直接朝向所述音频源采集麦克风发出声音。所述(消音)扬声器可以朝向一背景麦克风发出声音，也可以不朝向所述背景麦克风发出声音。
在一些实施例中，所述噪音消除器可以直接装设在所述背景噪音产生元件上。例如，所述噪音消除器可以直接装设在所述无人飞行器的动力装置上，以便在最大程度上减弱噪音。或者，在一些实施例中，所述噪音消除器可以与所述背景噪音产生元件240间隔一预设距离设置。在一些实施例中，所述有源噪音消除器可以装设在所述背景噪音产生元件外。例如，所述有源噪音消除器可以装设在所述动力装置的壳体外。或者，在一些实施例中，所述有源噪音消除器可以装设在所述背景噪音产生元件之内。例如，所述有源噪音消除器可以装设在所述动力装置的壳体内。
在一些实施例中，所述噪音消除器与所述背景噪音产生元件的距离可以在一预设距离范围内。所述噪音消除器与所述背景噪音产生元件之间的所述预设距离可以小于或等于1mm，3mm，5mm，1cm，1.5cm，2cm，2.5cm，3cm，3.5cm，4cm，4.5cm，5cm，5.5cm，6cm，6.5cm7cm，7.5cm，8cm，8.5cm，9cm，9.5cm，或者10cm。所述预设距离可以小于或者等于以上列举的任意值。所述预设距离可以落入以上列举的任意两个值所确定的数值范围内。所述噪音消除器与所述背景噪音产生元件之间的距离小于所述噪音消除器与音频源采集麦克风之间的距离。所述噪音消除器与所述背景噪音产生元件之间的距离可以为所述背景噪音产生元件与所述音频源采集麦克风之间距离的50％，25％，10％，5％，或者1％。所述噪音消除器可以设置在所述背景噪音产生元件与所述音频源采集麦克风之间。
在一些实施例中，噪音消除器的数量可以与所述背景噪音产生元件的数量相匹配。例如，在一个包括四个动力单元的多旋翼无人飞行器上，可以对应地设置有四个有源噪音消除器；其中，每个所述动力组件可以包括一个电动机及一个螺旋桨。四个所述有源噪音消除器中的每一个用于消除对应的所述动力装置所发出的噪音。在一些实施例中，额外的噪音消除器可以被提供，以对应所述无人飞行器所搭载的载荷。例如，所述额外的噪音消除器可以用于消除摄像机或云台等负载所发出的噪音。可选地，所述有源噪音消除器的数量可以少于所述背景噪音产生元件的数量。例如，在一个包括四个动力单元的多旋翼无人飞行器上，可以仅设置一个，两个或三个噪音消除器，以消除四个所述动力单元所发出的噪音。或者，所述有源噪音消除器的数量可以多于所述背景噪音产生元件的数量。例如，在一个包括四个动力装置的多旋翼无人飞行器上，可以设置五个，六个，七个，八个或更多的噪音消除器，以消除四个所述动力单元所发出的噪音。所述有源噪音消除器的数量可以等于所述背景噪音产生元件的数量。所述有源噪音消除器可以邻近与其对应的所述背景噪音产生元件设置。
在一些实施例中，一个噪音消除器可以发出声音，以减弱或消除与其对应的一个背景噪音产生元件所发出的噪音。在其他的一些实施例中，所述噪音消除器可以发出声音，用以减弱或消除多个背景噪音产生元件所发出的噪音。所述噪音消除器所发出的声音，是根据多个所述背景噪音产生元件发出的声音的组合和/或分析来共同确定的。
在一些实施例中，用于采集包含有背景杂音的音频信号的背景麦克风，其可以直接设置在所述背景噪音产生元件上。例如，所述背景麦克风可以设置在所述无人飞行器的所述动力单元上，以便在最大程度上获取背景杂音。或者，在一些实施例中，所述背景麦克风与所述背景噪音产生元件之间的距离在一预设距离范围内。所述背景麦克风可以以本说明书其余部分所描述的方式设置，还可以具有本说明书中其余部分所描述任何可能的特征。
在一些实施例中，所述背景麦克风与所述背景噪音产生元件之间的所述预设距离可以小于或等于1mm，3mm，5mm，1cm，1.5cm，2cm，2.5cm，3cm，3.5cm，4cm，4.5cm，5cm，5.5cm，6cm，6.5cm 7cm，7.5cm，8cm，8.5cm，9cm，9.5cm，或者10cm。所述预设距离可以小于或者等于以上列举的任意值。所述预设距离可以落入以上列举的任意两个值所确定的数值范围内。
在一些实施例中，所述背景麦克风可以设置在所述旋翼的下方。在其他的实施例中，所述背景麦克风可以设置在所述螺旋桨的下方。在另一实施例中，所述背景麦克风可邻近所述旋翼或所述螺旋桨设置。为了能够更精确地采集到所述动力单元所发出的背景杂音信号，所述背景麦克风可以尽可能近距离地设置在所述背景噪音产生元件旁。在一些实施例中，若所述无人飞行器上搭载有相机、云台或其他负载，额外的背景麦克风可以被提供并用于消除上述负载所发出的噪音。
在一些实施例中，所述噪音消除器可以邻近与其对应的背景麦克风设置，也可以与与其对应的背景麦克风设置在一起，从而所述噪音消除器发出的音频信号的振幅能够与所述对应的背景麦克风所采集的背景杂音的振幅相一致。可以理解，在一些实施例中，所述噪音消除器与所述背景噪音产生元件之间的所述预设距离，小于所述背景麦克风与所述背景噪音产生元件之间的所述预设距离。
在一些实施例中，所述无人飞行器上可以设置有至少一个音频源采集麦克风，至少一个所述音频源采集麦克风用于检测一目标音频信号。在一些实施例中，所述音频源采集麦克风设置于所述无人飞行器机体的大致中央部位。为了从音源采集到所述目标音频信号，所述音频源采集麦克风可以装设于所述无人飞行器机体的下方。可选地，所述音频源采集麦克风可以装设在所述无人飞行器上的任一位置，例如，收容于所述无人飞行器机体内部、装设于所述无人飞行器机体的上表面、装设于所述无人飞行器机体的侧面等，只要所述音频源采集麦克风能够采集到目标音频信号即可。所述音频源采集麦克风可以以本说明书其余部分所描述的方式设置，还可以具有本说明书中其余部分所描述任何可能的特征。
在一些实施例中，如图7所示，所述音频源采集麦克风750可以设置在所述无人飞行器机体730的大致中央位置。为了从音源采集到所述目标音频信号，所述音频源采集麦克风750可以装设于所述无人飞行器机体730的下方。可选地，所述音频源采集麦克风750可以装设在所述无人飞行器710上的任一位置。例如，所述音频源采集麦克风750可以收容于所述无人飞行器机体内部、装设于所述无人飞行器机体的上表面、装设于所述无人飞行器机体的侧面等，只要所述音频源采集麦克风750能够采集到目标音频信号即可。
在一些实施例中，所述音频源采集麦克风750可以为一个独立的元件。可以理解，在其他的实施例中，所述音频源采集麦克风750可以为所述无人飞行器或者任意负载上的集成部件。例如，所述音频源采集麦克风集成于所述摄像机上，所述摄像机为所述无人飞行器的负载。
在一些实施例中，所述音频源采集麦克风750所采集的目标音频信号的范围比所述背景麦克风760所采集的音频信号的范围更大。这可以通过，例如使所述音频源采集麦克风750具有比所述背景麦克风760更高的灵敏度来实现的。为了更好地采集到音频信号，例如，所述音频源采集麦克风750可以为单向型的麦克风，其指向性可为枪型。
在一些实施例中，所述无人飞行器上可以设置至少一个处理器，至少一个所述处理器用于接收至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据所转换成的信号，并根据其所接收到的信号，生成至少一个噪音消除器所需要发出的音频信号。所述噪音消除器所发出的音频信号的振幅与至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据的振幅可以大致相同，但相位相反。本处关于处理器的描述，可以适用于本说明书中其余部分所描述任何可能的特征及设置方式的一个或多个处理器。
所述背景杂音的声波及所述噪音消除器所发出的声音的声波混到一起之后，可以有效地彼此抵消。在一些实施例中，所述背景杂音的声波会在很大程度上会被所述噪音消除器所发出的声波削弱或降低。因此，至少在所述音频源采集麦克风750处，所述背景噪音产生元件发出的背景杂音会被消除或降低。换句话说，至少在所述音频源采集麦克风750处，所述无人飞行器基本上相当于处于静音状态。所述音频源采集麦克风750基本上不会采集到所述背景噪音产生元件发出的背景杂音，而是仅会采集到所述目标音频信号。
所述音频源采集麦克风采集到的背景杂音可以至少减小99％，95％，90％，80％，70％，60％，50％，40％，30％，20％，或10％。所述噪音消除器会在所述音频源采集麦克风处减弱所述背景噪音产生元件发出的原始背景杂音所造成的影响。在一些实施例中，所述音频源采集麦克风采集到的音频数据可以被记录下来及/或由一用户进行回放。在一些实施例中，可以采用进一步的噪音消除技术。例如，应用邻近所述背景噪音产生元件设置的背景麦克风，或额外的背景麦克风的噪音消除技术会被提供。在一些实施例中，额外的背景麦克风或其他等同的背景麦克风会采集到所述削弱后的背景杂音，一个或多个所述处理器会接收到所述削弱后的背景杂音信号，并接收到所述音频源采集麦克风所采集到的音频信号，且生成一经处理后的信号，所述处理后的信号可以用于进一步地降低所述背景杂音的干扰。利用本说明书中其他部分所描述的多信道RLS技术可以实现上述的处理过程。因此，采用有源噪音消除的方法，结合信号处理的过程，可以有效地降低背景杂音造成的影响。
图8示出了本发明一实施例中的无人飞行器的示意图，所述无人飞行器上装设有噪音消除器。具体在图中所示的实施例中，四个背景麦克风860可以分别对应于四个旋翼/螺旋桨840设置，四个噪音消除器870亦可以分别对应于四个旋翼/螺旋桨840设置，其中，四个所述旋翼/螺旋桨840为所述背景噪音产生元件。所述背景麦克风可以装设在对应的所述旋翼下方。所述噪音消除器可以邻近所述背景麦克风设置。可选地，所述噪音消除器可以装设在所述旋翼上，或者距所述旋翼一预设距离。具体在图中所示的实施例中，所述目标音频信号可以是位于所述无人飞行器810的下方的一个人880所发出的声音，或者，在一些实施例中，所述目标音频信号可以由任何可动的或静止的物体发出，该可动的或静止的物体与所述无人飞行器之间的相对位置关系可以是任意的。
每个所述背景麦克风能够采集与其对应的旋翼所发出的背景杂音。由所述背景麦克风所采集到的背景杂音，会被传送至一处理器中，其中，所述背景杂音可由振幅-时间曲线图来表示。所述处理器根据其接收到的音频信号，生成一对应的所述噪音消除器所需要发出的音频信号，并控制对应的所述噪音消除器，如消音扬声器等，发出一音频信号，所述噪音消除器所发出的音频信号的振幅与所述背景麦克风所采集到的背景杂音的振幅大致相同但相位相反。
至少在所述音频源采集麦克风处，所述旋翼所发出的背景杂音与所述噪音消除器所发出的音频信号会相互干涉，并会基本相互抵消。换句话说，至少在所述音频源采集麦克风处，飞行当中的所述无人飞行器基本上相当于处于静音状态。因此，所述音频源采集麦克风基本上不会采集到所述旋翼发出的背景杂音，而是仅采集到所述目标音频信号。
本说明书中所描述的系统、装置及方法，可以广泛地适用于各种可动的物体的描述中。如上文所述，本说明书中关于飞行器，如无人飞行器的描述，可以应用于其他可移动的物体的描述上。本说明书中关于飞行器的描述，可以适用于任何无人飞行器的表述中。本发明实施例中的可移动的物体，可以在任何适宜的环境中移动。所述适宜的环境，举例如，空气中(如，固定翼飞行器，旋翼飞行器，或既没有旋翼也没有固定翼的飞行器)，水中(如，船舶或者潜艇)，陆地上(如车辆一类的汽车，卡车，公共汽车，货车，摩托车，自行车等；再如可移动结构或框架之类的棒，钓鱼竿等；又如火车等)，地面下(如地铁等)，太空中(如航天飞机，卫星，或者探测器等)，或者任何上述的环境的组合。所述可移动物体可以是车辆，如本文中其余部分所描述的车辆。在一些实施例中，所述可移动物件可以是被一生物所携带的物体，或可以是被一生物所抛出的物体，所述生物可以是一个自然人或一个动物。所述动物可以为飞鸟，狗，猫，马，牛，绵羊，猪，海豚，啮齿动物或昆虫等。
所述可移动的物体，可以在相应的环境中在六个自由度(例如，三个转动自由度及三个平移自由度)内自由地运动。可以理解，所述可移动的物体的运动，可以在一个或多个自由度上受到限制。例如，所述可移动的物体可以沿着一预设的路径、轨迹或者方向运动。所述(可移动物体)的运动可以由任何适宜的驱动机构如发动机或电动机驱动完成。所述可移动物体的驱动机构可以采用适宜的能量来源提供动力，例如，电能、磁能、太阳能，风能，重力能，化学能，核能，或上述任意能量的组合。所述可移动物体可以为通过一推进系统驱动的自驱动形式，如上述的动力装置/系统。所述推进系统可以采用电能、磁能、太阳能，风能，重力能，化学能，核能，或上述任意能量的组合作为能量来源提供动力。可以理解，所述可移动物体可以由一生物所携。
在一些实施例中，所述可移动物体可以是飞行器。例如，所述飞行器可以是固定翼飞行器(例如，飞机、滑翔机等)，旋翼飞行器(例如，直升机，旋翼机等)，同时具有旋翼及固定翼的飞行器，或者既没有旋翼也没有固定翼的飞行器(例如，飞艇、热气球等)。所述飞行器可以是自驱动式的飞行器，如，可以在空气中自行推进。所述自驱动式的飞行器上可以采用有推进系统，所述推进系统可以包括一个或多个发动机、电动机、轮子、转轴、磁铁、旋翼、螺旋桨、叶片、喷嘴，或上述机构的任何可能的组合。在一些实施例中，所述推进系统可以使得所述可移动物体从某一表面上起飞，或降落于某一表面上，或保持当前的位置及/或方向(例如，悬停)，或改变当前的方向，及/或改变当前的位置。
所述可移动物体可以由一用户远程控制或由该可移动物体上或内的乘客实地控制。所述可移动物体可以由可移动物体上的乘客进行远程控制。在一些实施例中，所述可移动物体可以是无人驾驶的可移动物体，如无人飞行器等。所述无人驾驶的可移动物体，如无人飞行器等，其上不需搭载有乘客/驾驶员。所述可移动物体可以由用户或者自动控制系统(如，电脑控制系统等)进行控制，或者由上述任何可能的控制方式的组合进行控制。所述可移动物体可以是全自动机器人或半自动机器人，如人工智能机器人等。
所述可移动物体的尺寸和/或规格大小可以为任意值。在一些实施例中，所述可移动物体的尺寸和/或规格能够适合于搭载一个人类乘客于其上或内。可以理解，所述可移动物体的尺寸和/或规格可以小于能够搭载一个人类乘客的可移动物体的尺寸及和/或规格。所述可移动物体的尺寸和/或规格可以适合于供一个人携带或者提升。可以理解，所述可移动物体的尺寸和/或规格可以大于能够供一个人携带或提升的可移动物体的尺寸和/或规格。在一些实施例中，所述可移动物体的最大尺寸(如长度、宽度、高度、对角线尺寸或者直径等)小于或等于大约2cm，5cm，10cm，50cm，1m，2m，5m，或者10m。所述最大尺寸也可以大于或等于大约2cm，5cm，10cm，50cm，1m，2m，5m，或者10m。例如，所述可移动物体上两个相对设置的旋翼的转轴之间的距离可以小于或等于大约2cm，5cm，10cm，50cm，1m，2m，5m，或者10m。可以理解，所述两个相对设置的旋翼的转轴之间的距离可以大于或等于大约2cm，5cm，10cm，50cm，1m，2m，5m，或者10m。
在一些实施例中，所述可移动物体的体积可以小于100cm x100cm x100cm，或者小于50cm x50cm x300cm，或者小于5cm x5cm x3cm。所述可移动物体的总体积值可以小于或等于大约1cm3，2cm3，5cm3，10cm3，20cm3，30cm3，40cm3，50cm3，60cm3，70cm3，80cm3，90cm3，100cm3，150cm3，200cm3，300cm3，500cm3，750cm3，1000cm3，5000cm3，10,000cm3，100,000cm33，1m3，或者10m3。相反地，所述可移动物体的总体积值可以大于或等于大约1cm3，2cm3，5cm3，10cm3，20cm3，30cm3，40cm3，50cm3，60cm3，70cm3，80cm3，90cm3，100cm3，150cm3，200cm3，300cm3，500cm3，750cm3，1000cm3，5000cm3，10,000cm3，100,000cm3，1m3，或者10m3
在一些实施例中，所述可移动物体的占用空间(即，由所述可移动物体包围的横截面面积)可以小于或等于大约32,000cm2，20,000cm2，10,000cm2，1,000cm2，500cm2，100cm2，50cm2，10cm2，或者5cm2。相反地，所述可移动物体的占用空间可以大于或等于大约32,000cm2，20,000cm2，10,000cm2，1,000cm2，500cm2，100cm2，50cm2，10cm2，或者5cm2。
在一些实施例中，所述可移动物体的重量可以不大于1000kg。所述可移动物体的重量可以小于或等于大约1000kg，750kg，500kg，200kg，150kg，100kg，80kg，70kg，60kg，50kg，45kg，40kg，35kg，30kg，25kg，20kg，15kg，12kg，10kg，9kg，8kg，7kg，6kg，5kg，4kg，3kg，2kg，1kg，0.5kg，0.1kg，0.05kg，或者0.01kg。相反地，所述可移动物体的重量可以大于或等于大约1000kg，750kg，500kg，200kg，150kg，100kg，80kg，70kg，60kg，50kg，45kg，40kg，35kg，30kg，25kg，20kg，15kg，12kg，10kg，9kg，8kg，7kg，6kg，5kg，4kg，3kg，2kg，1kg，0.5kg，0.1kg，0.05kg，或者0.01kg。
在一些实施例中，所述可移动物体可以小于其所搭载的负载。所述负载可以包括负载及/或承载架，如本说明书中对该负载的具体描述所示。在一些具体的实施例中，所述可移动物体的重量与其搭载的负载的重量的比值可以大于、小于或者等于大约1:1。在一些情况下，所述可移动物体的重量与其搭载的负载的重量的比值可以大于、小于或者等于大约1:1。可选地，所述承载架的重量与所述负载的重量的比值可以大于、小于或者等于大约1:1。当有需要时，所述可移动物体的重量与其搭载的负载的重量的比值可以小于或者等于1:2，1:3，1:4，1:5，1:10,或更小的比值。相反地，所述可移动物体的重量与其搭载的负载的重量的比值也可以大于或者等于2:1，3:1，4:1，5:1，10:1,或更大的比值。
在一些实施例中，所述可移动物体的能耗可以较低。例如，所述可移动物体的能耗值可以小于大约5W/h，4W/h，3W/h，2W/h，1W/h，或者更小。在一些实施例中，所述可移动物体的承载架的能耗亦可以较低。例如，所述可移动物体的承载架的能耗值可以小于大约5W/h，4W/h，3W/h，2W/h，1W/h，或者更小。可选地，所述可移动物体所搭载的负载的能耗亦可以较低。例如，，所述可移动物体所搭载的负载的能耗可以小于大约5W/h，4W/h，3W/h，2W/h，1W/h，或者更小。
图9示出了本发明一实施方式中的无人飞行器900。所述无人飞行器可以作为本说明书中的所述可移动物体的一个具体的实施例。所述无人飞行器900可以包括一个动力系统，所述动力系统包括四个旋翼902、904、906及908。所述旋翼的数量可以为任意值(如，一个，两个，三个，四个，五个，六个或者更多)。所述无人飞行器的旋翼、旋翼组件或者其他的动力系统能够使所述无人飞行器悬停/保持当前的位置、改变方向，及/或改变方位。两个相对设置的旋翼的转轴之间的距离910可以为任意适合的值。例如，所述距离910可以小于或等于2m，或者小于或等于5m。在一些实施例中，所述距离910可以为40cm～1m范围内的任意值，也可为10cm～2m范围内的任意值，或者为5cm～5m范围内的任意值。本说明书中对于所述无人飞行器的描述可以适用于其他的可移动物体的描述中，例如，其他不同类型的可移动物体，反之亦然。所述无人飞行器可以采用本说明书中所描述的起飞辅助系统或方法。
在一些实施例中，所述可移动物体可以用于搭载一负载。所述负载可以包括一个或多个乘客、货物、设备、仪器或其他类似物。所述负载可以设置于一个壳体内。所述壳体可以与所述可移动物体的壳体相分离设置，也可以是所述可移动物体的壳体的一部分。可以理解，若所述可移动物体不包括壳体时，所述负载可以设置在一个壳体内。可以理解，所述负载的一部分或者全部结构均可以不具备壳体。所述负载可以刚性地固定于所述可移动物体上。可选地，所述负载可以是可移动地设置于所述可移动物体上(例如，所述负载可相对于所述可移动物体平移或转动)。所述负载可以包括一负载和/或承载架，如本说明书中其他地方所描述。
在一些实施例中，所述可移动物体、所述承载架及所述负载相对于一固定的参考物(例如，其周围环境)之间的运动，和/或，所述可移动物体、所述承载架及所述负载之间的相对运动均可以可通过一终端来控制实现。所述终端可以为距离所述可移动物体、所述承载架，和/或所述负载较远的遥控装置。所述终端可以设置或者固定于一支撑平台上。可以理解，所述终端也可以是手持式或者穿戴式设备。例如，所述终端可以为智能手机、平板电脑，笔记本电脑，计算机，眼镜，手套，头盔，麦克风，或者上述装置的任意可能的组合。所述终端可以包括人机交互界面，例如，键盘，鼠标，操纵杆，触摸屏或显示器。用户可以通过任意一种适合的输入方式与所述终端进行交互，例如，手动输入的命令、语音控制、手势控制，或者位置控制(例如，通过使所述终端运动、改变方位或者倾斜来实现)。
所述终端可以用于控制所述可移动物体、所述承载架，和/或所述负载处于任何适当的状态。例如，所述终端可以用于控制所述可移动物体、所述承载架，及/或所述负载相对于一固定的参考物的位置，及/或方向，及/或，所述终端可以用于控制所述可移动物体、所述承载架，及/或所述负载彼此之间的相对位置，和/或方向。在一些实施例中，所述终端可以用于控制可移动物体、所述承载架，及/或所述负载中的独立元件，例如，所述承载架的驱动组件、所述负载的传感器，或所述负载的发射器等。所述终端可以包括一无线通信设备，以与一个或多个所述可移动物体、所述承载架及所述负载中的一个或多个之间建立无线连接。
所述终端可以包括一适宜的显示单元，以显示所述可移动物体、所述承载架，和/或所述负载的信息。例如，所述终端可以用于显示所述可移动物体、所述承载架，及/或所述负载的相对位置、平移速度，平移加速度，方向，角速度，角加速度，或上述物理量的任何可能的组合。在一些实施例中，所述终端可以显示所述负载所获取的信息，例如，一功能性的负载获取的数据(例如，摄像机所摄取的图像或者其他图像获取装置所获取的图像等)。
可选地，同一所述终端可以同时控制所述可移动物体、所述承载架，及/或所述负载，或者控制所述可移动物体、所述承载架，及/或所述负载的状态，并同时接收和/或显示所述可移动物体、所述承载架，及/或所述负载的信息。例如，一个移动终端可以控制所述负载相对于其周围环境的位置，并同时显示所述负载所获取的图像数据，或显示所述负载的位置信息。可以理解，不同类型的终端可以实现不同的功能。例如，一第一终端可以控制所述可移动物体、所述承载架，及/或所述负载的运动及状态，同时一第二终端可以接收及/或显示所述可移动物体、所述承载架，及/或所述负载的信息。例如，一第一终端可以用于控制所述负载相对于其周围环境的位置，同时一第二终端可以显示所述负载获取的图像数据。多种通信模式可以应用于一可移动物体与一集成的终端之间，其中，所述集成的终端可以用于控制所述可移动物体，并用于接收数据；或者，多种通信模式可以应用于所述可移动物体与多个终端之间，其中，所述多个终端用于控制所述可移动物体及接收数据。例如，所述可移动物体及所述终端之间可以建立至少两种不同的通信模式，所述终端能够同时控制所述可移动物体并接收所述可移动物体回传的数据。
图10示出了本发明一实施例中的可移动物体1000，所述可移动物体1000包括承载架1002以及负载1004。虽然本说明书中将所述可移动物体1000描述为飞机，但是其描述不应局限于飞机的形式，而是可以适用于其他任何可能类型的可移动物体，如前文所描述的可移动物体。在本技术领域中，普通的技术人员均可以理解，本说明书上下文中关于飞机的实施例的描述，可以适用于其他适宜的可移动物体(如无人飞行器)的描述上。在一些实施例中，所述负载1004可以不通过所述承载架1002与所述可移动物体1000相连接，而是直接设置在所述可移动物体1000上。所述可移动物体1000可以包括动力机构1006、传感系统1008，以及通信系统1010。
所述动力机构1006可以包括如前文所描述的一个或多个旋翼，螺旋桨，叶片，发动机，电动机，轮子，转轴，磁体或者喷头。所述可移动物体可以包括一个更多的，两个或更多的，三个或更多的，四个或更多的动力机构。所有的所述动力机构可以为同一类型。可以理解，一个或多个动力机构的类型可以不相同。所述动力机构1006可以通过任何可能的方式装设于所述可移动物体1000上，例如，通过本说明书中其他地方所描述的支撑元件(如驱动轴)。所述动力机构1006可以装设在所述可移动物体1000上任何适宜的部位上，例如，装设在所述可移动物体1000的顶部、底部、前部、后部、侧边，或者上述部位的任何可能的组合。
在一些实施例中，所述动力机构1006可以使所述可移动物体1000从一个物体的表面上垂直地起飞或垂直地降落，而不需要所述可移动物体1000做任何水平的运动(如沿着跑道滑行等)。可选地，通过操控所述动力机构1006可以使所述可移动物体1000在空中的特定位置和/或方向悬停。一个或多个所述动力机构1006可以相对于其他的动力机构单独地接受控制。可以理解，所有的所述动力机构1006可以同时地接受控制。例如，所述可移动物体1000包括多个水平方向的旋翼，所述水平方向的旋翼可以驱动所述可移动物体提升及/或推进。多个所述水平方向的旋翼可以使所述可移动物体1000具有垂直起飞、垂直降落及悬停的能力。
在一些实施例中，所述水平方向的旋翼中的一个或多个旋翼可以顺时针转动，而另一个或多个旋翼可以逆时针转动。例如，所述顺时针转动的旋翼的数量可以等于所述逆时针转动的旋翼的数量。为了控制每个旋翼的提升力和/或推进力，每个所述水平方向的旋翼的转速均可以单独地接受控制，从而使得所述可移动物体1000的(如，多达三个平移自由度上的，以及三个转动自由度上的)空间位置、速度，及/或加速度均可以调节。
在一些实施例中，所述传感系统1008可以包括一个或多个传感器，所述传感器用于感应所述可移动物体1000的(如，多达三个平移自由度上的，以及三个转动自由度上的)空间位置，速度，及/或加速度。一个或多个所述传感器可以包括全球卫星定位系统(globalpositioning system，GPS)传感器，运动传感器，惯性传感器，距离传感器，或者图像传感器。所述传感系统1008所感应的数据，可以用于控制所述可移动物体1000的空间位置，速度，和/或加速度(例如，通过下文所描述的一适宜的处理单元和/或控制模块来实现)。可以理解，所述感应系统1008可以根据所述可移动物体1000的周围环境信息提供相应的感应信息，如天气状况，与潜在障碍物的距离，地理特征的位置，人造结构的位置，或其他类似信息等。
所述通信系统1010通过无线信号1016与所述终端1012的通信系统1014建立通信。所述通信系统1010、1014可以包括适用于无线通信的发射器、接收器，和/或收发器。所述通信可以为单向通信，使数据仅能单向传输。例如，所述可移动物体1000的发射器的数据能单向地传输至所述终端1012中，或者，反之亦然。所述数据可以由所述通信系统1010的一个或多个发射器传输至所述通信系统1014的一个或多个所述接收器中，或者，反之亦然。可以理解，所述通信可以为双向通信，使数据能够在所述可移动物体1010与所述终端1012之间双向地相互传输。所述数据可以由所述通信系统1010的一个或多个发射器传输至所述通信系统1014的一个或多个所述接收器中，反之亦然。
在一些实施例中，所述终端1012能够将控制数据传输至所述可移动物体1000、所述承载架1003及所述负载1004中的一个或多个上，并能够接收所述可移动物体1000、所述承载架1003及所述负载1004中的一个或多个回传的信息(如所述可移动物体、所述承载架或所述负载的位置，和/或运动信息，所述负载的感应数据如一摄像机所获取的图像数据等)。在一些实施例中，所述终端传送的控制数据可以包括所述可移动物体、所述承载架和/或所述负载的相对位置、运动、加速度指令或者控制指令。例如，通过所述控制数据，可使得所述可移动物体改变方位及/或方向(例如，通过控制动力机构1006来实现)，或者使得所述负载改变其相对于所述可移动物体的位置关系(例如，通过控制所述承载架1002来实现)。通过所述终端发送的控制数据，可以控制所述负载，例如，操控摄像机或者其他的图像获取装置(例如，拍摄静止的或者运动的图像，放大或缩小、打开或关闭、切换成像模式、改变图像分辨率，改变焦距，改变景深，改变曝光时间，改变取景角度等)。在一些实施例中，所述可移动物体、所述承载架及/或所述负载回传的通信信息可以包括送各一个或多个传感器(如，所述感应系统1008的传感器或所述负载1004的传感器)所感应的信息。所述通信信息可以包括一个或多个不同类型的传感器(如，全球定位系统传感器，运动传感器，惯性传感器，距离传感器，或图像传感器)所感应到的信息。如上所述的信息可以与所述可移动物体、所述承载架及/或所述负载的位置(如方位、方向等)、运动、加速度相关。所述负载回传的如上信息可以包括其获取的信息，或所述负载的状态感应信息。所述终端1012传输的所述控制数据可以用于控制所述可移动物体1000、所述承载架1002及所述负载1004中的一个或多个的状态。可以理解，所述承载架1002及所述负载1004还可以各自包括用于与所述终端1012建立通信连接的通信模组，从而使所述终端能够分别地连接并控制所述可移动物体1000，所述承载架1002及所述负载1004。
在一些实施例中，所述可移动物体1000还可以用于与除了上述终端1012以外的另一远程装置进行通信，或者，所述可移动躯体1000可以不与所述终端1012进行通信而仅与所述另一远程装置进行通信。所述终端1012可以在与所述可移动物体1000建立通信的同时，还可以与其他的远程装置进行通信。例如，所述可移动物体1000及/或所述终端可以和其他的可移动物体，或其他的承载架，或所述其他可移动物体上的负载进行通信。当需要时，所述远程装置可以为第二终端或者其他的运算装置(例如，计算机，笔记本电脑，平板电脑，智能电话，或其它移动装置)。所述远程装置可以用于向所述可移动物体1000传输数据，可以用于接收从所述可移动物体1000上回传的数据，可以用于向所述终端1012传输数据，及/或用于接收从所述终端1012上回传的数据。可选地，所述远程终端可连接至因特网或其他的电信网络上，以使得其能够将所接收的从所述可移动物体1000和/或所述终端1012上回传的数据上传至网络或者服务器上。
图11为本发明一实施方式中一可移动物体的控制系统1100的功能模块示意图。所述系统1100可以与本说明书中所揭示的任何适合的系统、装置及方法相结合使用。所述系统1100可以包括感应模组1102、处理单元1104、非暂态计算机可读介质(non-transitorycomputer readable medium)1106、控制模组1008以及通信模组1110。
所述感应模组1102可以利用不同类型的传感器、通过不同的方式来采集所述可移动物体的信息。不同类型的传感器可以感测不同类型的信号，或可以感测来自于不同信号源的信号。例如，所述传感器可以包括惯性传感器，全球定位系统传感器，接近传感器(例如，激光雷达)，或者视觉/图像传感器(例如，摄像机)等。所述感应模组1102与所述处理单元1104连接并协同工作，其中，所述处理单元1104包括多个处理器。在一些实施例中，所述感应模组与一传输模组1112(例如，无线网络连接的图像传输模组)连接并协同工作，其中，所述传输模组1112用于直接将所述感应模组感应到的数据传输至一适宜的外部装置或系统中。例如，所述传输模组1112可以用于将传输所述感应模组1102的摄像机所获取的图像传输至一远程终端上。
所述处理单元1104可以包括一个或多个处理器，例如，可编程处理器(如，中央处理单元，central processing unit(CPU))。所述处理单元1104可以用于与所述非暂态计算机可读存储器1106相连接并协同工作。所述非暂态计算机可读存储器1106能够存储由所述处理单元1104通过一个或多个步骤执行的逻辑指令、代码指令、及/或程序指令，所述非暂态计算机可读存储器可以包括一个或多个存储单元(例如，可移动存储器或如SD卡或随机存取存储器之类的外部存储器)。在一些实施例中，所述感应模块1102所感应的信息可以直接传送并存储至所述非暂态计算机可读存储器1106的所述存储器中。
所述非暂态计算机可读存储器1106能够存储由所述处理单元1104通过本说明书中所描述的方法步骤执行的逻辑指令、代码指令、及/或程序指令。例如，所述处理单元1104可以用于执行指令，使得一个或多个所述处理单元1104的处理器分析所述感应模组所感应的数据。所述存储单元能够存储所述感应模组所感应的数据，以备所述处理单元1104进行处理。在一些实施例中，所述非暂态计算机可读存储器1106的所述存储单元可以用于存储所述处理单元1104的数据处理结果。
在一些实施例中，所述处理单元1104可以用于与所述控制模组1108连接并协同工作，其中，所述控制模组1108用于控制所述可移动物体的状态。例如，所述控制模组1108可以用于控制所述可移动物体的动力机构，以在六个自由度上调整所述可移动物体的空间位置，速度，及/或加速度。可以理解，所述控制模组1108还可以控制所述承载架，所述负载，或所述感应模组中的一个或多个的状态。
所述处理单元1104可以用于与所述通信模组1110相连接并协同工作，其中，所述通信模组1110用于传输和/或接收一个或多个外部装置(例如，终端，显示装置，或其他的远程控制器)所回传的信息。任何适合的传输通信方式均可以被采用，例如，有线通信或无线通信等。例如，所述通信模组1110可以利用一个或多个局域网(LAN)、广域网(WAN)、红外传输、无线电传输、无线网络(WI-FI)、点对点(P2P)网络、电信网络、云通信或类似的通信方式等。可选地，可采用中继站，如中继信号塔、卫星或者移动的信号站。无线通信连接可以是依赖于距离的，也可以与距离无关。在一些实施例中，所述通信连接的范围是不需要严格要求的。所述通信模组1110能够传输及/或接收所述感应模组1102所感应的一个或多个数据、所述处理模组1104的处理结果、预设的控制数据、从终端远程控制器发送的用户指令，和其他类似的数据等。
所述系统1100的部件可以以任何适合的方式设置在任何适合的位置上。例如，所述系统1100的一个或多个部件可以设置在所述可移动物体上，或设置在所述承载架上，或设置在所述负载，或设置在所述终端上，或设置在所述感应系统上，或者设置在与上述任一个或多个装置相连接的外部装置上。此外，尽管图11中仅示出了一个处理单元1104及一个非暂态计算机可读存储器1106，但是，本领域中具有通常知识者均可以预见到，图11中示出的处理单元1104及非暂态计算机可读存储器1106的数量并非限制性的，所述系统1100可以包括多个处理单元和/或多个非暂态计算机可读存储器。在一些实施例中，一个或多个所述处理单元及/或非暂态计算机可读存储器可以设置在不同的部位上，如设置在所述可移动物体上，或设置在所述承载架上，或设置在所述负载，或设置在所述终端上，或设置在所述感应系统上，或者，设置在与上述任一个或多个装置相连接的外部装置上，或者，设置在上述装置的任一适合的组合上，由此，所述系统1100能够在上述的任一个或多个装置上执行所述处理单元和/或非暂态计算机可读存储器的对应方面的功能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非因此限制本发明的专利范围，本领域的普通技术人员在不脱离本发明精神的情况下，可以做出变化、改变、等效结构或等效流程变换。这些变换均同理包括在本发明的专利保护范围内，本发明的范围仅局限于后附的权利要求书。

Claims (64)

1.一种无人飞行器，包括音频过滤元件，其特征在于：所述无人飞行器还包括：
至少一个背景噪音产生元件，所述背景噪音产生元件会产生背景杂音；
至少一个背景麦克风，所述背景麦克风尽可能近距离地设置在所述背景噪音产生元件附近以采集所述背景噪音产生元件发出的干扰杂音，至少一个所述背景麦克风用于采集包括所述背景杂音的音频数据；以及
至少一个噪音发射器，所述噪音发射器设置在所述背景噪音产生元件附近，并用于发射音频信号，所述噪音发射器发出的音频信号的相位与至少一个所述背景麦克风采集的音频信号的相位相反；所述噪音发射器尽可能近距离地设置在所述背景噪音产生元件附近，以便于削弱所述干扰杂音，
所述无人飞行器还包括至少一个音频源采集麦克风，所述音频源采集麦克风用于检测一目标音频信号，
所述音频源采集麦克风的采集范围比所述背景麦克风更高，
至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据被用于从至少一个所述音频源采集麦克风所采集的音频数据中减小所述背景杂音，从而生成处理后的信号，
所述处理后的音频信号被传送至远离所述无人飞行器的用户处，使得所述用户能够听到所述处理后的音频信号所转换成的声音。
2.如权利要求1所述的无人飞行器，其特征在于：所述无人飞行器还包括至少一个处理器，所述处理器用于(a)接收至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据转换成的信号，及(b)根据其接收的信号，生成至少一个所述噪音发射器所需要发出的音频信号。
3.如权利要求2所述的无人飞行器，其特征在于：至少一个所述处理器用于接收所述音频源采集麦克风所采集的音频数据所转换成的信号，所述音频源采集麦克风所采集的音频数据中包括所述目标音频信号。
4.如权利要求1所述的无人飞行器，其特征在于：所述噪音发射器所发射的音频信号的振幅与至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据的振幅大致相同。
5.如权利要求1所述的无人飞行器，其特征在于：所述噪音发射器为扬声器。
6.如权利要求1所述的无人飞行器，其特征在于：所述背景麦克风设置在距所述背景噪音产生元件一预设距离的位置上。
7.如权利要求6所述的无人飞行器，其特征在于：所述预设距离小于所述音频源采集麦克风与所述背景噪音产生元件之间的距离。
8.如权利要求1所述的无人飞行器，其特征在于：所述噪音发射器设置在距所述背景噪音产生元件一预设距离的位置上。
9.如权利要求8所述的无人飞行器，其特征在于：所述噪音发射器与所述背景噪音产生元件之间的所述预设距离小于所述背景麦克风与所述背景噪音产生元件之间的所述预设距离。
10.如权利要求1所述的无人飞行器，其特征在于：所述无人飞行器为多旋翼飞行器，所述无人飞行器包括多个竖直方向的旋翼。
11.如权利要求1所述的无人飞行器，其特征在于：所述背景噪音产生元件为所述无人飞行器的动力单元。
12.如权利要求11所述的无人飞行器，其特征在于：所述无人飞行器的所述动力单元包括所述无人飞行器的旋翼。
13.如权利要求12所述的无人飞行器，其特征在于：所述背景麦克风设置在所述无人飞行器的所述旋翼下方。
14.如权利要求1所述的无人飞行器，其特征在于：所述背景噪音产生元件为所述无人飞行器上搭载的摄像机。
15.如权利要求1所述的无人飞行器，其特征在于：所述背景噪音产生元件为用于支撑所述无人飞行器上搭载的摄像机的承载架，所述承载架能够改变所述摄像机相对于所述无人飞行器的方位。
16.如权利要求1所述的无人飞行器，其特征在于：所述目标音频信号由所述无人飞行器外部的音源产生。
17.如权利要求16所述的无人飞行器，其特征在于：当所述无人飞行器在飞行时，所述音源位于所述无人飞行器的下方。
18.如权利要求1所述的无人飞行器，其特征在于：所述音频源采集麦克风用于采集音源所发出的音频数据，所述音频源采集麦克风能够采集音频数据的距离大于所述背景麦克风能够采集音频数据的距离。
19.如权利要求18所述的无人飞行器，其特征在于：所述音频源采集麦克风的灵敏度大于所述背景麦克风的灵敏度。
20.如权利要求1所述的无人飞行器，其特征在于：所述无人飞行器包括多个背景噪音产生元件及多个背景麦克风，多个所述背景麦克风中的至少一个与每个所述背景噪音产生元件之间的距离在一预设距离范围之内。
21.如权利要求20所述的无人飞行器，其特征在于：所述无人飞行器包括多个旋翼，其中每个所述旋翼附近的预设距离范围内设置有至少一个所述背景麦克风。
22.一种音频数据采集方法，应用于一无人飞行器上，
所述无人飞行器包括至少一个音频源采集麦克风，所述音频源采集麦克风用于检测一目标音频信号，
所述音频数据采集方法包括步骤：
利用所述无人飞行器上的至少一个背景麦克风采集音频数据，其中，至少一个所述背景麦克风与至少一个背景噪音产生元件之间的距离在一尽可能近的距离范围之内，以采集所述背景噪音产生元件发出的干扰杂音，其中，所述背景噪音产生元件会产生与所述目标音频信号不同的背景杂音；以及
利用所述无人飞行器上的至少一个噪音发射器发射一音频信号，其中，至少一个所述噪音发射器邻近所述背景噪音产生元件设置，且所述噪音发射器发射的音频信号的相位与至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据的相位相反，所述噪音发射器尽可能近距离地设置在所述背景噪音产生元件附近，以便于削弱所述干扰杂音，
所述音频源采集麦克风的采集范围比所述背景麦克风更高，
至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据被用于从至少一个所述音频源采集麦克风所采集的音频数据中减小所述背景杂音，从而生成处理后的信号，
所述处理后的音频信号被传送至远离所述无人飞行器的用户处，使得所述用户能够听到所述处理后的音频信号所转换成的声音。
23.如权利要求22所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述无人飞行器还包括至少一个处理器，所述处理器用于(a)接收至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据转换成的信号，及(b)根据其接收的信号，生成至少一个所述噪音发射器所需要发出的音频信号。
24.如权利要求23所述的音频数据采集方法，其特征在于：至少一个所述处理器用于接收所述音频源采集麦克风所采集的音频数据所转换成的信号，所述音频源采集麦克风所采集的音频数据中包括所述目标音频信号。
25.如权利要求22所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述噪音发射器所发射的音频信号的振幅与至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据的振幅大致相同。
26.如权利要求22所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述噪音发射器为扬声器。
27.如权利要求22所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述背景麦克风设置在距所述背景噪音产生元件一预设距离的位置上。
28.如权利要求27所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述预设距离小于所述音频源采集麦克风与所述背景噪音产生元件之间的距离。
29.如权利要求22所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述噪音发射器设置在距所述背景噪音产生元件一预设距离的位置上。
30.如权利要求29所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述噪音发射器与所述背景噪音产生元件之间的所述预设距离小于所述背景麦克风与所述背景噪音产生元件之间的所述预设距离。
31.如权利要求22所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述无人飞行器为多旋翼飞行器，所述无人飞行器包括多个竖直方向的旋翼。
32.如权利要求22所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述背景噪音产生元件为所述无人飞行器的动力单元。
33.如权利要求32所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述无人飞行器的所述动力单元包括所述无人飞行器的旋翼。
34.如权利要求33所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述背景麦克风设置在所述无人飞行器的所述旋翼下方。
35.如权利要求22所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述背景噪音产生元件为所述无人飞行器上搭载的摄像机。
36.如权利要求22所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述背景噪音产生元件为用于支撑所述无人飞行器上搭载的摄像机的承载架，所述承载架能够改变所述摄像机相对于所述无人飞行器的方位。
37.如权利要求22所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述目标音频信号由所述无人飞行器外部的音源产生。
38.如权利要求37所述的音频数据采集方法，其特征在于：当所述无人飞行器在飞行时，所述音源位于所述无人飞行器的下方。
39.如权利要求22所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述音频源采集麦克风用于采集音源所发出的音频数据，所述音频源采集麦克风能够采集音频数据的距离大于所述背景麦克风能够采集音频数据的距离。
40.如权利要求39所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述音频源采集麦克风的灵敏度大于所述背景麦克风的灵敏度。
41.如权利要求22所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述无人飞行器包括多个背景噪音产生元件及多个背景麦克风，多个所述背景麦克风中的至少一个与每个所述背景噪音产生元件之间的距离在一预设距离范围之内。
42.如权利要求41所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述无人飞行器包括多个旋翼，其中每个所述旋翼附近的预设距离范围内设置有至少一个所述背景麦克风。
43.一种无人飞行器音频数据采集方法，其包括步骤：
识别所述无人飞行器的至少一个背景噪音产生元件，其中，所述背景噪音产生元件会产生与一目标音频信号不同的背景杂音；
将至少一个背景麦克风设置在所述无人飞行器上，并使其与至少一个所述背景噪音产生元件之间的距离尽可能近，以便采集所述背景噪音产生元件的干扰杂音；以及
将至少一个噪音发射器邻近所述背景噪音产生元件设置，其中，所述噪音发射器用于根据至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据发射一音频信号，并使所述噪音发射器与所述背景噪音产生元件之间的距离尽可能近，以便更好地削弱所述干扰杂音，
所述无人飞行器还包括至少一个音频源采集麦克风，所述音频源采集麦克风用于检测一目标音频信号，
所述音频源采集麦克风的采集范围比所述背景麦克风更高，
至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据被用于从至少一个所述音频源采集麦克风所采集的音频数据中减小所述背景杂音，从而生成处理后的信号，
所述处理后的音频信号被传送至远离所述无人飞行器的用户处，使得所述用户能够听到所述处理后的音频信号所转换成的声音。
44.如权利要求43所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述无人飞行器还包括至少一个处理器，所述处理器用于(a)接收至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据转换成的信号，及(b)根据其接收的信号，生成至少一个所述噪音发射器所需要发出的音频信号。
45.如权利要求44所述的音频数据采集方法，其特征在于：至少一个所述处理器用于接收所述音频源采集麦克风所采集的音频数据所转换成的信号，所述音频源采集麦克风所采集的音频数据中包括所述目标音频信号。
46.如权利要求43所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述噪音发射器所发射的音频信号的振幅与至少一个所述背景麦克风所采集的音频数据的振幅大致相同。
47.如权利要求43所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述噪音发射器为扬声器。
48.如权利要求43所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述噪音发射器设置在所述无人飞行器的外部表面上。
49.如权利要求43所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述背景麦克风设置在距所述背景噪音产生元件一预设距离的位置上。
50.如权利要求49所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述预设距离小于所述音频源采集麦克风与所述背景噪音产生元件之间的距离。
51.如权利要求43所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述噪音发射器设置在距所述背景噪音产生元件一预设距离的位置上。
52.如权利要求51所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述噪音发射器与所述背景噪音产生元件之间的所述预设距离小于所述背景麦克风与所述背景噪音产生元件之间的所述预设距离。
53.如权利要求43所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述无人飞行器为多旋翼飞行器，所述无人飞行器包括多个竖直方向的旋翼。
54.如权利要求43所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述背景噪音产生元件为所述无人飞行器的动力单元。
55.如权利要求54所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述无人飞行器的所述动力单元包括所述无人飞行器的旋翼。
56.如权利要求55所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述背景麦克风设置在所述无人飞行器的所述旋翼下方。
57.如权利要求43所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述背景噪音产生元件为所述无人飞行器上搭载的摄像机。
58.如权利要求43所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述背景噪音产生元件为用于支撑所述无人飞行器上搭载的摄像机的承载架，所述承载架能够改变所述摄像机相对于所述无人飞行器的方位。
59.如权利要求43所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述目标音频信号由所述无人飞行器外部的音源产生。
60.如权利要求59所述的音频数据采集方法，其特征在于：当所述无人飞行器在飞行时，所述音源位于所述无人飞行器的下方。
61.如权利要求43所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述音频源采集麦克风用于采集音源所发出的音频数据，所述音频源采集麦克风能够采集音频数据的距离大于所述背景麦克风能够采集音频数据的距离。
62.如权利要求61所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述音频源采集麦克风的灵敏度大于所述背景麦克风的灵敏度。
63.如权利要求43所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述无人飞行器包括多个背景噪音产生元件及多个背景麦克风，多个所述背景麦克风中的至少一个与每个所述背景噪音产生元件之间的距离在一预设距离范围之内。
64.如权利要求63所述的音频数据采集方法，其特征在于：所述无人飞行器包括多个旋翼，其中每个所述旋翼附近的预设距离范围内设置有至少一个所述背景麦克风。
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