CN107977013B - 无人驾驶飞行器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无人驾驶飞行器。具体地，提供一种能够检测无人驾驶飞行器的用户握持的无人驾驶飞行器及其飞行控制方法。无人驾驶飞行器及其飞行控制方法能够检测在第一位置处的用户握持并且能够检测在第二位置处的用户握持的释放。

Description

无人驾驶飞行器
技术领域
本公开涉及一种无人驾驶飞行器(UAV)及其飞行控制方法，更具体地，涉及一种能够检测UAV上的用户握持的UAV和飞行控制方法。
背景技术
现代的UAV(包括无人机)能够在拍摄照片和包含音频的视频的同时进行飞行。
UAV能够在远程控制器的控制下手动地起飞、降落和飞行。此外，UAV能够在没有用户交互的情况下以独立模式自动地飞行。
飞行的UAV可保持悬停状态。即使由于诸如风的外力而使悬停的UAV从在三维空间中的当前位置扰动到另一位置，UAV仍可使用一个或更多个传感器返回初始位置。
发明内容
本公开的一方面提供一种能够检测UAV上的用户握持的UAV及其飞行控制方法。
根据本公开的一方面，一种UAV包括：定位信息接收器；至少一个传感器，检测所述UAV的飞行状态；驱动单元，包括电子速度控制器(ESC)和操作以使所述UAV飞行的马达；握持检测电路，位于所述UAV内并且接收用户握持；及处理器，控制所述定位信息接收器、所述至少一个传感器、所述驱动单元和所述握持检测电路。所述处理器使用所述定位信息接收器、所述至少一个传感器和所述驱动单元通过所述UAV的所述握持检测电路来控制所述用户握持和所述用户握持的释放的检测。
附图说明
通过结合附图进行的以下详细描述，本公开的目的、特征及优点将变得更加显而易见，在附图中：
图1A、图1B、图1C和图1D是示出根据本公开的实施例的UAV的透视图；
图2是示出根据本公开的实施例的UAV的配置的框图；
图3是示出根据本公开的实施例的用于检测UAV的用户握持的过程的电路图；
图4是示出根据本公开的实施例的UAV的飞行控制方法的流程图；以及
图5A、图5B、图5C、图5D和图5E是示出根据本公开的实施例的飞行控制方法的示例的示图。
具体实施方式
为了清楚和简洁起见，可省略公知的功能和构造的描述。在本公开和权利要求中使用的术语和词语不限于它们在词典中的含义，而是仅用于能够清楚和一致地理解本公开。
除非在上下文中另外清楚地指示，否则单数形式包括复数指示物。因此，例如，参照组件表面包括参照一个或更多个这样的表面。
在本公开中，表述“A或B”或者“A和/或B中的至少一者”可包括A，可包括B，或者可包括A和B两者。诸如“第一”、“第二”等的包括叙述词的表述可修饰各种元件。然而，上述表述不限制元件的顺序和/或重要性并且用于将元件与另一元件区分开的目的。在特定(例如，第一)元件被称为(功能地或通信地)“连接到”或者“接入到”另一(例如，第二)元件的情况下，应理解的是所述元件直接地连接到或接入到所述另一元件或者通过又一(例如，第三)元件连接到或接入到所述另一元件。
在本公开中，表述“被构造为……”可根据情况与表述“适于……”、“具有……能力”、“被修改为……”、“被制造为……”、“能够……”或“被设计为……”互换使用。在一些情况下，表述“被构造为……装置”可指的是装置可与其他装置或其他组件操作。例如，表述“被构造为执行A、B和C的处理器”可指的是用于执行上述操作的专用处理器(例如，嵌入式处理器)或者能够通过存储在存储器装置中的一个或更多个软件程序来执行上述操作的通用处理器(例如，中央处理单元(CPU)或应用处理器(AP))。
根据本公开的实施例的电子装置可包括智能电话、平板个人计算机(PC)、移动电话、视频电话、电子书阅读器、台式PC、膝上型PC、上网本计算机、工作站、服务器、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、运动图像专家组阶段1或阶段2(MPEG-1或MPEG-2)音频层3(MP3)播放器、医疗装置、相机和可穿戴装置中的至少一种。例如，可穿戴装置可包括配件类型装置(例如，手表、戒指、手环、脚环、项链、电子配件、眼镜、隐形眼镜或者头戴式装置(HMD))、织物或服装组装类型装置(例如，电子服装)、身体附着类型装置(例如，护皮垫和纹身)以及身体器官移植电路中的至少一种。在本公开的一些实施例中，电子装置可包括：电视(TV)、数字通用光盘(DVD)播放器、音频装置、冰箱、空调、吸尘器、烤箱、微波炉、洗衣机、空气净化器、机顶盒、家庭自动化控制面板、安全控制面板、媒体盒(例如，SamsungHomeSyncTM、Apple TVTM或Google TVTM)、游戏机(例如，XboxTM和PlayStationTM)、电子词典、电子钥匙、摄像机和电子相框中的至少一种。
在本公开的实施例中，电子装置可包括医疗装置(例如，磁共振血管造影(MRA)装置、磁共振成像(MRI)装置、计算机断层扫描(CT)装置、扫描机、超声波装置等)、导航装置、全球卫星导航系统(GNSS)、事件数据记录器(EDR)、飞行数据记录器(FDR)、车辆信息娱乐装置、船舶电子设备(例如，船舶导航系统和陀螺罗盘等)、航空电子装置、安全装置、车辆的头部单元或装置、工业或家用机器人、无人机、自动柜员机(ATM)、销售点(POS)装置以及物联网(IoT)装置(例如，电灯、传感器、喷淋器、火警警报器、恒温器、路灯、烤面包机、运动设备、热水箱、加热器和烧水壶等)中的至少一种。
根据本公开的实施例，电子装置可包括家具、建筑/结构或车辆的部分、电子板、电子签名接收装置、投影仪和测量仪(例如，水表、电表、燃气表和波长计等)中的至少一种。电子装置可以是柔性的或上述装置中的两种或更多种装置的组合。根据本公开的电子装置不限于上述装置。在本公开中，术语“用户”可指的是使用电子装置的人或使用电子装置的机器(例如，人工智能电子装置)。
图1A至图1D是示出根据本公开的实施例的UAV的透视图。
参照图1A至图1D，在UAV 100的前表面100a可设置有相机150。相机150可位于UAV100的底部100d(见图1D)或者UAV 100的前表面100a的下端。此外，UAV 100可包括与UAV100的运动(例如，飞行)分开地使相机150保持在预设角度的平衡环(gimbal)。
UAV 100可包括壳体101，其中，壳体101包括框架、多个马达172和与马达172的数量相对应的多个螺旋桨173。在UAV 100的中央区域100e可设置有主板。此外，电池195可设置为面对位于UAV 100的中央区域100e的主板。
壳体101容纳框架、多个马达172和与马达172的数量相对应的多个螺旋桨173，并且具有与螺旋桨173的数量相同的数量的开口101a。此外，UAV100可包括框架、多个马达172和多个螺旋桨173，而没有壳体101。
壳体101可部分地由轻型塑料制成并且可部分地由金属制成。例如，壳体101的材料可包括聚丙烯、聚碳酸酯和丙烯腈丁二烯苯乙烯树脂(ABS树脂)。壳体101的上述材料为示例并且不限于此。
UAV 100可具有多个(例如，2、3、4、6或8等)螺旋桨173。UAV 100的马达172的数量可与UAV 100的螺旋桨173的数量相同。
UAV 100的控制器110可通过位于壳体101内的电路(例如，握持检测电路166s)检测用户握持。UAV 100的控制器110可通过位于握持传感器166和壳体101内的电路(例如，握持检测电路166s)检测用户握持。此外，UAV100的控制器110可从握持传感器166接收与通过位于壳体101内的电路(例如，握持检测电路166s)检测的用户握持相对应的电信号。
在本公开的实施例中，UAV 100可具有四个螺旋桨(propeller)，但是本公开不限于此。
UAV 100还可包括保护开口101a内的螺旋桨173的盖174。盖174可设置在位于开口101a内的螺旋桨173的上部和下部中的至少一者中。此外，盖174的数量可小于或等于螺旋桨173的数量。
参照图1B，UAV 100的壳体101的表面的不是开口101a的部分可附着有连续的导电图案166a。此外，在UAV 100的壳体101的表面的不与安装的相机150相对应的区域的部分可附着有连续的导电图案166a。导电图案166a可附着在UAV 100的壳体101的上表面和下表面中的至少一者中。
参照图1C，环形导电图案166b可附着在UAV 100的壳体101的表面上。环形导电图案166b可包括多个环形导电图案。
环形导电图案166b可附着到自UAV 100的拐角50mm的区域内。此外，环形导电图案166b可附着到与UAV 100的拐角分开1mm至80mm的区域。
在本公开的实施例中，壳体101可在UAV 100的壳体101的上表面和下表面中的至少一者上具有附着的多个环形导电图案166b。
导电图案166b可由电连接的部分片段制成。
在图1B和图1C中，导电图案166a和166b形成为用于检测用户握持，并且导电图案166a和166b可通过导体、导电线、导电涂料、导电膜、柔性印刷电路板(PCB)或电容器来实现。
UAV 100的控制器110可通过导电图案166a接收用户握持信号。
参照图1D，示出了根据本公开的实施例的UAV 100的底部100d。可在UAV 100的底部100d附着光流传感器165或光流相机以在当前位置保持悬停。此外，降落装置可结合到UAV 100的底部100d。
图2是示出根据本公开的实施例的UAV的构造的框图。
参照图1A至图2，UAV 100可使用通信单元120功能地连接到远程控制器10或服务器。
UAV 100可通过通信单元120向外部电子装置发送飞行信息和其他数据(例如，照片和视频)或者可从外部电子装置接收飞行信息。
UAV 100可包括控制器110、通信单元120、相机150、定位信息接收器155、传感器160、驱动单元170、扬声器180、存储单元185、电力供应单元190和电池195。
控制器110可包括处理器(例如，飞行处理器)111。此外，控制器110可包括存储用于控制UAV 100的控制程序的只读存储器(ROM)112和用作从外部电子装置接收的飞行控制信息、飞行信息和拍摄数据或者或与UAV100的飞行相对应的操作(例如，交付、竞赛或喷洒农药)的存储区域的随机存取存储器(RAM)113。
控制器110可收集飞行信息、使用传感器160检测UAV 100的位置、控制用于位置校正的马达172(例如，172a、172b、172c和172d等)、使用定位信息接收器155计算UAV 100的位置和监控UAV 100的系统状态。
控制器110控制UAV 100的操作(例如，起飞、降落、飞行)、UAV 100的组件(例如，110至190)之间的信号流动和处理数据。控制器110可使用电力供应单元190控制对组件(例如，120至185)的电力供应。
处理器111可包括传感器处理器115，传感器处理器115使用从UAV 100的多个传感器接收的一个或更多个模拟数据和数字数据来计算UAV 100的飞行状态或周边环境。此外，处理器111还可包括控制UAV 100和外部电子装置之间通信的通信处理器。
处理器111可实现在包括核(core)和传感器处理器115的片上系统(SoC)中。处理器111可具有集成的传感器处理器115的功能。此外，处理器111可包括单核、双核、三核、四核和多核。处理器111、ROM112和RAM 113可彼此电连接。
控制器110可控制通信单元120、相机150、定位信息接收器155、传感器160、驱动单元170、扬声器180、存储单元185和电力供应单元190。
根据本公开的实施例的UAV包括定位信息接收器、检测UAV的飞行状态的至少一个传感器、ESC和马达，以及处理器或控制器，所述处理器或控制器控制操作为使UAV悬停的驱动单元和位于UAV内的接收用户握持的握持检测电路，根据通过使用至少一个传感器和驱动单元在第一位置飞行的UAV的握持检测电路检测的用户握持控制驱动单元的操作，当检测到用户握持的释放时，将从第一位置运动的第二位置设定为参考位置，以及进行控制以使用至少一个传感器和驱动单元来使UAV飞行。
处理器可根据检测的用户握持将马达的旋转速度与在第一位置处的旋转速度进行比较来控制ESC和马达以减小马达的旋转速度。
处理器可检测握持检测电路的与用户握持相对应的电容变化。
握持检测电路可包括多个握持检测电路，并且处理器可根据用户握持的位置检测在相邻的左握持检测电路和右握持检测电路中的每个电容变化。
UAV还可包括在其表面上具有导电图案的壳体，并且处理器可通过导电图案接收用户握持信号。
当释放用户握持时并且当时第二位置与第一位置不同时，处理器可控制驱动单元使UAV在第二位置处悬停。
处理器可控制驱动单元的操作以终止UAV在第一位置处的驱动，以与用户握持UAV的检测相对应。
处理器可检测握持检测电路的与用户释放用户握持相对应的电容变化。
在本公开的实施例中，UAV 100的控制器可包括处理器111、ROM 112和RAM 113。此外，UAV 100的控制器可以是处理器(例如，飞行处理器111)。
通信单元120可使用在控制器110的控制下的多个天线通过通信网络连接至外部电子装置。通信单元120可在控制器110的控制下将UAV 100的飞行信息和拍摄数据发送到外部电子装置。此外，通信单元120可在控制器110的控制下从外部电子装置接收飞行控制信息。
通信单元120可包括无线LAN通信单元121、短程通信单元122或移动通信单元123。
无线LAN通信单元121和/或短程通信单元122可在控制器110的控制下使用多个天线连接至远程控制器10或者服务器。无线LAN通信单元121可支持例如Wi-Fi通信。短程通信单元122可包括
Figure BDA0001440584530000071
通信、蓝牙低功耗(BLE)通信、红外数据协会(IrDA)、超宽带(UWB)通信、磁安全传输(MST)通信和/或NFC通信。
移动通信单元123可在控制器110的控制下使用多个天线通过通信网络连接到远程控制器110或服务器。
UAV 100可包括多个无线LAN通信单元121、短程通信单元122、移动通信单元123或者无线LAN通信单元121、短程通信单元122和移动通信单元123的组合。
在本公开的实施例中，通信单元120可包括无线LAN通信单元121、短程通信单元122和/或移动通信单元123。
相机150可在控制器110的控制下执行图像捕获以获得静态图片或动态图片。相机150可包括提供足够的光强度的辅助光源(例如，闪光灯)以捕获图像或拍摄视频。
UAV 100还可包括前相机150和与相机150相邻(例如，两个光轴之间的间隔为3mm至80mm)的附加相机。相机150和附加相机可集成在一个单元中。控制器110可控制图像捕获以使用相机150和附加相机获得三维静态图片或三维动态图片。
UAV 100可包括附着到相机150的平衡环以获取稳定的视频数据。平衡环可以是3轴平衡环。平衡环还可包括用于调整相机150的角度的多个分开的马达。
定位信息接收器155从在地球的轨道中的多个卫星周期地接收信号(例如，全球定位系统(GPS)卫星的轨道信息、时间信息和卫星的导航讯息)。定位信息接收器155可位于UAV 100的中央区域100e。
UAV 100可使用从多个卫星接收的信号计算每个卫星和UAV 100的位置以及使用发送/接收时间差计算距离。UAV 100可通过三角测量法计算UAV 100的当前位置、当前时间、当前高度和当前运动速度中的每个。UAV 100可使用定位信息接收器155计算其当前位置、当前时间、当前高度和当前运动速度中的每个。
UAV 100可使用计算的位置或运动速度来校正(例如，悬停或返回至起飞位置的自动返回模式)位置。
UAV 100可使用定位信息接收器155和光流传感器165(例如，相机和超声传感器)保持(例如，悬停)在当前位置(或者从远程控制器10接收的预设位置)。例如，UAV 100可在飞行时使用光流传感器165来限制通过外力或内部控制的误差引起的运动以保持当前位置和当前高度。
传感器160可检测UAV 100的飞行状态和/或周边环境。传感器160可检测与UAV100和/或周边环境相对应的物理量。传感器160可将检测的物理量转换为电信号并且将电信号输出至控制器110、处理器111或传感器处理器115。
传感器160可包括测量UAV 100的加速度的加速度传感器161、检测UAV100的磁北的方向的磁力计(magnetometer)162、检测UAV 100的旋转角速度的陀螺仪传感器163、检测UAV 100的当前高度的气压计164、光流传感器165和/或握持传感器166。
控制器110可使用传感器160来计算UAV 100的飞行状态。UAV 100的飞行状态可包括旋转状态和平移状态。旋转状态可指的是偏航、俯仰和滚转。旋转状态可通过加速度传感器161、磁力计162和/或陀螺仪传感器163来检测。
平移状态可指的是经度、高度、纬度和速率。平移状态可通过定位信息接收器155和气压计164检测。
UAV 100可使用计算的飞行状态来飞行。控制器110可输出用于驱动驱动单元170以与计算的飞行状态相对应的脉冲宽度调制(PWM)信号。
驱动单元170可与从控制器110接收的PWM信号相对应地使UAV 100起飞、降落或飞行。驱动单元170可包括ESC 171、多个马达172和多个螺旋桨173。
ESC 171可控制多个马达172的旋转速度。ESC 171可根据接收的PWM信号控制(例如，加速、减速或者反向旋转)多个马达172。ESC 171可控制一个马达172。此外，一个ESC可控制多个马达172。
ESC 171可位于UAV 100的臂(例如，170a)上、位于臂和中央区域100e之间或者位于UAV 100的中央区域100e内。此外，ESC 171可位于在UAV 100的中央区域100e内的主板上。
ESC 171可包括将电池195的高电压(例如，11.1V或更大)转换成驱动马达所需的低电压(例如，5V)的等效电池电路(BEC，battery eliminator circuit)。此外，ESC 171可包括将从控制器110接收的信号转换成光的光电元件(OPTO)和外部BEC。
ESC 171可将电池195的DC电转换为AC电并且将AC电提供给马达172。此外，控制器110可使用电力供应单元190将电池195的DC电转换为AC电并将AC电提供给马达172。
马达172可由ESC 171驱动(例如，旋转、停止、加速或减速)。马达172可位于UAV100的臂(例如，170a)的一端。马达172可包括无刷DC马达(BLDC马达)。
当UAV 100为四旋翼飞行器(quadrotor)时，马达172的数量为四个。四个马达172a、172b、172c和172d中的两个马达(例如，172a、172c)可顺时针旋转。剩余的两个马达(例如，172b、172d)可逆时针旋转。马达172的旋转方向可与UAV 100使用的马达172的数量相对应地变化。
螺旋桨173可结合到马达172的轴以引起轴根据轴的旋转方向而旋转。UAV 100可通过使螺旋桨173旋转而飞行。UAV 100可根据马达172和螺旋桨173的旋转而悬停、右偏航、左偏航、下俯、上仰、左转、右转、上移和下移。此外，UAV 100可与来自远程控制器10的飞行控制信息相对应地通过马达172和螺旋桨173旋转而悬停、右偏航、左偏航、下俯、上仰、左转、右转、上移和下移。
扬声器180可在控制器110的控制下输出与UAV 100的状态(例如，开机、关机、飞行、电量低)相对应的声音。多个扬声器180可位于UAV 100的前表面100a、后表面100b和/或底部100d。
存储单元185可在控制器110的控制下对应于组件(例如，120至190)的操作存储输入/输出的信号或数据。存储单元185可存储用于控制器110或UAV 100的控制的控制程序。此外，存储单元185可存储从外部电子装置或者远程控制器10接收的飞行控制信息(例如，飞行、旋转、悬停)、从传感器160接收的电信号、UAV 100的飞行信息(例如，位置、速度、电池剩余量)、相机150的控制信息和/或由相机150捕获的视频数据(包括图像或音频)。
在本公开的实施例中，存储单元包括存储单元185、在控制器110内的ROM 112和RAM 113或者安装在UAV 100中的存储卡(例如，未示出的微型SD卡)。存储单元185可包括非易失性存储器、易失性存储器、硬盘驱动器(HDD)或固态驱动器(SSD)。
电力供应单元190可在控制器110的控制下向UAV 100的组件(例如，120至190)提供电池195的电力。电力供应单元190可在控制器110的控制下对多个电池195充电。此外，控制器110可使用电力供应单元190将电池195的DC电转换为AC电并将AC电提供给马达172。
电池195包括电池组并且可位于UAV 100的中央区域100e或者UAV 100的壳体101内。此外，电池195可结合到UAV 100的中央区域100e或者与UAV 100的中央区域100e分离。
在图1A至图2的UAV 100的组件中，本领域普通技术人员可容易理解的是，可与UAV100的性能的调整相对应地添加至少一个组件(例如，平衡环)、移除至少一个组件(例如，扬声器)或改变至少一个组件。
图3是示出用于检测根据本公开的实施例的UAV的用户握持的过程的电路图。
参照图3，处理器111通过附着(例如，焊接)到主板的电路或线向ESC171发送PWM信号。通过线连接至马达172的ESC 171可使用PWM信号控制马达172。ESC 171可提供与马达172的旋转相对应的另一相位(例如，3相)的电流。
如图3所示，ESC 171可包括多个ESC 171a、171b、171c和171d。马达172可包括多个马达172a至172d。此外，握持检测电路166s可包括多个握持检测电路166s1、166s2、166s3和166s4。在本公开的实施例中，握持检测电路166s的数量可小于或等于马达172的数量。此外，在本公开的实施例中，握持检测电路166s的数量可小于或等于ESC 171的数量。
握持检测电路(或导电布线)166s的一端可连接到ESC 171和马达172之间的电路171e，并且其另一端可连接到传感器处理器115。此外，握持检测电路166s的一端可连接至ESC 171和马达172之间的电路171e，并且其另一端可连接至握持传感器。握持传感器可连接至传感器处理器115或处理器111。
传感器处理器115或处理器111可通过使用握持检测电路的电容变化来检测用户握持。例如，传感器处理器115可使用用户握持UAV之前的电容值和用户握持UAV之后的电容值之间的差来检测用户握持。此外，传感器处理器115或处理器111通过多个握持检测电路可通过使用与用户握持UAV处相对应的握持检测电路的电容的变化和剩余的多个握持检测电路的电容值的变化来检测用户握持。
ESC 171和马达172之间的电路171e可连接至传感器处理器115或控制器110和导电图案166a或166b的一端。此外，ESC 171和马达172之间的电路171e可连接至传感器处理器115或处理器111和导电图案166a或166b的一端。此外，ESC 171和马达172之间的电路171e可连接至导电图案166a或166b的一端和握持传感器。握持传感器可连接至传感器处理器115或处理器111。
ESC 171和马达172之间的电路171e以及导电图案166a或166b可使用包括焊接、连接夹(c-clip)、探针(pogo-pin)的直接连接法和使用导电材料之间的结合(coupling)的间接连接法进行连接，并且ESC 171和马达172之间的电路171e以及导电图案166a或166b可通过实现到印刷电路板(PCB)中的天线图案或电容器进行连接。
与传感器处理器115集成的控制器或处理器可使用导电布线的电容变化来检测用户握持。例如，与传感器处理器115集成地实现的控制器或处理器可使用用户握持之前的电容值和用户握持之后的电容值之间的差来检测用户握持。
还可添加连接至位于ESC 171和马达172之间的电路171e和处理器111的单独的附加电路。此外，可添加连接到位于ESC 171和马达172之间的电路171e、导电图案166a或166b和处理器111的单独的附加电路。
附加电路可包括限制连接ESC 171和马达172的马达控制线和反馈线的干扰的阻塞电路、限制来自马达172的振动的干扰的噪声滤除电路、去除ESC 171的DC噪声的DC噪声滤除电路和灵敏度调谐电路或者防电击电路。附加电路为示例并且可以是限制ESC 171、马达172和处理器111之间的电路171e、ESC 171和马达172之间的电路171e的干扰的电路，或者可以是限制导电图案166a或166b和处理器111的连接的电路。
图4是示出根据本公开的实施例的UAV的飞行控制方法的流程图。
图5A至图5E是示出根据本公开的实施例的飞行控制方法的示例的示图。
在图4的步骤S410，使UAV悬停在第一位置处。
参照图5A，UAV 100悬停在第一位置P1处。UAV 100在远程控制器10的控制(例如，手动飞行)下或者在UAV 100的控制器110的控制(例如，自动飞行)下悬停在第一位置P1处。UAV 100可根据预设功能(例如，悬停模式)悬停在第一位置P1处。此外，UAV 100可根据在远程控制器10的控制下的预设功能(例如，手动悬停模式)或在UAV 100的控制器110的控制下的预设功能(例如，自动悬停模式)在悬停第一位置P1处。
在本公开的实施例中，UAV 100的悬停可包括UAV 100在三维空间中的飞行。UAV100的悬停可包括UAV 100在三维空间中的某一位置和高度的飞行。
在本公开的实施例中，悬停模式可包括手动悬停模式和自动悬停模式。此外，悬停可包括在手动悬停模式下悬停和在自动悬停模式下悬停。
第一位置P1可与飞行的UAV的三维空间相对应。图5A(二维图)的第一位置P1通过二维空间(例如，除高度h1外，高度h1可以是2m)表示悬停的UAV 100在三维空间中的位置。在本公开的实施例中，第一位置P1可指的是在三维空间中的位置。第一位置P1可指的是用于UAV 100的返回的参考位置。第一位置P1可被称为第一参考位置。此外，第一位置P1可以是与当悬停的UAV 100接收到用户握持时的时间点相对应的位置。
UAV 100可使用传感器160和驱动单元170悬停在第一位置P1处。UAV100的控制器110可使用定位信息接收器155和光流传感器165计算第一位置P1。UAV 100的控制器110可使用定位信息接收器155、气压计164和光流传感器165计算第一位置P1。此外，UAV 100可与计算的第一位置P1相对应地控制驱动单元170以悬停在第一位置P1处。
UAV 100的控制器110可通过握持传感器166计算用户握持之前的电容值。UAV 100的控制器110可将计算的用户握持之前的电容值存储在存储单元185中。此外，UAV 100的控制器110可将计算的用户握持之前的电容值存储在存储单元185中预设的时间段。
在图4的步骤S420，在UAV上检测用户握持。
参照图5B，用户握持在第一位置P1处悬停的UAV 100。用户可握持在第一位置P1处悬停的UAV 100的壳体101的表面的除了开口101a之外的部分(例如，100c)。此外，用户可握持位于在第一位置P1处悬停的UAV 100的壳体101的表面上的导电图案166a或166b。
UAV 100的控制器110可检测在第一位置P1处悬停的UAV 100上的用户握持。
当用户握持UAV 100时，UAV 100的控制器110可通过握持传感器166计算电容值。UAV 100的控制器110可通过握持传感器166使用电容值的变化来检测用户握持。握持传感器166可将与由用户握持产生的电容变化相对应的信号输出至控制器110。
电容变化可包括电容的相对变化和电容的绝对变化中的一者。例如，电容的相对变化可包括基于用户握持之前的电容值的10％或更大的变化、基于用户握持之前的电容值的50％或更大的变化、基于用户握持之前的电容值的60％或更大的变化和基于用户握持之前的电容值的70％或更大的变化。此外，电容变化可包括基于用户握持之前的电容值的100％或更大的变化。
电容的绝对变化可包括与用户握持之前的电容值相比变化2pF或更大、与用户握持之前的电容值相比变化5pF或更大、与用户握持之前的电容值相比变化6pF或更大或与用户握持之前的电容值相比变化7pF或更大。此外，电容变化可包括与用户握持之前的电容值相比变化10pF或更大。
在图5B中，当用户握持在第一位置P1处悬停的UAV 100的壳体101的除了开口101a之外的部分时，在UAV 100的多个握持检测电路中可发生电容变化。
参照图1A、图3和图5B，当用户握持悬停的UAV 100的壳体101的表面的部分区域101c时，可在连接至ESC 171c和马达172c之间的电路的一个握持检测电路166s3处检测用户握持。
参照图1A、图3和图5B，当用户握持悬停的UAV 100的壳体101的表面的部分区域101c时，可在握持检测电路166s3和握持检测电路166s4来检测各个用户握持，握持检测电路166s3连接至ESC 171c和马达172c之间的电路，为接受的部分区域101c的左侧，握持检测电路166s4连接至ESC 171d和马达172d之间的电路，为部分区域101c的右侧。此外，即使在附加握持检测电路166s2和握持检测电路166s1以及握持检测电路166s3和握持检测电路166s4中的一个握持检测电路处也可检测用户握持。
握持传感器166可将与由用户握持产生的电容变化相对应的信号输出至控制器或传感器处理器。
UAV 100的控制器110可将与UAV 100的用户握持相对应的电容值存储在存储单元185。此外，UAV 100的控制器110可将UAV 100的用户握持之后的电容值在存储单元185存储预设时间段。
在图4的步骤S430，关闭UAV的悬停。
参照图5C，当接收到与电容变化相对应的干扰时，控制器110可检测用户握持。
当检测到用户握持时，控制器110可停止UAV 100的在第一位置P1处的悬停。当检测到用户握持时，控制器110可在第一位置处停止悬停模式。此外，当检测到用户握持时，控制器110可在第一位置处停止在悬停模式下的UAV 100的悬停。
当在第一位置P1处的悬停停止时，UAV 100的驱动单元170可继续操作(例如，马达旋转)。当在第一位置P1处的悬停停止时，马达172a至172d可在UAV 100的控制器110的控制下继续旋转(例如，悬停状态下的马达旋转速度的大约30％至50％或者能够防止UAV 100坠落的马达旋转速度)。当在第一位置P1处的悬停停止时，UAV 100的控制器110可使马达172a至172d继续旋转，以准备用户握持的释放。
在本公开的实施例中，关闭悬停可指的是UAV 100的悬停或悬停模式的终止。此外，关闭悬停可指的是马达172的减速。
用户可使握持的UAV从第一位置P1运动到第二位置P2(例如，高度h2，可以是1.1m)。为确定在第一位置P1握持的UAV 100的状态，用户可使UAV 100运动至第二位置P2。在本公开的实施例中，与第一位置P1一样，第二位置P2可以是在三维空间中的的位置。第二位置P2可与在三维空间中的第一位置P1不同。此外，第二位置P2可以是与当用户释放UAV时UAV所在的点相对应的位置。第二位置P2的描述与第一位置P1的描述基本类似；因此，将不重复其详细描述。
UAV 100的控制器110可周期性地检测或计算UAV 100的由于用户握持和使UAV运动而引起的位置变化(例如，从第一位置P1向第二位置P2的移动)。UAV 100的控制器110可使用定位信息接收器155检测或计算UAV 100的由于用户握持和使UAV运动而引起的位置变化。UAV 100的控制器110可使用定位信息接收器155和气压计164检测或计算UAV的由于用户握持和使UAV运动而引起的位置变化。此外，UAV 100的控制器110可使用定位信息接收器155和传感器161至164检测或计算UAV 100的由于用户握持和使UAV运动而引起的位置变化。
用户可确定在第二位置P2处握持的UAV 100的状态(例如，低电量)。用户可替换在第二位置P2处握持的UAV 100的电池195。用户可替换在第二位置P2处握持的UAV 100的存储卡(存储单元185的一个)。此外，用户可替换在第二位置P2处握持的UAV 100的马达172(例如，172a至172d)中的一个、螺旋桨173(例如，173a至173d)中的一个。
在第二位置P2处，由用户握持的UAV 100的控制器110可控制通信单元120的操作(例如，配对尝试)。
参照图5E，用户可利用双手握持UAV 100。图5E所示的双手握持UAV 100的检测与图5B所示的单手握持UAV的检测基本类似，因此，将不重复其详细描述。
UAV 100的控制器110可通过用户的双手根据UAV 100的握持检测而停止马达172的操作。UAV 100的控制器110可通过用户的双手根据UAV 100的握持检测而停止一些马达172(例如，172a至172d)的旋转。此外，UAV 100的控制器110可由用户的双手根据UAV 100的握持检测而控制通信单元120(例如，配对尝试)。
在图4的步骤S440，通过UAV检测用户握持的释放。
参照图5D，用户在第二位置P2处释放UAV 100的抓持。用户可在第二位置P2处对释放UAV 100的壳体101的表面的部分的握持。此外，用户可在第二位置P2处释放对位于UAV100的壳体101的表面的导电图案166a或166b的握持。此外，与UAV 100的用户握持的释放相对应的第三位置可以在与第二位置P2不同的位置处。用户可在第三位置处释放UAV的用户握持。
当用户释放UAV 100的握持时，UAV 100的控制器110可通过握持传感器166计算电容值。UAV 100的控制器110可通过握持传感器166使用电容值的变化来检测用户握持的释放。握持传感器166可将与由用户握持的释放引起的电容变化相对应的干扰输出到控制器110。握持传感器166可将与由用户握持引起的电容变化相对应的干扰输出到控制器或传感器处理器。
在图4的步骤S440，用户握持的检测与图4的步骤S420的握持检测基本类似(例如，返回到用户握持之前的电容值)。
在图4的步骤S450，UAV将悬停位置改变到第二位置P2。
参照图5D，在第二位置处开启UAV的悬停。当接收到与电容变化相对应的干扰时，控制器110可检测用户握持的释放。
当检测到用户握持的释放时，控制器110可在第二位置P2处开启UAV的悬停。当检测到用户握持的释放时，控制器110可在第二位置处开启悬停模式。在检测到用户握持的释放之前，控制器可使UAV在第一位置P1处悬停，在检测到用户握持的释放之后，控制器110可使UAV在第二位置P2处悬停。
当检测到用户握持的释放时，控制器110可增大马达172的旋转速度以使UAV 100在第二位置处悬停。当检测到用户握持的释放时，控制器110可根据检测到的用户握持的释放将马达172的旋转速度与在第一位置处的旋转速度比较，并且控制ESC 171和马达172增大马达172的旋转速度。
当检测到用户握持的释放时或者当第二位置P2的悬停开始时，UAV 100的控制器110可使用定位信息接收器155和光流传感器165计算第二位置P2。当检测到用户握持的释放或者当第二位置P2的悬停开始时，UAV 100的控制器110可使用定位信息接收器155、气压计164和光流传感器165来计算第二位置P2。此外，当检测到用户握持的释放时或者当第二位置P2的悬停开始时，UAV 100与计算的第二位置P2相对应地控制驱动单元170，以在第二位置P2处悬停。
在本公开的另一实施例中，当检测到用户握持的释放时或者当UAV 100开始在第二位置P2处悬停时，与设定在第一位置P1处的第一参考位置类似，UAV 100的控制器110可将第二位置P2重新设定为第二参考位置。
当UAV 100重新设定在第二参考位置处时，UAV 100的控制器100可使用定位信息接收器155和光流传感器165计算第二参考位置。
UAV 100可使用传感器160和驱动单元170在第二位置P2处悬停。当UAV 100开始在第二位置P2处悬停时，UAV 100的驱动单元170可继续操作。
当UAV 100根据用户握持的释放开始悬停时，UAV 100的控制器110可不使UAV返回第一位置P1。当UAV 100根据用户握持的释放开始悬停时，UAV 100的控制器110可不使UAV从第二位置P2返回第一位置P1。当UAV 100由于外力(例如，风)而不是用户握持的释放开始在第二位置P2处悬停时，UAV 110的控制器110可使UAV返回第一位置P1。
在图4的步骤S450，当UAV 100在第二位置P2处悬停时，可终止飞行控制方法。
根据本公开的方法可实现为程序指令形式，所述程序指令形式可通过记录在计算机可读介质中的计算机手段实现。计算机可读介质可包括单一形式或组合形式的数据结构、数据文件和程序指令。例如，计算机可读介质可存储在：诸如ROM的存储装置的易失性存储装置或非易失性存储装置中，而不论其是否可删除或重新记录；诸如RAM、存储器芯片、装置或IC的存储器中；或者可利用机器同时读取的诸如光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)、磁盘或磁带光记录或磁记录的存储介质中。
可包括在UAV中的存储器是可利用程序读取的存储介质或者适合于程序的存储的机器的示例，所述程序包括实现本公开的实施例的指令。记录在介质中的程序指令可以是为本公开特别地设计或配置的程序指令或者可以是计算机软件开发领域的普通技术人员已知和使用的程序指令。
UAV及其飞行控制方法可与使用握持检测电路检测的用户握持相对应地使马达旋转速度减速。
UAV及其飞行控制方法可与使用握持检测电路检测的用户握持的释放相对应地使马达旋转速度加速。
尽管已经在这里详细地描述了本公开的实施例，但应该清楚地理解的是，这里描述的本公开的对本领域技术人员将是显而易见的许多变型和修改将仍然落入由权利要求及其等同物所限定的本公开的精神和范围内。

Claims (15)

1.一种无人驾驶飞行器，包括：
定位信息接收器；
至少一个传感器，检测所述无人驾驶飞行器的飞行状态；
驱动单元，包括电子速度控制器和操作为使所述无人驾驶飞行器飞行的马达；
握持检测电路，位于所述无人驾驶飞行器内并且接收用户握持；及
处理器，控制所述定位信息接收器、所述至少一个传感器、所述驱动单元和所述握持检测电路，
其中，所述处理器使用所述定位信息接收器、所述至少一个传感器和所述驱动单元通过所述无人驾驶飞行器的所述握持检测电路来控制所述用户握持和所述用户握持的释放的检测，
其中，所述处理器被配置为：当所述无人驾驶飞行器在被设置为参考位置的第一位置处为悬停模式且检测到所述用户握持时，关闭所述无人驾驶飞行器的悬停模式，并且当在用户使所述无人驾驶飞行器从第一位置运动到的第二位置处检测到所述用户握持的释放时，开启悬停模式，并将第二位置重新设置为参考位置。
2.根据权利要求1所述的无人驾驶飞行器，其中，所述至少一个传感器包括加速度传感器、磁力计、陀螺仪传感器、气压计和光流传感器中的一种。
3.根据权利要求1所述的无人驾驶飞行器，其中，所述握持检测电路的一端连接至所述驱动单元的所述电子速度控制器和所述马达之间的电路，并且所述握持检测电路的另一端连接至所述处理器。
4.根据权利要求1所述的无人驾驶飞行器，其中，所述握持检测电路的一端连接至所述驱动单元的所述电子速度控制器和所述马达之间的电路，并且所述握持检测电路的另一端连接至握持传感器和所述处理器。
5.根据权利要求1所述的无人驾驶飞行器，其中，所述处理器检测所述握持检测电路的与所述用户握持相对应的电容变化。
6.根据权利要求1所述的无人驾驶飞行器，其中，所述握持检测电路包括多个握持检测电路，
其中，所述处理器根据所述用户握持的位置检测在邻近的左握持检测电路和右握持检测电路处的电容变化。
7.根据权利要求1所述的无人驾驶飞行器，所述无人驾驶飞行器还包括壳体，所述壳体包括在壳体表面上的导电图案，
其中，所述处理器通过所述导电图案接收所述用户握持。
8.根据权利要求7所述的无人驾驶飞行器，其中，所述握持检测电路的一端连接至所述驱动单元的所述电子速度控制器和所述马达之间的电路，所述驱动单元的所述电子速度控制器连接至所述导电图案，并且所述握持检测电路的另一端连接至所述处理器。
9.根据权利要求7所述的无人驾驶飞行器，其中，所述握持检测电路的一端连接至所述驱动单元的所述电子速度控制器和所述马达之间的电路，所述驱动单元的所述电子速度控制器连接至所述导电图案，并且所述握持检测电路的另一端连接至握持传感器，所述握持传感器连接至所述处理器。
10.根据权利要求7所述的无人驾驶飞行器，其中，所述处理器检测所述握持检测电路的与所述用户握持相对应的电容变化。
11.根据权利要求1所述的无人驾驶飞行器，其中，所述握持检测电路的数量小于或等于马达的数量。
12.根据权利要求1所述的无人驾驶飞行器，其中，所述握持检测电路的数量小于或等于所述电子速度控制器的数量。
13.根据权利要求1所述的无人驾驶飞行器，其中，当所述用户握持释放时并且当第二位置与第一位置不同时，所述处理器控制所述驱动单元将所述无人驾驶飞行器驱动到第二位置。
14.根据权利要求1所述的无人驾驶飞行器，其中，所述处理器根据所述用户握持的检测在第一位置处控制所述驱动单元终止所述无人驾驶飞行器的驱动。
15.根据权利要求1所述的无人驾驶飞行器，其中，所述处理器检测所述握持检测电路的与所述用户握持的释放相对应的电容变化。
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