CN107434034A - 具有竖直起飞和着陆(vtol)功能的无人飞行器(uav) - Google Patents
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Abstract
一种无人飞行器(UAV)或无人机包括机身、左右翼面形机翼(连接到机身以在向前的飞行中生成升力)、由左机翼支撑的左推力生成设备、由右机翼支撑的右推力生成设备。UAV进一步包括竖直稳定器、安装在竖直稳定器顶部的上推力生成设备、以及安装在稳定器底部的下推力生成设备。机载动力源用于向推力生成设备供电。左、右、上、下推力生成设备的对称对在向前的飞行中提供向前的推力,并且提供竖直推力,从而在机身大致竖直时使得无人飞行器可以竖直地起飞和着陆,并且进一步使得无人飞行器可以在向前飞行和竖直起飞及着陆之间过渡。
Description
技术领域
本公开大致涉及飞行器,更具体地涉及无人飞行器(UAV)或无人机。
背景技术
出于军用、侦查和诸如航摄技术的娱乐用途,人们研发出多种无人飞行器,俗称无人机。UAV可为气体驱动或电力驱动的,并且可具有固定机翼或旋转机翼。
侦查型UAV非常适于监测或监视远程站点、远程基础设施或其他位于地面上且不能轻易通过陆地接近的机构,例如,输油或输水管、输电线路、海岸线、农业土地、边界、森林火灾、自然灾害等。
相应地,在本领域存在改善无人飞行器执行较长的长距离航空监视的能力的需求。
发明内容
为了对本发明有基本的了解,以下示出对本发明的某些方面或某些实施例的简要概述。该简要概述不是对本发明的广泛综述。其目的不在于确定本发明的关键或至关重要的元素,也不在于描绘本发明的范围。其唯一的目的是以简单的形式提供本发明的某些实施例,以作为后面进行更详细说明的序言。
简而概之,本文公开了一种无人飞行器(或无人机),其可以向前飞行以及竖直飞行,也可以竖直起飞并着陆(VTOL)。VTOL功能使得UAV可以以尾部向下的位置着陆(即,UAV的鼻部指向天空)在电池充电站的感应充电垫上。这些电池充电站分布在预定的远程站点,其允许UAV对其电池充电,因而延长了其任务持续时间。因此,UAV可无限地操作,定期着陆充电,而不需要回到基站,除非需要维修、保养与大修。
本公开的一个发明方面为无人飞行器(UAV)或无人机,其包括机身、左右翼面形机翼(连接到机身以在向前的飞行中生成升力)、由左机翼支撑的左推力生成设备、由右机翼支撑的右推力生成设备。UAV进一步包括竖直稳定器,其具有顶部、安装在竖直稳定器顶部的上推力生成设备、竖直稳定器的底部以及安装在稳定器底部的下推力生成设备。提供机载动力源,用于向推力生成设备供电。左、右、上、下推力生成设备可在向前的飞行中提供向前的推力,并且也可提供竖直推力,从而在机身大致竖直时使得无人飞行器可以竖直地起飞和着陆,并且进一步使得无人飞行器可以在向前飞行和竖直起飞及着陆之间过渡。在某些实施例中,在向前飞行中,上和下推力生成设备是禁用的,因而只有左和右推力生成设备提供推力。
附图说明
本发明的这些以及其他特征从参照附图的下列说明中变得更为清晰可见。
图1为根据本发明的一个实施例的UAV的透视图。
图2A为UAV的顶视图。
图2B为UAV的侧视图。
图2C为UAV的后视图。
图3为UAV的底面局部剖切视图。
图4为UAV竖直起飞并过渡为向前飞行的示意性描述。
图5为UAV从向前飞行向竖直着陆过渡的示意性描述。
图6为UAV的电子构件的框图。
具体实施方式
将不时参照附图详细描述本发明的多种实施例。这些实施例用于例证和示出发明方面,而不用于将本发明范围限制在所述和所示实施例内。阅读该公开之后,本领域普通技术人员应当理解,可以对本文所述和所示的实施例做出组合、改进和改良。
在通过图1中的例子所示的实施例中,无人飞行器(UAV)或无人机大致由附图标记10表示。UAV包括可由一种或多种复合材料(例如,碳素纤维、纤维玻璃、或诸如铝的适当金属、或适当的塑料或聚合物、或任意其他适当材料或材料组合)制成的机身12。机身可为桁架结构或单壳体或半单壳体结构。机身形成机架的主体。机架也包括连接到机身的左和右翼面形机翼14、16。左和右机翼可为两个独立的机翼或单个形成一体的机翼。在其他实施例中,可能有两个以上机翼。翼面形机翼在向前飞行中生成升力。机架的机身和/或机翼可选择性地覆有光伏电池,从而将太阳辐射转换为电能以向一个或多个机载电系统供电。机身和/或机翼可选择性地包括浮力气体,例如,氦气或氢气,以生成附加的升力。机翼可具有副翼和翼片,作为控制表面。
如图1的实施例中实例所示,UAV具有由左机翼14支撑的左推力生成设备18以及由右机翼16支撑的右推力生成设备20。在所示实施例中,左和右推力生成设备包括机械地耦合到左和右推进器22、24的左和右电动马达。在其他实施例中,左和右推力生成设备中每个可为其他适当类型的动力设备,诸如耦合到电动函道式风扇(EDF)的电动马达、耦合到推进器的燃气涡轮发动机或活塞发动机,即径向往复型内燃机。UAV可具有四个相同类型的动力设备,或者其可具有两个或多个不同类型的动力设备,例如,两个EDF机组外加两个马达-推进器动力设备、两个径向活塞发动机外加两个马达-推进器动力设备,等。
如图1进一步示出,UAV包括具有顶部26的竖直稳定器。竖直稳定器可以也可以不具有作为控制表面的舵。
如图1进一步示出,上推力生成设备28安装在竖直稳定器的顶部26。在所示实施例中,上推力生成设备为机械地耦合到上推进器30的电动马达,尽管其可为上述任意其他类型的动力设备。
如图1进一步示出,UAV10包括竖直稳定器的底部32。UAV包括安装在稳定器底部32的下推力生成设备34。在所示实施例中,下推力生成设备为机械地耦合到下推进器36的电动马达,尽管其可为上述任意其他类型的动力设备。
如所示,上稳定器和下稳定器与UAV的纵向对称平面对齐。上稳定器和下稳定器形状和尺寸可相同,或者其也可以具有不同的尺寸和/或形状。
左、右、上和下推力生成设备的对称对在向前飞行中协作提供向前推力,例如,左和右设备或者,替换地,上和下设备。左、右、上和下推力生成设备也提供竖直推力,从而在机身大致竖直时使得无人飞行器竖直地起飞和着陆。这四个推力生成设备使得无人飞行器可以在向前飞行和竖直起飞及着陆之间过渡。
在一个实施例中,四个推力生成设备中仅有两个提供向前飞行的推力。在更为具体的实施例中,左和右推力生成设备提供向前飞行的推力,而所有四个设备,即左、右、上和下推力生成设备,生成竖直起飞和着陆(VTOL)以及悬停的推力。在一个实施例中,上和下推力生成设备可折叠,从而在向前飞行中减少气动阻力。在另一个实施例中,在向前飞行中,四个推力生成设备的子集被禁用或折叠。
对于竖直起飞和着陆(VTOL),UAV竖直定向,从而使得推力生成设备都大致为竖直的。在向向前飞行过渡之后,UAV大致水平,即大致平行于地面。
图2A、2B和2C为UAV的顶部、侧面和后部视图。从UAV的具体设计中显而易见的一个几何特征是:左和右推力生成设备18、20之间的距离大于上和下推力生成设备28、34之间的距离。更具体地,左推进器22的旋转轴线与右推进器24的旋转轴线之间的距离大于上推进器30的旋转轴线与下推进器36的旋转轴线之间的距离。
如图3所示,UAV包括用于向推力生成设备提供动力的一个机载动力源(或多个动力源)、控制表面以及其他机载设备。机载动力源可为电池38。UAV具有三个对称地容纳于机架内的电池38。具体地,两个电池38如图3所示对称地设置在左和右机翼之内,而第三个电池38如相同附图所示,设置在机身内。UAV可选择地采用电容器、超电容器、超级电容器,附加于或代替电池。
对于推力生成设备为燃烧发动机的实施方式,UAV可包括用于存储诸如煤油、燃气等的可燃烧燃料的气罐。
电池38可通过使得UAV着陆在充电站的感应充电垫上而进行感应充电。多个充电站分布在远程站点上,从而使得UAV得以充电而无需返回主地面控制站。因此,充电站延长了UAV的任务持续时间和范围,这对于监测远程位置或站点而言是有用的。例如,充电站可沿着泵站所在管线间隔地安装。充电站可从泵站抽取电能,从而使得UAV可以充电。为了实现向UAV的无线动力传输(WPT),例如,感应充电,UAV包括WPT电路40。因此,在主实施例中,UAV为底部朝下UAV,该UAV具有用于当UAV底部朝下,即停留在其底部朝下位置上,时进行无线充电的WPT电路。在其他实施例中,可使用除WPT设备之外的充电设备向UAV充电。在一个实施例中,UAV机翼内部设有无线(感应)充电线圈。设置在机翼或机身的门或舱口配置为,例如,响应于开门信号而打开。感应线圈可通过线圈伺服设备移位,例如,响应于移位信号,朝着充电站的充电垫移位,从而减少充电垫和线圈之间的距离,进而增加充电效率。当充电完成后,线圈可由伺服设备收回到UAV内(例如,响应于收回信号)并且之后关闭门或舱口(例如,响应于关门信号)。
如图3进一步示出,UAV具有数码相机42,例如,4K超HD相机或任意其他适当相机。UAV可具有一个或多个静态照相机或摄影机(例如,CCD或CMOS数码相机)。相机以任意适当数据格式记录静态或视频图像,并将图像和视频数据本地存储在UAV机载的一个或多个数据存储设备44。相机可经由数据总线连接到数据存储设备。每个数据存储设备44可为磁存储器或半导体存储器,诸如硬盘驱动或固态驱动。图像/视频数据可存储为原始数据,或者可以对其进行处理或部分处理。可使用任意已知数据压缩格式对数据进行压缩。可对数据或压缩数据进行编码,用于无线数据传输。可使用加密技术将数据加密,用于将数据安全存储和/或安全传输回主地面控制站。
由UAV相机捕捉的视频格式可进行预设或通过由主地面控制站发送到UAV的指令远程配置。相机可配置为调整视频格式的多种特征,诸如帧大小(帧的像素大小)、纵横比、帧率、比特率以及音频采用速率(如果适用的话)。
图3同时示出用于UAV自动飞行的自动驾驶模块46(或飞行控制器)。自动驾驶模块生成用于推力生成设备和控制表面的控制命令信号,从而调整俯仰偏航以及摇摆,将UAV的飞行保持在预定飞行包络参数内。自动驾驶模块从多个机载传感器(诸如,三轴线陀螺仪、加速度计、GPS接收器、毕托管(用于空气速度)、相机、气压传感器等)接收实时飞行性能数据。自动驾驶模块实时计算推力和控制表面的调整程度,从而保持目标速度、航线、飞行高度、俯仰、摇摆和偏航。自动驾驶模块输出用于推力生成设备和控制表面的控制信号。控制信号可为发动到关联于每个电动马达的每个电子速度控制器(ESC)的驱动电流。控制信号也可以为发送到连接到控制表面的伺服设备或致动器的驱动电流。
自动驾驶模块可以以空气速度(或者地面速度)、飞行高度、目的地、徘徊路线等形式从主地面控制站接收输入。如下所述,遥测数据(实际空气速度或地面速度,实际飞行高度或位置、马达RPM、马达温度、环境温度、大气压等)可被传回主地面控制站,从而可以监测UAV的性能。
图4为可以进行VTOL的UAV竖直起飞并过渡为向前飞行的示意性描述。UAV以竖直的姿势在地面上的地面停留位置50上停留。UAV使用四个推力生成设备竖直起飞。竖直起飞UAV姿势52的UAV大致竖直对齐。第一和第二过渡姿势54、56示出UAV从竖直起飞过渡到水平飞行姿势58,而不存在停滞。在向前飞行中,上和下推力生成设备可能被禁用并折叠。
图5为可以进行VTOL的UAV向前飞行并过渡为竖直着陆的示意性描述。处于预着陆向前飞行姿势60的UAV速度降低,该姿势大致水平,即平行于地面。为避免停滞,处于预着陆过渡姿势62、64时,可以进行VTOL的UAV俯仰向上并且略微增加高度。当从向前飞行模式向竖直飞行模式过渡时,上和下推力生成设备被重新激活。之后,UAV开始以过渡着陆姿势66下降,同时UAV朝着完全竖直着陆的姿势68而旋转。之后,UAV竖直着陆,实现竖直已着陆姿势70。处于该姿势时,机翼和稳定器的后沿用作UAV的地面接触支撑。当悬停时,UAV处于竖直姿势52、68。当徘徊时,UAV按照预定的路径围绕所监测的目标区域向前飞行。徘徊的UAV可在在任意适当路径上,诸如圆形、椭圆形或“跑道”路径上,飞行,连续地或者周期性地在目标区域上方的站点倾斜飞行。
使用过渡飞行包络,即UAV不停滞过渡内的一组飞行参数,可实现不存在停滞地从VTOL姿势过渡到向前飞行姿势。飞行性能传感器,例如,三轴线陀螺仪、加速度计、毕托管(用于空气速度、GPS数据等,可加入到飞行控制器,从而使得UAV的推力和控制表面保持在过渡包络内。
无人飞行器进一步包括一个或多个机载处理器,例如,微处理器、计算机或计算设备。处理器配置为从多个飞行性能传感器(俯仰-偏航-摇摆加速度计、毕托管或其他空气速度测量设备、马达RPM、马达温度、电池续航等)接收飞行性能数据,并且响应于飞行性能数据的接收而执行飞行控制操作,从而使得处理器提供对无人飞行器的完全自动飞行控制。因此,UAV可具有自动驾驶或飞行指引算法,从而将UAV保持在飞行包络中。自动驾驶或飞行指引算法支持超视线(BLOS)操作。UAV可选择性地被远程驾驶。
在图3描述的无人飞行器中,相机可为由机载动力源提供动力的更为全面的地面监测传感器组件的一部分。地面监测传感器组件可包括多个传感器(除了上述数码相机),诸如,红外线传感器、热成像传感器、超光谱相机和雷达(例如,合成孔径雷达)。
因此,UAV的地面监测传感器组件可以执行对地面上结构或物体(诸如,管道、边界、工厂、设施、农业土地、森林、海安县、自然灾害去等)的监测、侦查、检查和监视。传感器组件的传感器可独立包装、一同包装或分组包装。传感器可固定在机身或机翼的底侧,或者UAV的任意其他适当部分。传感器可安装在转塔、转环、万向支架或其他机构上,这些机构由允许传感器相对于UAV机架进行操纵或定向的伺服设备、马达或致动器驱动。传感器可以是固定的,或可展开/可收回的。机身或机翼可包括随着传感器展开和收回而打开和关闭的舱口或门。
UAV的传感器组件也可包括可以对环境空气进行采样并且可以检测生物、化学或放射性物质的化学嗅探器。嗅探器可基于过电雾化电离或其他适当技术而使用空气采样技术。在某些实施例中,无人飞行器可包括机外温度传感器和大气压传感器。
UAV可包括导航灯(防碰撞灯)。UAV也可包括发射机应答器,其广播RF信号以使得自身可被识别。
无人飞行器进一步包括全球导航卫星系统(GNSS)接收器芯片,用于从绕轨GNSS卫星接收GNSS信号,并且用于响应于GNSS信号的接收而确定无人飞行器的当前位置。例如,GNSS接收器芯片可为全球定位系统(GPS)接收器芯片,用于接收和处理GPS信号。在一个实施例中,UAV可具有与两个GPS芯片,备用和/或用于改善定位准确性。可使用其他卫星导航系统(GLOSNASS、Beidou、Compass、Galileo)。也可使用基于地面的导航无线电信标台,用于导航。
无人飞行器进一步包括射频(RF)收发器(带有天线),其耦合到用于将传感器数据从地面监测传感器组件传输到主地面控制站的处理器。UAV也可选择性地将遥测数据(包括飞行性能数据,诸如空气速度、飞行高度、位置等)传输到主地面控制站。UAV以及主地面控制站一起组成无人飞行系统(UAS),用于执行远程监测、监视与检查。主地面控制站可包括用于接收、处理和存储传感器数据(例如,地面图像)的主数据中心。耦合到处理器的射频收发器配置为从主地面控制站接收命令。这样,RF收发器支持与主地面控制站的双向通信。例如,命令可包括多个任务命令中的一个或多个,例如,飞往目的地的目的地命令、指定GNSS定位点的航线命令、返回基站命令、悬停命令、徘徊命令和传感器激活命令。进行命令传输的RF通信链路可使用加密技术,以认证命令,保证UAV不被劫持。
一个实施例中,无人飞行器可选择性地包括空气到空气RF通信链路,从而支持从和到其他无人飞行器的数据传输。
在一个实施例中,处理器可执行机器视觉算法,从而在捕捉到的图像中自动识别预定物体。处理器可响应于预定物体之一的识别而触发行动。行动可以是生成并向主地面控制站传输警告、通信或通知。行动可为展开另一个传感器。行动可为改变航线或飞行高度。
UAV可自动确定其何时必须转向至充电站。或者,该功能可由检测电池续航(作为遥测数据的一部分)的用户从主地面控制站发送的命令而触发。如果UAV自动确定何时转向而充电,则UAV将考虑到充电站的距离、电池续航、天气以及风力状况以及充电站的可用性等。在此类实施方式中,UAV的处理器计算到最近电池充电站的距离,结合剩余电力估计并比较飞到最近电池充电站所要求的电力,之后确定是否继续任务或转向至最近电池充电站。在该实施例中,UAV的处理器可使得射频收发器向最近电池充电站发送问询,以确定最近电池充电站是否可以接收并向无人飞行器充电。在该实施例中,处理器与射频收发器协作,以接收和处理对问询的回复。之后,响应于指示电池充电站可用的问询,处理器编程出到电池充电站的飞行路径。如果最近的电池充电站不可用,处理器响应于指示电池充电站不可用的问询向次近的电池充电站发送第二次问询。
替代地,处理器可配置为指示射频收发器向主地面控制站传输问询,从而要求可以接收并向无人飞行器充电的最近可用电池充电站的位置坐标。在该范例中,主地面控制站从远程充电站接收状态更新,并且可以向UAV通知附近(即范围内)哪个充电站可用。主地面控制站针对问询发送回复。因此,UAV的处理器与射频收发器协作,以接收和处理对问询的回复。处理器可选地将确认和预估到达时间传输会主地面控制站。因此,主地面控制站在电池充电站保留一定时隙。
一个实施例中,无人飞行器进一步包括Wi-Fi收发器或任意其他等同的短程无线收发器,用于在充电或接近充电站时与电池充电站进行数据交换。Wi-Fi收发器可将传感器数据传输到电池充电站,从而传到主地面控制站,例如,传输图像数据,以使得UAV可以释放更多存储空间。Wi-Fi收发器可接收任务参数数据,例如,定位点、新的目的地等,这些任务参数数据从主地面控制站传到电池充电站,再传输到Wi-Fi收发器。Wi-Fi收发器可接收软件更新,该软件更新从主地面控制站传到电池充电站,再传输到Wi-Fi收发器。其支持软件更新,无需UAV返回基站。
当UAV向充电站移动时,UAV可以由GNSS指引。然而,由于GNSS有限的定位精确性,在一个实施例中,无人飞行器包括短程指引子系统(精确着陆子系统),用于从电池充电站接收一个或多个信标,以使得无人飞行器可精确着陆在电池充电站的感应充电垫。精确着陆子系统可使用红外(IR)或激光技术,以相对于充电垫精确定位,或者替换地可使用相机指引系统。
UAV也可具有机载电池管理器,例如,由处理器执行。电池管理器可配置为,响应于检测到低电池情况,按照预定顺序禁用传感器组件的一个或多个传感器。可选地或附加地,电池管理器可调低飞行性能,例如,减少速度、使非关键计算机系统休眠或执行任意其他节省动力的行动以延长电池续航。
在上述描述中,UAV具有一个或多个处理器,用于执行上述多种功能。在其他实施例中,可能存在专用的为控制器或控制器,用于独立的子系统或功能。
图6为UAV一个示例性实施方式的电子构件的框图。该附图示出UAV机载电动机械系统的仅一个示例性实施例,然而,应当理解,这仅仅是一个此类设置。在图6呈现的实例中,存在用于不同子系统的独立微处理器:用于动力管理子系统的微处理器、用于视频数据收集、存储和传输的主控制器、用于自动驾驶功能(即,UAV的自动飞行)的飞行控制器。如图6中实例所示,UAV可具有位于芯片上的无线动力传输(WPT)内置协议模块、感应充电线圈、带有升降压变换器的动力接收器单元、外部充电器插头以及用于电池平衡充电的充电器模块。感应线圈可能可被伺服设备(“线圈伺服设备”)移动,从而在空气中保持UAV的气动形状。电压变换器可用于逐渐增加或逐渐降低电池提供的电压。如图6进一步示出,飞行控制器可连接到多个传感器,诸如机翼温度传感器、气压计、加速度计、陀螺仪、磁力计、毕托管、指南针或GPS。如图6中实例所示,飞行控制器也向副翼伺服设备以及线圈伺服设备发送信号。动力模块将电压和电流分配到飞行控制和四个马达驱动器(例如,电子速度控制器),并且通过这样,向电动马达(可能为无刷马达)提供动力。如图6中实例进一步所示,主控制器界面通过接口与视频相机、热像仪、外部存储设备(例如,SD卡、固态硬盘)、Wi-Fi收发器以及视频RF链路。
出于解释的目的,以下详细描述包括大量具体实施例、实施方式、实例和细节,从而提供对本发明的透彻理解。然而,显而易见,可以在不使用这些具体细节或不使用等同设置的情况下来实施实施例。在其他实例中,以框图的格式示出了某些已知的结构和设备,以避免不必要地淡化本发明的实施例。这一描述不限于下面给出的说明性的实施方式、附图和技术(包括下面说明和描述的示例性的设计和实施方式),而可以在权利要求及其整个等效范围内进行改进。
应当理解,单一形式“一个”以及“这一”包括复数对象,除非上下文清楚地另有所指。因此,例如,“一个设备”的指代包括对一个或多个此类设备的指示,即至少存在一个设备。术语“包括”、“具有”、“包含”以及“必须具有”或其动词变形应解释为开放性数据(即指“包括但不限于”),除非另有所指。本文所描述的所有方法可以任意适当顺序执行,除非本文另有所指或明确地与上下文所指相反。实例或示例性语言的使用(例如,“诸如”)仅仅是为了更好地示出或描述本发明实施例,而不是为了限制本发明的范围,除非另有要求。
虽然本公开中已经提供了几个实施例,但是应当理解,在不脱离本发明范围的情况下,所公开系统和方法可以以许多其它具体的形式体现。目前的实例应理解为示例性而非限制性,并且本发明不应解释为限制于本文给出的细节。例如,多种元件或构件可以同其他系统组合或集成,并且特定特征可省略或不实施。
此外,在多个实施例中阐述并图解说明为离散的或独立的技术、系统、子系统和方法可与其它系统、模块、技术或方法加以组合或集成,且并不背离本公开的范围。示出或讨论为彼此耦合或通信的其他物件可通过电、机械或其它形式与某个接口、设备或中间构件间接耦合或通信。本领域的技术人员可清楚变化、替换以及改变的其它实例,并且可以不脱离本文所公开的发明概念。
Claims (26)
1.一种无人飞行器,包括:
机身;
连接到所述机身以在向前飞行时生成升力的左和右翼面形机翼;
由所述左机翼支撑的左推力生成设备;
由所述右机翼支撑的右推力生成设备;
竖直稳定器;
安装在所述竖直稳定器的顶部的上推力生成设备;
安装在所述竖直稳定器的底部的下推力生成设备;
机载动力源,用于向所述推力生成设备供电;
其中,所述左、右、上、下推力生成设备的对称对在向前的飞行中提供向前的推力,并且其中,所述左、右、上、下推力生成设备提供竖直推力,从而在所述机身大致竖直时使得所述无人飞行器可以竖直地起飞和着陆,并且进一步使得所述无人飞行器可以在向前飞行和竖直起飞及着陆之间过渡。
2.根据权利要求1所述的无人飞行器,其中,所述左、右、上、下推力生成设备为耦合到对应推进器的电动马达,并且其中所述机载动力源包括用于向所述电动马达提供动力的电池。
3.权利要求1所述的无人飞行器,进一步包括由所述机载动力源提供动力的地面监测传感器组件,所述传感器组件包括从包含静态照相机、视频相机、红外传感器、热成像传感器以及雷达的组合中选出的一个或多个传感器。
4.根据权利要求1所述的无人飞行器,进一步包括配置为从多个飞行性能传感器接收飞行性能数据的机载处理器,用于响应于所述飞行性能数据的接收而执行飞行控制操作,从而使得所述处理器提供对所述无人飞行器的全自动飞行控制。
5.根据权利要求1所述的无人飞行器,进一步包括全球导航卫星系统(GNSS)接收器芯片,用于从绕轨GNSS卫星接收GNSS信号,并且用于响应于所述GNSS信号的接收而确定所述无人飞行器的当前位置。
6.根据权利要求1所述的无人飞行器,进一步包括耦合到处理器的射频(RF)收发器,所述处理器用于将传感器数据从所述地面监测传感器组件传输到主地面控制站。
7.根据权利要求1所述的无人飞行器,进一步包括耦合到处理器的射频收发器,所述处理器用于从主地面控制站接收命令。
8.根据权利要求7所述的无人飞行器,其中,所述命令包括以下的一个或多个:飞往目的地的目的地命令、指定GNSS定位点的航线命令、返回基站(RTB)命令、悬停命令、徘徊命令和传感器激活命令。
9.根据权利要求1所述的无人飞行器,其中,所述处理器计算到最近电池充电站的距离,结合剩余电力估计并比较飞到所述最近电池充电站所要求的电力,之后确定是否继续任务或转向至所述最近电池充电站。
10.根据权利要求9所述的无人飞行器,其中,所述处理器可使得所述射频收发器向所述最近电池充电站发送问询,以确定所述最近电池充电站是否可以接收并向所述无人飞行器充电。
11.根据权利要求10所述的无人飞行器,其中,所述处理器与所述射频收发器写作,以接收并处理针对所述问询的回复,其中所述处理器响应于指示所述电池充电站是否可用的所述问询而编程出到所述电池充电站的飞行路径。
12.根据权利要求10所述的无人飞行器,其中,所述处理器与所述射频收发器写作,以接收并处理针对所述问询的回复,其中所述处理器响应于指示所述电池充电站是否可用的所述问询而向次近的电池充电站传输第二次问询。
13.根据权利要求9所述的无人飞行器,其中,所述处理器使得所述射频收发器向所述主地面控制站传输问询,从而要求可以接收并向所述无人飞行器充电的所述最近可用电池充电站的位置坐标。
14.根据权利要求13所述的无人飞行器,其中所述处理器与所述射频收发器写作,从而接收和处理针对所述问询的回复,其中所述处理器向所述主地面控制站传输确认以及预定到达时间,用于转发到所述电池充电站。
15.根据权利要求1所述的无人飞行器,其中,仅所述左和右推力生成设备生成用于向前飞行的推力,并且其中,所述左、右、上、下推力生成设备生成用于起飞、着陆和悬停的推力。
16.根据权利要求1所述的无人飞行器,其中,所述上和下推力生成设备可折叠。
17.根据权利要求1所述的无人飞行器,进一步包括用于与电池充电站交换数据的Wi-Fi收发器。
18.根据权利要求17所述的无人飞行器,其中所述Wi-Fi收发器将传感器数据传输到所述电池充电站,用于转发到所述主地面控制站。
19.根据权利要求17所述的无人飞行器,其中所述Wi-Fi收发器从所述电池充电站接收任务参数数据,所述任务参数数据是所述电池充电站从所述主地面控制站转发的。
20.根据权利要求17所述的无人飞行器,其中所述Wi-Fi收发器从所述电池充电站接收软件更新,所述软件更新是所述电池充电站从所述主地面控制站转发的。
21.根据权利要求1所述的无人飞行器,进一步包括短程指引子系统,用于从所述电池充电站接收一个或多个信标,以使得所述无人飞行器可精确着陆在所述电池充电站的感应充电垫。
22.根据权利要求1所述的无人飞行器,进一步包括空气到空气RF通信链路,从而支持从和到其他无人飞行器的数据传输。
23.根据权利要求2所述的无人飞行器,其中,所述处理器配置为,响应于检测到低电池情况,按照预定顺序禁用所述传感器组件的一个或多个传感器。
24.根据权利要求1所述的无人飞行器,其中,所述处理器执行机器视觉算法,从而响应于预定物体之一的识别而在捕捉到的图像中自动识别所述预定物体。
25.根据权利要求1所述的无人飞行器,进一步包括机外温度和大气压传感器。
26.根据权利要求2所述的无人飞行器,其中所述机身和机翼包括光伏电池,用于将太阳能装换为电能进而向所述电池充电。
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