CN107615822B

CN107615822B - 向无人飞行器提供通信覆盖范围的方法、设备和系统

Info

Publication number: CN107615822B
Application number: CN201580078049.1A
Authority: CN
Inventors: 龚明; 范伟
Original assignee: SZ DJI Technology Co Ltd
Current assignee: SZ DJI Technology Co Ltd
Priority date: 2015-04-10
Filing date: 2015-04-10
Publication date: 2021-05-28
Anticipated expiration: 2035-04-10
Also published as: US10038492B2; EP3192308A4; US11394457B2; US20180323862A1; CN107615822A; US20210273718A1; US20200366364A1; WO2016161637A1; US10938471B2; EP3192308A1; US20170012697A1; US10601496B2

Abstract

本发明提供了向无人飞行器提供通信覆盖范围的系统和方法。可以收集UAV的规划飞行路径，并且可以确定沿所述UAV的所述规划飞行的通信信号分布，诸如蜂窝信号分布。在具有较低通信信号或没有所述通信信号的位置处，可以提供中继器以改善所述通信信号的质量。所述中继器可以是地面装置或飞行器。可以在所述UAV的整个飞行路径上在所述UAV与用户终端之间提供稳定且连续的通信，并且可以扩大蜂窝信号的覆盖范围。

Description

向无人飞行器提供通信覆盖范围的方法、设备和系统

背景技术

已开发出诸如无人飞行器(UAV)等飞行器用于包括监视、搜救工作、勘探以及其他领域等广泛的应用。这样的UAV可以携带机载相机以捕捉静态图像和视频图像。

可以期望UAV在飞行期间具有对用户终端或网络的连续访问。用户终端可以是遥控器或地面终端。然而，UAV与用户终端之间的常规专用链路可能无法保证在整个飞行期间的稳定且连续的通信。

发明内容

提供了用于通过基于UAV的飞行计划安置中继器来向该UAV提供通信覆盖范围的系统和方法。在传统的UAV通信系统中，可以在该UAV与诸如遥控器或地面站等用户终端之间建立专用链路。然而，由于采用了未经许可的频带的事实，通过这种专用链路进行的通信的质量和安全可能无法得到保证。而且，传统的UAV通信系统可能无法从诸如4G(即，第四代移动通信技术)等蜂窝通信的快速发展中受益，因为蜂窝信号的强度在空中某一高度以上可能快速衰减，导致UAV与用户终端之间通过蜂窝网络进行的通信不稳定。因此，需要在UAV的整个飞行路径上在该UAV与用户终端之间提供稳定且连续的通信。

这些系统和方法可以收集UAV的规划飞行路径，并且确定沿该UAV的规划飞行的通信信号分布，诸如蜂窝信号分布。在具有较低蜂窝信号或没有蜂窝信号的位置处，可以提供中继器，以改善该蜂窝信号的质量。在一些实施方式中，该中继器可以包括：第一通信单元，诸如Wi-Fi单元，其能够与该UAV直接通信；以及第二通信单元，诸如蜂窝单元，其能够通过通信网络进行通信。如果该UAV配备有蜂窝单元，则在具有良好蜂窝信号的位置处，该UAV可以使用蜂窝信号与通信网络直接通信。在具有较差蜂窝信号或没有蜂窝信号的位置处，该UAV可以通过Wi-Fi与该中继器相通信，并且继而该中继器可以使用蜂窝信号将来自该UAV的通信转发至该通信网络。另一方面，如果该UAV未配备有蜂窝单元，则该UAV可以通过Wi-Fi与该中继器相通信，并且继而该中继器可以使用蜂窝信号将来自该UAV的通信转发至该通信网络。在一些实施方式中，这些中继器可以是静止中继器。备选地，这些中继器可以是可移动中继器，诸如具有Wi-Fi单元和蜂窝单元的其他UAV。利用本发明的系统和方法，可以在UAV的整个飞行路径上在该UAV与用户终端之间提供稳定且连续的通信，并且可以扩大蜂窝信号的覆盖范围。

来自UAV的通信可通过以下方式来中继：在中继器的诸如Wi-Fi单元的第一通信单元处接收直接来自该UAV的无线信号，并且继而经由该中继器的诸如蜂窝单元的第二通信单元将所接收的无线信号传输至通信网络。在一些实施方式中，该无线信号可以包含数字文件，诸如由该UAV捕捉到的多媒体信息。无论蜂窝信号的分布如何，在UAV的整个飞行路径上都可以以快速且稳定的方式从UAV接收无线信号数据并通过该通信网络传输该无线信号数据。

来自通信网络的通信可通过以下方式来中继：在中继器的诸如蜂窝单元的第二通信单元处接收来自公共网络的通信信号，并且继而经由该中继器的诸如Wi-Fi单元的第一通信单元将所接收的通信信号传输至该UAV。在一些实施方式中，该通信信号可以包含由用户通过遥控器输入的该UAV的操作命令。利用本发明的系统和方法，无论蜂窝信号的分布如何，在UAV的整个飞行路径上都能够以快速且稳定的方式通过该通信网络从遥控器接收通信信号并将其传输至该UAV。

本发明的一方面可以包括一种向无人飞行器(UAV)提供通信覆盖范围的方法，所述方法包括：收集该UAV的规划飞行路径；确定沿该UAV的该规划飞行路径的通信信号分布；以及基于该通信信号分布确定用于提供一个或多个中继器的一个或多个位置，以改善沿该UAV的该规划飞行路径的通信信号分布。

本发明的方面还可以包括一种用于向无人飞行器(UAV)提供通信覆盖范围的设备，所述设备包括：一个或多个处理器，其单独地或共同地被配置用于：收集该UAV的规划飞行路径；确定沿该UAV的该规划飞行路径的通信信号分布；并且基于该通信信号分布生成用于在一个或多个位置处提供一个或多个中继器的信号，以改善沿该UAV的该规划飞行路径的通信信号分布。在一些实施方式中，该设备可以是飞行器，诸如另一UAV。

本发明的方面还可以包括一种用于向无人飞行器(UAV)提供通信覆盖范围的系统，所述系统包括：飞行器，其被配置用于沿该UAV的规划飞行路径收集通信信号分布；以及装置，其被配置用于基于该通信信号分布确定用于提供一个或多个中继装置的一个或多个位置，以改善沿该UAV的该规划飞行路径的通信信号分布。

在一些实施方式中，确定沿该规划飞行路径的该通信信号分布包括检测通信信号的质量降至低于阈值的一个或多个区域。该阈值可以针对该一个或多个区域而变化。备选地，确定该通信信号分布可以包括使另一飞行器沿该规划飞行路径飞行以收集该通信信号分布。备选地，确定该通信信号分布可以包括合并来自其他UAV的过去经验数据集合(datacollective)。备选地，确定该通信信号分布可以包括合并来自通信服务提供商的过去经验数据集合或接收通信服务提供商的预设设置。备选地，确定该通信信号分布包括基于来自通信服务提供商的实时通知确定该通信信号分布。可选地，确定该通信信号分布可以包括检测沿该UAV的该规划飞行路径的电信网络信号的质量。

在一些实施方式中，确定用于提供一个或多个中继器的一个或多个位置可以包括确定通信信号的质量超过阈值的一个或多个位置。

在一些实施方式中，该一个或多个中继器中的每一个包括(1)第一通信单元，其能够与该UAV直接通信；以及(2)第二通信单元，其能够通过电信网络进行通信。在一些情况下，多个中继器可以经由第二通信单元与彼此通信。在一些情况下，该UAV与该多个中继器之间的通信可以在该多个中继器之间转换。

在一些实施方式中，该第一通信单元是专用于该UAV与该中继装置之间通信的无线收发器。在一些情况下，该无线收发器可以是Wi-Fi收发器。可选地，该无线收发器可以是私人无线收发器。可选地，该无线收发器可以是射频收发器。在一些情况下，该无线收发器可以与遥控器直接通信，该遥控器包括能够与该无线收发器直接通信的通信单元。

在一些实施方式中，该第一通信单元可能能够直接从该UAV接收信号。在一些情况下，该信号可以包含与由该UAV捕捉到的多媒体文件有关的信息。可选地，该信号可以包含由位于该UAV上的一个或多个传感器收集的传感器数据。备选地，第一通信单元可能能够直接向该UAV传输信号。在一些情况下，该信号包含影响该UAV的操作的一个或多个命令。例如，该一个或多个命令可以影响该UAV的飞行或该UAV的负载的操作。该一个或多个命令可以来源于被配置用于接受用户输入的遥控器。

在一些实施方式中，该第二通信单元可以是蜂窝通信单元。在一些情况下，该蜂窝通信单元可被配置用于通过该电信网络与遥控器相通信。可选地，该蜂窝通信单元可被配置用于接收实现该UAV的操作的一个或多个命令。可选地，该蜂窝通信单元可被配置用于接收实现该UAV的操作的一个或多个命令。可选地，该蜂窝通信单元可被配置用于传输与由该UAV捕捉到的多媒体文件有关的信息。可选地，该蜂窝通信单元可被配置用于传输由位于该UAV上的一个或多个传感器收集的传感器数据。

在一些实施方式中，向UAV提供通信覆盖范围的方法还可以包括修改该UAV的该规划飞行路径。在一些情况下，该方法还可以包括：基于对该UAV的该规划飞行路径的修改来修改用于提供该一个或多个中继器的该一个或多个位置。

在一些实施方式中，该一个或多个中继器可以是静止的。备选地，该一个或多个中继器可以是移动的。在一些情况下，该一个或多个中继器是其他UAV。在一些情况下，可以在所具有的通信信号的质量超过阈值的位置处提供该一个或多个中继器。该阈值可以针对不同位置而变化。在一些情况下，沿该规划路径的该通信信号分布可以包括对于UAV来说电信不良的一个或多个区域。可以在该一个或多个中继器的信号覆盖范围覆盖对于该UAV来说电信不良的该一个或多个区域的位置处提供该一个或多个中继器。

在一些实施方式中，该通信信号分布可以是蜂窝信号分布。在一些实施方式中，该通信信号分布可以是在三维空域内。例如，该通信信号分布可以在该UAV的该飞行路径的某一高度处。在一些实施方式中，该一个或多个中继器可以对该UAV的标识进行认证。

在一些实施方式中，该UAV可以包括第三通信单元，该第三通信单元能够与该中继器的该第一通信单元直接通信。在一些情况下，该UAV可以包括第四通信单元，该第四通信单元能够与该电信网络相通信。例如，当该UAV不能够通过该电信网络进行通信时，可以在该一个或多个中继器能够经由该第一通信单元从该UAV接收信号并且经由该第二通信单元传输信号的位置处提供该一个或多个中继器。例如，当该UAV不能够通过该电信网络进行通信时，可以在该一个或多个中继器能够经由该第一通信单元向该UAV发送信号并且经由该第二通信单元接收信号的位置处提供该一个或多个中继器。在一些情况下，该第四通信单元可以是蜂窝通信单元。在一些情况下，该第三通信单元可以与遥控器直接通信，该遥控器包括能够与该UAV的该第三通信单元直接通信的第五通信单元。

本发明的方面还可以包括一种向无人飞行器(UAV)提供通信覆盖范围的方法，所述方法包括：当该UAV处于飞行中时收集该UAV的位置；确定该UAV附近的通信信号分布；以及当该UAV处于飞行中时，的该通信信号分布确定用于提供一个或多个移动中继器的一个或多个位置，以改善沿该UAV的飞行路径的通信信号分布。

本发明的方面还可以包括一种用于向无人飞行器(UAV)提供通信覆盖范围的设备，所述设备包括：一个或多个处理器，其单独地或共同地被配置用于：当该UAV处于飞行中时收集该UAV的位置；确定该UAV附近的通信信号分布；并且当该UAV处于飞行中时，基于该通信信号分布生成在一个或多个位置处提供一个或多个移动中继器的信号，以改善沿该UAV的飞行路径的通信信号分布。在一些实施方式中，该设备可以是飞行器，诸如另一UAV。

在一些实施方式中，该一个或多个移动中继器中的每一个可以包括(1)第一通信单元，其能够与该UAV直接通信；以及(2)第二通信单元，其能够通过电信网络进行通信。

在一些实施方式中，该第一通信单元可以是专用于该UAV与该中继装置之间通信的无线收发器。在一些情况下，该无线收发器可以是Wi-Fi收发器。可选地，该无线收发器可以是私人收发器。可选地，该无线收发器可以是射频收发器。在一些实施方式中，该第二通信单元是蜂窝通信单元。

在一些实施方式中，该第一通信单元可能能够直接从该UAV接收信号。在一些情况下，该信号可以包含与由该UAV捕捉到的多媒体文件有关的信息。可选地，该信号可以包含由位于该UAV上的一个或多个传感器收集的传感器数据。在一些实施方式中，该第一通信单元可能能够直接向该UAV传输信号。在一些情况下，该信号可以包含实现该UAV的操作的一个或多个命令。例如，该一个或多个命令可以影响该UAV的飞行和/或该UAV的负载的操作。

在一些实施方式中，该一个或多个移动中继器可以是其他UAV。在一些实施方式中，该UAV的该飞行路径可以是规划飞行路径或随机飞行路径。

在一些实施方式中，当该UAV处于飞行中时，该一个或多个移动中继器的一个或多个位置可以随时间而改变。在一些情况下，当该UAV处于飞行中时，该一个或多个移动中继器可以停留在该UAV附近。在一些情况下，该一个或多个移动中继器的该一个或多个位置可以允许该移动中继器中的每一个具有超过阈值的通信信号的质量。在一些情况下，该一个或多个移动中继器的该一个或多个位置可以允许该移动中继器中的每一个具有低于阈值的地面通信负荷。

在一些实施方式中，确定该UAV附近的通信信号分布可以包括检测该UAV附近的电信网络信号的质量。备选地，确定该UAV附近的通信信号分布可以包括合并来自其他UAV的过去经验数据集合。备选地，确定该UAV附近的通信信号分布可以包括合并来自通信服务提供商的过去经验数据集合或接收通信服务提供商的预设设置。可选地，确定该UAV附近的通信信号分布可以包括基于来自通信服务提供商的实时通知确定该通信信号分布。

在一些实施方式中，向UAV提供通信覆盖范围的方法还可以包括基于该通信信号分布确定该UAV是否能够通过该电信网络以预定的质量水平进行通信。在一些情况下，该方法还可以包括：当该UAV能够通过该电信网络以该预定的质量水平进行通信时，允许该UAV在不使用该一个或多个移动中继器的情况下通过该电信网络进行通信。在一些情况下，该方法还可以包括：当该UAV不能够通过该电信网络以该预定的质量水平进行通信时，允许该UAV与该一个或多个移动中继器的该第一通信单元相通信。

在一些实施方式中，向UAV提供通信覆盖范围的方法还可以包括确定该UAV是否能够以预定的质量水平与遥控器直接通信。在一些情况下，该方法还可以包括：当该UAV能够以该预定的质量水平与该遥控器直接通信时，允许该UAV在不使用该一个或多个移动中继器的情况下直接与该遥控器进行通信。在一些情况下，该方法还可以包括：当该UAV不能够以该预定的质量水平与该遥控器直接通信时，允许该UAV与该一个或多个移动中继器的该第一通信单元相通信。

本发明的方面还可以包括一种中继来自无人飞行器(UAV)的通信的方法，所述方法包括：在中继装置的第一通信单元处接收直接来自该UAV的无线信号；以及经由该中继装置的第二通信单元通过电信网络传输电信信号，其中该电信信号传送该无线信号。

本发明的方面还可以包括一种中继来自无人飞行器(UAV)的通信的中继装置，所述中继装置包括：第一通信单元，其被配置用于直接从该UAV接收无线信号，所述无线信号传送数字文件信息；以及第二通信单元，其连接至该第一通信单元并且被配置用于通过公共网络传输电信信号，其中该电信信号传送该数字文件信息。

在一些实施方式中，该电信网络可以是蜂窝网络。在一些实施方式中，该无线信号可以传送多媒体文件。该多媒体文件可以是视频文件或图像文件。备选地，该无线信号可以传送由位于该UAV上的一个或多个传感器收集的传感器数据。

在一些实施方式中，该中继装置可以是静止中继装置。备选地，该中继装置可以是移动中继装置，诸如另一UAV。

在一些实施方式中，该第一通信单元可以是专用于该UAV与该中继装置之间通信的无线收发器。在一些情况下，该无线收发器可以是Wi-Fi收发器、射频收发器或私人无线收发器。在一些实施方式中，该第二通信单元可以是蜂窝通信单元。

在一些实施方式中，遥控器可被配置用于从该电信网络接收该电信信号。在一些情况下，该遥控器可被配置用于接受生成操作命令的用户输入。例如，该遥控器可以是服务器、个人计算机或移动终端。该操作命令可以影响该UAV的飞行或该UAV的负载的操作。

本发明的方面还可以包括一种将通信中继至无人飞行器

(UAV)的方法，所述方法包括：在中继装置的第二通信单元处接收来自电信网络上的电信信号，其中该电信信号传送UAV操作命令；以及经由该中继装置的第一通信单元直接向该UAV传输无线信号，所述无线信号传送该UAV操作命令。

本发明的方面还可以包括一种将通信中继至无人飞行器(UAV)的中继装置，所述中继装置包括：第二通信单元，其被配置用于接收来自电信网络上的电信信号，其中该电信信号传送UAV操作命令；以及第一通信单元，其被配置用于直接向该UAV传送无线信号，所述无线信号传送该UAV操作命令。

在一些实施方式中，该电信网络可以是蜂窝网络。在一些实施方式中，该第一通信单元可以是专用于该UAV与该中继装置之间通信的无线收发器。例如，该无线收发器是Wi-Fi收发器、射频收发器或私人无线收发器。在一些实施方式中，该第二通信单元是蜂窝通信单元。

在一些实施方式中，该中继装置可以是静止中继装置。备选地，该中继装置可以是移动中继装置。例如，该移动中继装置可以是另一无人飞行器。

在一些实施方式中，该UAV操作命令可以影响该UAV的飞行。备选地，该UAV操作命令可以影响由该UAV携带的负载的操作。可选地，该UAV操作命令可以影响由该UAV携带的负载相对于该UAV的定位。

在一些实施方式中，遥控器可被配置用于接收生成该UAV操作命令的用户输入。在一些情况下，该遥控器可以是服务器、个人计算机或移动终端。

应当明白，本发明的不同方面可以单独地、共同地或彼此结合地理解。本文所述的本发明的各个方面可以适用于下文阐述的任何特定应用或用于任何其他类型的可移动物体。本文对飞行器诸如无人飞行器的任何描述均可适用于并用于任何可移动物体，诸如任何载具。此外，本文在空中运动(例如，飞行)的情景下公开的系统、装置和方法也可以适用于其他类型运动的情景下，诸如在地面上或在水上的移动、水下运动或在太空中的运动。

通过考察说明书、权利要求书和附图，本发明的其他目标和特征将会变得显而易见。

援引并入

本说明书中所提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用并入本文，其程度犹如具体地和个别地指出要通过引用并入每一个别出版物、专利或专利申请那样。

附图说明

本发明的新颖特征特别地陈述于所附权利要求书中。参考以下具体实施方式和附图将能更好地理解本发明的特征和优点，在具体实施方式中陈述了利用本发明原理的说明性实施方式，其中附图为：

图1示出了根据本发明一些实施方式的沿UAV的飞行路径定位的中继器的图示。

图2示出了根据本发明一些实施方式的通过安置一个中继器向UAV提供通信覆盖范围的图示。

图3示出了根据本发明一些实施方式的通过安置多于一个中继器向UAV提供通信覆盖范围的图示。

图4示出了根据本发明一些实施方式的为无人飞行器(UAV)安置的地面中继器的图示。

图5是图示了根据本发明实施方式的通过一个或多个地面中继器向无人飞行器(UAV)提供通信覆盖范围的方法的流程图。

图6示出了根据本发明一些实施方式的为无人飞行器(UAV)安置的移动中继器的图示。

图7是图示了根据本发明实施方式的通过一个或多个移动中继器向无人飞行器(UAV)提供通信覆盖范围的方法的流程图。

图8示出了根据本发明一些实施方式的中继来自无人飞行器(UAV)的通信的中继装置的框图。

图9是图示了根据本发明实施方式的中继来自无人飞行器

(UAV)的通信的方法的流程图。

图10示出了根据本发明一些实施方式的将通信中继至无人飞行器(UAV)的中继装置的框图。

图11是图示了根据本发明实施方式的将通信中继至无人飞行器(UAV)的方法的流程图。

图12图示了根据本发明实施方式的UAV的外观。

图13图示了根据本发明实施方式的包括载体和负载的可移动物体。

图14是通过框图来图示的根据本发明实施方式的用于控制可移动物体的系统的示意图。

具体实施方式

本文描述的系统和方法可以在无人飞行器(UAV)可能无法与通信网络诸如蜂窝通信网络直接通信的位置处提供中继器，以保证该UAV与该通信网络之间沿该UAV的整个飞行路径的通信。一种向UAV提供通信覆盖范围的方法可以包括：收集与UAV的规划飞行路径有关的信息，并且基于沿该飞行路径的公共通信信号分布而确定用于提供一个或多个中继器的一个或多个位置。在一些实施方式中，该中继器可以包括：第一通信单元，诸如Wi-Fi单元，其能够与该UAV直接通信；以及第二通信单元，诸如蜂窝单元，其能够通过通信网络进行通信。在公共通信信号的质量令人满意的位置处，UAV可以与通信网络直接通信。在具有较弱公共通信信号或没有公共通信信号的位置处，UAV可以通过Wi-Fi与中继器相通信，继而该中继器可以通过蜂窝将来自UAV的通信发送至通信网络。这可以允许UAV沿整个飞行路径与通信网络具有连续且无缝的通信。在一些实施方式中，这些中继器可以是静止中继器。备选地，这些中继器可以是可移动中继器，诸如具有位于其上的Wi-Fi单元和蜂窝单元的其他UAV。

本文描述的系统和方法还可以从UAV接收数据并向公共通信网络传输所接收的数据，或者从公共通信网络接收数据并向UAV传输所接收的数据。UAV与中继装置之间的通信可以通过第一通信链路诸如Wi-Fi链路输送上，而中继装置与公共通信网络之间的通信可以通过第二通信链路诸如蜂窝链路输送。该第一通信和该第二通信可以是不同类型的通信。无论通信信号的分布(诸如在飞行路径上的蜂窝通信信号的质量)如何，在UAV的整个飞行路径上，都可以以快速且稳定的方式从UAV接收无线信号数据数据并通过通信网络传输该无线信号数据，并且可以通过通信网络从遥控器接收通信信号并向UAV传输该通信信号。

图1示出了根据本发明一些实施方式的沿UAV的飞行路径定位的中继器的图示。在一些实施方式中，UAV 120可以具有规划的或固定的飞行路径，诸如如图1中所示的从点A开始到点B的固定飞行路径。可以在UAV起飞之前计划该UAV的规划飞行路径。在一些情况下，可以计划UAV的规划飞行路径以用于完成特定任务，诸如检查输电线、包裹递送、摄影、空中监视或巡逻国家边界。例如，可以向管理部门或商业实体预登记UAV的规划飞行路径。用户可以向在线管理系统上传UAV的规划飞行路径，包括与飞行的规划路径、飞行的规划时间窗、飞行的规划任务、飞行的规划高度、UAV的标识、UAV的型号和/或用户的标识有关的信息。用户可以在UAV起飞之前取消规划飞行或者在UAV的飞行之前或期间修改规划飞行的细节。在一些情况下，可以通过考虑通信信号覆盖范围、遥控器信号覆盖范围、空中交通管制、免费/商用空中路径的使用、空中路径的拥塞以及/或者沿空中路径的地形条件来计划UAV的飞行路径。备选地，UAV的飞行路径可以是随机飞行路径。例如，UAV可以由用户以实时的方式通过遥控器手动控制。在一些情况下，随机飞行路径可以不进行预登记但是可以遵循一组管理规则。

在一些实施方式中，UAV可以自主地或半自主地沿规划路径飞行。例如，UAV可以在飞行期间通过使用实时GPS(全球定位系统)信号信息来遵循规划飞行路径。备选地，UAV可以被手动控制以遵循规划飞行路径或随机地飞行。在一些情况下，UAV的飞行路径可以呈连接起点与终点的直线或曲线的形式。可选地，UAV的飞行路径可以呈随机形状的形式，诸如由多条直线和曲线构成的不规则形状。例如，UAV的飞行路径可以不是连接起点与终点的直线，而是沿飞行路径具有多个转向点。

在一些实施方式中，UAV可以沿整个飞行路径与用户终端相通信。用户终端可以包括遥控器、控制中心、显示装置、地面站、通信基站、通信中继装置和/或收发器。在一些实施方式中，用户终端可以连接至通信网络，诸如蜂窝网络。备选地，用户终端可以与UAV直接通信。在一些情况下，UAV可以与用户终端相通信以向该用户终端传输由位于该UAV上的传感器收集的数据。例如，UAV可以向地面上的监测装置或地面上的存储装置传输由机载相机捕捉到的图像或视频。又例如，UAV可以向地面上的监测装置传输由机载GPS(全球定位系统)模块测量的GPS信息，以使得用户可以监测和跟踪该UAV的飞行。可选地，UAV可以接收从用户终端传输的数据。例如，可以从遥控器向UAV传输操作命令以影响该UAV的操作，诸如该UAV的飞行或该UAV的负载的操作。在一些情况下，UAV的飞行可以包括但不限于UAV的速度、UAV的平移加速度和/或角加速度、UAV的高度、UAV的起飞以及/或者UAV的降落。在一些情况下，负载的操作可以包括但不限于改变负载相对于UAV的位置、相机的推近和/或拉远以及/或者传感器的通电/断电。

在一些实施方式中，UAV可以沿整个飞行路径与通信网络相通信。该通信网络可以是蜂窝网络、WLAN(无线局域网)或因特网。在一些情况下，如果用户终端也连接至通信网络，则UAV可以与通信网络相通信以向该用户终端传输由位于该UAV上的传感器收集的数据，例如，UAV位置、UAV高度、电池组的电量水平。例如，UAV可以向通信网络上的远程服务器或装置传输由机载相机捕捉到的图像或视频。可选地，UAV可以接收从通信网络上的远程服务器或装置传输的数据。例如，可以从远程装置向UAV传输操作命令以影响该UAV的飞行或该UAV的负载的操作。

在一些实施方式中，UAV与用户终端之间的通信可以由任何合适的通信手段输送，通信手段诸如有线通信或无线通信、直接通信或间接通信。例如，UAV可以利用局域网(LAN)、广域网(WAN)、红外线、无线电、Wi-Fi、点对点(P2P)网络、通信网络、云通信等之中的一种或多种来与用户终端相通信。可选地，可以使用中继站，诸如塔、卫星或移动站。无线通信可以是依赖于距离的或独立于距离的。在一些实施方式中，通信可能需要或可能不需要视线。

在一些实施方式中，UAV与用户终端之间的通信可以通过专用链路进行。在一些情况下，该专用链路可以是无线链路，诸如Wi-Fi链路、RF(射频)链路、蓝牙链路、ZigBee链路、私人无线链路、P2P网络或WLAN(无线局域网)链路。例如，私人无线链路可以是在实体、公司或机构内部开发和使用的链路。可选地，该专用链路可以是有线链路，诸如双绞铜线链路或光纤链路。例如，UAV可以经由所建立的Wi-Fi链路向地面站传输数据或从地面站接收数据。又例如，UAV可以经由在UAV上的ZigBee模块与遥控器上的另一ZigBee模块之间建立的ZigBee链路而从遥控器接收操作命令。

备选地，如果UAV和用户终端都配备有蜂窝模块，则该UAV与该用户终端之间的通信可以经由蜂窝网络通过蜂窝链路输送。例如，UAV可以经由机载蜂窝通信模块向地面监测装置传输捕捉到的图像数据或所收集的传感器数据。在这种情况下，捕捉到的图像数据或所收集的传感器数据可以首先传输至UAV位于其中的小区的基站，继而传达至地面监测装置位于其中的小区的基站，并且发送至也配备有蜂窝通信模块的该地面监测装置。

在一些实施方式中，通信信号诸如蜂窝信号可以是沿UAV 120的整个飞行路径可用的。例如，沿该整个飞行路径，蜂窝通信网络的信号质量可以高于预定的阈值并且UAV可以经由机载蜂窝通信单元与蜂窝通信网络直接通信。在这种情况下，UAV可以沿整个飞行路径与通信网络诸如蜂窝通信网络直接通信，并且向连接至该通信网络的用户终端发送数据/从该用户终端接收数据。例如，UAV可以沿整个飞行路径通过蜂窝通信网络向远程服务器或装置传输由位于该UAV上的传感器收集的数据，并且通过蜂窝通信网络从远程服务器或装置接收操作命令。在一些实施方式中，该阈值可以是沿UAV的整个飞行路径固定的值。备选地，该阈值可以根据具体通信条件进行手动改变或自动改变，该通信条件诸如气象效应、地形条件、UAV的高度、蜂窝通信的拥塞。

备选地，通信信号诸如蜂窝信号可能并不是沿UAV 120的整个飞行路径一直可用的。例如，在沿飞行路径的一个或多个位置处，蜂窝通信网络的信号质量可能降至低于预定的阈值并且UAV可能无法与蜂窝通信网络直接通信。在这种情况下，为了维持与通信网络的连续通信，可以安置一个或多个辅助通信装置以在UAV无法与通信网络直接通信的位置处提供UAV与通信网络之间的通信。在一些实施方式中，辅助通信装置可以是具有经由通信链路从UAV接收数据和向该UAV传输数据的能力以及与通信网络相通信的能力的装置。在UAV无法与通信网络直接通信的位置处，可以经由一个或多个辅助通信装置在该UAV与该通信网络之间建立双向通信。

备选地，通信信号诸如蜂窝信号可能是沿UAV 120的整个飞行路径不可用的。例如，沿UAV的整个飞行路径的蜂窝通信网络的信号质量可能降至低于预定阈值。在这种情况下，可以沿UAV的飞行路径安置一个或多个辅助通信装置以提供UAV与通信网络之间的通信。在一些情况下，辅助通信装置可以通过有线网络彼此连接。沿整个飞行路径，可以经由一个或多个辅助通信装置在UAV与通信网络之间建立双向通信。

在一些实施方式中，辅助通信装置可以是地面通信装置，诸如中继器、收发器或蜂窝通信系统的基站。中继器可以是可在UAV与中继器本身之间提供通信链路并且可与通信网络直接通信的装置。在一些情况下，地面通信装置可以是静止的。例如，地面通信装置可以安装在固定位置处。可选地，地面通信装置可以是可移动的。例如，地面通信装置可以携带在可移动物体诸如载具上。备选地，辅助通信装置可以是空中通信装置。在一些情况下，空中通信装置可以是携带能够与该UAV直接通信的通信单元的飞行器，诸如无人飞行器

(UAV)。可选地，空中通信装置可以是由气球携带的通信装置。在一些情况下，空中通信装置可以在空中相对静止。例如，空中通信装置可以在空中的某一位置处停留或悬停。可选地，空中通信装置可以是可在空中移动的。例如，空中通信装置可以飞行，以沿UAV的整个或部分飞行路径而跟随该UAV。

如图1所图示，两个辅助通信装置诸如中继器140、142可以被安置用于在UAV无法与通信网络直接通信的位置处使得UAV能够与通信网络通信。中继器140和142可以各自分别具有覆盖范围160和162。在一些实施方式中，中继器140、142可以各自安置在所具有的公共通信信号的质量超过阈值的位置处。例如，这些中继器可以各自安置在蜂窝通信信号强的位置处，以使得这些中继器可以与蜂窝通信系统相通信。中继器的通信信号可以覆盖其中通信信号对于UAV不可用的区域的全部或一部分，并且中继从UAV到通信网络的通信和从通信网络到UAV的通信。例如，正在不能直接访问蜂窝通信系统的区域处飞行的UAV可以经由专用通信链路诸如Wi-Fi链路与中继器相通信，并且中继器可以将通信从UAV发送至蜂窝通信系统。这可以在UAV无法与蜂窝通信网络直接通信的位置处允许UAV经由中继器与蜂窝通信网络进行通信。

图2示出了根据本发明一些实施方式的通过安置一个中继器向UAV提供通信覆盖范围的图示。例如，UAV 220可以沿从点A经由点B到点C的飞行路径飞行。在位于第一公共通信覆盖范围280和第二公共通信覆盖范围282内的区域处，除了位于第一公共通信覆盖范围与第二公共通信覆盖范围之间的区域之外，飞行路径可以被公共通信信号覆盖。在一些实施方式中，公共通信信号可以是电信信号，诸如蜂窝信号。

在一些实施方式中，中继器240可以被安置用于在位于第一公共通信覆盖范围280与第二公共通信覆盖范围282之间的、其中没有令人满意的通信信号可供用于UAV的区域处提供通信。中继器240可以具有信号覆盖范围260，该信号覆盖范围260可以覆盖位于第一公共通信范围与第二公共通信覆盖范围之间的、其中公共通信信号的质量降至低于阈值的区域。在一些实施方式中，中继器可以安置在所具有的通信信号的质量超过阈值的位置处。例如，中继器240本身可以安置在蜂窝信号强的第一公共通信覆盖范围280内，以使得该中继器可以与蜂窝通信网络相通信。这里，可以在三维空域内测量公共通信信号的质量。在一些情况下，可以在UAV正在沿飞行路径飞行的高度处测量或估计公共通信信号的质量。

在一些实施方式中，当UAV正在公共通信信号的质量超过阈值的第一公共通信覆盖范围和第二公共通信覆盖范围内飞行时，该UAV可以与通信网络诸如蜂窝通信网络直接通信。当UAV正在位于任何公共通信覆盖范围之外的、其中公共通信信号的质量降至低于阈值的区域内飞行时，该UAV可以与中继器直接通信，并且该中继器可以将UAV通信中继至通信网络。通过安置所具有的信号覆盖范围覆盖了公共通信信号的质量降至低于阈值的区域的中继器，即使在UAV无法与公共通信系统直接通信的位置处，也可以沿UAV的整个飞行路径维持连续且无缝的公共通信。

备选地，UAV可能无法在其上携带可与通信网络诸如蜂窝通信网络相通信的通信单元。在这种情况下，UAV沿整个飞行路径仅可与一个或多个中继器相通信，该中继器沿该UAV的飞行路径设置。

图3示出了根据本发明一些实施方式的通过安置多于一个的中继器向UAV提供通信覆盖范围的图示。例如，UAV 320可以沿从点A经由点B到点C的飞行路径飞行。在位于第一公共通信覆盖范围380和第二公共通信覆盖范围382内的区域处，除了位于第一公共通信覆盖范围与第二公共通信覆盖范围之间的区域之外，飞行路径可以被公共通信信号覆盖。

在一些实施方式中，多于一个中继器可以被安置用于覆盖通信信号的质量降至低于阈值的区域。要安置的中继器的数目可以至少基于以下各项来确定：中继器的覆盖范围、中继器在公共通信覆盖范围内的安置位置以及公共通信信号的质量降至低于阈值的区域的大小。在一些情况下，可以安置两个中继器以在公共通信信号的质量降至低于阈值的位置处向UAV提供通信。这两个中继器本身可以分别安置在两个公共通信覆盖范围内，并且可以通过通信网络彼此通信。例如，提供多个蜂窝通信覆盖范围的多个蜂窝基站可以经由主干蜂窝网络彼此通信。可选地，可以安置三个或更多个中继器以在公共通信信号的质量降至低于阈值的位置处向UAV提供通信。这三个或更多个中继器本身可以分别位于三个或更多个公共通信覆盖范围内，并且可以通过通信网络彼此通信。因此，在UAV无法与公共通信系统直接通信的位置处，UAV可以经由彼此通信的中继器与公共通信系统相通信。

例如，如图3中所示，在第一公共通信覆盖范围380、第二公共通信覆盖范围382和第三公共通信覆盖范围384之外的、其中蜂窝通信信号的质量降至低于阈值的区域处，UAV320可能无法与蜂窝通信网络直接通信。具有第一信号覆盖范围360的第一中继器340和具有第二信号覆盖范围362的第二中继器342可以被安置用于在通信信号的质量降至低于阈值的区域中向UAV提供通信。第一中继器340可以安置在第一公共通信覆盖范围380内的蜂窝通信信号的质量高于阈值的地方，而第二中继器可以安置在第二公共通信覆盖范围382内的蜂窝通信信号的质量高于阈值的地方。

在一些情况下，如果在第一公共通信覆盖范围与第二公共通信覆盖范围之间的、蜂窝通信信号的质量降至低于阈值的区域可能未被第一中继器和第二中继器的第一信号覆盖范围和第二信号覆盖范围完全覆盖，则可以安置具有第三信号覆盖范围364的第三中继器344以在未被第一信号覆盖范围和第二信号覆盖范围覆盖的区域处向UAV提供通信。第三中继器可以安置在第三公共通信覆盖范围384内的通信信号的质量高于阈值的地方。如果UAV无法与通信网络直接通信的区域未被第一中继器、第二中继器和第三中继器的第一信号覆盖范围、第二信号覆盖范围和第三信号覆盖范围完全覆盖，则可以安置更多中继器。这里，可以在三维空域内测量通信信号的质量。在一些情况下，可以在UAV正在沿飞行路径飞行的高度处测量或估计公共通信信号的质量。

在一些实施方式中，多个中继器可以通过通信网络彼此通信。例如，提供多个蜂窝通信覆盖范围的多个蜂窝基站可以经由主干通信网络彼此通信。这可以允许多个中继器通过蜂窝通信网络彼此通信，即使多个蜂窝通信覆盖范围彼此隔开也是如此，如图3中所示。备选地，多个中继器可以通过有线网络而彼此连接和通信。多个中继器之间的互相通信可以保证UAV与通信网络诸如蜂窝通信网络之间的连续且无缝的通信。

在一些实施方式中，UAV与多个中继器之间的通信可以在多个中继器之间转换。相邻中继器之间的转换或切换可以通过各种方案来实现。在一些实施方式中，相邻中继器之间的切换可以是硬切换。例如，硬切换可以是其中释放源中继器覆盖范围中的通道并且继而仅接入目标中继器覆盖范围中的通道的切换。备选地，相邻中继器之间可以是软切换。例如，软切换可以是其中源中继器覆盖范围中的通道得以保持并且与目标中继器覆盖范围中的通道并行使用一段时间的切换。

在一些实施方式中，电信运营商可以与UAV相协调以提高UAV的数据上传/下载的效率并达到电信网络的流量负荷的平衡。例如，UAV位于其内的蜂窝小区可能承载大的通信流量并且因此可能无法支持向/从UAV上传/下载数据。在这种情况下，UAV可以与设置在承载较少通信流量的相邻蜂窝小区的信号覆盖范围内的中继器相通信，并且通过该中继器与相邻蜂窝小区相通信。在一些情况下，UAV可以基于来自电信运营商的命令或实时通知而转换至设置在相邻蜂窝小区的信号覆盖范围内的中继器。可选地，UAV可以基于由UAV测量的通信条件而转换至设置在相邻蜂窝小区的信号覆盖范围内的中继器。例如，如果UAV无法从该UAV位于其内的蜂窝小区接收所请求的带宽，则该UAV可以转换至设置在相邻蜂窝小区的信号覆盖范围内的中继器。

在一些实施方式中，当UAV正在公共通信信号的质量超过阈值的区域内飞行时，该UAV可以与通信网络诸如蜂窝通信网络直接通信。当UAV正在任何公共通信之外的区域内飞行时，该UAV可以与多个中继器中之一直接通信，并且该中继器可以将UAV通信发送至通信网络。通过安置所具有的信号覆盖范围集体地覆盖了公共通信信号的质量降至低于阈值的区域的多个中继器，即使在UAV无法与公共通信系统直接通信的位置处，也可以在UAV与公共通信网络之间维持连续且无缝的公共通信。

图4示出了根据本发明一些实施方式的为无人飞行器(UAV)安置的地面中继器的图示。UAV 420可以具有可允许该UAV在空中四处移动的一个或多个动力单元422。UAV可以是旋翼飞机。在一些情况下，UAV可以是可包括多个旋翼的多旋翼飞机。多个旋翼可能能够旋转来为UAV生成升力，使得该UAV能够在空中自由地四处移动(例如，具有多达三个平移自由度和/或多达三个旋转自由度)。在一些实施方式中，UAV可以在其上携带图像传感器424诸如相机、专用通信单元426和公共通信单元428。该专用通信单元可以经由专用链路诸如Wi-Fi链路与一个或多个中继器440直接通信。公共通信单元428可以在公共通信信号的质量超过阈值的位置处与通信网络460直接通信。在一些实施方式中，公共通信单元428可以是蜂窝通信单元。

在一些实施方式中，中继器440本身可以设置在所具有的公共通信信号的质量超过阈值的位置处，以使得该中继器可以与通信网络460相通信。在一些情况下，中继器可以是可与公共通信网络相通信并且还可提供通信信号覆盖范围的装置。例如，中继器可以与通信网络诸如蜂窝通信网络相通信，并且同时，该中继器可以提供信号覆盖范围以使得其他装置可以通过与该中继器相通信而与蜂窝通信网络相通信。在一些实施方式中，中继器440可以包括：第一通信单元442，其能够与UAV的专用通信单元直接通信；以及第二通信单元444，其连接至第一通信单元并能够通过通信网络460或有线通信网络进行通信。

在一些实施方式中，中继器440的第一通信单元442可以是专用于UAV与中继装置之间通信的无线收发器。例如，中继器440的第一通信单元442可以与UAV的专用通信单元446直接通信。在一些情况下，无线收发器可以是Wi-Fi收发器。可选地，无线收发器可以是RF(射频)收发器。可选地，无线收发器可以是私人无线收发器。因此，UAV 420的专用通信单元426可以是Wi-Fi收发器。可选地，专用通信单元可以是RF(射频)收发器。可选地，专用通信单元可以是私人无线收发器。

在一些实施方式中，中继器440的第一通信单元442可能能够直接从UAV接收信号。从UAV接收的信号可以经由连接至第一通信单元442的第二通信单元444传输至通信网络。在一些情况下，从UAV接收的信号可以包含与由该UAV捕捉到的多媒体文件有关的信息。例如，多媒体文件可以是由位于UAV上的相机捕捉到的图像或视频。可选地，从UAV接收的信号可以包含由位于UAV上的一个或多个传感器收集的传感器数据。在一些实施方式中，中继器的第一通信单元可能能够直接向UAV传输信号。在一些情况下，向UAV传输的信号可以包含影响该UAV的操作的一个或多个命令。例如，一个或多个命令可以影响UAV的飞行或被配置用于接受用户输入的用户终端控制器的操作。用户终端诸如遥控器可以连接至通信网络。

在一些实施方式中，中继器440的第二通信单元444可以是蜂窝通信单元。由第二通信单元接收的数据可以经由连接至第二通信单元的第一通信单元442传输至UAV。备选地，中继器的第二通信单元可以是可通过有线网络与其他中继器相通信的有线通信单元。在一些情况下，第二通信单元可被配置用于通过通信网络与遥控器相通信。可选地，第二通信单元可被配置用于接收影响UAV的操作的一个或多个命令。例如，用户可以向连接至通信网络的遥控器诸如移动电话或个人计算机中输入UAV操作命令。UAV操作命令可以通过通信网络从遥控器传输至中继器的第二通信单元，并且继而经由在中继器的第一通信单元与UAV的专用通信单元之间建立的专用通信链路传输至UAV，以使得该UAV可以根据用户的UAV操作命令而操作。在一些情况下，第二通信单元可被配置用于传输与由UAV捕捉到的多媒体文件有关的信息。可选地，第二通信单元可被配置用于传输由位于UAV上的一个或多个传感器收集的传感器数据。例如，由位于UAV上的相机捕捉到的图像或视频以及由位于UAV上的传感器收集的各种传感器数据可以从UAV的专用通信单元传输至中继器的第一通信单元，并且继而通过中继器的第二通信单元传输至通信网络，以使得图像和视频可以在社交网络上共享或由用户查看。

如本文以上所讨论的，通过基于通信信号分布而沿UAV的飞行路径提供一个或多个中继器，UAV可以沿整个飞行路径与通信网络相通信。在一些情况下，在公共通信的质量超过阈值的位置处，UAV可以通过机载公共通信单元与通信网络直接通信。可选地，在公共通信的质量降至低于阈值的位置处，UAV可以通过一个或多个中继器与通信网络相通信，该一个或多个中继器基于沿飞行路径的通信信号分布而提供。

备选地，UAV可以不在其上携带可与通信网络直接通信的公共通信单元。在这种情况下，UAV沿整个飞行路径仅可与一个或多个中继器相通信。例如，一个或多个中继器可以沿UAV的飞行路径安置以向该UAV提供连续的信号覆盖范围，并且该UAV可以沿整个飞行路径仅经由一个或多个中继器与通信网络相通信。如果沿飞行路径没有可供UAV使用的电信信号或者如果期望可靠的私人通信，则可以在UAV的飞行之前沿UAV的飞行路径部署一个或多个中继器。在一些情况下，中继器可以通过有线网络彼此通信。例如，中继器的第二通信单元可以是有线通信单元。

在一些实施方式中，可以在整个飞行路径上对UAV的标识进行认证。在一些情况下，当UAV在该UAV可以与通信网络直接通信的位置处飞行时，可以通过利用通信网络上的认证中心检查并确认UAV的标识来对该标识进行认证。例如，如果认证失败，则可以迫使UAV降落。可选地，当UAV在该UAV无法与通信网络直接通信的位置处飞行时，可以由可与通信网络相通信的一个或多个中继器执行对UAV的标识。例如，一个或多个中继器可以请求与该一个或多个中继器相通信的UAV的标识，并且将该UAV的标识发送至通信网络上的认证中心。

在一些实施方式中，包括专用通信单元426和公共通信单元428的UAV 420可以向用户终端480提供通信覆盖范围。在一些情况下，用户终端可以是遥控器、个人计算机或移动装置。

在一些实施方式中，用户终端可以包括第五通信单元482，该第五通信单元482可以经由专用链路诸如Wi-Fi链路与专用通信单元426相通信。不具有公共通信能力的用户终端可以经由UAV与通信网络相通信。例如，在UAV可以与蜂窝通信网络直接通信的位置处，用户终端可以通过在该用户终端的第五通信单元与UAV的专用通信单元之间建立的Wi-Fi链路与UAV直接通信，继而UAV可以通过在该UAV的公共通信单元与蜂窝通信网络之间建立的蜂窝链路将通信从用户终端发送至蜂窝通信网络。可选地，用户终端可以经由UAV和中继器440两者与通信网络相通信。例如，在UAV无法与蜂窝通信系统直接通信的位置处，用户终端可以通过在该用户终端的第五通信单元与UAV的专用通信单元之间建立的Wi-Fi链路与UAV直接通信，继而UAV可以通过在该UAV的专用通信单元与中继器的第一通信单元之间建立的Wi-Fi链路将通信从用户终端发送至中继器，并且继而中继器可以通过在该中继器的第二通信单元与蜂窝通信网络之间建立的蜂窝链路将通信从UAV发送至蜂窝通信网络。因此，由于UAV可以在整个飞行路径上与通信网络直接通信或者经由一个或多个中继器与通信网络相通信，所以可与UAV直接通信的用户终端经由该UAV也可以与通信网络相通信。例如，即使用户终端不具有公共通信能力，该用户终端也可以经由UAV获得对因特网的访问。

备选地，用户终端480的第五通信单元482可以与中继器440的第一通信单元442直接通信。在一些情况下，用户终端可以经由在用户终端的第五通信单元与中继器的第一通信单元之间建立的专用链路与中继器相通信，继而中继器的第二通信单元444可以将通信从用户终端发送至通信网络，并且反之亦然。

在一些实施方式中，除了可经由专用链路诸如Wi-Fi链路与UAV的专用通信单元426直接通信的第五通信单元482之外，用户终端还可以包括第六通信单元484，该第六通信单元484可以与公共通信系统网络相通信。例如，第六通信单元可以是可与蜂窝通信网络相通信的蜂窝通信单元。在一些情况下，在UAV可以与通信网络直接通信的位置处，用户终端诸如移动电话可以接收用户的输入并且经由通信网络将用户的输入传输至该UAV。在一些实施方式中，用户的输入可以是可影响UAV的操作或UAV的负载的操作的飞行命令。例如，用户可以向用户终端诸如移动电话输入飞行命令，该飞行命令可以经由移动电话与蜂窝网络之间的蜂窝链路传输至蜂窝网络，并且继而经由蜂窝网络与UAV之间的蜂窝链路传输至UAV。可选地，在UAV无法与通信网络直接通信的位置处，用户终端诸如移动电话可以接收用户的输入并且经由中继器将用户的输入传输至UAV。例如，用户可以向用户终端诸如移动电话输入飞行命令，该飞行命令可以经由移动电话与蜂窝网络之间的蜂窝链路传输至蜂窝网络，继而经由蜂窝网络与中继器之间的蜂窝链路传输至中继器，并且继而经由中继器与UAV之间的Wi-Fi链路传输至UAV。

图5是图示了根据本发明实施方式的通过一个或多个地面中继器向无人飞行器(UAV)提供通信覆盖范围的方法的流程图。在一些实施方式中，可以收集UAV的规划飞行路径，并且可以基于沿飞行路径的公共通信信号分布而确定用于提供一个或多个中继器的一个或多个位置。在一些实施方式中，向UAV提供通信覆盖范围的方法500可以由系统执行。备选地，向UAV提供通信覆盖范围的方法500可以由单个设备诸如另一UAV执行。

在步骤502中，可以收集UAV的规划飞行路径。在一些实施方式中，UAV可以具有在该UAV起飞之前计划的规划飞行路径。在一些情况下，可以计划UAV的规划路径以用于完成特定任务，诸如检查输电线、包裹递送或巡逻国家边界等。规划飞行路径在规划之后可以是固定的。

在步骤504中，可以确定沿UAV的规划飞行路径的通信信号分布。在一些实施方式中，通信信号分布可以是沿UAV的规划飞行路径的蜂窝信号分布。备选地，通信信号分布可以是蜂窝信号的质量。可选地，通信信号分布可以是通信容量的拥塞程度。这里，可以在三维空域内测量通信信号分布。在一些情况下，可以在UAV正在沿飞行路径飞行的高度处测量或估计通信信号分布。

在一些实施方式中，确定沿规划飞行路径的通信信号分布可以包括检测通信信号的质量降至低于阈值的一个或多个区域。例如，如果UAV正在蜂窝信号的质量降至低于阈值的区域内飞行，则该UAV可能无法与蜂窝通信网络直接通信，并且可能需要中继器以将UAV通信中继到蜂窝通信网络。在一些情况下，可以通过分析与蜂窝通信网络中的基站的分布和基站的覆盖范围有关的信息来收集与通信信号的质量降至低于阈值的一个或多个区域有关的信息。可选地，可以从蜂窝服务提供商收集与通信信号的质量降至低于阈值的一个或多个区域有关的信息。例如，用户可以计划UAV的飞行路径，向由蜂窝服务提供商提供的在线查询系统输入计划飞行路径，并且获得与沿飞行路径的蜂窝通信覆盖范围和/或蜂窝信号分布有关的必要信息。

备选地，确定通信信号分布可以包括使另一飞行器沿规划飞行路径飞行以收集通信信号分布。例如，在计划UAV的飞行路径之后，测试飞行器诸如UAV可以沿计划飞行路径飞行以收集必要信息。测试飞行器可以携带用于测量通信网络的质量的装置，并且收集与沿计划飞行路径的蜂窝通信覆盖范围和/或蜂窝信号分布有关的信息，以使得可以在UAV起飞之前收集沿计划飞行路径的通信信号分布。

备选地，确定通信信号分布可以包括合并来自其他UAV的过去经验数据集合。备选地，确定通信信号分布可以包括合并来自通信服务提供商的过去经验数据集合。例如，在计划UAV的飞行路径之后，用户可以向在线查询系统输入计划飞行路径。在线查询系统可以是信息共享平台，用于共享可以从其他UAV的过去飞行收集到的与位置相关联的过去通信信号分布信息，或者来自通信服务提供商的过去经验数据集合。

备选地，确定通信信号分布可以包括接收通信服务提供商的预设设置。例如，考虑到一个或多个区域通常具有大量通信用户并因此可能发生通信拥塞，通信服务提供商可以将该一个或多个区域设置为“要避开的区域”。可以从通信服务提供商接收针对该一个或多个区域的设置，并且可以相应地安置一个或多个中继器以在该一个或多个区域内为UAV提供通信，以使得当UAV正在该一个或多个区域内飞行时，该UAV可以通过一个或多个中继器与电信网络相通信。

备选地，确定沿规划飞行路径的通信信号分布可以包括检测可供UAV使用的带宽降至低于阈值的一个或多个区域。在一些情况下，在通信信号的质量高于预定值的区域处，UAV可能未分配到所请求的带宽。例如，可能由于蜂窝小区内的大量通信用户而缺少通信资源诸如带宽。在这种情况下，尽管在蜂窝通信小区内的通信信号的质量是令人满意的，但鉴于在该蜂窝小区内所请求的带宽无法得到满足，UAV可能不得不与另一小区相通信。

备选地，确定通信信号分布可以包括基于来自通信服务提供商的实时通知而确定通信信号分布。在一些情况下，一个位置处的通信信号分布可以变化。例如，一个位置处的通信信号的质量可能由于天气改变而变化。又例如，特定位置处的通信容量的拥塞程度可能由于这个位置处的通信用户的数目改变而变化。在一些实施方式中，可以基于来自通信服务提供商的实时通知而确定特定位置处或沿飞行路径的通信信号分布的改变。

可选地，确定通信信号分布可以包括检测沿UAV的规划飞行路径的通信网络的质量。在一些情况下，检测沿UAV的规划飞行路径的通信网络的质量可以包括使另一飞行器沿规划飞行路径飞行以收集与通信网络的质量有关的信息。例如，在计划UAV的飞行路径之后，测试飞行器诸如UAV可以沿计划飞行路径飞行以收集与通信网络的质量有关的必要信息。测试飞行器可以携带用于测量通信网络的质量的装置，并且收集与沿计划飞行路径的通信覆盖范围和/或通信信号分布有关的信息，以使得可以在使承担任务的UAV正式飞行之前收集沿计划飞行路径的通信信号分布。

在步骤506中，可以基于在步骤504确定的通信信号分布而确定用于提供一个或多个中继器的一个或多个位置。在一些实施方式中，一个或多个中继器可以是静止的。例如，一个或多个中继器可以安置在固定位置处，在这些固定位置处，对于该一个或多个中继器来说公共通信信号的质量超过阈值，并且一个或多个中继器的信号覆盖范围可以覆盖对于UAV来说公共通信信号的质量低于阈值的一个或多个区域。备选地，一个或多个中继器可以是可移动的。例如，一个或多个中继器可以携带在可移动物体诸如地面载具上。又例如，该一个或多个中继器可以是其他飞行器，诸如UAV。

在一些实施方式中，该一个或多个中继器中的每一个可以提供(1)能够与UAV直接通信的第一通信模式，以及(2)能够通过通信网络进行通信的第二通信模式，以改善沿UAV的规划飞行路径的通信信号分布，如上文所讨论。在一些情况下，对于其中对于UAV来说公共通信信号的质量低于阈值的位置，可以提供中继器以提供UAV与中继器之间的通信。因此，即使在对于UAV来说公共通信信号的质量低于阈值的位置处，该UAV也可以经由中继器与公共通信网络相通信。

在一些实施方式中，向UAV提供通信覆盖范围的方法500还可以包括修改UAV的规划飞行路径。在一些情况下，如果原始规划飞行路径的通信信号分布不是令人满意的，则用户可以修改UAV的原始规划飞行路径。例如，如果在步骤506中确定应当在沿原始规划飞行路径的大量位置处提供中继器，那么可以修改原始规划飞行路径以减少要提供的中继器的数目以便减少成本。在一些实施方式中，向UAV提供通信覆盖范围的方法500还可以包括基于对UAV的规划飞行路径的修改而修改一个或多个中继器的一个或多个位置。例如，如果要修改UAV的原始规划飞行路径以减少中继器的数目，则可以基于UAV的新规划飞行路径通过执行与步骤520、504和506类似的步骤来修改用于提供一个或多个中继器的一个或多个位置。

在一些实施方式中，通过基于通信信号分布确定一个或多个位置以用于在一个或多个位置处提供一个或多个中继器来向UAV提供通信覆盖范围的方法可以由单个的设备执行。在一些情况下，该设备可以是飞行器，诸如无人飞行器(UAV)。在一些实施方式中，该设备可以包括一个或多个处理器，该其单独地或共同地被配置用于执行如上文所讨论的步骤502、504和506。例如，测试UAV可以包括一个或多个处理器，其单独地或共同地被配置用于收集UAV的规划飞行路径，确定沿UAV的规划飞行路径的通信信号分布，并且基于通信信号分布生成用于在一个或多个位置处提供一个或多个中继器的信号。用户终端可以基于如由测试UAV所生成的指示出一个或多个位置的信号而部署一个或多个中继器。

备选地，通过基于通信信号分布确定一个或多个位置以用于在一个或多个位置处提供一个或多个中继器来向UAV提供通信覆盖范围的方法可以由系统执行。在一些实施方式中，该系统可以包括：飞行器，其被配置用于沿UAV的规划飞行路径收集通信信号分布；以及装置，其被配置用于基于通信信号分布确定用于提供一个或多个中继装置的一个或多个位置。

图6示出了根据本发明一些实施方式的为无人飞行器(UAV)安置的移动中继器的图示。UAV 620可以具有允许该UAV在空中四处移动的一个或多个动力单元622。在一些实施方式中，UAV可以在其上携带图像传感器624诸如相机、专用通信单元626和蜂窝通信单元628。该专用通信单元可以经由专用链路诸如Wi-Fi链路与一个或多个移动中继器640直接通信。蜂窝通信单元628可以在公共通信信号的质量超过阈值的位置处与通信网络660诸如蜂窝网络直接通信。

在一些实施方式中，移动中继器640可以是无人飞行器

(UAV)，该UAV携带能够与UAV的专用通信单元直接通信的第一通信单元644以及连接至第一通信单元并能够通过通信网络660进行通信的第二通信单元646。

在一些实施方式中，移动中继器640的第一通信单元644可以是专用于UAV与移动中继器之间通信的无线收发器。在一些情况下，无线收发器可以是Wi-Fi收发器。可选地，无线收发器可以是RF(射频)收发器。可选地，无线收发器可以是私人无线收发器。因此，UAV620的专用通信单元626可以是Wi-Fi收发器。可选地，专用通信单元可以是RF(射频)收发器。可选地，专用通信单元可以是私人无线收发器。

在一些实施方式中，移动中继器640的第一通信单元644可能能够直接从UAV接收信号。从UAV接收的信号可以经由第二通信单元646传输至通信网络。在一些情况下，从UAV接收的信号可以包含与由该UAV捕捉到的多媒体文件有关的信息。例如，多媒体文件可以是由位于UAV上的相机捕捉到的图像或视频。可选地，从UAV接收的信号可以包含由位于UAV上的一个或多个传感器收集的传感器数据。在一些实施方式中，移动中继器的第一通信单元可能能够直接向UAV传输信号。在一些情况下，向UAV传输的信号可以包含影响UAV的操作的一个或多个命令。例如，一个或多个命令可以影响UAV的飞行或UAV的负载的操作。在一些情况下，一个或多个命令可以来源于被配置用于接受用户输入的遥控器。

在一些实施方式中，移动中继器640的第二通信单元646可以是蜂窝通信单元。由第二通信单元接收的数据可以经由第一通信单元644传输至UAV。在一些情况下，第二通信单元可被配置用于通过通信网络与遥控器相通信。可选地，第二通信单元可被配置用于接收影响UAV的操作的一个或多个命令。例如，用户可以向连接至通信网络的遥控器诸如移动电话或个人计算机中输入UAV操作命令。用户的UAV操作命令可以通过通信网络从遥控器传输至移动中继器的第二通信单元，并且继而经由在移动中继器的第一通信单元与UAV的专用通信单元之间的专用通信链路传输至UAV，以使得该UAV可以根据用户的UAV操作命令而操作。在一些情况下，第二通信单元可被配置用于传输与由UAV捕捉到的多媒体文件有关的信息。可选地，第二通信单元可被配置用于传输由位于UAV上的一个或多个传感器收集的传感器数据。例如，由位于UAV上的相机捕捉到的图像或视频以及由位于UAV上的传感器收集的各种传感器数据可以从UAV的专用通信单元传输至移动中继器的第一通信单元，并且继而通过移动中继器的第二通信单元传输至通信网络，以使得图像和视频可以在社交网络上共享或由用户查看。

通过基于通信信号分布提供一个或多个移动中继器，UAV可以沿整个飞行路径与通信网络相通信。在一些情况下，在公共通信的质量超过阈值的位置处，UAV可以通过机载公共通信单元与通信网络直接通信。可选地，在公共通信的质量降至低于阈值的位置处，UAV可以通过在该UAV附近飞行的一个或多个移动中继器来与通信网络相通信。

在一些实施方式中，UAV的飞行路径可以是在该UAV起飞之前安排的规划飞行路径。备选地，UAV的飞行路径可以是随机飞行路径。例如，UAV的飞行可以由用户以实时的方式进行控制。

在一些实施方式中，当UAV处于飞行中时，一个或多个移动中继器的一个或多个位置可以随时间而改变。在一些情况下，当UAV处于飞行中时，一个或多个移动中继器可以停留在该UAV附近。例如，当UAV处于飞行中时，移动中继器可以停留在距UAV某一距离内，以使得当UAV处于飞行时，UAV和移动中继器可以经由在UAV的专用通信单元与移动中继器的第一通信单元之间建立的专用链路而彼此直接通信。可选地，一个或多个移动中继器的位置可以允许移动中继器中的每一个具有超过阈值的公共通信信号的质量。例如，当UAV处于飞行中时，移动中继器本身可以停留在具有良好蜂窝信号质量的位置或区域处，以使得移动中继器可以与蜂窝通信网络相通信。可选地，一个或多个移动中继器的位置可以允许移动中继器中的每一个具有降至低于阈值的地面通信负荷。例如，当UAV处于飞行中时，移动中继器可以停留在蜂窝通信网络的通信容量的拥塞程度降至低于某个值的位置或区域处。

在一些实施方式中，可以在整个飞行路径上对UAV的标识进行认证。在一些情况下，当UAV在该UAV可以与通信网络直接通信的位置处飞行时，可以通过利用通信网络上的认证中心检查并确认UAV的标识来对该标识进行认证。例如，如果认证失败，则可以迫使UAV降落。可选地，当UAV在该UAV无法与通信网络直接通信的位置处飞行时，可以由可与通信网络相通信的一个或多个移动中继器执行对UAV的标识。例如，一个或多个移动中继器可以请求与该一个或多个移动中继器直接通信的UAV的标识，并且将该UAV的标识发送至通信网络上的认证中心。

在一些实施方式中，由于UAV可以在整个飞行路径上与通信网络直接通信或者经由一个或多个移动中继器与通信网络相通信，所以即使可与UAV直接通信的用户终端不具有公共通信能力，用户终端经由该UAV也可以与通信网络相通信。在一些情况下，用户终端诸如遥控器、个人计算机或移动装置可以包括第五通信单元682，该第五通信单元682可以经由专用链路诸如Wi-Fi链路与专用通信单元426直接通信。例如，在UAV可以与蜂窝通信网络直接通信的位置处，来自用户终端的通信可以经由在该用户终端的第五通信单元与UAV的专用通信单元之间建立的专用链路由UAV接收，并且继而经由在UAV的蜂窝通信单元与蜂窝通信网络之间建立的蜂窝链路中继至蜂窝通信网络。可选地，在UAV无法与蜂窝通信网络直接通信的位置处，来自用户终端的通信可以经由在该用户终端的第五通信单元与UAV的专用通信单元之间建立的专用链路由UAV接收，继而经由在UAV的专用通信单元与移动中继器的第一通信单元之间建立的专用链路中继至移动中继器，并且继而经由在UAV的蜂窝通信单元与蜂窝通信网络之间建立的蜂窝链路中继至蜂窝通信网络。

备选地，用户终端680的第五通信单元682可以与移动中继器640的第一通信单元642直接通信。在一些情况下，不具有公共通信能力的用户终端可以经由在该用户终端的第五通信单元与移动中继器的第一通信单元之间建立的专用链路与该移动中继器相通信，继而移动中继器的第二通信单元644可以将通信从用户终端中继至通信网络。

在一些实施方式中，除了可经由专用链路诸如Wi-Fi链路与UAV的专用通信单元626直接通信的第五通信单元682之外，用户终端还可以包括第六通信单元684，该第六通信单元684可以与公共通信系统网络相通信。在一些情况下，在UAV可以与通信网络直接通信的位置处，用户终端诸如移动电话可以接收用户的输入并且经由通信网络将用户的输入传输至UAV。例如，用户可以向用户终端诸如移动电话输入飞行命令，该飞行命令可以经由移动电话与蜂窝网络之间的蜂窝链路传输至蜂窝网络，并且继而经由蜂窝网络与UAV之间的蜂窝链路将用户的输入传输至UAV。可选地，在UAV无法与通信网络直接通信的位置处，用户终端诸如移动电话可以接收用户的输入并且经由移动中继器将用户的输入传输至UAV。例如，用户可以向用户终端诸如移动电话输入飞行命令，该飞行命令可以经由移动电话与蜂窝网络之间的蜂窝链路传输至蜂窝网络，继而经由蜂窝网络与中继器之间的蜂窝链路传输至移动中继器，并且继而经由移动中继器与UAV之间的Wi-Fi链路传输至UAV。

在一些实施方式中，在包括第五通信单元682和第六通信单元684的用户终端680可以与通信网络相通信660的位置处，UAV 620可以经由该用户终端与该通信网络相通信。用户终端可以是遥控器、个人计算机、服务器或移动装置。在一些实施方式中，用户终端的第五通信单元可以与UAV 620的专用通信单元626直接通信，而用户终端的第六通信单元可以与公共通信系统网络相通信。在一些情况下，在用户终端可以与通信网络相通信的位置处，UAV可以通过在该UAV的专用通信单元与第五通信单元682之间建立的专用链路与该用户终端直接通信，并且用户终端可以继而通过在该用户终端的第六通信单元与通信网络之间的公共通信链路与该通信网络相通信。

在一些实施方式中，在可与移动中继器相通信的第二用户终端可以与通信网络660相通信的位置处，UAV 620可以经由第二用户终端与通信网络相通信。在一些情况下，如图6中所示，可与移动中继器640相通信的第二用户终端681可以包括第七通信单元683和第八通信单元685。第二用户终端681可以是遥控器、个人计算机、服务器或移动装置。在一些实施方式中，第二用户终端的第六通信单元可以与移动中继器642的第一通信单元644直接通信，而第二用户终端的第八通信单元可以与公共通信系统网络相通信。在一些情况下，在第二用户终端681可以与通信网络相通信的位置处，UAV可以通过在该UAV的专用通信单元与第一通信单元644之间建立的专用链路与移动中继器直接通信，并且移动中继器可以继而通过在该移动中继器的第一通信单元与第二用户终端的第七通信单元683之间建立的专用链路与第二用户终端681相通信，并且继而用户终端可以通过第二用户终端的第八通信单元与通信网络之间的公共通信链路与通信网络相通信。

如上文所讨论的，如果UAV可以与通信网络直接通信或者UAV可以经由用户终端与通信网络相通信，则该UAV可以在没有一个或多个移动中继器的中继的情况下与通信网络相通信。在一些情况下，用户终端可以是可通过专用链路而非公共通信链路与UAV直接通信的装置。

如上文所讨论的，如果UAV可以仅经由一个或多个移动中继器与通信网络相通信或者UAV可以经由一个或多个移动中继器以及第二用户终端与通信网络相通信，则该UAV可以经由一个或多个移动中继器的中继与通信网络相通信。在一些情况下，第二用户终端可以是可通过专用链路而非公共通信链路与移动中继器直接通信的装置。

图7是图示了根据本发明实施方式的通过一个或多个移动中继器向无人飞行器(UAV)提供通信覆盖范围的方法的流程图。在一些实施方式中，可以在UAV处于飞行中时收集该UAV的位置，可以确定UAV附近的通信信号分布，并且可以在UAV处于飞行中时，基于通信信号分布确定用于提供一个或多个移动中继器的一个或多个位置。在一些实施方式中，向UAV提供通信覆盖范围的方法700可以由系统或单个设备诸如另一UAV执行。

在步骤702中，可以在UAV处于飞行中时收集该UAV的位置。在一些实施方式中，UAV的位置信息可以从位于该UAV上的GPS(全球定位系统)模块收集到。备选地，UAV的位置信息可以由在UAV处于飞行中时跟随该UAV的一个或多个移动中继器收集。备选地，UAV的位置信息可以从该UAV的规划的或安排的飞行路径收集到。可选地，UAV的位置信息可以由用户终端诸如雷达收集。

在步骤704中，可以确定UAV附近的通信信号分布。在一些实施方式中，通信信号分布可以是UAV附近的蜂窝信号的质量。备选地，通信信号分布可以是UAV附近的通信容量的拥塞程度。

在一些实施方式中，确定UAV附近的通信信号分布可以包括检测该UAV附近的通信网络的质量。在一些情况下，UAV附近的通信网络的质量可以由在UAV处于飞行中时跟随该UAV的一个或多个移动中继器检测。

备选地，确定UAV附近的通信信号分布可以包括合并来自其他UAV的过去经验数据集合。备选地，确定UAV附近的通信信号分布包括合并来自通信服务提供商的过去经验数据集合。例如，可以从在线查询系统接收与通信信号分布有关的信息。在线查询系统可以是信息共享平台，用于共享可以从UAV的过去飞行收集到的与位置相关联的过去通信信号分布信息，或者来自通信服务提供商的过去经验数据集合。

可选地，确定UAV附近的通信信号分布包括基于来自通信服务提供商的实时通知而确定通信信号分布。在一些情况下，一个位置处的通信信号分布可以变化。例如，一个位置处的通信信号的质量可能由于天气改变而变化。又例如，特定位置处的通信容量的拥塞程度可能由于这个位置处的通信用户的数目改变而变化。在一些实施方式中，可以基于来自通信服务提供商的实时通知而确定特定位置处或沿飞行路径的通信信号分布的改变。

在步骤706中，当UAV处于飞行中时，可以基于通信信号分布确定用于提供一个或多个移动中继器的一个或多个位置。在一些实施方式中，移动中继器可以是包括公共通信单元和专用通信单元的飞行器，诸如UAV。在一些实施方式中，一个或多个移动中继器可以安置在固定位置处，在这些固定位置处，对于一个或多个移动中继器来说公共通信信号的质量超过阈值并且该一个或多个中继器的信号覆盖范围可以覆盖对于UAV来说公共通信信号的质量低于阈值的一个或多个区域。例如，一个或多个移动中继器可以设置在如所确定的固定位置处并可以不四处飞行，并且当UAV正在该UAV无法与蜂窝通信系统直接通信的区域内飞行时为该UAV提供蜂窝通信中继。备选地，一个或多个移动中继器可以是可在一个或多个空中路径上移动的。例如，移动中继器可以沿空中路径飞行，以便在空中路径的范围内跟随UAV，并且当UAV正在该UAV无法与蜂窝通信系统直接通信的区域内飞行时为该UAV提供蜂窝通信中继。在空中路径的范围内，移动中继器可以与公共通信系统直接通信。

在一些实施方式中，可以在低于UAV的高度处提供一个或多个移动中继器。备选地，可以在基本等于UAV的高度处提供一个或多个移动中继器。可选地，可以在高于UAV的高度处提供一个或多个移动中继器。在一些实施方式中，当UAV处于飞行中时，可以在该UAV前方的位置处提供一个或多个移动中继器。备选地，当UAV处于飞行时，可以在该UAV后方的位置处提供一个或多个移动中继器。可选地，当UAV处于飞行中时，可以在位于该UAV的侧边的位置处提供一个或多个移动中继器。

在一些实施方式中，一个或多个移动中继器中的每一个可以提供(1)能够与UAV直接通信的第一通信模式，以及(2)能够通过通信网络进行通信的第二通信模式，以改善沿UAV的飞行路径的通信信号分布。在UAV无法与通信网络直接通信的位置处，可以提供多于一个移动中继器以覆盖更大区域，在该区域中，多于一个移动中继器可以向UAV提供公共通信的中继。

在一些实施方式中，由一个或多个移动中继器向无人飞行器(UAV)提供通信覆盖范围的方法700还可以包括基于通信信号分布确定UAV是否能够通过通信网络以预定的质量水平进行通信。在一些情况下，当UAV能够通过通信网络以预定的质量水平进行通信时，允许该UAV在不使用一个或多个移动中继器的情况下通过通信网络进行通信。可选地，当UAV不能够通过通信网络以预定的质量水平进行通信时，允许该UAV与一个或多个移动中继器的第一通信单元相通信。移动中继器的第一通信单元可以是可与UAV建立专用链路的专用通信单元。

在一些实施方式中，由一个或多个移动中继器向无人飞行器(UAV)提供通信覆盖范围的方法700还可以包括确定UAV是否能够以预定的质量水平与遥控器直接通信。在一些情况下，当UAV能够以预定的质量水平与遥控器直接通信时，允许该UAV在不使用一个或多个中继器的情况下直接与遥控器进行通信。可选地，当UAV不能够以该预定的质量水平与遥控器直接通信时，允许该UAV与一个或多个中继器的第一通信单元相通信。例如，当UAV能够以预定的质量水平与如图6中所示的用户终端直接通信并且该用户终端可以与公共通信系统相通信时，用户终端可以将通信从UAV中继至公共通信系统，如上文所讨论。

图8示出了根据本发明一些实施方式的中继来自无人飞行器(UAV)的通信的中继装置的框图。在一些实施方式中，中继装置820可以将通信从无人飞行器(UAV)中继至通信网络。在一些情况下，中继装置可以是静止中继装置。可选地，中继装置可以是可移动中继装置，诸如携带在可移动载具上的中继装置。可选地，中继装置可以是移动中继装置，诸如另一UAV。

在一些实施方式中，中继装置820可以包括第一通信单元822和连接至该第一通信单元的第二通信单元824。在一些实施方式中，第一通信单元可被配置用于直接从UAV接收无线信号。从UAV接收的无线信号可以传送数字文件信息，诸如由位于UAV上的相机捕捉到的图像或视频或者由位于UAV上的各种传感器收集的传感器数据。在一些情况下，第一通信单元可以是专用于UAV与中继装置之间通信的无线收发器，诸如Wi-Fi收发器。在一些实施方式中，第二通信单元可被配置用于通过公共网络传输公共通信信号。公共通信信号可以传送数字文件信息。在一些实施方式中，通信网络可以是蜂窝网络，并且第二通信单元可以是蜂窝通信单元。

在一些实施方式中，遥控器可被配置用于从公共网络接收公共通信信号。在一些情况下，遥控器可被配置用于接受生成UAV操作命令的用户输入。例如，遥控器可以是服务器、个人计算机或移动终端。

图9是图示了根据本发明实施方式的中继来自无人飞行器(UAV)的通信的方法的流程图。

在一些实施方式中，在步骤902中，可以在中继装置的第一通信单元处接收直接来自UAV的无线信号。在一些实施方式中，在步骤904中，可以经由中继装置的第二通信单元传输公共网络上的通信信号。在一些实施方式中，通信信号可以传送无线信号。

图10示出了根据本发明一些实施方式的将通信中继至无人飞行器(UAV)的中继装置的框图。在一些实施方式中，中继装置1020可以将通信从通信网络中继至无人飞行器(UAV)。在一些情况下，中继装置可以是静止中继装置。可选地，中继装置可以是可移动中继装置，诸如携带在可移动载具上的中继装置。可选地，中继装置可以是移动中继装置，诸如另一UAV。

在一些实施方式中，中继装置1020可以包括第二通信单元1024和连接至该第二通信单元的第一通信单元1022。在一些实施方式中，第二通信单元可被配置用于接收来自公共网络上的公共通信信号。在一些情况下，公共网络可以是通信网络。例如，通信网络可以是蜂窝网络，并且第二通信单元可以是蜂窝通信单元。在一些实施方式中，第一通信单元可以是专用于UAV与中继装置之间通信的无线收发器，诸如Wi-Fi收发器。

在一些实施方式中，公共通信信号可以传送UAV操作命令。在一些情况下，UAV操作命令可以影响UAV的飞行。可选地，UAV操作命令可以影响由UAV携带的负载的操作。可选地，UAV操作命令可以影响由UAV携带的负载相对于该UAV的定位。例如，UAV操作命令可以影响由UAV携带的云台的旋转。在一些实施方式中，遥控器可被配置用于接收生成UAV操作命令的用户输入。

在一些实施方式中，在步骤1102中，可以在中继装置的第二通信单元处接收来自公共网络上的通信信号。在一些情况下，通信信号可以传送无人飞行器操作命令。在一些实施方式中，在步骤1104中，可以经由中继装置的第一通信单元传输直接通向无人飞行器的无线信号，该无线信号传送无人飞行器操作命令。

本文所描述的系统、装置和方法可以适用于众多物体，包括可移动物体和静止物体。如前文所提及，本文对飞行器(诸如UAV)的任何描述均可适用于并用于任何可移动物体。本文对飞行器的任何描述均可具体适用于UAV。本发明的可移动物体可被配置用于在任何合适的环境内移动，诸如在空中(例如，固定翼飞行器、旋翼飞行器或者既不具有固定翼也不具有旋翼的飞行器)、在水中(例如，船舶或潜艇)、在地面上(例如，机动车，诸如轿车、卡车、公交车、厢式货车、摩托车、自行车；可移动结构或框架，诸如棒状物、钓鱼竿；或者火车)、在地下(例如，地铁)、在太空中(例如，太空飞机、卫星或探测器)，或者这些环境的任何组合。可移动物体可以是载具，诸如本文其他地方所描述的载具。在一些实施方式中，可移动物体可以由活体诸如人类或动物携带，或者从活体起飞。合适的动物可以包括禽类、犬类、猫类、马类、牛类、羊类、猪类、海豚、啮齿类或昆虫。

可移动物体可能够在环境内关于六个自由度(例如，三个平移自由度和三个旋转自由度)而自由移动。备选地，可移动物体的移动可能关于一个或多个自由度受到约束，诸如受预定路径、轨迹或朝向约束。该移动可以由诸如引擎或电机等任何合适的致动机构来致动。可移动物体的致动机构可以由任何合适的能源提供动力，该能源诸如电能、磁能、太阳能、风能、引力能、化学能、核能或者其任何合适的组合。可移动物体可以如本文其他地方所述，经由动力系统而自推进。该动力系统可以可选地依靠能源运行，该能源诸如电能、磁能、太阳能、风能、引力能、化学能、核能或者其任何合适的组合。备选地，可移动物体可以由生物所携带。

在一些情况下，该可移动物体可以是飞行器。例如，飞行器可以是固定翼飞行器(例如，飞机、滑翔机)、旋翼飞行器(例如，直升机、旋翼飞机)、同时具有固定翼和旋翼的飞行器或者既无固定翼又无旋翼的飞行器(例如，飞艇、热气球)。飞行器可以是自推进的，诸如在空中自推进。自推进式飞行器可以利用动力系统，诸如包括一个或多个引擎、电机、轮子、轮轴、磁体、旋翼、螺旋桨、桨叶、喷嘴或者其任何合适组合的动力系统。在一些情况下，动力系统可以用于使可移动物体能够从表面起飞、降落到表面上、保持其当前位置和/或朝向(例如，悬停)、改变朝向和/或改变位置。

可移动物体可以由用户遥控或者由在可移动物体之内或之上的乘员在本地控制。可移动物体可以经由单独的载具内的乘员来遥控。在一些实施方式中，可移动物体是无人可移动物体，诸如UAV。无人的可移动物体(诸如UAV)可以不具有搭乘该可移动物体的乘员。可移动物体可以由人类或自主控制系统(例如，计算机控制系统)或者其任何合适的组合来控制。可移动物体可以是自主式或半自主式机器人，诸如配置有人工智能的机器人。

可移动物体可以具有任何合适的大小和/或尺寸。在一些实施方式中，可移动物体可以具有供人类乘员身处载具之内或之上的大小和/或尺寸。备选地，可移动物体可以具有比能够供人类乘员身处载具之内或之上的大小和/或尺寸更小的大小/或尺寸。可移动物体可以具有适合于由人类搬运或携带的大小和/或尺寸。备选地，可移动物体可以大于适合由人类搬运或携带的大小和/或尺寸。在一些情况下，可移动物体可以具有的最大尺寸(例如，长度、宽度、高度、直径、对角线)小于或等于约：2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。该最大尺寸可以大于或等于约：2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。例如，可移动物体的相反的旋翼的轴之间的距离可以小于或等于约：2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。备选地，相反的旋翼的轴之间的距离可以大于或等于约：2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。

在一些实施方式中，可移动物体可以具有小于100cm x 100cm x 100cm、小于50cmx 50cm x 30cm或小于5cm x 5cm x 3cm的体积。可移动物体的总体积可以小于或等于约：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10m³。相反地，可移动物体的总体积可以大于或等于约：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10m³。

在一些实施方式中，可移动物体可以具有的占地面积(这可以指由该可移动物体所包围的横向截面面积)小于或等于约：32,000cm²、20,000cm²、10,000cm²、1,000cm²、500cm²、100cm²、50cm²、10cm²或5cm²。相反地，该占地面积可以大于或等于约：32,000cm²、20,000cm²、10,000cm²、1,000cm²、500cm²、100cm²、50cm²、10cm²或5cm²。

在一些情况下，可移动物体可以不超过1000kg重。可移动物体的重量可以小于或等于约：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0.01kg。相反地，该重量可以大于或等于约：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0.01kg。

在一些实施方式中，可移动物体相对于该可移动物体所携带的负荷可以较小。如本文其他地方进一步详述，该负荷可以包括负载和/或载体。在一些示例中，可移动物体重量与负荷重量之比可以大于、小于或等于约1:1。在一些情况下，可移动物体重量与负荷重量之比可以大于、小于或等于约1:1。可选地，载体重量与负荷重量之比可以大于、小于或等于约1:1。当需要时，可移动物体重量与负荷重量之比可以小于或等于：1:2、1:3、1:4、1:5、1:10或者甚至更小。相反地，可移动物体重量与负荷重量之比也可以大于或等于：2:1、3:1、4:1、5:1、10:1或者甚至更大。

在一些实施方式中，可移动物体可以具有低能耗。例如，可移动物体可以使用小于约：5W/h、4W/h、3W/h、2W/h、1W/h或更小。在一些情况下，可移动物体的载体可以具有低能耗。例如，该载体可以使用小于约：5W/h、4W/h、3W/h、2W/h、1W/h或更小。可选地，可移动物体的负载可以具有低能耗，诸如小于约：5W/h、4W/h、3W/h、2W/h、1W/h或更小。

图12图示了根据本发明实施方式的无人飞行器(UAV)1200。该UAV可以是使电池组件放电的方法和设备可适用于的如本文所述的可移动物体的示例。UAV 1200可以包括具有四个旋翼1202、1204、1206和1208的动力系统。可以提供任何数目的旋翼(例如，一个、两个、三个、四个、五个、六个或更多个)。无人飞行器的旋翼、旋翼组件或其他动力系统可使该无人飞行器能够悬停/保持位置、改变朝向和/或改变位置。相反的旋翼的轴之间的距离可以是任何合适的长度1210。例如，长度1210可以小于或等于2m，或者小于等于5m。在一些实施方式中，长度1210可以在从40cm到1m、从10cm到2m或者从5cm到5m的范围内。本文对UAV的任何描述均可适用于可移动物体，诸如不同类型的可移动物体，并且反之亦然。UAV可以使用如本文所描述的辅助起飞系统或方法。

在一些实施方式中，可移动物体可被配置用于携带负荷。该负荷可以包括乘客、货物、设备、仪器等之中的一种或多种。该负荷可以设置在外壳内。该外壳可以与可移动物体的外壳相分离，或者是可移动物体的外壳的一部分。备选地，负荷可以具备外壳，而可移动物体不具有外壳。备选地，负荷的多个部分或者整个负载可以在不具有外壳的情况下提供。负荷可以相对于可移动物体刚性固定。可选地，负荷可以是相对于可移动物体可移动的(例如，可相对于可移动物体平移或旋转)。如本文其他地方所描述，该负荷可以包括负载和/或载体。

在一些实施方式中，可移动物体、载体和负载相对于固定参考系(例如，周围环境)和/或相对于彼此的移动可以由终端来控制。该终端可以是处于远离该可移动物体、载体和/或负载的位置处的遥控装置。终端可以安置于支撑平台上或者固定至支撑平台。备选地，终端可以是手持式或可穿戴式装置。例如，终端可以包括智能电话、平板计算机、膝上型计算机、计算机、眼镜、手套、头盔、麦克风或者其合适的组合。终端可以包括用户接口，诸如键盘、鼠标、操纵杆、触摸屏或显示器。任何合适的用户输入均可用于与终端相交互，用户输入诸如手动输入命令、语音控制、手势控制或位置控制(例如，经由终端的移动、定位或倾斜)。

终端可以用于控制可移动物体、载体和/或负载的任何合适的状态。例如，终端可以用于控制可移动物体、载体和/或负载相对于固定参考物远离和/或朝向彼此的位置和/或朝向。在一些实施方式中，终端可以用于控制可移动物体、载体和/或负载的单独元件，诸如载体的致动组件、负载的传感器或者负载的发射体。终端可以包括适于与可移动物体、载体或负载中的一个或多个相通信的无线通信装置。

终端可以包括用于查看可移动物体、载体和/或负载的信息的合适的显示单元。例如，终端可被配置用于显示可移动物体、载体和/或负载的信息，该信息关于位置、平移速度、平移加速度、朝向、角速度、角加速度或其任何合适的组合。在一些实施方式中，终端可以显示由负载提供的信息，诸如由功能性负载提供的数据(例如，由相机或其他图像捕捉装置记录的图像)。

可选地，同一终端既可以控制可移动物体、载体和/或负载或者该可移动物体、载体和/或负载的状态，又可以接收和/或显示来自该可移动物体、载体和/或负载的信息。例如，终端可以控制负载相对于环境的定位，同时显示由负载捕捉到的图像数据或关于负载的位置的信息。备选地，不同的终端可以用于不同的功能。例如，第一终端可以控制可移动物体、载体和/或负载的移动或状态，而第二终端可以接收和/或显示来自可移动物体、载体和/或负载的信息。例如，第一终端可以用于控制负载相对于环境的定位，而第二终端显示由该负载捕捉到的图像数据。可移动物体与既控制该可移动物体又接收数据的集成式终端之间，或者可移动物体与既控制该可移动物体又接收数据的多个终端之间，可以利用各种通信模式。例如，可移动物体与既控制该可移动物体又接收来自该可移动物体的数据的终端之间可以形成至少两种不同的通信模式。

图13图示了根据本发明实施方式的包括载体1302和负载1304的可移动物体1300。虽然可移动物体1300被描绘为飞行器，但这样的描绘并不旨在是限制性的，并且如前文所述，可以使用任何合适类型的可移动物体。本领域技术人员将会理解，本文在飞行器系统的情景下描述的任何实施方式均可适用于任何合适的可移动物体(例如，UAV)。在一些情况下，负载1304可以在无需载体3102的情况下设置在可移动物体1300上。可移动物体1300可以包括动力机构1306、感测系统1308和通信系统1310。

如前文所述，动力机构1306可以包括旋翼、螺旋桨、桨叶、引擎、电机、轮子、轮轴、磁体或喷嘴中的一种或多种。可移动物体可以具有一个或多个、两个或更多个、三个或更多个或者四个或更多个动力机构。动力机构可以全都是同一类型。备选地，一个或多个动力机构可以是不同类型的动力机构。动力机构1306可以使用任何合适的设备来安装在可移动物体1300上，该设备诸如本文其他地方所述的支撑元件(例如，驱动轴)。动力机构1306可以安装在可移动物体1300的任何合适的部分上，诸如顶部、底部、前面、后面、侧面或其合适的组合上。

在一些实施方式中，动力机构1306可以使得可移动物体1300能够从表面垂直地起飞或者垂直地降落在表面上，而无需可移动物体1300进行任何水平移动(例如，无需沿着跑道行进)。可选地，动力机构1306可以可操作来允许可移动物体1300以在指定位置和/或朝向悬停于空中。一个或多个动力机构1306可以独立于其他动力机构受到控制。备选地，动力机构1306可被配置成同时受到控制。例如，可移动物体1300可以具有多个水平朝向的旋翼，这些旋翼可以向该可移动物体提供升力和/或推力。该多个水平朝向的旋翼可以被致动以向可移动物体1300提供垂直起飞、垂直降落以及悬停能力。在一些实施方式中，水平朝向的旋翼中的一个或多个可以在顺时针方向上旋转，同时水平旋翼中的一个或多个可以在逆时针方向上旋转。例如，顺时针旋翼的数目可以等于逆时针旋翼的数目。每个水平朝向的旋翼的旋转速率可以独立地改变，以便控制由每个旋翼产生的升力和/或推力，从而调节可移动物体1300的空间布局、速度和/或加速度(例如，关于多达三个平移自由度和多达三个旋转自由度)。

感测系统1308可以包括一个或多个传感器，传感器可以感测可移动物体1300的空间布局、速度和/或加速度(例如，关于多达三个平移自由度和多达三个旋转自由度)。该一个或多个传感器可以包括全球定位系统(GPS)传感器、运动传感器、惯性传感器、距离传感器或图像传感器。由感测系统1308提供的感测数据可以用于控制可移动物体1300的空间布局、速度和/或朝向(例如，使用合适的处理单元和/或控制模块，如下文所述)。备选地，感测系统1308可以用于提供关于可移动物体周围环境的数据，诸如气象条件、距潜在障碍物的距离、地理特征的位置、人造结构的位置等。

通信系统1310支持经由无线信号1316与具有通信系统1314的终端1312通信。通信系统1310、1314可以包括任何数目的适合于无线通信的发射器、接收器和/或收发器。通信可以是单向通信，使得数据只能在一个方向上传输。例如，单向通信可以仅涉及可移动物体1300向终端1312传输数据，或者反之亦然。数据可以从通信系统1310的一个或多个发射器向通信系统1312的一个或多个接收器传输，或者反之亦然。备选地，该通信可以是双向通信，使得数据可在可移动物体1300与终端1312之间在两个方向上传输。双向通信可以涉及从通信系统1310的一个或多个发射器向通信系统1314的一个或多个接收器传输数据，并且反之亦然。

在一些实施方式中，终端1312可以向可移动物体1300、载体1302和负载1304中的一个或多个提供控制数据，并且从可移动物体1300、载体1302和负载1304中的一个或多个接收信息(例如，可移动物体、载体或负载的位置和/或运动信息；由负载感测的数据，诸如由负载相机捕捉到的图像数据)。在一些情况下，来自终端的控制数据可以包括针对可移动物体、载体和/或负载的相对位置、移动、致动或控制的指令。例如，控制数据可以导致可移动物体的位置和/或方向的修改(例如，经由动力机构1306的控制)，或者负载相对于可移动物体的移动(例如，经由载体1302的控制)。来自终端的控制数据可以导致对负载的控制，诸如对相机或其他图像捕捉装置的操作的控制(例如，拍摄静态或移动图片、放大或缩小、开启或关闭、转换成像模式、改变图像分辨率、改变焦点、改变景深、改变曝光时间、改变视角或视野)。在一些情况下，来自可移动物体、载体和/或负载的通信可以包括来自一个或多个传感器(例如，感测系统1308的或负载1304的传感器)的信息。通信可以包括来自一个或多个不同类型的传感器(例如，GPS传感器、运动传感器、惯性传感器、距离传感器或图像传感器)的感测到的信息。这样的信息可以关于可移动物体、载体和/或负载的方位(例如，位置、朝向)、移动或加速度。来自负载的这样的信息可以包括由该负载捕捉到的数据或该负载的感测到的状态。由终端1312提供传输的控制数据可被配置用于控制可移动物体1300、载体1302或负载1304中的一个或多个的状态。备选地或组合地，载体1302和负载1304还可以各自包括通信模块，该通信模块被配置用于与终端1312相通信，以使得该终端可以独立地与可移动物体1300、载体1302和负载1304中的每一个相通信并且对其加以控制。

在一些实施方式中，可移动物体1300可被配置用于与除了终端1312或替代终端1312的另一远程装置相通信。与可移动物体1300一样，终端1312也可被配置用于与另一远程装置相通信。例如，可移动物体1300和/或终端1312可以与另一可移动物体或者另一可移动物体的载体或负载相通信。当需要时，该远程装置可以是第二终端或其他计算装置(例如，计算机、膝上型计算机、平板计算机、智能电话或其他移动装置)。远程装置可被配置用于向可移动物体1300传输数据、从可移动物体1300接收数据、向终端1312传输数据并且/或者从终端1312接收数据。可选地，远程装置可以连接至因特网或其他通信网络，以使得从可移动物体1300和/或终端1312接收的数据可上传至网站或服务器。

图14是通过框图来示出的根据本发明实施方式的用于控制可移动物体的系统1400的示意图。系统1400可以与本文公开的系统、装置和方法的任何合适的实施方式结合使用。系统1400可以包括感测模块1402、处理单元1404、非暂时性计算机可读介质1406、控制模块1408和通信模块1410。

感测模块1402可以利用以不同方式收集与可移动物体有关的信息的不同类型的传感器。不同类型的传感器可以感测不同类型的信号或者来自不同源的信号。例如，传感器可以包括惯性传感器、GPS传感器、距离传感器(例如，激光雷达)或视觉/图像传感器(例如，相机)。感测模块1402可以可操作地耦合至具有多个处理器的处理单元1404。在一些实施方式中，感测模块可以可操作地耦合至传输模块1412(例如，Wi-Fi图像传输模块)，该传输模块被配置用于向合适的外部装置或系统直接传输感测数据。例如，传输模块1412可以用于向远程终端传输由感测模块1402的相机捕捉到的图像。

处理单元1404可以具有一个或多个处理器，诸如可编程处理器(例如，中央处理单元(CPU))。处理单元1404可以可操作地耦合至非暂时性计算机可读介质1406。非暂时性计算机可读介质1406可以储存逻辑、代码和/或程序指令，其可由处理单元1404执行以用于实行一个或多个步骤。非暂时性计算机可读介质可以包括一个或多个存储器单元(例如，可移动介质或外部存储装置，诸如SD卡或随机存取存储器(RAM))。在一些实施方式中，来自感测模块1402的数据可直接传送至非暂时性计算机可读介质1406的存储器单元并储存在其内。非暂时性计算机可读介质1406的存储器单元可以储存逻辑、代码和/或程序指令，其可由处理单元1404执行以用于实行本文所描述的方法的任何合适的实施方式。例如，处理单元1404可被配置用于执行指令，从而使处理单元1404的一个或多个处理器分析由感测模块产生的感测数据。存储器单元可以储存要由处理单元1404处理的、来自感测模块的感测数据。在一些实施方式中，非暂时性计算机可读介质1406的存储器单元可以用于储存由处理单元1404产生的处理结果。

在一些实施方式中，处理单元1404可以可操作地耦合至控制模块908，该控制模块908被配置用于控制可移动物体的状态。例如，控制模块908可被配置用于控制可移动物体的动力机构以调节可移动物体关于六个自由度的空间布局、速度和/或加速度。备选地或组合地，控制模块1408可以控制载体、负载或感测模块的状态中的一个或多个。

处理单元1404可以可操作地耦合至通信模块1410，该通信模块1410被配置用于传输和/或接收来自一个或多个外部装置(例如，终端、显示装置或其他遥控器)的数据。可以使用任何合适的通信手段，诸如有线通信或无线通信。例如，通信模块1410可以利用局域网(LAN)、广域网(WAN)、红外线、无线电、WiFi、点对点(P2P)网络、通信网络、云通信等之中的一种或多种。可选地，可以使用中继站，诸如塔、卫星或移动台。无线通信可以依赖于距离或独立于距离。在一些实施方式中，通信可能需要或者可能不需要视线。通信模块1410可以传输和/或接收来自感测模块1402的感测数据、由处理单元1404产生的处理结果、预定控制数据、来自终端或遥控器的用户命令等之中的一个或多个。

系统1400的部件可以按任何合适的配置来布置。例如，系统1400的一个或多个部件可以位于可移动物体、载体、负载、终端、感测系统或者与上述中的一个或多个相通信的另外的外部装置上。此外，虽然图14描绘了单个处理单元1404和单另外非暂时性计算机可读介质1406，但本领域技术人员将会理解，这并不旨在是限制性的，并且系统1400可以包括多个处理单元和/或非暂时性计算机可读介质。在一些实施方式中，多个处理单元和/或非暂时性计算机可读介质中的一个或多个可以位于不同位置处，诸如位于可移动物体、载体、负载、终端、感测模块、与上述中的一个或多个相通信的另外的外部装置或者其合适的组合上，以使得由系统900执行的处理和/或存储器功能的任何合适的方面可以在一个或多个上述位置处发生。

虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施方式，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施方式只是以示例的方式提供的。本领域技术人员现将会在不偏离本发明的情况下想到许多更改、改变和替代。应当理解，在实践本发明的过程中可以采用对本文所描述的本发明实施方式的各种替代方案。以下权利要求旨在限定本发明的范围，并因此覆盖这些权利要求及其等效项范围内的方法和结构。

Claims

1.一种向无人飞行器(UAV)提供通信覆盖范围的方法，所述方法包括：

收集所述UAV的规划飞行路径；

确定沿所述UAV的所述规划飞行路径的通信信号分布，所述通信信号为蜂窝网络；以及

基于所述通信信号分布确定用于提供一个或多个中继器的一个或多个位置，所述一个或多个中继器用于中继所述UAV和所述通信信号之间的通信，以改善沿所述UAV的所述规划飞行路径的通信信号分布。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个中继器中的每一个包括(1)第一通信单元，其能够与所述UAV直接通信，以及(2)第二通信单元，其能够通过电信网络或有线通信网络进行通信。

3.如权利要求1所述的方法，还包括修改所述UAV的所述规划飞行路径。

4.如权利要求3所述的方法，还包括基于对所述UAV的所述规划飞行路径的所述修改来修改用于提供所述一个或多个中继器的所述一个或多个位置。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个中继器是静止的。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个中继器是移动的。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述一个或多个中继器是其他UAV。

8.如权利要求2所述的方法，其中多个所述中继器经由所述第二通信单元彼此通信。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述UAV与所述多个所述中继器之间的通信在所述多个所述中继器之间转换。

10.如权利要求1所述的方法，其中当所述UAV无法从电信网络接收预定量的通信资源时，所述UAV与所述电信网络之间的通信转换至所述UAV与所述一个或多个中继器之间的通信。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述通信信号分布是蜂窝信号分布。

12.如权利要求1所述的方法，其中确定沿所述规划飞行路径的所述通信信号分布包括检测通信信号的质量降至低于阈值的一个或多个区域。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述阈值针对所述一个或多个区域而变化。

14.如权利要求1所述的方法，其中确定所述通信信号分布包括使另一飞行器沿所述规划飞行路径飞行以收集所述通信信号分布。

15.如权利要求1所述的方法，其中确定所述通信信号分布包括合并来自其他UAV的过去经验数据集合。

16.如权利要求1所述的方法，其中确定所述通信信号分布包括合并来自通信服务提供商的过去经验数据集合或接收通信服务提供商的预设设置。

17.如权利要求1所述的方法，其中确定沿所述规划飞行路径的所述通信信号分布包括检测可供所述UAV使用的带宽降至低于阈值的一个或多个区域。

18.如权利要求1所述的方法，其中确定所述通信信号分布包括基于来自通信服务提供商的实时通知确定所述通信信号分布。

19.如权利要求1所述的方法，其中确定所述通信信号分布包括检测沿所述UAV的所述规划飞行路径的电信网络信号的质量。

20.如权利要求1所述的方法，其中确定用于提供一个或多个中继器的一个或多个位置包括确定通信信号的质量超过阈值的一个或多个位置。

21.如权利要求2所述的方法，其中所述第一通信单元是专用于所述UAV与所述中继器之间通信的无线收发器。

22.如权利要求21所述的方法，其中所述无线收发器是Wi-Fi收发器。

23.如权利要求21所述的方法，其中所述无线收发器是私人无线收发器。

24.如权利要求21所述的方法，其中所述无线收发器是射频收发器。

25.如权利要求21所述的方法，其中所述无线收发器与遥控器直接通信，所述遥控器包括能够与所述无线收发器直接通信的通信单元。

26.如权利要求2所述的方法，其中所述第二通信单元是蜂窝通信单元。

27.如权利要求26所述的方法，其中所述蜂窝通信单元被配置用于通过所述电信网络与遥控器相通信。

28.如权利要求26所述的方法，其中所述蜂窝通信单元被配置用于接收实现所述UAV的操作的一个或多个命令。

29.如权利要求26所述的方法，其中所述蜂窝通信单元被配置用于传输与由所述UAV捕捉到的多媒体文件有关的信息。

30.如权利要求26所述的方法，其中所述蜂窝通信单元被配置用于传输由位于所述UAV上的一个或多个传感器收集的传感器数据。

31.如权利要求2所述的方法，其中所述第一通信单元能够直接从所述UAV接收信号。

32.如权利要求31所述的方法，其中所述信号包含与由所述UAV捕捉到的多媒体文件有关的信息。

33.如权利要求31所述的方法，其中所述信号包含由位于所述UAV上的一个或多个传感器收集的传感器数据。

34.如权利要求2所述的方法，其中所述第一通信单元能够直接向所述UAV传输信号。

35.如权利要求34所述的方法，其中所述信号包含影响UAV的操作的一个或多个命令。

36.如权利要求35所述的方法，其中所述一个或多个命令影响所述UAV的飞行。

37.如权利要求35所述的方法，其中所述一个或多个命令影响所述UAV的负载的操作。

38.如权利要求35所述的方法，其中所述一个或多个命令来源于被配置用于接受用户输入的遥控器。

39.如权利要求1所述的方法，其中在所具有的通信信号的质量超过阈值的位置处提供所述一个或多个中继器。

40.如权利要求39所述的方法，其中所述阈值针对不同位置而变化。

41.如权利要求39所述的方法，其中沿所述规划飞行路径的所述通信信号分布包括对于所述UAV来说电信不良的一个或多个区域。

42.如权利要求41所述的方法，其中在所述一个或多个中继器的信号覆盖范围覆盖对于所述UAV来说电信不良的所述一个或多个区域的位置处提供所述一个或多个中继器。

43.如权利要求1所述的方法，其中所述通信信号分布是在三维空域内。

44.如权利要求43所述的方法，其中所述通信信号分布是在所述UAV的所述飞行路径的某一高度处。

45.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个中继器对所述UAV的标识进行认证。

46.如权利要求2所述的方法，其中所述UAV包括第三通信单元，所述第三通信单元能够与所述中继器的所述第一通信单元直接通信。

47.如权利要求46所述的方法，其中所述UAV包括第四通信单元，所述第四通信单元能够与所述电信网络相通信。

48.如权利要求47所述的方法，其中当所述UAV不能够通过所述电信网络进行通信时，在所述一个或多个中继器能够经由所述第一通信单元从所述UAV接收信号并且经由所述第二通信单元传输信号的位置处提供所述一个或多个中继器。

49.如权利要求47所述的方法，其中当所述UAV不能够通过所述电信网络进行通信时，在所述一个或多个中继器能够经由所述第一通信单元向所述UAV发送信号并且经由所述第二通信单元接收信号的位置处提供所述一个或多个中继器。

50.如权利要求47所述的方法，其中所述第四通信单元是蜂窝通信单元。

51.如权利要求47所述的方法，其中所述第三通信单元与遥控器直接通信，所述遥控器包括能够与所述UAV的所述第三通信单元直接通信的第五通信单元。

52.一种用于向无人飞行器(UAV)提供通信覆盖范围的设备，所述设备包括：

一个或多个处理器，其单独地或共同地被配置用于：

收集所述UAV的规划飞行路径；

确定沿所述UAV的所述规划飞行路径的通信信号分布，所述通信信号为蜂窝网络；并且

基于所述通信信号分布而生成用于在一个或多个位置处提供一个或多个中继器的信号，所述一个或多个中继器用于中继所述UAV和所述通信信号之间的通信，以改善沿所述UAV的所述规划飞行路径的通信信号分布。

53.如权利要求52所述的设备，其中所述一个或多个中继器中的每一个包括(1)第一通信单元，其能够与所述UAV直接通信，以及(2)第二通信单元，其能够通过电信网络或有线通信网络进行通信。

54.如权利要求53所述的设备，其中所述设备是飞行器。

55.如权利要求54所述的设备，其中所述飞行器是另一UAV。

56.如权利要求52所述的设备，其中所述一个或多个中继器是静止的。

57.如权利要求52所述的设备，其中所述一个或多个中继器是移动的。

58.如权利要求57所述的设备，其中所述一个或多个中继器是其他UAV。

59.如权利要求53所述的设备，其中多个所述中继器经由所述第二通信单元彼此通信。

60.如权利要求59所述的设备，其中所述UAV与所述多个所述中继器之间通信在所述多个所述中继器之间转换。

61.如权利要求52所述的设备，其中当所述UAV无法从电信网络接收预定量的通信资源时，所述UAV与所述电信网络之间通信转换至所述UAV与所述一个或多个中继器之间通信。

62.如权利要求52所述的设备，其中所述通信信号分布是蜂窝信号分布。

63.如权利要求52所述的设备，其中确定沿所述规划飞行路径的所述通信信号分布包括检测通信信号的质量降至低于阈值的一个或多个区域。

64.如权利要求63所述的设备，其中所述阈值针对所述一个或多个区域而变化。

65.如权利要求52所述的设备，其中确定所述通信信号分布包括使另一飞行器沿所述规划飞行路径飞行以收集所述通信信号分布。

66.如权利要求52所述的设备，其中确定所述通信信号分布包括合并来自其他UAV的过去经验数据集合。

67.如权利要求52所述的设备，其中确定所述通信信号分布包括合并来自通信服务提供商的过去经验数据集合或接收通信服务提供商的预设设置。

68.如权利要求52所述的设备，其中确定沿所述规划飞行路径的所述通信信号分布包括检测可供所述UAV使用的带宽降至低于阈值的一个或多个区域。

69.如权利要求52所述的设备，其中确定所述通信信号分布包括基于来自通信服务提供商的实时通知确定所述通信信号分布。

70.如权利要求52所述的设备，其中确定所述通信信号分布包括检测沿所述UAV的所述规划飞行路径的电信网络信号的质量。

71.如权利要求52所述的设备，其中确定用于提供一个或多个中继器的一个或多个位置包括确定通信信号的质量超过阈值的一个或多个位置。

72.如权利要求53所述的设备，其中所述第一通信单元是专用于所述UAV与所述中继器之间通信的无线收发器。

73.如权利要求72所述的设备，其中所述无线收发器是Wi-Fi收发器。

74.如权利要求72所述的设备，其中所述无线收发器是私人无线收发器。

75.如权利要求72所述的设备，其中所述无线收发器是射频收发器。

76.如权利要求72所述的设备，其中所述无线收发器与遥控器直接通信，所述遥控器包括能够与所述无线收发器直接通信的通信单元。

77.如权利要求53所述的设备，其中所述第二通信单元是蜂窝通信单元。

78.如权利要求77所述的设备，其中所述蜂窝通信单元被配置用于通过所述电信网络与遥控器相通信。

79.如权利要求77所述的设备，其中所述蜂窝通信单元被配置用于接收实现所述UAV的操作的一个或多个命令。

80.如权利要求77所述的设备，其中所述蜂窝通信单元被配置用于传输与由所述UAV捕捉到的多媒体文件有关的信息。

81.如权利要求77所述的设备，其中所述蜂窝通信单元被配置用于传输由位于所述UAV上的一个或多个传感器收集的传感器数据。

82.如权利要求53所述的设备，其中所述第一通信单元能够直接从所述UAV接收信号。

83.如权利要求82所述的设备，其中所述信号包含与由所述UAV捕捉到的多媒体文件有关的信息。

84.如权利要求82所述的设备，其中所述信号包含由位于所述UAV上的一个或多个传感器收集的传感器数据。

85.如权利要求53所述的设备，其中所述第一通信单元能够直接向所述UAV传输信号。

86.如权利要求85所述的设备，其中所述信号包含影响UAV的操作的一个或多个命令。

87.如权利要求86所述的设备，其中所述一个或多个命令影响所述UAV的飞行。

88.如权利要求86所述的设备，其中所述一个或多个命令影响所述UAV的负载的操作。

89.如权利要求86所述的设备，其中所述一个或多个命令来源于被配置用于接受用户输入的遥控器。

90.如权利要求52所述的设备，其中在所具有的通信信号的质量超过阈值的位置处提供所述一个或多个中继器。

91.如权利要求90所述的设备，其中所述阈值针对不同位置而变化。

92.如权利要求90所述的设备，其中沿所述规划飞行路径的所述通信信号分布包括对于所述UAV来说电信不良的一个或多个区域。

93.如权利要求92所述的设备，其中在所述一个或多个中继器的信号覆盖范围覆盖对于所述UAV来说电信不良的所述一个或多个区域的位置处提供所述一个或多个中继器。

94.如权利要求52所述的设备，其中所述通信信号分布是在三维空域内。

95.如权利要求94所述的设备，其中所述通信信号分布是在所述UAV的所述飞行路径的某一高度处。

96.如权利要求52所述的设备，其中所述一个或多个中继器对所述UAV的标识进行认证。

97.如权利要求53所述的设备，其中所述UAV包括第三通信单元，所述第三通信单元能够与所述中继器的所述第一通信单元直接通信。

98.如权利要求97所述的设备，其中所述UAV包括第四通信单元，所述第四通信单元能够与所述电信网络相通信。

99.如权利要求98所述的设备，其中当所述UAV不能够通过所述电信网络进行通信时，在所述一个或多个中继器能够经由所述第一通信单元从所述UAV接收信号并且经由所述第二通信单元传输信号的位置处提供所述一个或多个中继器。

100.如权利要求98所述的设备，其中当所述UAV不能够通过所述电信网络进行通信时，在所述一个或多个中继器能够经由所述第一通信单元向所述UAV发送信号并且经由所述第二通信单元接收信号的位置处提供所述一个或多个中继器。

101.如权利要求98所述的设备，其中所述第四通信单元是蜂窝通信单元。

102.如权利要求98所述的设备，其中所述第三通信单元与遥控器直接通信，所述遥控器包括能够与所述UAV的所述第三通信单元直接通信的第五通信单元。

103.一种用于向无人飞行器(UAV)提供通信覆盖范围的系统，所述系统包括：

飞行器，其被配置用于沿所述UAV的规划飞行路径收集通信信号分布，所述通信信号为蜂窝网络；以及

装置，其被配置用于基于所述通信信号分布确定用于提供一个或多个中继装置的一个或多个位置，所述一个或多个中继器用于中继所述UAV和所述通信信号之间的通信，以改善沿所述UAV的所述规划飞行路径的通信信号分布。

104.如权利要求103所述的系统，其中所述一个或多个中继装置中的每一个包括(1)第一通信单元，其能够与所述UAV直接通信，以及(2)第二通信单元，其能够通过电信网络或有线通信网络进行通信。

105.如权利要求103所述的系统，其中所述一个或多个中继器是静止的。

106.如权利要求103所述的系统，其中所述一个或多个中继器是移动的。

107.如权利要求106所述的系统，其中所述一个或多个中继器是其他UAV。

108.如权利要求104所述的系统，其中多个所述中继器经由所述第二通信单元彼此通信。

109.如权利要求108所述的系统，其中所述UAV与所述多个所述中继器之间的通信在所述多个所述中继器之间转换。

110.如权利要求103所述的系统，其中当所述UAV无法从电信网络接收预定量的通信资源时，所述UAV与所述电信网络之间的通信转换至所述UAV与所述一个或多个中继器之间的通信。

111.如权利要求103所述的系统，其中所述通信信号分布是蜂窝信号分布。

112.如权利要求103所述的系统，其中确定沿所述规划飞行路径的所述通信信号分布包括检测通信信号的质量降至低于阈值的一个或多个区域。

113.如权利要求112所述的系统，其中所述阈值针对所述一个或多个区域而变化。

114.如权利要求103所述的系统，其中确定所述通信信号分布包括使另一飞行器沿所述规划飞行路径飞行以收集所述通信信号分布。

115.如权利要求103所述的系统，其中确定所述通信信号分布包括合并来自其他UAV的过去经验数据集合。

116.如权利要求103所述的系统，其中确定所述通信信号分布包括合并来自通信服务提供商的过去经验数据集合或接收通信服务提供商的预设设置。

117.如权利要求103所述的系统，其中确定沿所述规划飞行路径的所述通信信号分布包括检测可供所述UAV使用的带宽降至低于阈值的一个或多个区域。

118.如权利要求103所述的系统，其中确定所述通信信号分布包括基于来自通信服务提供商的实时通知确定所述通信信号分布。

119.如权利要求103所述的系统，其中确定所述通信信号分布包括检测沿所述UAV的所述规划飞行路径的电信网络信号的质量。

120.如权利要求103所述的系统，其中确定用于提供一个或多个中继器的一个或多个位置包括确定通信信号的质量超过阈值的一个或多个位置。

121.如权利要求104所述的系统，其中所述第一通信单元是专用于所述UAV与所述中继装置之间通信的无线收发器。

122.如权利要求121所述的系统，其中所述无线收发器是Wi-Fi收发器。

123.如权利要求121所述的系统，其中所述无线收发器是私人无线收发器。

124.如权利要求121所述的系统，其中所述无线收发器是射频收发器。

125.如权利要求121所述的系统，其中所述无线收发器与遥控器直接通信，所述遥控器包括能够与所述无线收发器直接通信的通信单元。

126.如权利要求104所述的系统，其中所述第二通信单元是蜂窝通信单元。

127.如权利要求126所述的系统，其中所述蜂窝通信单元被配置用于通过所述电信网络与遥控器相通信。

128.如权利要求126所述的系统，其中所述蜂窝通信单元被配置用于接收实现所述UAV的操作的一个或多个命令。

129.如权利要求126所述的系统，其中所述蜂窝通信单元被配置用于传输与由所述UAV捕捉到的多媒体文件有关的信息。

130.如权利要求126所述的系统，其中所述蜂窝通信单元被配置用于传输由位于所述UAV上的一个或多个传感器收集的传感器数据。

131.如权利要求104所述的系统，其中所述第一通信单元能够直接从所述UAV接收信号。

132.如权利要求131所述的系统，其中所述信号包含与由所述UAV捕捉到的多媒体文件有关的信息。

133.如权利要求131所述的系统，其中所述信号包含由位于所述UAV上的一个或多个传感器收集的传感器数据。

134.如权利要求104所述的系统，其中所述第一通信单元能够直接向所述UAV传输信号。

135.如权利要求134所述的系统，其中所述信号包含影响UAV的操作的一个或多个命令。

136.如权利要求135所述的系统，其中所述一个或多个命令影响所述UAV的飞行。

137.如权利要求135所述的系统，其中所述一个或多个命令影响所述UAV的负载的操作。

138.如权利要求135所述的系统，其中所述一个或多个命令来源于被配置用于接受用户输入的遥控器。

139.如权利要求103所述的系统，其中在所具有通信信号的质量超过阈值的位置处提供所述一个或多个中继器。

140.如权利要求139所述的系统，其中阈值针对不同位置而变化。

141.如权利要求139所述的系统，其中沿所述规划飞行路径的所述通信信号分布包括对于所述UAV来说电信不良的一个或多个区域。

142.如权利要求141所述的系统，其中在所述一个或多个中继器的信号覆盖范围覆盖对于所述UAV来说电信不良的所述一个或多个区域的位置处提供所述一个或多个中继器。

143.如权利要求103所述的系统，其中所述一个或多个中继器对所述UAV的标识进行认证。

144.如权利要求104所述的系统，其中所述UAV包括第三通信单元，所述第三通信单元能够与所述中继器的所述第一通信单元直接通信。

145.如权利要求144所述的系统，其中所述UAV包括第四通信单元，所述第四通信单元能够与所述电信网络相通信。

146.如权利要求145所述的系统，其中当所述UAV不能够通过所述电信网络进行通信时，在所述一个或多个中继器能够经由所述第一通信单元从所述UAV接收信号并且经由所述第二通信单元传输信号的位置处提供所述一个或多个中继器。

147.如权利要求145所述的系统，其中当所述UAV不能够通过所述电信网络进行通信时，在所述一个或多个中继器能够经由所述第一通信单元向所述UAV发送信号并且经由所述第二通信单元接收信号的位置处提供所述一个或多个中继器。

148.如权利要求145所述的系统，其中所述第四通信单元是蜂窝通信单元。

149.如权利要求145所述的系统，其中所述第三通信单元与遥控器直接通信，所述遥控器包括能够与所述UAV的所述第三通信单元直接通信的第五通信单元。

150.一种向无人飞行器(UAV)提供通信覆盖范围的方法，所述方法包括：

当所述UAV处于飞行中时收集所述UAV的位置；

确定所述UAV附近的通信信号分布，所述通信信号为蜂窝网络；以及

当所述UAV处于飞行中时，基于所述通信信号分布确定用于提供一个或多个移动中继器的一个或多个位置，所述一个或多个中继器用于中继所述UAV和所述通信信号之间的通信，以改善沿所述UAV的飞行路径的通信信号分布。

151.如权利要求150所述的方法，其中所述一个或多个移动中继器中的每一个包括(1)第一通信单元，其能够与所述UAV直接通信，以及(2)第二通信单元，其能够通过电信网络或有线通信网络进行通信。

152.如权利要求150所述的方法，其中所述一个或多个移动中继器是其他UAV。

153.如权利要求150所述的方法，其中所述UAV的所述飞行路径是规划飞行路径。

154.如权利要求150所述的方法，其中所述UAV的所述飞行路径是随机飞行路径。

155.如权利要求150所述的方法，其中当所述UAV处于飞行中时，所述一个或多个移动中继器的所述一个或多个位置随时间而改变。

156.如权利要求155所述的方法，其中当所述UAV处于飞行中时，所述一个或多个移动中继器停留在所述UAV附近。

157.如权利要求155所述的方法，其中所述一个或多个移动中继器的所述一个或多个位置允许所述移动中继器中的每一个具有超过阈值的通信信号的质量。

158.如权利要求155所述的方法，其中所述一个或多个移动中继器的所述一个或多个位置允许所述移动中继器中的每一个具有低于阈值的地面通信负荷。

159.如权利要求150所述的方法，其中确定所述UAV附近的通信信号分布包括检测所述UAV附近的电信网络信号的质量。

160.如权利要求150所述的方法，其中确定所述UAV附近的通信信号分布包括合并来自其他UAV的过去经验数据集合。

161.如权利要求150所述的方法，其中确定所述UAV附近的通信信号分布包括合并来自通信服务提供商的过去经验数据集合或接收通信服务提供商的预设设置。

162.如权利要求150所述的方法，其中确定所述UAV附近的通信信号分布包括基于来自通信服务提供商的实时通知确定所述通信信号分布。

163.如权利要求151所述的方法，其中所述第一通信单元是专用于所述UAV与所述中继器之间通信的无线收发器。

164.如权利要求163所述的方法，其中所述无线收发器是Wi-Fi收发器。

165.如权利要求163所述的方法，其中所述无线收发器是私人收发器。

166.如权利要求163所述的方法，其中所述无线收发器是射频收发器。

167.如权利要求151所述的方法，其中所述第二通信单元是蜂窝通信单元。

168.如权利要求151所述的方法，其中所述第一通信单元能够直接从所述UAV接收信号。

169.如权利要求168所述的方法，其中所述信号包含与由所述UAV捕捉到的多媒体文件有关的信息。

170.如权利要求168所述的方法，其中所述信号包含由位于所述UAV上的一个或多个传感器收集的传感器数据。

171.如权利要求151所述的方法，其中所述第一通信单元能够直接向所述UAV传输信号。

172.如权利要求171所述的方法，其中所述信号包含实现所述UAV的操作的一个或多个命令。

173.如权利要求172所述的方法，其中所述一个或多个命令影响所述UAV的飞行。

174.如权利要求172所述的方法，其中所述一个或多个命令影响所述UAV的负载的操作。

175.如权利要求151所述的方法，还包括基于所述通信信号分布确定所述UAV是否能够通过所述电信网络以预定的质量水平进行通信。

176.如权利要求175所述的方法，还包括：当所述UAV能够通过所述电信网络以所述预定的质量水平进行通信时，允许所述UAV在不使用所述一个或多个移动中继器的情况下通过所述电信网络进行通信。

177.如权利要求175所述的方法，还包括：当所述UAV不能够通过所述电信网络以所述预定的质量水平进行通信时，允许所述UAV与所述一个或多个移动中继器的所述第一通信单元相通信。

178.如权利要求151所述的方法，还包括确定所述UAV是否能够以预定的质量水平与遥控器直接通信。

179.如权利要求178所述的方法，还包括：当所述UAV能够以所述预定的质量水平与所述遥控器直接通信时，允许所述UAV在不使用所述一个或多个移动中继器的情况下直接与所述遥控器进行通信。

180.如权利要求178所述的方法，还包括：当所述UAV不能够以所述预定的质量水平与所述遥控器直接通信时，允许所述UAV与所述一个或多个移动中继器的所述第一通信单元相通信。

181.一种用于向无人飞行器(UAV)提供通信覆盖范围的设备，所述设备包括：

一个或多个处理器，其单独地或共同地被配置用于：

当所述UAV处于飞行中时收集所述UAV的位置；

确定所述UAV附近的通信信号分布，所述通信信号为蜂窝网络；并且

当所述UAV处于飞行中时，基于所述通信信号分布生成在一个或多个位置处提供一个或多个移动中继器的信号，所述一个或多个中继器用于中继所述UAV和所述通信信号之间的通信，以改善沿所述UAV的飞行路径的通信信号分布。

182.如权利要求181所述的设备，其中所述一个或多个移动中继器中的每一个包括(1)第一通信单元，其能够与所述UAV直接通信，以及(2)第二通信单元，其能够通过电信网络或有线通信网络进行通信。

183.如权利要求181所述的设备，其中所述一个或多个移动中继器是其他UAV。

184.如权利要求181所述的设备，其中所述UAV的所述飞行路径是规划飞行路径。

185.如权利要求181所述的设备，其中所述UAV的所述飞行路径是随机飞行路径。

186.如权利要求181所述的设备，其中当所述UAV处于飞行中时，所述一个或多个移动中继器的所述一个或多个位置随时间而改变。

187.如权利要求186所述的设备，其中当所述UAV处于飞行中时，所述一个或多个移动中继器停留在所述UAV附近。

188.如权利要求186所述的设备，其中所述一个或多个移动中继器的所述一个或多个位置允许所述移动中继器中的每一个具有超过阈值的通信信号的质量。

189.如权利要求186所述的设备，其中所述一个或多个移动中继器的所述一个或多个位置允许所述移动中继器中的每一个具有低于阈值的地面通信负荷。

190.如权利要求181所述的设备，其中确定所述UAV附近的通信信号分布包括检测所述UAV附近的电信网络信号的质量。

191.如权利要求181所述的设备，其中确定所述UAV附近的通信信号分布包括合并来自其他UAV的过去经验数据集合。

192.如权利要求181所述的设备，其中确定所述UAV附近的通信信号分布包括合并来自通信服务提供商的过去经验数据集合或接收通信服务提供商的预设设置。

193.如权利要求181所述的设备，其中确定所述UAV附近的通信信号分布包括基于来自通信服务提供商的实时通知确定所述通信信号分布。

194.如权利要求182所述的设备，其中所述第一通信单元是专用于所述UAV与所述中继器之间通信的无线收发器。

195.如权利要求194所述的设备，其中所述无线收发器是Wi-Fi收发器。

196.如权利要求194所述的设备，其中所述无线收发器是私人收发器。

197.如权利要求194所述的设备，其中所述无线收发器是射频收发器。

198.如权利要求182所述的设备，其中所述第二通信单元是蜂窝通信单元。

199.如权利要求182所述的设备，其中所述第一通信单元能够直接从所述UAV接收信号。

200.如权利要求199所述的设备，其中所述信号包含与由所述UAV捕捉到的多媒体文件有关的信息。

201.如权利要求199所述的设备，其中所述信号包含由位于所述UAV上的一个或多个传感器收集的传感器数据。

202.如权利要求181所述的设备，其中所述第一通信单元能够直接向所述UAV传输信号。

203.如权利要求202所述的设备，其中所述信号包含实现所述UAV的操作的一个或多个命令。

204.如权利要求203所述的设备，其中所述一个或多个命令影响所述UAV的飞行。

205.如权利要求203所述的设备，其中所述一个或多个命令影响所述UAV的负载的操作。

206.一种中继来自无人飞行器(UAV)的通信的方法，所述方法包括：

在中继装置的第一通信单元处接收直接来自所述UAV的无线信号；以及

经由所述中继装置的第二通信单元通过电信网络或有线通信网络传输电信信号，其中所述电信信号传送所述无线信号。

207.如权利要求206所述的方法，其中所述电信网络是蜂窝网络。

208.如权利要求206所述的方法，其中所述无线信号传送多媒体文件。

209.如权利要求208所述的方法，其中所述多媒体文件是视频文件。

210.如权利要求208所述的方法，其中所述多媒体文件是图像文件。

211.如权利要求206所述的方法，其中所述无线信号传送由位于所述UAV上的一个或多个传感器收集的传感器数据。

212.如权利要求206所述的方法，其中所述中继装置是静止中继装置。

213.如权利要求206所述的方法，其中所述中继装置是移动中继装置。

214.如权利要求213所述的方法，其中所述移动中继装置是另一UAV。

215.如权利要求206所述的方法，其中所述第一通信单元是专用于所述UAV与所述中继装置之间通信的无线收发器。

216.如权利要求215所述的方法，其中所述无线收发器是Wi-Fi收发器。

217.如权利要求215所述的方法，其中所述无线收发器是射频收发器。

218.如权利要求215所述的方法，其中所述无线收发器是私人无线收发器。

219.如权利要求206所述的方法，其中所述第二通信单元是蜂窝通信单元。

220.如权利要求206所述的方法，其中遥控器被配置用于从所述电信网络接收所述电信信号。

221.如权利要求220所述的方法，其中所述遥控器被配置用于接受生成操作命令的用户输入。

222.如权利要求220所述的方法，其中所述遥控器是服务器、个人计算机或移动终端。

223.如权利要求221所述的方法，其中所述操作命令影响所述UAV的飞行。

224.如权利要求221所述的方法，其中所述操作命令影响所述UAV的负载的操作。

225.一种中继来自无人飞行器(UAV)的通信的中继装置，所述中继装置包括：

第一通信单元，其被配置用于直接从所述UAV接收无线信号，所述无线信号传送数字文件信息；以及

第二通信单元，其连接至所述第一通信单元并且被配置用于通过电信网络或有线通信网络传输电信信号，其中所述电信信号传送所述数字文件信息。

226.如权利要求225所述的中继装置，其中所述电信网络是蜂窝网络。

227.如权利要求225所述的中继装置，其中所述无线信号传送多媒体文件。

228.如权利要求227所述的中继装置，其中所述多媒体文件是视频文件。

229.如权利要求227所述的中继装置，其中所述多媒体文件是图像文件。

230.如权利要求225所述的中继装置，其中所述无线信号传送由位于所述UAV上的一个或多个传感器收集的传感器数据。

231.如权利要求225所述的中继装置，其中所述中继装置是静止中继装置。

232.如权利要求225所述的中继装置，其中所述中继装置是移动中继装置。

233.如权利要求232所述的中继装置，其中所述移动中继装置是另一UAV。

234.如权利要求225所述的中继装置，其中所述第一通信单元是专用于所述UAV与所述中继装置之间通信的无线收发器。

235.如权利要求234所述的中继装置，其中所述无线收发器是Wi-Fi收发器。

236.如权利要求234所述的中继装置，其中所述无线收发器是射频收发器。

237.如权利要求234所述的中继装置，其中所述无线收发器是私人无线收发器。

238.如权利要求225所述的中继装置，其中所述第二通信单元是蜂窝通信单元。

239.如权利要求225所述的中继装置，其中遥控器被配置用于从所述电信网络接收所述电信信号。

240.如权利要求239所述的中继装置，其中所述遥控器被配置用于接受生成操作命令的用户输入。

241.如权利要求239所述的中继装置，其中所述遥控器是服务器、个人计算机或移动终端。

242.如权利要求240所述的中继装置，其中所述操作命令影响所述UAV的飞行。

243.如权利要求240所述的中继装置，其中所述操作命令影响所述UAV的负载的操作。

244.一种将通信中继至无人飞行器(UAV)的方法，所述方法包括：

在中继装置的第二通信单元处接收来自电信网络或有线通信网络上的电信信号，其中所述电信信号传送UAV操作命令；以及

经由所述中继装置的第一通信单元直接向所述UAV传输无线信号，所述无线信号传送所述UAV操作命令。

245.如权利要求244所述的方法，其中所述电信网络是蜂窝网络。

246.如权利要求244所述的方法，其中所述UAV操作命令影响所述UAV的飞行。

247.如权利要求244所述的方法，其中所述UAV操作命令影响由所述UAV携带的负载的操作。

248.如权利要求244所述的方法，其中所述UAV操作命令影响由所述UAV携带的负载相对于所述UAV的定位。

249.如权利要求244所述的方法，其中所述中继装置是静止中继装置。

250.如权利要求244所述的方法，其中所述中继装置是移动中继装置。

251.如权利要求250所述的方法，其中所述移动中继装置是另一无人飞行器。

252.如权利要求244所述的方法，其中所述第一通信单元是专用于所述UAV与所述中继装置之间通信的无线收发器。

253.如权利要求252所述的方法，其中所述无线收发器是Wi-Fi收发器。

254.如权利要求252所述的方法，其中所述无线收发器是射频收发器。

255.如权利要求252所述的方法，其中所述无线收发器是私人无线收发器。

256.如权利要求244所述的方法，其中所述第二通信单元是蜂窝通信单元。

257.如权利要求244所述的方法，其中遥控器被配置用于接收生成所述UAV操作命令的用户输入。

258.如权利要求257所述的方法，其中所述遥控器是服务器、个人计算机或移动终端。

259.一种将通信中继至无人飞行器(UAV)的中继装置，所述中继装置包括：

第二通信单元，其被配置用于接收来自电信网络或有线通信网络上的电信信号，其中所述电信信号传送UAV操作命令；以及

第一通信单元，其被配置用于直接向所述UAV传送无线信号，所述无线信号传送所述UAV操作命令。

260.如权利要求259所述的中继装置，其中所述电信网络是蜂窝网络。

261.如权利要求259所述的中继装置，其中所述UAV操作命令影响所述UAV的飞行。

262.如权利要求259所述的中继装置，其中所述UAV操作命令影响由所述UAV携带的负载的操作。

263.如权利要求259所述的中继装置，其中所述UAV操作命令影响由所述UAV携带的负载相对于所述UAV的定位。

264.如权利要求259所述的中继装置，其中所述中继装置是静止中继装置。

265.如权利要求259所述的中继装置，其中所述中继装置是移动中继装置。

266.如权利要求265所述的中继装置，其中所述移动中继装置是另一无人飞行器。

267.如权利要求259所述的中继装置，其中所述第一通信单元是专用于所述UAV与所述中继装置之间通信的无线收发器。

268.如权利要求267所述的中继装置，其中所述无线收发器是Wi-Fi收发器。

269.如权利要求267所述的中继装置，其中所述无线收发器是射频收发器。

270.如权利要求267所述的中继装置，其中所述无线收发器是私人无线收发器。

271.如权利要求259所述的中继装置，其中所述第二通信单元是蜂窝通信单元。

272.如权利要求259所述的中继装置，其中遥控器被配置用于接收生成所述UAV操作命令的用户输入。

273.如权利要求272所述的中继装置，其中所述遥控器是服务器、个人计算机或移动终端。