CN108430872B - 为无人驾驶飞行器远程供电 - Google Patents

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Abstract

在一个实施方式中，一种系统包括激光器和激光瞄准模块，该激光器被配置为生成激光束，该激光瞄准模块被配置为将激光束瞄准为至少部分地入射到位于远处的连续移动的太阳能电池。该系统还包括控制器，该控制器被配置为：接收反馈信号，该反馈信号表明激光束相对于位于远处的连续移动的太阳能电池的位置；并且基于该反馈信号来指示激光瞄准模块调整激光束的瞄准。

Description

为无人驾驶飞行器远程供电
技术领域
本公开总体上涉及无人驾驶飞行器。
背景技术
无人驾驶飞行器(UAV)可以向位于地面上的设备提供无线互联网连接。例如，UAV可以具有(例如，通过地面天线)无线地连接至互联网的机载通信模块，并且诸如智能电话、平板计算机、或膝上型计算机等移动计算设备可以通过UAV的通信模块无线地连接至互联网。UAV可以保持在空中达数周、数月、数年，并且UAV可以给处于UAV下方的地面区域中的用户提供互联网接入以及各种数据服务(例如，消息传送、邮件、语音通信、社交网络、搜索功能、健康信息、或天气信息)。
发明内容
在具体实施方式中，UAV可以从激光系统接收远程供电。作为实例而并非以限制的方式，地面的激光系统可以将激光束瞄准为至少部分地入射在UAV的太阳能电池上。在具体实施方式中，太阳能电池可以产生补充电力，该补充电力可以用于为可充电电池充电、或者为UAV的电子设备(例如，通信模块或推进系统)供应电力。作为实例而并非以限制的方式，在白天期间，UAV可以使用由可以附接至UAV的朝上表面的一个或多个太阳能电池产生的太阳能电力来运行。此外，由这些太阳能电池产生的多余电力可以用于为可充电电池充电，并且在夜晚期间，该UAV可以被供以来自该可充电电池的电力。在较长的冬天夜晚期间，电池可能不具有足够存储的能量来整夜地为UAV提供电力。远程的激光系统可以将激光束瞄准UAV的朝下的太阳能电池，并且该太阳能电池可以产生补充电力以使该UAV可以整夜地运行。UAV可以被位于远处并且相对于激光系统连续移动(例如，UAV可以在激光系统上方的特定海拔高度处飞行)，并且可以使用激光瞄准模块来将激光束的瞄准调整成跟随UAV的运动。此外，激光系统可以接收反馈信号并且基于该反馈信号来指示激光瞄准模块调整激光的瞄准。作为实例而并非以限制的方式，反馈信号可以包括从UAV接收的表明激光束相对于太阳能电池的位置的信息(例如，由太阳能电池产生的电压、电流、或电力的量)。作为另一个实例而并非以限制的方式，反馈信号可以包括由相机捕获的图像，该图像显示太阳能电池和入射在该太阳能电池上的激光束。
以上公开的实施方式仅是实例，并且本公开的范围不限于此。具体实施方式可以包括以上公开的实施方式的部件、元件、特征、功能、操作或步骤的全部、一些或全无。尤其在所附权利要求中公开了根据本发明的实施方式，涉及一种方法、存储介质、系统和计算机程序产品，其中，还可以在另一个权利要求范畴(例如，系统)中要求在一个权利要求范畴(例如，方法)中提及的任何特征。所附权利要求中的从属或回引仅出于形式原因被选择。然而，也可以要求保护由故意引用任何先前的权利要求(特别是多个从属)所得的任何主题，因此公开了并且可以要求保护权利要求及其特征的任何组合，而不管所附权利要求中选择的从属。可以要求保护的主题不仅包括在所附权利要求中阐述的特征的组合，而且包括权利要求中的特征的任何其他组合，其中，权利要求中提及的每个特征可以与权利要求中的任何其他特征或其他特征的组合结合。此外，本文中描述或描绘的任何实施方式和特征可以在单独的权利要求中和/或与本文中描述或描绘的任何实施方式或特征或者与所附权利要求的任何特征的任何组合中要求保护。
附图说明
图1示出了示例激光系统和示例无人驾驶飞行器(UAV)。
图2示出了示例无人驾驶飞行器的框图。
图3示出了用于将激光束瞄准位于远处的太阳能电池的示例方法。
图4示出了示例计算机系统。
具体实施方式
图1示出了示例激光系统200和示例无人驾驶飞行器(UAV)300。在具体实施方式中，激光系统200可以配置成为UAV 300远程供电。在具体实施方式中，UAV 300可以被称为无人机、远程驾驶飞机、或自主飞机。在具体实施方式中，UAV 300可以通过一条或多条链路150来提供到网络的无线连接。在具体实施方式中，网络可以包括自组网、内联网、外联网、虚拟专用网络(VPN)、局域网(LAN)、无线LAN(WLAN)、广域网(WAN)、无线WAN(WWAN)、城域网(MAN)、互联网的一部分、公共交换电话网(PSTN)的一部分、蜂窝电话网、或者这些中两种或更多种的组合。本公开设想了任何合适的链路150。在具体实施方式中，一条或多条链路150可以包括一条或多条有线(诸如，数字用户线路(DSL)或者有线电缆数据服务传输规范(DOCSIS))、无线(诸如，蜂窝、无线电、Wi-Fi或者全球微波存取互通(WiMAX))、或者光学(诸如，自由空间光学(FSO)、同步光学网络(SONET)或者同步数字层级(SDH))链路。作为实例而并非以限制的方式，在图1中连接用户101与UAV 300的无线链路150可以是蜂窝链路或无线电链路。作为另一个实例而并非以限制的方式，在图1中连接UAV 300与控制器270的无线链路150可以是蜂窝链路、无线电链路、或FSO链路。在具体实施方式中，一条或多条链路150可以各自包括自组网、内联网、外联网、VPN、LAN、WLAN、WAN、WWAN、MAN、互联网的一部分、PSTN的一部分、基于蜂窝技术的网络、基于卫星通信技术的网络、另一条链路150、或者两条或更多条此类链路150的组合。在整个网络中，链路150不必相同。就一个或多个方面而言，一条或多条第一链路150可以与一条或多条第二链路150不同。
在具体实施方式中，一条或多条链路150可以将客户端系统130连接至UAV 300，并且一条或多条其他链路150可以将控制器270连接至UAV 300。此外，一条或多条链路150(在图1中未示出)可以将UAV 300连接至网络。作为实例而并非以限制的方式，UAV 300可以经由无线链路150连接至地面天线，并且该天线可以进而通过一条或多条其他链路150连接至互联网。在具体实施方式中，用户101可以在客户端系统130上通过由UAV 300提供的一条或多条链路150访问互联网。作为实例而并非以限制的方式，客户端系统130可以经由无线链路150(例如，蜂窝链路或无线电链路)连接至UAV 300，并且客户端系统130然后可以通过UAV 300经由一条或多条其他链路150(例如，经由至地面天线的链路，该天线进而连接至互联网)来连接至互联网。在具体实施方式中，用户101可以是个体(个人用户)、实体(例如，企业、商务、或第三方应用)、或者至少部分地通过由UAV 300提供的链路150来交互或通信的群组(例如，个体群组或实体群组)。在具体实施方式中，客户端系统130可以是任何合适的计算设备，诸如，个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、智能电话、平板计算机、或增强/虚拟现实设备。虽然本公开描述并且示出了特定客户端系统经由特定链路访问特定网络，然而本公开设想了任何合适的客户端系统经由任何合适的链路访问任何合适的网络。
在具体实施方式中，激光系统200可以包括激光器210。在具体实施方式中，激光器210可以是系统的一部分，其将电力远程地供应至UAV 300的。在具体实施方式中，激光器210可以包括固态激光器，诸如，掺钕钇铝石榴石激光器(Nd:YAG激光器)、掺钕玻璃激光器(Nd:玻璃激光器)、掺镱玻璃激光器(Yb:玻璃激光器)、或掺镱陶瓷激光器。作为实例而并非以限制的方式，激光器210可以包括以约1.064μm的光学波长工作的连续波(CW)Nd:YAG激光器。作为另一个实例而并非以限制的方式，激光器210可以包括以约532nm的波长工作的倍频Nd:YAG激光器。作为另一个实例而并非以限制的方式，激光器210可以包括以约1.03μm的波长工作的Yb:玻璃纤维激光器。在具体实施方式中，激光器210可以包括半导体激光器。作为实例而并非以限制的方式，激光器210可以包括以约0.7μm至约0.9μm的范围内的波长工作的两个或更多个砷化铝镓(AlGaAs)激光二极管的阵列。作为另一个实例而并非以限制的方式，激光器210可以包括以约1.0μm至1.6μm的范围内的波长工作的磷砷化镓铟(InGaAsP)激光二极管。在具体实施方式中，激光器210可以具有在约0.5μm至约2.0μm的范围内的波长。作为实例而并非以限制的方式，激光器210可以具有约0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.1μm的输出波长、或任何合适的输出波长。在具体实施方式中，激光器210可以包括配置成以两个或更多个波长工作的两个或更多个激光器。作为实例而并非以限制的方式，激光器210可以包括配置成以约0.85μm工作的CW AlGaAs激光二极管以及配置成以约1.05μm工作的CWInGaAsP激光二极管。来自这两个激光器的光束可以一起组合到单个激光束230中。虽然本公开描述并且示出了具有特定波长的特定激光器，然而本公开设想了具有任何合适波长的任何合适激光器。
在具体实施方式中，激光器210可以具有在约500瓦特至约10000瓦特的范围内的平均输出光学功率。作为实例而并非以限制的方式，激光器210可以配置成生成激光束230，其中激光束230是具有500瓦特、2000瓦特、4000瓦特的平均光学功率、或任何合适的光学功率的自由空间激光束。在具体实施方式中，激光器210可以包括具有1000瓦特至2000瓦特的平均输出功率的CW激光器。作为实例而并非以限制的方式，激光器210可以包括具有约1500瓦特的输出功率的Yb:玻璃纤维激光器。作为另一个实例而并非以限制的方式，激光器210可以包括高功率不可见激光器(例如，以约1.0μm工作的1000瓦特激光器)，其与中等功率可见激光器(例如，以约0.50μm至0.65μm工作的一瓦特激光器)结合以共同传播。高功率不可见激光器可以用于为位于远处的太阳能电池提供电力，中等功率可见激光器可以用于瞄准目的(例如，相机可以对可见激光和太阳能电池310A成像，从而提供用于将不可见激光束瞄准到太阳能电池上的反馈)。虽然本公开描述并且示出了具有特定输出功率的特定激光器，然而本公开设想了具有任何合适输出功率的任何合适激光器。
在具体实施方式中，UAV 300可以包括一个或多个太阳能电池。在图1的实例中，UAV 300包括三个下太阳能电池(太阳能电池310A、310B、和310C)。太阳能电池310A、310B、和310C附接至UAV 300的朝下表面，并且当UAV 300飞行时，太阳能电池310A、310B、和310C被定向为向下面朝地面。太阳能电池310A、310B、和310C可以被称为朝下的太阳能电池。在具体实施方式中，UAV 300可以包括一个或多个上太阳能电池(在图1中未示出)，该一个或多个上太阳能电池附接到UAV 300的朝上表面并且被称为朝上的太阳能电池。当UAV 300飞行时，朝上的太阳能电池可以朝上地、背离地面地定向。虽然本公开描述并且示出了具有拥有特定取向的特定数量的太阳能电池的特定无人驾驶飞行器，然而本公开设想了具有用于任何合适取向的任何合适数量的太阳能电池的任何合适的无人驾驶飞行器。
在具体实施方式中，激光系统200可以包括激光瞄准模块220。作为实例而并非以限制的方式，激光瞄准模块220可以被配置为将激光束230瞄准为至少部分地入射在位于远处的、连续移动的太阳能电池上。在具体实施方式中，位于远处的太阳能电池310A可以指的是定位在距激光系统200一特定距离或特定距离范围内的太阳能电池。作为实例而并非以限制的方式，太阳能电池310A可以相对于地面的激光系统200位于远处，并且在太阳能电池310A与激光系统200之间的距离可以大于或等于约1英里、2英里、5英里、10英里、15英里、或任何合适的距离或距离范围。作为另一个实例而并非以限制的方式，位于远处的太阳能电池310A可以是在地面的激光系统200上方沿圆形飞行路线飞行的UAV 300的一部分，并且在太阳能电池310A与激光系统200之间的距离可以在约12英里至13英里之间变化。在具体实施方式中，连续移动的太阳能电池可以指的是相对于固定的、地面的参考位置处于连续运动的太阳能电池。作为实例而并非以限制的方式，当UAV 300飞行时，UAV 300和太阳能电池310A、310B、和310B可以相对于地面的激光系统200处于连续运动。
在图1的实例中，激光瞄准系统220正在将激光束230引导成至少部分地入射在太阳能电池310A上。在具体实施方式中，可在激光束230入射在表面(例如，UAV 300的表面)上时产生激光光斑240。在具体实施方式中，至少部分地入射在太阳能电池310A上的激光束230可以指的是激光束230或激光斑点240中有特定百分比(例如，10％、30％、50％、80％、90％、99％、100％、或任何合适的百分比)的光学功率入射在太阳能电池310A的表面上。作为实例而并非以限制的方式，激光瞄准模块220可以将激光束230瞄准成使得大于或等于激光斑点240中的80％的光学功率入射在太阳能电池310A上。在具体实施方式中，全部激光束230可以入射在太阳能电池310A上(例如，100％的激光斑点240可以被包含在太阳能电池310A的面积内)。在具体实施方式中，太阳能电池310A可以是可处于连续运动的UAV 300的一部分，并且激光瞄准模块220可以至少部分地基于太阳能电池310A的运动来调整激光束230的瞄准。激光束230的瞄准可以被调整为跟随太阳能电池310A相对于激光系统200的运动、并且调整为保持激光束230至少部分地入射在太阳能电池310A上。
在具体实施方式中，激光瞄准模块220可以配置成：接收由激光器210生成的激光束230；修改激光束230的光学特性；并且将激光束230引导到太阳能电池310A上。从激光器210接收的激光束230可以是自由空间光束或者是在光纤线缆内包含或引导的光束。在具体实施方式中，激光瞄准模块220可以包括望远镜或反射器，并且调整激光束230的瞄准可以包括移动或旋转望远镜或反射器的至少一部分。作为实例而并非以限制的方式，激光瞄准模块220可以包括固定的望远镜和可旋转的反射器。在具体实施方式中，望远镜可以被称为光束扩展器或光束修改器。如在本文中所使用的，望远镜可以指的是被配置为修改激光束的一个或多个光学特性(例如，光束大小、光束形状、光束发散度、或光束指向)的光学元件(例如，透镜、反射镜、或棱镜)的布置。望远镜可以接收来自激光器210的输出激光束230，并且望远镜可以修改激光束230的光学特性以产生具有特定大小、形状、或发散度的激光束230。望远镜然后可以将激光束230发送至反射器(例如，平面反射器或凹面反射器)，该反射器将激光束230反射成使得激光光斑240至少部分地入射在太阳能电池310A上。反射器可以被机动化成允许其取向改变。调整激光束230的瞄准可以包括将反射器旋转(例如，改变反射器的取向)使得激光束230被引导朝向或被引导到太阳能电池310A上。在具体实施方式中，激光瞄准模块220可以包括反射器，该反射器被配置为接收由激光器210生成的激光束230并且将激光束230引导到太阳能电池310A上。作为实例而并非以限制的方式，由激光器210发射的激光束230可以具有适于激光束230发送至太阳能电池310A的光束大小、形状、或发散度，并且激光瞄准模块220可以包括机动化的反射器，该反射器被配置为将激光束230反射使得该激光束被引导朝向或被引导到太阳能电池310A上。虽然本公开描述并且示出了包括特定光学元件的特定激光瞄准模块，然而本公开设想了包括任何合适的光学元件的任何合适的激光瞄准模块。
在具体实施方式中，激光瞄准模块220可以被配置为将激光束230的大小或形状调整成基本上匹配太阳能电池310A的大小或形状。作为实例而并非以限制的方式，太阳能电池310A可以具有近似矩形的形状，并且激光瞄准模块220可以将激光束230调整或修改成使得激光光斑240具有的形状基本上匹配太阳能电池310A的形状。在具体实施方式中，太阳能电池310A或激光光斑240可以具有任何合适的形状(例如，矩形的、方形的、圆形的、椭圆形的、或三角形的形状)或合适形状的任何合适的组合。在具体实施方式中，形状基本上匹配太阳能电池310A的形状的激光光斑240可以指的是以下激光光斑240，该激光光斑具有的尺寸在太阳能电池310A的对应尺寸的特定百分比内。作为实例而并非以限制的方式，在被投射到太阳能电池310A上时，激光光斑240的长度或宽度可以在太阳能电池310A的对应长度或宽度的约5％、10％、或20％内。在具体实施方式中，入射在太阳能电池310A上的激光束230可以具有近似等于太阳能电池310A的长度或宽度的直径。作为实例而并非以限制的方式，太阳能电池310A可以具有近似2米乘2米的方形形状，并且激光光斑240可以具有直径为约2米的近似圆形形状。作为另一个实例而并非以限制的方式，太阳能电池310A可以具有近似2米乘1米的矩形形状，并且激光光斑240可以具有长轴为约2米并且短轴为约1米的近似椭圆形形状。
在具体实施方式中，激光光斑240的尺寸可以小于太阳能电池310A的对应尺寸。使激光光斑240小于太阳能电池310A可以允许：即便在激光光斑240相对于太阳能电池310A的相对位置存在任何变化(例如，由于空气扰动)时，激光光斑240也保持瞄准到太阳能电池310A上。作为实例而并非以限制的方式，激光光斑240可以具有约1米的直径，并且太阳能电池310A可以具有约2米的长度或宽度。作为另一个实例而并非以限制的方式，激光光斑240的尺寸可以为太阳能电池310A的对应尺寸的约40％、60％、或80％。虽然本公开描述并且示出了具有特定形状和大小的特定激光束和特定太阳能电池，然而本公开设想了具有任何合适形状和大小的任何合适的激光束和任何合适的太阳能电池。
图2示出了示例无人驾驶飞行器300的框图。在具体实施方式中，UAV 300可以包括一个或多个下太阳能电池310，该一个或多个下太阳能电池被配置为从激光束230接收光学功率并且由所接收的光学功率产生补充电力。作为实例而并非以限制的方式，当激光束230入射在下太阳能电池310上时，下太阳能电池310可以产生约100瓦特至800瓦特的电力。在具体实施方式中，UAV 300可以包括一个或多个上太阳能电池320，该一个或多个上太阳能电池被配置为接收太阳光330并且由所接收的太阳光产生基于太阳能的电力。作为实例而并非以限制的方式，当太阳光330入射在上太阳能电池310时，上太阳能电池310可以产生约500瓦特至5000瓦特的电力。作为实例而并非以限制的方式，在早晨或傍晚期间，当太阳光330可能以一角度照射在上太阳能电池310上时，上太阳能电池310可以产生约500瓦特至1000瓦特的电力。中午时分，当太阳光330可以以近似法向的入射角照射上太阳能电池310时，上太阳能电池可以产生约4000至5000瓦特的电力。虽然本公开描述并且示出了被配置为产生特定量的电力的特定太阳能电池，然而本公开设想了被配置为产生任何合适量的电力的任何合适的太阳能电池。
在具体实施方式中，下太阳能电池310可以附接至UAV 300的朝下表面，并且上太阳能电池320可以附接至UAV 300的朝上表面。作为实例而并非以限制的方式，太阳能电池310可以附接到UAV 300的机身、尾部、或机翼的朝下表面。作为另一个实例而并非以限制的方式，太阳能电池320可以附接到UAV 300的机身、尾部、或机翼的朝上表面。在具体实施方式中，UAV 300可以包括一个或多个下太阳能电池310。作为实例而并非以限制的方式，UAV300可以包括一个下太阳能电池310，该下太阳能电池附接到机翼或机身的下侧并且具有约2至4m2的面积。作为另一个实例而并非以限制的方式，UAV 300可以包括两个下太阳能电池310，每个太阳能电池附接到一个机翼的下侧并且每个电池具有约2m2的面积。在具体实施方式中，下太阳能电池310或上太阳能电池320可以附接到UAV 300的任何合适的部分。作为实例而并非以限制的方式，下太阳能电池310或上太阳能电池320可以附接到UAV 300的机身、机翼、垂直稳定翼、或水平稳定翼的任何合适的部分。虽然本公开描述并且示出了附接到无人驾驶飞行器的特定部分的特定数量的太阳能电池，然而本公开设想了附接到无人驾驶飞行器的任何合适部分的任何合适数量的太阳能电池。
在具体实施方式中，太阳能电池310或太阳能电池320可以被称为光伏电池、太阳能模块、太阳能面板、或太阳能阵列。作为实例而并非以限制的方式，两个或更多个太阳能电池310可以电耦接在一起以形成也可以被称为太阳能电池310的太阳能面板或太阳能电池阵列。类似地，太阳能电池310可以由电耦接在一起的分立太阳能电池的阵列构成。在具体实施方式中，下太阳能电池310或上太阳能电池320可以包括多晶硅基光伏电池、单晶硅基光伏电池、非晶硅基光伏电池、薄膜光伏电池、或砷化镓基光伏电池。在具体实施方式中，下太阳能电池310或上太阳能电池320可以包括多结光伏电池，例如，两个或更多个半导体基光伏电池组(例如，镓铟磷、砷化镓、和锗光伏电池组)。虽然本公开描述并且示出了包括特定材料的特定太阳能电池，然而本公开设想了包括任何合适材料的任何合适的太阳能电池。
在具体实施方式中，太阳能电池310可以由入射在太阳能电池310上的激光束230产生电力。作为实例而并非以限制的方式，太阳能电池310可以由入射的激光束230产生约100瓦特至800瓦特的电力。作为另一个实例，具有约1500瓦特的光学输出功率的激光器210可以引起由太阳能电池310产生约300瓦特至400瓦特的电力。在具体实施方式中，太阳能电池310由入射的激光束230产生的近似电力PE可以表示为PE＝(1-L)·C·E·PO，其中，PO是激光束230的光学功率(如在激光器210或激光瞄准模块220的输出端处测量的)，L是损耗系数，C是耦合系数，并且E是太阳能电池310的光电转化效率。损耗系数L表示在光从激光系统200传播到太阳能电池310时由于散射或吸收而损耗的光的百分比。例如，如果在激光束230中80％的光从激光系统200传播到太阳能电池310，则损耗系数为20％。耦合系数表示入射在太阳能电池310上的激光光斑240的百分比。例如，如果激光束230的约90％入射在太阳能电池310上，则C为90％(例如，激光束230中有10％的光由于激光束230相对于太阳能电池310的失准而损耗)。在具体实施方式中，太阳能电池310的效率可以在约10％至40％的范围内。作为实例而并非以限制的方式，对于输出功率为1500瓦特、损耗系数L为20％、耦合系数C为90％、并且太阳能电池效率E为30％的激光束230而言，由太阳能电池310产生的电力可以近似是虽然本公开描述并且示出了被配置为由特定激光束产生特定量的电力的特定太阳能电池，然而本公开设想了被配置为由任何合适的激光束产生任何合适量的电力的任何合适的太阳能电池。
在具体实施方式中，UAV 300可以包括被配置为将UAV 300维持在空中的推进系统370。作为实例而并非以限制的方式，推进系统370可以包括被配置为驱动推进器的电动机。作为另一个实例而并非以限制的方式，推进系统370可以被配置为将UAV 300维持在特定海拔高度处(例如，在海平面上方65000英尺的10％内)飞行模式中。虽然本公开描述并且示出了具有特定推进系统的特定无人驾驶飞行器，然而本公开设想了具有用于任何合适的推进系统的任何合适的无人驾驶飞行器。
在具体实施方式中，UAV 300可以包括通信模块360。作为另一个实例而并非以限制的方式，通信模块360可以被配置为与激光系统200的控制器270无线通信。通信模块360可以将信息发送至控制器270，诸如，电池状态信息、导航或位置信息、或太阳能电池信息(例如，由太阳能电池310或320产生的电压、电流、或电力的量)。作为另一个实例而并非以限制的方式，通信模块360可以为客户端系统130提供到互联网的无线连接。在具体实施方式中，通信模块360可以执行导航功能。作为实例而并非以限制的方式，通信模块360可以(例如，使用全球定位系统(GPS)信号)确定UAV 300的位置或者可以控制或调整UAV 300的速度、方向、海拔高度、或飞行路线。虽然本公开描述并且示出了被配置为执行特定功能的特定通信模块，然而本公开设想了被配置为执行任何合适功能的任何合适的通信模块。
在具体实施方式中，UAV 300可以包括可充电电池350。作为实例而并非以限制的方式，可充电电池350可以被配置为为通信模块360或推进系统370提供工作电力。此外，可充电电池350可以配置成从下太阳能电池310或上太阳能电池320接收电力，用于为电池350充电。作为实例而并非以限制的方式，在白天期间，当太阳光330入射在上太阳能电池320上时，由上太阳能电池320产生的电力的一部分可以被发送至电池350以用于为电池350充电。如在本文中所使用的，可充电电池350可以指的是任何合适的可充电能量存储设备，诸如，镍金属氢化物基可充电电池；超级电容器(例如高容量电化学电容器)；流体电池(例如，具有包含一种或多种溶解的电活性元素的电解液的可充电燃料电池)；或超级电池(例如，混合铅酸电池和超级电容器)。在具体实施方式中，可充电电池350可以基于一种或多种类型的电极材料或电解液，诸如，镍金属氢化物、镍氢、锂离子、或锂离子聚合物。虽然本公开描述并且示出了具有特定电极材料和特定电解液的特定可充电电池，然而本公开设想了具有任何合适的电极材料和任何合适的电解液的任何合适的可充电电池。
在具体实施方式中，UAV 300可以包括电力控制器340，该电力控制器引导在UAV300的各种电子设备之间的电流或电力的流动。作为实例而并非以限制的方式，电力控制器340可以将电池350耦接至通信模块360和推进系统370，使得电池350为通信模块360和推进系统370提供工作电力。作为另一个实例而并非以限制的方式，电力控制器340可以将下太阳能电池310或上太阳能电池320耦接至电池350、通信模块360、或推进系统370，使得由太阳能电池310或320产生的电力为电池350充电、或者为通信模块360或推进系统370提供工作电力。在具体实施方式中，电力控制器340可以包括一个或多个开关或分流器以将来自太阳能电池310或320的电力引导至电池350、通信模块360、或推进系统370。作为实例而并非以限制的方式，电力控制器340可以被配置为将由上太阳能电池320产生的电流的一部分引导至通信模块360和推进系统370、并且将上太阳能电池320产生的电流的其余部分引导至可充电电池350。作为另一个实例而并非以限制的方式，电力控制器340可以将下太阳能电池310产生的电流与来自可充电电池350的电流组合。来自下太阳能电池310和可充电电池350的组合电流可以用于为通信模块360和推进系统370提供电力。在具体实施方式中，电力控制器340可以包括电压转换器，以将太阳能电池310或320产生的直流(DC)电压转换为提供给电池350、通信模块360、或推进系统370的不同的DC电压。虽然本公开描述并且示出了被配置为从特定电子设备接收电力并将电力提供至特定电子设备的特定电力控制器，然而本公开设想了被配置为从任何合适的电子设备接收电力并将电力提供给任何合适的电子设备的任何合适的电力控制器。
在具体实施方式中，电力控制器340可以被配置为将基于太阳能的电力提供给UAV300，其中基于太阳能的电力指的是太阳能电池320由太阳光330产生的电力。作为实例而并非以限制的方式，在白天期间，当太阳光330入射在上太阳能电池320上时，电力控制器340可以将由上太阳能电池320产生的基于太阳能的一部分电流发送至电池350以用于为电池350充电。作为另一个实例而并非以限制的方式，在白天期间，电力控制器340可以将由上太阳能电池320产生的电流的一部分发送至通信模块360，从而为通信模块360提供电力。类似地，在白天期间，电力控制器340可以将由上太阳能电池320产生的电流的一部分发送至推进系统370，从而为推进系统370提供电力。在具体实施方式中，由上太阳能电池320产生的电力可以用于为电池350充电并且为通信模块360和推进系统370提供电力。作为实例而并非以限制的方式，在白天期间，上太阳能电池320可以产生在1000瓦特至5000瓦特之间的电力(例如，中午时分，在太阳近于在正头顶上时，上太阳能电池320可以产生最大量的电力)。UAV 300的消耗电力的电子设备(例如，通信模块360和推进系统370)可能需要约2500瓦特的电力，并且由上太阳能电池320产生的任何多余的电力可以用于为电池350充电。在早晨或傍晚期间，上太阳能电池320可以提供约1000瓦特来为UAV 300供电，并且电池350可以供应额外的1500瓦特。中午时分，上太阳能电池320可以产生总共约5000瓦特。所产生的电力中的约2500瓦特可以用于为UAV 300供电，并且由上太阳能电池320产生的多余的2500瓦特可以用于为电池350充电。虽然本公开描述并且示出了消耗或产生特定量的电力的特定电子设备，然而本公开设想了消耗或产生任何合适量的电力的任何合适的电子设备。
在具体实施方式中，电力控制器340可以被配置为将补充电力引导或提供给UAV300，其中补充电力指的是由下太阳能电池310产生的电力。作为实例而并非以限制的方式，当激光束230入射在下太阳能电池310上时，电力控制器340可以将由下太阳能电池310产生的补充电力的一部分发送至电池350(例如，用于为电池350充电)、发送至通信模块360(例如，用于为通信模块360提供电力)、或发送至推进系统370(例如，用于为推进系统370提供电力)。在具体实施方式中，由下太阳能电池310产生的电力可以与来自电池350的电力结合，并且经结合的电力可以用于为通信模块360和推进系统370提供电力。作为实例而并非以限制的方式，在夜晚期间(例如，当上太阳能电池320几乎不产生电力时)，可以由电池350供应用于UAV 300的电子设备的电力。如果电池350不具有整夜提供电力的能力，则可以由下太阳能电池310供应补充电力。作为实例而并非以限制的方式，电池350可以提供2000瓦特的电力，并且下太阳能电池310可以提供500瓦特的补充电力。
在具体实施方式中，由下太阳能电池310提供的补充电力的量或时机可以季节性地变化。作为实例而并非以限制的方式，在夏天期间，当白天时间相对较长(例如14至16小时)而夜晚时间相对较短(例如8至10小时)时，电池350可以在白天期间存储从上太阳能电池320接收的足够能量，从而整夜地为UAV 300供应电力。在冬天期间，当白天时间相对较短而夜晚时间相对较长时，电池350可能不具有足够存储的能量来持续整夜地为UAV 300供应电力。当电池350不能整夜地提供电力时，可以由被引导在下太阳能电池310处的激光束230提供补充电力。虽然本公开描述并且示出了由可充电电池供应特定量的电力以及由下太阳能电池供应特定电力量，然而本公开设想了由可充电电池供应任何合适量的电力以及由下太阳能电池供应任何合适量的电力。
在具体实施方式中，UAV 300可以配置成从地面的机场或飞机跑道起飞并且攀升至巡航高度。在具体实施方式中，UAV 300可以配置成通过另外的飞机来进入飞行(例如，飞机可以将UAV 300向上牵引到特定海拔高度然后释放UAV 300以使其自行飞行)。在具体实施方式中，UAV 300可以配置成在海平线上方约3000英尺至约100000英尺的范围内的巡航高度处飞行。作为实例而并非以限制的方式，UAV 300可以配置成在海平线上方约40000英尺至80000英尺的范围内的海拔高度处飞行。作为另一个实例而并非以限制的方式，UAV300可以配置成在海平线上方约60000英尺至70000英尺的范围内的海拔高度处飞行。在具体实施方式中，UAV 300可以配置成在特定海拔高度的任何合适的百分比内飞行。作为实例而并非以限制的方式，UAV 300可以配置成在海平线上方65000英尺的任何合适的百分比内(例如，在海平线上方65000英尺的1％、2％、5％、10％内)的海拔高度处飞行。在具体实施方式中，UAV 300可以配置成沿具有特定大小、位置、或形状(例如，圆形、八字形、或椭圆形)的特定飞行路线飞行。作为实例而并非以限制的方式，UAV 300可以配置成沿具有约0.5英里、1英里、2英里、5英里的直径、或任何合适的直径的基本上圆形的飞行路线飞行。作为另一个实例而并非以限制的方式，UAV 300可以配置成沿基本上位于激光系统200的位置上方的飞行路线飞行。在具体实施方式中，UAV 300可以基于UAV机载存储的飞行路线或基于从地面的引导站(其可以位于激光站200内或附近)来自主飞行。在具体实施方式中，UAV 300可以在由地面的引导站发送的对其飞行路线的周期性更新或调整的情况下自主飞行。作为实例而并非以限制的方式，控制器270可以经由链路150将飞行路线信息或者对UAV 300的飞行路线的更新或调整发送给UAV 300。虽然本公开描述并且示出了配置成在特定海拔高度处并沿特定飞行路线飞行的特定无人驾驶飞行器，然而本公开设想了配置成在任何合适的海拔高度处并沿任何合适的飞行路线飞行的任何合适的无人驾驶飞行器。
在具体实施方式中，激光系统200可以包括控制器270，该控制器可以控制激光瞄准模块220以调整激光束230的瞄准。作为实例而并非以限制的方式，控制器270可以将指令发送至激光瞄准模块220以将激光束230瞄准为至少部分地入射在太阳能电池310上。在具体实施方式中，激光束230可以瞄准在太阳能电池310处，并且激光束230的瞄准可以至少部分地基于UAV 300(例如，沿特定飞行路线飞行的UAV 300)的运动来进行调整。作为实例而并非以限制的方式，控制器270可以接收由通信模块360(例如基于由通信模块360接收的GPS信号)发送的、UAV 300的位置信息，并且控制器270可以基于位置信息将瞄准指令发送至激光瞄准模块220。在具体实施方式中，控制器270可以被配置为至少部分地基于UAV 300的海拔高度或飞行路线来调整激光束230的瞄准。作为实例而并非以限制的方式，控制器270可以具有有关UAV 300的海拔高度或飞行路线的信息(例如，所述信息可以存储在控制器270的内存中或从通信模块360接收)，并且控制器270可以基于海拔高度或飞行路线信息指示激光瞄准模块220将激光束230的瞄准调整为至少部分地入射在太阳能电池310上。在具体实施方式中，控制器270可以被配置为基于飞行路线信息并且基于反馈信号来调整激光束230的瞄准。作为实例而并非以限制的方式，UAV 300的飞行路线信息可以用于确定用于激光瞄准模块230的粗略瞄准信息，并且反馈信号可以用于提供对粗略瞄准信息的精细调整以确保激光束230保持至少部分地入射在太阳能电池310上。对激光束230的瞄准的精细调整可以至少部分地用于补偿在激光束从激光瞄准模块220传播至太阳能电池310时其由于沿激光束230的光束路线遭遇的空气扰动引起的光束偏差。
在具体实施方式中，激光瞄准模块220可以被配置为执行激光束230的圆锥扫描以初始地将激光束230瞄准在太阳能电池310处。作为实例而并非以限制的方式，在激光器210初始触发时(例如，激光器210可以在白天期间关闭并且在夜晚期间开启以将补充电力提供至UAV 300)或如果激光束230相对于太阳能电池310已经变得失准，则可以执行激光束230的扫描来将激光束230瞄准在太阳能电池310处。在具体实施方式中，圆锥扫描可以指的是由激光瞄准模块220施加给激光束230的圆形或螺旋角运动。作为实例而并非以限制的方式，激光瞄准模块220可以将激光束230初始地引导至初始瞄准位置(例如，基于由控制器270从通信模块360接收的位置信息)，然后激光瞄准模块220可以给激光束230施加圆形扫描运动，直到激光束230入射在太阳能电池310上。圆形扫描运动可以具有渐增的直径(例如，激光束230可以是以螺旋型的图案扫描的)，或者圆形扫描运动可以绕初始瞄准位置逐渐平移。在圆锥扫描的过程中，控制器270可以从通信模块360接收表明激光束230已入射在太阳能电池310上(例如，电力控制器340可以感测来自太阳能电池310的电流中的脉冲)的信息，并且控制器270可以基于这个信息指示激光瞄准模块220将激光束230瞄准在特定方向上，使得激光束230至少部分地入射在太阳能电池310上。在具体实施方式中，在圆锥扫描的过程中，激光束230可以具有减少量的光学功率，并且一旦激光束230瞄准到太阳能电池310上，激光束230中的功率就可以增加。作为实例而并非以限制的方式，当正在执行圆锥扫描时，可以在激光系统200处衰减激光束230(例如，激光束230可以具有1瓦特、10瓦特、或100瓦特的光学功率)。虽然本公开描述并且示出了被配置为执行特定激光束扫描的特定激光瞄准模块，然而本公开设想了被配置为执行任何合适的激光束扫描的任何合适的激光瞄准模块。
在具体实施方式中，控制器270可以被配置为接收表明激光束230相对于太阳能电池310的位置的反馈信号，并且基于该反馈信号指示激光瞄准模块220调整激光束230的瞄准。作为实例而并非以限制的方式，调整激光束230的瞄准可以允许激光束230在UAV 300沿其飞行路线飞行时跟随其运动并且修正随机光束偏差(例如由空气扰动造成的光束偏差)。在具体实施方式中，表明激光束230相对于太阳能电池310的位置的反馈信号可以包括从UAV 300发送至激光系统200的无线信号。在具体实施方式中，反馈信号可以表明太阳能电池310由激光束230产生的电压、电流、或电力的量。作为实例而并非以限制的方式，当激光束230最佳地对准到太阳能电池310上时，太阳能电池310可以产生约15安培的电流，并且如果激光束230逐渐移动而不与太阳能电池310对准，则由太阳能电池310产生的电流也可能逐渐减小。控制器270可以从通信模块360接收表明有多少电流正在由太阳能电池310产生的周期性更新，并且控制器270可以基于所述信息指示激光瞄准模块220调整激光束230的瞄准，以确保由太阳能电池310产生的电流量是最大化的。作为实例而并非以限制的方式，可以将激光束230的瞄准调整成使得由太阳能电池310产生的电流量在最大电流的特定百分比内(例如，在最大电流的5％、10％、20％、或任何合适的百分比内)。在具体实施方式中，激光束230的瞄准可以是基于表明激光束230相对于太阳能电池310的位置的反馈信号，沿两个角方向(例如，方位角以及倾斜角或极角)调整的。虽然本公开描述并且示出了表明与激光束瞄准有关的特定信息的特定反馈信号，然而本公开设想了表明与激光束瞄准有关的任何合适的信息的任何合适的反馈信号。
在具体实施方式中，激光瞄准模块220可以被配置为使激光束230的瞄准抖动。作为实例而并非以限制的方式，使激光束230的瞄准抖动可以指的是激光瞄准模块220机械地修改反射镜的取向以在激光束230的瞄准中引起对应的移动或调制。在具体实施方式中，使激光束230的瞄准抖动可以包括对激光束230的取向施加特定调制(例如，方波、正弦、三角波、或锯齿波调制)，其中所述调制具有特定的频率和幅度。作为实例而并非以限制的方式，可以通过对激光束230的瞄准施加正弦调制使激光束230抖动，其中，瞄准调制具有约100Hz的频率和约1微弧度至5微弧度的幅度。在具体实施方式中，激光束230的瞄准可以是沿两个角方向(例如，沿方位角并且沿倾斜角或极角)抖动的。作为实例而并非以限制的方式，激光束230可以首先沿方位角抖动并然后沿倾斜角抖动。作为另一个实例而并非以限制的方式，激光束230可以同时沿两个角方向抖动(例如，以70Hz沿方位角抖动并且以110Hz沿倾斜角抖动)。通过以两个不同的频率抖动，可以从一个信号中提取出有关激光束230相对于这两个角方向中的每一个角方向的瞄准的信息。
在具体实施方式中，表明激光束230相对于太阳能电池310的位置的反馈信号可以包括对应于由太阳能电池310响应于激光束230的瞄准的抖动而展现的电压、电流、或电力的调制量的信息。在具体实施方式中，电力控制器340可以确定由太阳能电池310产生的电流中的调制或变化的幅度或相位。基于由于使激光束230的瞄准抖动而产生的太阳能电池电流变化的幅度或相位，UAV 300或控制器270可以确定激光束230相对于太阳能电池310失准的量和方向。作为实例而并非以限制的方式，如果激光束230的瞄准是近似沿UAV 300的纵向轴线抖动的，则控制器270可以基于太阳能电池电流变化的相位相对于激光束抖动的相位，指示激光瞄准模块220使激光束230的瞄准朝UAV 300的机头或尾部移动。类似地，如果激光束230的瞄准是近似沿UAV 300的横向轴线抖动的，则激光束230的瞄准可以基于太阳能电池电流变化的相位相对于激光束抖动的相位来沿横向轴线进行调整。虽然本公开描述并且示出了产生特定反馈信号的特定抖动技术，然而本公开设想了产生任何合适的反馈信号的任何合适的抖动技术。
在具体实施方式中，太阳能电池310可以是在UAV 300上的多个下太阳能电池310中的一个，并且表明激光束230相对于下太阳能电池310的位置的反馈信号可以包括对应于由下太阳能电池中的每一个太阳能电池产生的电压、电流、或电力的相对量的信息。作为实例而并非以限制的方式，UAV 300可以具有呈象限构型安排的四个下太阳能电池310。通信模块360可以将对应于由这四个下太阳能电池310中的每一个下太阳能电池产生的电流量(或相对电流量)的信息发送给控制器270。如果这四个太阳能电池310中的每一个太阳能电池近似产生相同的电流量，则激光束230可能是恰当地瞄准在这些太阳能电池310的近似中心处。如果这四个太阳能电池310中的一个或多个太阳能电池产生不同的电流量，则激光束230的瞄准可以相应地进行调整。作为实例而并非以限制的方式，如果一个太阳能电池310正在产生10安培的电流，并且另外三个太阳能电池310各自正在产生约2安培的电流，则激光束230的瞄准可以被调整成使得每个太阳能电池310产生约4安培的电流。在具体实施方式中，控制器270可以接收对多个下太阳能电池310产生的相对电流量的周期性更新，并且控制器270可以指示激光瞄准模块220调整瞄准以确保激光束230相对于这些下太阳能电池310近似居中。虽然本公开描述并且示出了基于特定数量的太阳能电池的特定布置的特定反馈信号，然而本公开设想了基于任何合适数量的太阳能电池的任何合适布置的任何合适的反馈信号。
在具体实施方式中，激光系统200可以包括相机250。作为实例而并非以限制的方式，激光系统200可以包括被配置为捕获数字图像或视频的数字相机250，并且数字相机250可以包括相机镜头260。在具体实施方式中，相机镜头260(其可以被称为望远镜260)可以被配置为捕获来自UAV 300的光线(包括来自经UAV 300散射的激光束230的光线)并且将所捕获的光线聚焦到相机250的图像传感器上。作为实例而并非以限制的方式，相机250可以具有基于电荷耦合器件(CCD)技术或基于互补型金属氧化物半导体(CMOS)技术的图像传感器。在具体实施方式中，相机镜头260可以与激光瞄准模块220结合，或者相机镜头260可以是单独的光学设备。在具体实施方式中，相机250可以被配置为捕获可见光线、近红外光线、或者可见光线与近红外光线的组合。作为实例而并非以限制的方式，激光束230可以具有约1μm的波长，并且相机250可以具有被配置为捕获近红外光线(包括具有一微米波长的光线)的图像传感器。在具体实施方式中，相机250或镜头260可以配置成移动或旋转以在UAV 300沿飞行路线飞行时跟随该UAV。在具体实施方式中，相机250可以被配置为以特定的时间间隔(例如，每0.01秒、0.1秒、1秒、或以任何合适的时间间隔)捕获UAV 300的图像。虽然本公开描述并且示出了包括特定相机的特定激光系统，然而本公开设想了包括任何合适相机的任何合适的激光系统。
在具体实施方式中，相机250可以捕获显示太阳能电池310和入射在太阳能电池310上的激光束230的图像或视频。作为实例而并非以限制的方式，相机250可以被被配置为捕获UAV 300的图像，其中，所捕获的图像包括附接至UAV 300的一个或多个下太阳能电池310以及激光光斑240的至少一部分。在具体实施方式中，相机250可以捕获显示入射在太阳能电池310上的激光束230的至少一部分的图像或视频。作为实例而并非以限制的方式，相机250可以在存在很少环境光线的夜间运行，并且由相机250捕获的来自UAV 300的多数光线可以是来自激光束230的经UAV 300散射的光。
在具体实施方式中，表明激光束230相对于太阳能电池310的位置的反馈信号可以包括由相机250捕获的图像或视频。作为实例而并非以限制的方式，控制器270可以接收由相机250捕获的图像，其中该图像显示入射在太阳能电池310上或入射在UAV 300的另一个部分上的激光束230的至少一部分。此外，所捕获的图像可以显示太阳能电池310或UAV 300的其他部分。基于所接收的图像，控制器270可以向激光瞄准模块220发送指令以调整激光束230的瞄准。在具体实施方式中，调整激光束230的瞄准可以起作用来维持或增加入射在太阳能电池310上的激光光斑240的量。作为实例而并非以限制的方式，从相机250接收的图像可以显示由60％的激光光斑240照亮的太阳能电池310，而其余40％的激光光斑240没有入射在太阳能电池310上(例如，该40％的激光光斑240可能入射在UAV 300的另一个部分上、或者可能错过了UAV 300并继续向上传播)。基于所接收的图像，控制器270可以指示激光瞄准模块220调整激光束230的瞄准，从而增加入射在太阳能电池310上的激光光斑240的百分比。在具体实施方式中，从相机250接收图像并且基于所接收的图像调整激光束230的瞄准的过程可以继续，只要激光器210是激活的(例如，该过程可以在激光束230为太阳能电池310供应电力的夜间连续地运行)。
在具体实施方式中，UAV 300可以包括一个或多个回射器，从而使来自激光束230的光线的一部分朝激光系统200反射回。作为实例而并非以限制的方式，回射器可以位于太阳能电池310的中心附近，或者太阳能电池310可以具有位于太阳能电池310的周界附近的两个或更多个回射器。相机250可以用来自由回射器反射的激光束230的光线捕获图像，并且经反射的光线可以提供用于调整激光束230的瞄准的反馈信息。作为实例而并非以限制的方式，太阳能电池310可以具有位于其中心附近的一个中央回射器以及位于其周界周围的三个或更多个回射器。相机250可以捕获来自这些回射器中的一个或多个回射器的光线，并且激光束230的瞄准可以被调整成使由中央回射器反射的光线的量最大化。此外，激光束230的瞄准可以被调整成使得由周界回射器中的每个周界回射器反射的光线最小化或近似相等。虽然本公开描述并且示出了基于特定捕获图像的特定反馈信号，然而本公开设想了基于任何合适捕获图像的任何合适的反馈信号。
在具体实施方式中，激光瞄准模块220可以被配置为在相机250捕获了显示太阳能电池310的图像时执行激光束230的圆锥扫描。作为实例而并非以限制的方式，当激光器210初始激活或者激光束230变得失准时，可以执行圆锥扫描以将激光束230瞄准在太阳能电池310处。在圆锥扫描的过程中，控制器270可以接收来自相机250的图像并且确定激光束230是否入射在太阳能电池310上。在捕获到显示激光束230的至少一部分入射在太阳能电池310上的图像时，控制器270可以取消圆锥扫描并且至少部分地基于显示激光束230入射在太阳能电池310上的所捕获图像指示激光瞄准模块230瞄准激光束230。
在具体实施方式中，激光系统200可以被配置为产生多个激光束230并且将这些激光束230中的每个激光束瞄准在UAV 300处。作为实例而并非以限制的方式，激光系统200可以产生三个激光束230，并且每个激光束230可以被瞄准在一个太阳能电池310处。作为另一个实例而并非以限制的方式，UAV 300可以具有三个不同的下太阳能电池310，并且激光系统200可以产生三个激光束230，每个激光束230被配置为照亮这些太阳能电池310之一。在具体实施方式中，每个激光束230可以具有一个激光瞄准模块220，并且每个激光瞄准模块可以接收来自控制器270的指令。作为实例而并非以限制的方式，激光系统200可以包括一个相机250，该相机被配置为捕获显示各个下太阳能电池310(或与该太阳能电池310相关的回射器)的图像，并且控制器270可以基于所捕获的图像，指示各个激光瞄准模块220调整其所关联的激光束230的瞄准。在具体实施方式中，多光束的激光系统200的各个激光束230的瞄准可以是密切相关的，因为各个激光束230可能在传播至UAV 300时经受类似的大气影响(例如空气扰动)。在具体实施方式中，多光束的激光系统200可以通过将激光功率散布在较大的面积上来减小激光束230的强度。在具体实施方式中，多光束的激光系统200可以引起在传输至UAV 300的功率的可靠性或效率的增加。虽然本公开描述并且示出了具有特定构型的激光束和太阳能电池的特定多光束的激光系统，然而本公开设想了具有任何合适构型的激光束和太阳能电池的任何合适的多光束的激光系统。
图3示出了用于将激光束230瞄准位于远处的太阳能电池310的示例方法380。在具体实施方式中，图3的方法可以用于将电力远程地供应至无人驾驶飞行器300。该方法可以在步骤390处开始，其中可以生成激光束230。作为实例而并非以限制的方式，激光器210可以生成激光束230。在步骤392处，可以将激光束230瞄准为至少部分地入射在位于远处的连续移动的太阳能电池310。作为实例而并非以限制的方式，激光瞄准模块220可以使激光束230瞄准。在步骤394处，可以接收反馈信号，该反馈信号表明激光束230相对于位于远处的太阳能电池310的位置。作为实例而并非以限制的方式，反馈信号可以包括从UAV 300发送至激光系统200的无线信号或由相机250捕获的UAV 300的一部分的图像。在步骤396处，可以基于反馈信号调整激光束230的瞄准。作为实例而并非以限制的方式，激光系统200的控制器270可以指示激光瞄准模块220调整激光束230的瞄准。在适当情况下，具体实施方式可以重复图3的方法的一个或多个步骤。虽然本公开描述并且示出了图3的方法以特定顺序发生的特定步骤，然而本公开设想了图3的方法以任何合适顺序发生的任何合适的步骤。而且，虽然本公开描述并且示出了包括图3的方法的特定步骤的用于将激光束瞄准位于远处的太阳能电池的示例方法，然而本公开设想了包括任何合适步骤(其在适当情况下可以包括图3的方法的步骤的全部、一些、或全无)的用于将激光束瞄准在位于远处的太阳能电池的任何合适的方法。此外，虽然本公开描述并且示出了进行图3的方法的特定步骤的特定部件、设备或系统，然而本公开设想了进行图3的方法的任何合适步骤的任何合适的部件、设备或系统的任何合适的组合。
图4示出了示例计算机系统400。在具体实施方式中，一个或多个计算机系统400执行本文中描述或示出的一个或多个方法中的一个或多个步骤。在具体实施方式中，一个或多个计算机系统400提供本文中描述或示出的功能。在具体实施方式中，在一个或多个计算机系统400上运行的软件执行本文中描述或示出的一个或多个方法中的一个或多个步骤或者提供本文中描述或示出的功能。具体实施方式包括一个或多个计算机系统400的一个或多个部分。本文中，在适当情况下，对计算机系统的引用可以包含计算设备，并且反之亦然。而且，在适当情况下，对计算机系统的引用可以包含计算设备，并且反之亦然。
本公开设想了任何合适数量的计算机系统400。本公开设想了采取任何合适物理形式的计算机系统400。作为实例而并非以限制的方式，计算机系统400可以是嵌入式计算机系统、片上系统(SOC)、单板计算机系统(SBC)(诸如，模块计算机(COM)或模块系统(SOM))、桌面计算机系统、膝上型或笔记本计算机系统、交互式自助服务机、大型机、计算机系统网络、移动电话、个人数字助理(PDA)、服务器、平板计算机系统、增强/虚拟现实设备、或者这些中两种或更多种的组合。在适当情况下，计算机系统400可以包括单一式或者分布式的跨多个位置、跨多台机器、跨多个数据中心、或者驻留在云中的一个或者多个计算机系统400，该云可以包括一个或多个网络中的一个或多个云部件。在适当情况下，一个或多个计算机系统400可以在无大致空间或时间限制的情况下执行本文中描述或示出的一个或多个方法的一个或多个步骤。作为实例而并非以限制的方式，一个或多个计算机系统400可以实时地或以批处理的模式执行本文中描述或示出的一个或多个方法的一个或多个步骤。在适当情况下，一个或多个计算机系统400可以在不同时间或在不同位置处执行本文中描述或示出的一个或多个方法的一个或多个步骤。
在具体实施方式中，计算机系统400包括处理器402、内存404、存储器406、输入/输出(I/O)接口408、通信接口410以及总线412。虽然本公开描述并且示出了具有按照特定布置的特定数量的特定部件的特定计算机系统，然而本公开设想了具有按照任何合适布置的任何合适数量的任何合适部件的任何合适的计算机系统。
在具体实施方式中，处理器402包括用于执行指令的硬件(诸如那些组成计算机程序的硬件)。作为实例而并非以限制的方式，为了执行指令，处理器402可以从内部寄存器、内部缓存、内存404或者存储器406检索(或者获取)指令；对其进行解码并且执行指令；然后将一个或多个结果写入内部寄存器、内部缓存、内存404或者存储器406。在具体实施方式中，处理器402可以包括用于数据、指令或地址的一个或多个内部缓存。在适当情况下，本公开设想了包括任何合适数量的任何合适的内部缓存的处理器402。作为实例而并非以限制的方式，处理器402可以包括一个或多个指令缓存、一个或多个数据缓存、以及一个或多个转译后备缓冲器(TLB)。在指令缓存中的指令可以是在内存404或存储器406中的指令的副本，并且指令缓存可以加速处理器402对那些指令的检索。在数据缓存中的数据可以是在用于在处理器402中执行指令操作的内存404或存储器406中数据的副本；用于由在处理器402中执行的后续指令访问或用于写入内存404或存储器406的在处理器402中执行的后续指令的结果；或者其他合适的数据。数据缓存可以加速处理器402的读取或写入操作。TLB可以加速处理器402的虚拟地址转译。在具体实施方式中，处理器402可以包括用于数据、指令或地址的一个或多个内部寄存器。在适当情况下，本公开设想了包括任何合适数量的任何合适内部寄存器的处理器402。在适当情况下，处理器402可以包括一个或多个算术逻辑单元(ALU)；可以是多核处理器；或者包括一个或多个处理器402。虽然本公开描述并且示出了特定的处理器，然而本公开设想了任何合适的处理器。
在具体实施方式中，内存404包括用于存储处理器402执行的指令或者处理器402运行的数据的主内存。作为实例而并非以限制的方式，计算机系统400可以将指令从存储器406或者另一来源(诸如，另一个计算机系统400)加载至内存404。然后处理器402可以将指令从内存404加载至内部寄存器或内部缓存。为了执行指令，处理器402可以从内部寄存器或内部缓存检索指令并且对其解码。在执行指令的过程中或在执行指令之后，处理器402可以将一个或多个结果(其可以是中间结果或最终结果)写入内部寄存器或内部缓存。然后，处理器402可以将这些结果中的一个或多个写入内存404。在具体实施方式中，处理器402仅执行一个或多个内部寄存器或内部缓存或内存404(相对于存储器406或者其他地点)中的指令，并且仅运行一个或多个内部寄存器或内部缓存或内存404(相对于存储器406或者其他地点)中的数据。一个或多个内存总线(其可以各自包括地址总线和数据总线)可以将处理器402耦接至内存404。如以下所描述的，总线412可以包括一个或多个内存总线。在具体实施方式中，一个或多个内存管理单元(MMU)驻留在处理器402与内存404之间，并且便于由处理器402请求的对内存404的访问。在具体实施方式中，内存404包括随机存取内存(RAM)。在适当情况下，该RAM可以是易失性内存。在适当情况下，该RAM可以是动态RAM(DRAM)或静态RAM(SRAM)。而且，在适当情况下，该RAM可以是单端口RAM或多端口RAM。本公开设想了任何合适的RAM。在适当情况下，内存404可以包括一个或多个内存404。虽然本公开描述并且示出了特定的内存，然而本公开设想了任何合适的内存。
在具体实施方式中，存储器406包括用于数据或指令的大容量存储器。作为实例而并非以限制的方式，存储器406可以包括硬盘驱动器(HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带、或通用串行总线(USB)驱动器、或者这些中两种或更多种的组合。在适当情况下，存储器406可以包括可移除或不可移除的(或固定的)介质。在适当情况下，存储器406对于计算机系统400可以是内部的或外部的。在具体实施方式中，存储器406是非易失性的、固态的内存。在具体实施方式中，存储器406包括只读内存(ROM)。在适当情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改变ROM(EAROM)或闪存、或者这些中两种或更多种的组合。本公开设想了采用任意合适物理形式的大容量存储器406。在适当情况下，存储器406可以包括便于处理器402与存储器406之间通信的一个或多个存储控制单元。在适当情况下，存储器406可以包括一个或多个存储器质406。虽然本公开描述并且示出了特定的存储器，然而本公开设想了任何合适的存储器。
在具体实施方式中，I/O接口408包括为在计算机系统400与一个或多个I/O设备之间的通信提供一个或多个接口的硬件、软件或两者。在适当情况下，计算机系统400可以包括这些I/O设备中的一个或多个。这些I/O设备中的一个或多个可以使人与计算机系统400之间能够通信。作为实例而并非以限制的方式，I/O设备可以包括键盘、按键、麦克风、监控器、鼠标、打印机、扫描仪、扬声器、静物相机、触控笔、平板、触摸屏、追踪球、摄相机、其他合适的I/O设备、或者这些中两种或更多种的组合。I/O设备可以包括一个或多个传感器。本公开对于I/O设备和I/O接口设想了任何合适的I/O设备以及任何合适的I/O接口408。在适当情况下，I/O接口408可以包括使处理器402能够驱动一个或多个这些I/O设备的一个或多个设备或软件驱动器。在适当情况下，I/O接口408可以包括一个或多个I/O接口408。虽然本公开描述并且示出了特定I/O接口，然而本公开设想了任何合适的I/O接口。
在具体实施方式中，通信接口410包括提供一个或多个接口用于在计算机系统400与一个或多个其他计算机系统400或一个或多个网络之间通信(诸如，基于数据包的通信)的硬件、软件或两者。作为实例而并非以限制的方式，通信接口410可以包括用于与以太网或其他基于有线的网络通信的网络接口控制器(NIC)或网络适配器，或用于与无线网络(诸如WI-FI网络)通信的无线NIC(WNIC)或无线适配器。本公开设想了任何合适的网络以及用于该网络的任何合适的通信接口410。作为实例而并非以限制的方式，计算机系统400可以与自组网、个人区域网(PAN)、局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)、或互联网的一个或多个部分、或者这些中两种或更多种的组合通信。这些网络中的一个或多个网络的一个或多个部分可以是有线或者无线的。作为实例，计算机系统400可以与无线PAN(WPAN)(诸如，BLUETOOTH WPAN)、WI-FI网络、WI-MAX网络、蜂窝电话网络(诸如，全球移动通信系统(GSM)网络)或其他合适的无线网络、或者这些中两种或更多种的组合通信。在适当情况下，计算机系统400可以包括用于任何这些网络的任何合适的通信接口410。在适当情况下，通信接口410可以包括一个或多个通信接口410。虽然本公开描述并且示出了特定的通信接口，然而本公开设想了任何合适的通信接口。
在具体实施方式中，总线412包括将计算机系统400的部件彼此耦接的硬件、软件或两者。作为实例而并非以限制的方式，总线412可以包括加速图形端口(AGP)或其他图像总线、增强型工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低角数(LPC)总线、存储总线、微通道架构(MCA)总线、外围部件互连(PCI)总线、PCI-显示(PCIe)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准关联局部(VLB)总线、或另外的合适总线、或者这些中两种或更多种的组合在适当情况下，总线412可以包括一个或多个总线412。虽然本公开描述并且示出了特定的总线，然而本公开设想了任何合适的总线或互连。
本文中，在适当情况下，计算机刻度非易失性存储介质或媒介可以包括一个或多个基于半导体或其他的集成电路(IC)(诸如，现场可编程门阵列(FPGA)或特定用途IC(ASIC))、硬盘驱动器(HDD)、混合硬盘驱动器(HHD)、光盘、光盘驱动器(ODD)、磁光盘、磁光驱动器、软盘、软盘驱动器(FDD)、磁带、固态驱动器(SS)、RAM驱动器、安全数字卡或驱动器、任何其他合适的计算机可读非暂时存储介质、或者这些中两种或更多种的组合在适当情况下，计算机可读非暂时存储介质可以是易失性、非易失性、或者易失性与非易性的组合。
本文中，除非另外明确指出或通过上下文另外指出，否则“或”是包含的并且非排除的。因此，本文中，除非另外明确指出或通过上下文另外指出，“A或B”指“A、B、或者A和B”。而且，除非另外明确指出或通过上下文另外指出，“和”既是共同也是各自。因此，本文中，除非另外明确指出或通过上下文另外指出，否则“A和B”指“A和B共同或各自”。
本公开的范围包括本领域内普通技术人员能理解的对于本文中描述或示出的示例实施方式的所有变化、替换、改变、变更和修改。本公开的范围并不局限于本文中描述或者示出的示例实施方式。而且，尽管本公开将本文中各个实施方式描述并且示出为包括特定的部件、元件、特征、功能、操作或步骤，但是任何这些实施方式可以包括本领域普通技术人员能理解的本文中任何地方描述或示出的任何部件、元件、特征、功能、操作或步骤的任何组合或置换。此外，所附权利要求中对被适配成、安排成、能够、配置成、使得能够、可操作成、或操作成执行特定功能的装置或系统或者装置或系统的部件的引用涵盖该装置、系统、部件，无论它或该特定功能是否被激活、开启、或解锁，只要该装置、系统、或部件被如此适配、安排、能够、配置、使得能够、可操作、或操作。此外，虽然本公开描述或示出了提供特定优点的特定实施方式，然而特定实施方式可以提供这些优点的全无、一些、或所有。

Claims (20)

1.一种系统，包括：
激光器，被配置为生成激光束；
激光瞄准模块，被配置为将所述激光束瞄准为至少部分地入射到位于远处的、连续移动的太阳能电池；以及
控制器，被配置为：
接收反馈信号，所述反馈信号表明所述激光束相对于位于远处的、连续移动的所述太阳能电池的位置，其中，所述反馈信号表明由位于远处的、连续移动的所述太阳能电池从所述激光束产生的电压、电流、或电力的量；并且
如果产生的所述电压、电流、或电力低于阈值，基于所述反馈信号，指示所述激光瞄准模块调整所述激光束的瞄准。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述激光器具有在约0.5μm至约2.0μm的范围内的波长。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述激光器具有在约500瓦特至约10000瓦特的范围内的平均输出光学功率。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述太阳能电池是无人驾驶飞行器的一部分，所述无人驾驶飞行器被配置为在海平面上方约40000英尺至约80000英尺的范围内的海拔高度处飞行。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述太阳能电池由入射到所述太阳能电池的激光束产生电力。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，入射到所述太阳能电池的所述激光束的直径近似等于所述太阳能电池的长度或宽度。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述激光瞄准模块进一步被配置为：将入射到所述太阳能电池的所述激光束的大小或形状调整为基本上匹配所述太阳能电池的大小或形状。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述激光瞄准模块包括望远镜或反射器，并且调整所述激光束的瞄准包括：移动或旋转所述望远镜或所述反射器的至少一部分。
9.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述太阳能电池是无人驾驶飞行器(UAV)的一部分；
所述反馈信号包括从所述UAV发送至所述系统的无线信号；并且
所述激光束相对于所述太阳能电池的位置是通过所述太阳能电池由所述激光束产生的电压、电流、或电力的量来表明的。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统进一步包括相机，并且所述反馈信号包括由所述相机捕获的图像或视频，所述图像或所述视频显示所述太阳能电池和入射到所述太阳能电池的所述激光束。
11.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述激光瞄准模块进一步被配置为使所述激光束的瞄准抖动；
所述太阳能电池是无人驾驶飞行器(UAV)的一部分；
所述反馈信号包括从所述UAV发送至所述系统的无线信号；并且
所述无线信号包括与所述太阳能电池响应于所述激光束的瞄准的抖动所展现的电压、电流、或电力的调制量对应的信息。
12.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述太阳能电池是无人驾驶飞行器上的多个太阳能电池之一。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述太阳能电池是无人驾驶飞行器(UAV)的一部分，并且所述控制器进一步被配置为：基于所述UAV的海拔高度或飞行路线来调整所述激光束的瞄准。
14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述激光瞄准模块进一步被配置为：执行所述激光束的圆锥扫描以初始地将所述激光束瞄准到所述太阳能电池。
15.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：无人驾驶飞行器(UAV)，其中，所述太阳能电池是附接至所述UAV的朝下表面的下太阳能电池的一部分，其中，所述UAV包括：
推进系统，被配置为将所述UAV维持在空中；
通信模块，被配置为与所述控制器无线通信；
可充电电池，被配置为向所述推进系统和所述通信模块提供工作电力；
上太阳能电池，附接至所述UAV的朝上表面，并且所述上太阳能电池被配置为接收太阳光并由所接收的太阳光产生基于太阳能的电力；
所述下太阳能电池，被配置为从所述激光束接收光学功率并且由所接收的光学功率产生补充电力；以及
电力控制器，被配置为：
将所述基于太阳能的电力提供至所述UAV，包括用所述基于太阳能的电力对所述可充电电池进行充电、将所述基于太阳能的电力提供至所述推进系统、或将所述基于太阳能的电力提供至所述通信模块；并且
将所述补充电力提供至所述UAV，包括用所述补充电力对所述可充电电池进行充电、将所述补充电力提供至所述推进系统、或将所述补充电力提供至所述通信模块。
16.一种方法，包括：
生成激光束；
将所述激光束瞄准为至少部分地入射到位于远处的、连续移动的太阳能电池；
接收反馈信号，所述反馈信号表明所述激光束相对于位于远处的所述太阳能电池的位置，其中，所述反馈信号表明由位于远处的、连续移动的所述太阳能电池从所述激光束产生的电压、电流、或电力的量；并且
如果产生的所述电压、电流、或电力低于阈值，基于所述反馈信号，调整所述激光束的瞄准。
17.根据权利要求16所述的方法，其中：
所述太阳能电池是无人驾驶飞行器(UAV)的一部分；
所述反馈信号包括从所述UAV发送的无线信号；并且
所述激光束相对于所述太阳能电池的位置是通过所述太阳能电池由所述激光束产生的电压、电流、或电力的量来表明的。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述反馈信号包括由相机捕获的图像或视频，所述图像或所述视频显示所述太阳能电池和入射到所述太阳能电池的所述激光束。
19.根据权利要求17所述的方法，进一步包括使所述激光束的瞄准抖动，其中：
所述太阳能电池是无人驾驶飞行器(UAV)的一部分；
所述反馈信号包括从所述UAV发送至所述系统的无线信号；并且
所述无线信号包括与所述太阳能电池响应于所述激光束的瞄准的抖动所展现的电压、电流、或电力的调制量对应的信息。
20.一种系统，包括：
用于生成激光束的装置；
用于将所述激光束瞄准为至少部分地入射到位于远处的、连续移动的太阳能电池的装置；
用于接收反馈信号的装置，所述反馈信号表明所述激光束相对于位于远处的所述太阳能电池的位置，其中，所述反馈信号表明由位于远处的、连续移动的所述太阳能电池从所述激光束产生的电压、电流、或电力的量；以及
用于如果产生的所述电压、电流、或电力低于阈值，则基于所述反馈信号，调整所述激光束的瞄准的装置。
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