CN109478072A - 无人自主运载工具的磁场导航 - Google Patents

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J·马卢夫
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Abstract

实施例包括用于基于从充电站发出的磁场的测量到的磁场矢量和强度来导航无人自主运载工具(UAV)的设备和方法。UAV的处理器可以使用磁场矢量和强度来导航到充电站。该处理器可以确定UAV是否基本上与充电站对准，并且该处理器可以响应于确定UAV基本上与充电站对准而使用磁场矢量和强度来调遣UAV以接近充电站。使用磁场矢量和强度来调遣UAV以接近充电站可以涉及向充电站的中心下降。UAV可以使用磁场矢量和强度来遵循指定路线去往和/或离开充电站。

Description

无人自主运载工具的磁场导航
背景技术
自主和半自主的无人自主运载工具(UAV)(也被称为“无人机”)的使用正变得越来越普遍。UAV的范围可以受到其存储的电源的限制。充电站可以扩展UAV的范围，并且通过适当地设置充电站，UAV的范围可以实际上不受限制。
无线充电站非常适合于该任务，因为UAV不需要与无线充电站完全对准以便为电源充电。此外，充电站通常不具有可能变脏或被元件腐蚀的暴露导体。
然而，在充电站和无人机上的接收线圈之间适度良好的对准(例如，在几厘米至几十厘米内)是UAV能够利用无线电力所需要的。虽然全球定位系统(GPS)、惯性导航、无线电导航和其它相当标准的系统可以使UAV在充电站的几米内移动，但是这些导航系统不够精确以获得与无线充电站正确对接所需的厘米级精度。虽然存在更精确的导航系统，例如差分全球定位系统设备，但是这些系统昂贵、相对较重，并且需要增加校准以实现提高的定位精度。
发明内容
各个实施例包括导航无人驾驶飞行器(UAV)的方法，其可以包括：计算从充电站发出的磁场的磁场矢量和强度；使用经计算出的磁场矢量和强度将UAV导航到充电站；确定UAV是否基本上与充电站对准；以及响应于确定UAV基本上与充电站对准，使用磁场矢量和强度来调遣(maneuver)UAV以接近充电站。
在一些实施例中，确定UAV是否基本上与充电站对准可以包括：确定UAV是否基本上与充电站的中心对准。一些实施例还可以包括：响应于确定UAV基本上不与充电站的中心对准，重新计算磁场矢量和强度；以及使用经重新计算出的磁场矢量和强度来调遣UAV以接近充电站。
在一些实施例中，使用磁场矢量和强度来调遣UAV以接近充电站可以包括：在向充电站下降的同时，使用磁场矢量和强度来将UAV基本上保持在充电站上方。在一些实施例中，使用磁场矢量和强度来调遣UAV以接近充电站可以包括：在使用磁场矢量和强度来将UAV基本上保持在充电站的中心上方的同时，使UAV向充电站下降。
一些实施例还可以包括：确定UAV是否足够靠近充电站；以及响应于确定UAV足够靠近充电站，启动对UAV的电力储存器的充电。
一些实施例还可以包括：检测磁场；检测所检测到的磁场的一个或多个特性；以及基于所检测到的一个或多个特性来验证充电站正在生成磁场。
在一些实施例中，使用经计算出的磁场矢量和强度将UAV导航到充电站可以包括：获得定义用于接近充电站的指定路线的路线信息；以及使用该路线信息以及经计算出的磁场矢量和强度来沿着指定路线导航UAV。
一些实施例还可以包括：使用磁场矢量和强度来导航UAV离开充电站。在这样的实施例中，使用磁场矢量和强度来导航UAV离开充电站可以包括：获得针对离开充电站的指定路线的路线信息；以及使用该路线信息和经计算出的磁场矢量和强度来沿着离开充电站的指定路线导航UAV。
在一些实施例中，计算从充电站发出的磁场的磁场矢量和强度可以包括：从包括第一线圈、第二线圈和第三线圈的磁场传感器接收信息，其中，每个线圈与其它两个线圈正交定向；以及基于从第一线圈、第二线圈和第三线圈接收的信息来计算磁场矢量。
在一些实施例中，计算从充电站发出的磁场的磁场矢量和强度可以包括：从包括第一线圈、第二线圈和第三线圈的磁场传感器接收信息，其中，第一线圈、第二线圈和第三线圈中的至少一个可以包括UAV的充电线圈；以及基于从第一线圈、第二线圈和第三线圈接收的信息来计算磁场矢量。
在一些实施例中，计算从充电站发出的磁场的磁场矢量和强度可以包括：从包括第一线圈、第二线圈和第三线圈的磁场传感器接收信息，其中，第一线圈、第二线圈和第三线圈基本上在同一平面中定向，并且其中，每个线圈被定向为检测第一平面的第一磁场分量以及第二平面和第三平面中的一个平面的第二磁场分量；以及基于从第一线圈、第二线圈和第三线圈接收的信息来计算磁场矢量。
另外的实施例可以包括一种UAV，该UAV具有磁场传感器和处理器，该处理器耦合该磁场传感器并且被配置有处理器可执行指令以执行以上概述的方法的操作。另外的实施例可以包括用于执行以上概述的方法的功能的单元。另外的实施例可以包括一种非暂时性处理器可读介质，该非暂时性处理器可读介质具有在其上存储的处理器可执行指令，所述处理器可执行指令被配置为使得UAV的处理器执行以上概述的方法的操作。
附图说明
并入本文并且构成本说明书的一部分的附图示出了示例性实施例，并且与上面给出的总体描述以及下面给出的详细描述一起用于解释各个实施例的特征。
图1是根据各个实施例的UAV的顶视图。
图2A是示出根据各个实施例的UAV的组件的组件框图。
图2B是示出根据各个实施例的磁场传感器的组件的组件框图。
图3A-图3C是示出根据各个实施例的磁场传感器的图。
图4是示出根据各个实施例的导航UAV的方法的过程流程图。
图5是示出根据各个实施例的UAV的导航的图。
图6是示出根据各个实施例的导航UAV的方法的过程流程图。
图7是示出根据各个实施例的导航UAV的方法的过程流程图。
具体实施方式
将参考附图详细描述各个实施例。尽可能地，贯穿附图将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。对特定示例和实现方式的参考是为了说明性目的，并非旨在限制权利要求的范围。
各个实施例提供了用于将UAV导航到无线充电站以将UAV精确地定位在充电站上的方法。各个实施例包括感测充电站的磁场并使用磁场线的方向将UAV引导到充电站的中心。各个实施例还包括在对UAV充电之后使用充电站的磁场来精确地导航UAV离开充电站。
如本文所使用的，术语“UAV”是指各种类型的无人自主运载工具中的一种。各种运载工具中的任何一种可以被配置为自主地操作并且对各个实施例是可行的，包括飞行器、陆地运载工具、水上运载工具和空间运载工具。参考作为可以从磁场导航受益的一类UAV的示例的无人驾驶飞行器示出了各个实施例。UAV可以包括被配置为操作UAV的机载(onboard)计算设备，而无需远程操作指令(即自主地)，例如来自操作人或远程计算设备。替代地，机载计算设备可以被配置为利用一些远程操作指令或对存储在机载计算设备的存储器中的指令的更新来调遣和/或操作UAV。
可以使用多个推进单元来推进空中UAV以进行飞行，每个推进单元包括为UAV提供推进力和/或提升力的一个或多个转子。此外，空中UAV可以包括轮子、坦克胎面(tank-tread)或其它非空中移动机构，以实现在地面上的移动。空中UAV推进单元可以由一种或多种类型的电源来供电，诸如电池、燃料电池、电动发电机、太阳能电池或其它电力来源，其也可以为机载计算设备、导航组件、和/或其它机载组件供电。
UAV可以包括两个或多个处理器，作为UAV的主要或中央处理器或电动机/飞行控制器的第一处理器(“主处理器”)以及与UAV的组件系统(例如导航系统)相关联的第二处理器。如本文所使用的，术语“处理器”是指UAV的一个或多个处理器，包括UAV的主处理器和其它处理器。
术语“计算设备”在本文中用于指装备有至少一个处理器的电子设备，该至少一个处理器可以被配置有处理器可执行指令。计算设备的示例可以包括UAV机载的UAV飞行控制和/或任务管理计算机，以及被配置为执行各个实施例的操作的与UAV进行通信的远程计算设备。远程计算设备可以包括无线通信设备(例如，蜂窝电话、可穿戴设备、智能电话、上网板、平板计算机、支持互联网的蜂窝电话、支持Wi-Fi的电子设备、个人数据助理(PDA)、膝上型计算机等)、个人计算机和服务器。在各个实施例中，计算设备可以被配置有存储器和/或储存器以及无线通信能力，例如被配置为建立广域网(WAN)连接(例如，蜂窝网络连接等)和/或局域网(LAN)连接(例如，经由Wi-Fi路由器到互联网的无线连接等)的一个或多个网络收发机和一个或多个天线。
UAV的范围通常受其存储的电源限制。虽然无线充电站可能非常适合解决这种限制，但当前的UAV导航设备和方法(例如GPS、惯性导航、无线电导航和其它标准系统)不够精确来获得将UAV与无线充电站正确对接所需的厘米级精度。
在一些实施例中，UAV可以使用导航系统(例如GPS)来调遣相对靠近充电站(例如，在几米内)。在足够靠近时，UAV可以使用三维(3D)磁场传感器来感测从充电站发出的磁场(“H场”)，并且可以基于磁场矢量和强度来导航足够靠近充电站的中心。磁场传感器可以包括检测H场的X轴、Y轴和Z轴的三环(three-loop)传感器。在各个实施例中，H场的矢量可以指示充电站的中心。UAV可以使用H场矢量来确定调遣方向以导航到充电站并且将自身基本上定位在充电站的中心上方。在一些实施例中，UAV可以迭代地检测磁场强度和矢量，并且可以使用迭代检测到的磁场矢量和强度来相对于充电站导航，以将UAV基本上定位在充电站的中心上方。
在一些实施例中，UAV可以获得用于接近充电站的指定路线的路线信息。例如，到充电站的某些接近路线可以是畅通的，而其它路线可能被阻挡。UAV可以从机载存储器获取路线信息(例如路线行进或地图信息)。UAV还可以从充电站、从通信网络、从用户输入或从另一数据源获得路线信息。在一些实施例中，UAV可以使用磁场强度和矢量以及所获得的路线信息来遵循指定的路线以接近充电站。
在一些实施例中，在确定UAV基本在充电站的中心上方或以其它方式与充电站的中心对准，和/或在离充电站的阈值距离内时，UAV可以启动最终接近序列(approachsequence)以靠近与充电站的距离。UAV可以使用磁场矢量和强度来控制接近序列，调整接近的速率并保持在充电站上方的位置(例如，如果UAV被风或另一因素移动)。
在一些实施例中，UAV可以将充电线圈磁耦合到充电站的磁场。在一些实施例中，UAV可以断电(例如，其电动机)以便于充电。例如，UAV可以响应于检测到从充电线圈接收的电力而断电。作为另一示例，UAV可以响应于检测到与充电站的接触而断电。
在各个实施例中，响应于确定UAV的电力储存器被足够充电，UAV可以上电。在一些实施例中，UAV可以使用磁场矢量和强度来导航离开充电站。在一些实施例中，UAV可以获得针对离开充电站的指定路线的路线信息。在一些实施例中，UAV可以使用磁场矢量和强度以及该路线信息来导航离开充电站。
各个实施例可以在各种UAV中实现，其空中UAV 100的示例在图1中示出。参考图1，UAV 100可以包括由框架110支撑的多个转子120。转子120可以各自与电动机125相关联。每个电动机125可以是三相交流(AC)电动机或另一种多相电动机配置。
虽然UAV 100示出为具有四个转子120，但是UAV可以包括更多或更少的转子120。为了描述和图示的简洁，省略了UAV 100的一些详细方面，例如连线、框架结构互连或本领域技术人员已知的其它特征。例如，UAV 100可以构成有具有多个支撑结构或者使用通过模制结构获得支撑的模制框架的内部框架
图2A是示出根据各个实施例的UAV 100(例如，图1)的组件的组件框图。参考图1和图2A，UAV 100可以包括控制单元150，控制单元150可以包括用于UAV 100的操作的供电和控制的各种电路和设备。例如，控制单元150可以包括处理器160，处理器160被配置有处理器可执行指令以控制UAV 100的飞行和其它操作，包括各个实施例的操作。控制单元150可以通过相应的电动机125耦合到每个转子120。可选地，每个电动机125可以与控制器130通信，控制器130可以处理包括控制其相关联的电动机125的操作的方面的功能。每个控制器130可以包括处理器130a，处理器130a被配置为执行可以存储在存储器130b中的处理器可执行指令。
处理器160或控制器130可以控制给电动机125的电力以驱动每个转子120。处理器160或控制器130可以“正向”驱动电动机125以生成不同量的推力，或者“反向”驱动电动机125以产生不同量的混合气动力。每个控制器130可以用于控制电动机125的各自速度。
控制单元150可以包括电力模块151、输入模块180、传感器182、输出模块185、无线电模块190或其任何组合。处理器160可以包括或耦合到存储器161和导航单元163。处理器160可以耦合到一个或多个有效载荷固定单元175和传感器182。有效载荷固定单元175可以包括致动器电动机，该致动器电动机响应于来自控制单元150的命令，驱动响应于控制单元150而抓握(grip)和释放有效载荷的抓握与释放机构和相关控制。
传感器182可以是光学传感器、无线电传感器、照相机和/或其它传感器。替代地或另外地，传感器182可以是可以提供指示UAV 100何时着陆的信号的接触或压力传感器。电力模块151可以包括一个或多个电池，其可以向各种组件(包括处理器160、有效载荷固定单元175、输入模块180、传感器182、输出模块185和无线电模块190)提供电力。
UAV 100还可以包括电力储存器170(例如，机载电池)，电力储存器170可以耦合到电动机125(例如，经由控制器130)和控制单元150。电力储存器170可以包括能量储存组件，诸如可充电电池。电力储存器170还可以耦合到充电线圈172，以实现对电力储存器170的无线充电。
通过控制对应于每个转子120的各个电动机125，UAV 100可以随着UAV 100以各种飞行模式朝向目的地行进和/或操作而在飞行中受到控制。处理器160可以从导航单元163接收数据，并且使用这样的数据以便确定UAV 100的目前位置和定向以及朝向目的地或着陆站点的适当路程。在各个实施例中，导航单元163可以包括全球导航卫星系统(GNSS)接收机系统(例如，一个或多个全球定位系统(GPS)接收机)，其使得UAV 100能够使用GNSS信号进行导航。替代地或另外地，导航单元163可以装备有用于接收来自无线电节点、Wi-Fi接入点、蜂窝网络站点、无线电站、远程计算设备、其它UAV等的导航信标或其它信号(诸如导航信标(例如，甚高频(VHF)全向无线电范围(VOR)信标))的无线电导航接收机。
处理器160和/或导航单元163可以被配置为通过无线连接(例如，蜂窝数据网络)与服务器进行通信，以接收命令来控制飞行、接收导航中有用的数据、提供实时位置高度报告以及评估数据。耦合到处理器160和/或导航单元163的航空电子模块167可以被配置为提供与飞行控制相关的信息，例如导航单元163可以用于导航目的(例如GNSS位置更新之间的航位推算)的高度、姿态、空速、航向和类似信息。航空电子模块167可以包括或接收来自惯性测量单元(IMU)165的数据。IMU 165可以包括可以提供关于UAV 100的定向和加速度的数据的一个或多个陀螺仪、加速度计和其它类似设备，所述数据可用于导航和定位计算。
UAV 100还可以包括磁场传感器174。磁场传感器174可以被配置为测量磁场的方向和强度(矢量)。在一些实施例中，磁场传感器174可以包括三个线圈或环，其被配置为使得磁场传感器174能够检测磁场矢量的X、Y和Z轴分量。磁场传感器174可以与处理器160通信。在一些实施例中，磁场传感器174可以耦合到充电线圈172。在各个实施例中，UAV 100的处理器(例如，处理器160)可以确定磁场矢量和强度，并且处理器160可以使用所确定的磁场和强度来生成飞行指令以导航UAV 100。处理器160另外可以使用来自传感器182中的一个或多个传感器或IMU 165的一个或多个组件的信息来确定UAV 100的位置和定向，并且可以使用UAV 100的位置和定向连同所确定的磁场矢量和强度来为UAV 100生成飞行指令。
无线电模块190可以被配置为接收信号(例如，用于控制飞行的命令信号、来自航空导航设施的信号等)并且向处理器160和/或导航单元163提供这样的信号。在一些实施例中，无线电模块190可以使UAV 100能够通过无线通信链路195与无线通信设备250通信。无线通信链路195可以是双向或单向通信链路，并且可以使用一个或多个通信协议(例如，Spektrum 2.4GHz数字频谱调制)。
在各个实施例中，控制单元150可以装备有可以用于各种应用的输入模块180。输入模块180可以从机载照相机或传感器(例如，182)接收图像或数据，或者可以从其它组件(例如，有效载荷)接收电子信号。输出模块185可以用于激活组件(例如，能量单元、致动器、指示器、电路元件、传感器和/或能量收集元件)。
虽然控制单元150的各种组件被示出或描述为单独的组件，但是这些组件中的一些或全部组件(例如，处理器160、输出模块185、无线电模块190和其它单元)可以一起集成在单个设备或模块中，例如片上系统模块。
图2B是示出磁传感器200的组件的组件框图。参考图1、图2A和图2B，磁传感器200可以类似于磁传感器174。在一些实施例中，磁传感器200可以包括X线圈202、Y线圈204和Z线圈206，每个线圈被不同地定向以分别检测并测量X轴、Y轴和Z轴上的磁场。线圈202-206中的每一个可以耦合到电压测量单元214，电压测量单元214可以测量由磁场在每个线圈202-206处生成的电压。电压测量单元214可以将每个所检测到的电压传送到处理器160，并且处理器160可以基于所检测到的电压来计算磁场矢量和强度。
在一些实施例中，线圈202-206可以与充电线圈172组合或者是充电线圈172的一部分。为了使UAV 100能够从磁场感测切换到电力接收(例如，在UAV已经着陆在充电站上之后)，磁传感器200可以包括开关，例如继电器208、210和212，以将线圈202-206中的每一个(分别)连接到电容器和整流器，用于DC电力输出(例如，电力传输)216。
图3A-图3C示出了根据各个实施例的磁场传感器300、310、329。图3A-图3C中所示的磁场传感器可以类似于磁场传感器174(图2A)和200(图2B)。
磁场传感器300可以包括三个导线环线圈(X线圈302、Y线圈304和Z线圈306)。X、Y和Z线圈302-306彼此正交定向。X、Y和Z线圈302-306中的每一个可以检测基本上垂直于线圈302-306的磁场分量。UAV的处理器(例如，160)可以使用从线圈302-306获得的信息来确定关于磁场的三维信息。
在一些实施例中，处理器可以将信息从笛卡尔坐标转换为极坐标，以根据每个线圈的测量值确定磁场矢量的定向。例如，为了将每个线圈的测量值减小到矢量方向，处理器可以将信息从笛卡尔坐标转换为极坐标。作为示例，处理器可以使用以下等式来执行转换：
其中，M表示磁场的大小并且与距离^2成比例，θ和Φ分别表示磁场的倾角和方位角。综合起来，M、θ和Φ可以表示矢量，它指向或者离开充电站，沿着由θ和Φ定义的单位矢量，大小(强度)为M。
三环磁场传感器310可以包括X线圈312、Y线圈314和Z线圈316。在磁场传感器310中，Z线圈316还可以用作无线充电线圈(例如，充电线圈172)。在该配置中，通过使用现有的无线充电线圈并且仅添加两个新的线圈(例如，X线圈312和Y线圈314)，可以将磁场传感器310添加到UAV。Z线圈316可以用于接收充电能量，例如，一旦UAV已经着陆在充电站上。
三环磁场传感器320可以包括Z-X线圈322、Z+Y线圈324和Z+X线圈326。磁场传感器320可以被认为是“挤压”形式的磁场传感器300(图3A)，其中，线圈322-326已被“扁平化”，使得线圈322-326几乎完全位于Z平面中，仅有相对较小地倾斜进入X和Y平面。例如，在磁场310中，线圈322-226的轴向倾斜相差90度。由此，线圈324在Z平面中接收具有来自Y平面的较小贡献的磁场能量，并且线圈322和326各自在Z平面中接收具有来自X场的较小贡献的磁场能量。由于线圈322和326具有相反的倾斜，所以在线圈326中来自X平面的贡献可以是正的，并且在线圈322中来自X平面的贡献可以是负的。所有三个线圈322-326也可以用于电力接收。因此，将磁场传感器320添加到UAV可以向UAV增加相对较小的额外重量。
在一些实施例中，线圈322-326可以被定向为以使得线圈322-326的轴线偏移120度。每个线圈322-326可以检测可以根据以下等式来表示的磁场通量贡献：
cosθZ+cosΦY＝Z+Y [等式4]
cosθZ+cosΦY+cosΦX＝Z-.86Y+.5X [等式5]
cosθZ+cosΦY+cosΦX＝Z-.86Y-.5X [等式6]
其中，θ表示与Z平面的角度，并且可以接近零度，Φ表示与垂直轴线的位移角度。(如等式4-等式6中所使用的，θ和Φ不表示等式1-等式3中表示的笛卡尔-极坐标转换。)
图4是示出根据各个实施例的用于导航UAV(例如，图1中的100)的方法400的过程流程图。参考图1-图4，方法300可以由UAV的处理器(例如，处理器160、处理器130a等)来实现。
在框402中，处理器可以朝向充电站导航UAV。例如，处理器可以使用诸如GPS之类的导航系统或其它类似系统来确定充电站的位置或与充电站的相对方向。例如，如图5所示，(例如，UAV 100的)处理器可以使用来自导航系统的信息来接近充电站502的位置。
回到图1-图4，在框404中，处理器可以尝试检测从充电站发出的磁场。例如，处理器可以检测磁场传感器(例如，磁场传感器174、300、310、320)的一个或多个线圈中的磁场。在一些实施例中，在检测充电站的磁场时，处理器可以确定所检测到的磁场的场强是否满足预期从充电站发出的阈值场强。例如，当处理器到达位置“A”时，处理器可以初始地检测磁场504(图5)。
在框406中，处理器可以计算磁场矢量和强度。例如，处理器可以使用由三维磁场传感器提供的信息来计算磁场矢量和强度。在一些实施例中，处理器可以使用经计算出的磁场矢量和强度来更精确地定位充电站的位置和/或方向。在一些实施例中，处理器可以用对角定向的场矢量来检测相对较弱的磁场，对角定向的场矢量可以指示UAV离充电站相对较远，并且UAV基本上不在充电站的中心上方或不与充电站的中心对准。
在框408中，处理器可以确定所检测到的磁场的一个或多个信号特性。在一些实施例中，处理器可以检测到磁场包括振荡频率，并且该振荡频率与来自无线充电站的信号的预期振荡频率相关。例如，充电站的磁场可以以6.78MHz的频率振荡。在一些实施例中，以预期振荡频率振荡的磁场可以用作可由UAV的处理器识别的信标信号。
在一些实施例中，磁场可以包括某些开/关特性。例如，使用用于电力传输的无线电力联盟(A4WP)规范的无线充电站可以包括3ms的信标间隔。使用其它规范(例如，Powermat、Qi等)的无线充电站也可以包括特定的可识别信标信号间隔。
在一些实施例中，处理器可以忽略(例如，滤除)不符合充电站的预期信号特性的磁场。可以以此方式忽略的磁场的示例包括地球的磁场、与交流(AC)电力和电器相关联的50或60Hz“交流声”、调幅(AM)无线电和其它无线电传输等。在一些实施例中，处理器可以忽略或滤除与杂散磁场信号相关联的磁场噪声。在一些实施例中，处理器可以仅搜索(即，“滤出”)表现出某些特定特性的磁场或可以识别无线充电站的信号(例如，信标信号)。
在确定框410中，处理器可以确定是否检测到充电站，例如通过验证所检测到的磁场是从识别的充电站发出的。在一些实施例中，基于经计算出的磁场矢量和强度以及所确定的一个或多个磁场特性，处理器可以验证所检测到的磁场是从充电站发出的。在一些实施例中，处理器可以通过确定磁场的位置大致与已知的充电站位置匹配来确定检测到充电站。已知的充电站位置可以例如存储在UAV的存储器中，或者UAV可以从服务器或通信网络的另一网络元件得到。
响应于确定充电站未得到验证(即，确定框410＝“否”)，处理器可以在框404中继续尝试检测充电站的磁场。
响应于验证所检测到的磁场来自充电站(即，确定框410＝“是”)，处理器可以通过在框412中重新计算磁场矢量和强度并且在框414中使用磁场矢量和强度导航UAV以接近并对准充电站，来开始使用磁场进行导航。例如，处理器可以监视磁场强度并在增大的磁场强度的方向上导航UAV。举另一示例，处理器可以监视磁场矢量并且在磁场矢量越来越垂直的方向上导航UAV。在一些实施例中，当导航到基本上位于充电站的中心上方或与充电站的中心对准的位置时，处理器可以将UAV保持在一定高度(例如，可以将UAV保持在Z轴上的位置)，并且可以在X和Y轴上对UAV的位置做出改变。在一些实施例中，处理器可以使用磁场强度来确定UAV离充电站的距离。在一些实施例中，处理器还可以使用来自导航系统(例如，GPS)的信息，处理器可以结合磁场强度使用该信息来确定离充电站的距离。例如，处理器可以朝向基本上在充电站502的中心上方并与充电站502的中心对准的位置“B”(图5)导航空中UAV。
处理器可以在导航UAV的同时迭代地计算磁场矢量和强度，以检测UAV何时与充电站对齐，或以其它方式接近或在最终接近可以开始的位置。在确定框416(图4)中，处理器可以确定UAV是否基本上在充电站的中心上方或以其它方式与充电站的中心对准。
响应于确定UAV基本上不在充电站的中心上方或以其它方式与充电站的中心对准(即，确定框416＝“否”)，处理器可以在框412中重新计算磁场矢量和强度，并且可以在框414中使用磁场矢量和强度继续导航UAV以与充电站对准。在一些实施例中，处理器可以使用所检测到的场矢量和强度来确定离充电站的距离和/或在充电站上方的高度。例如，磁场强度可以与UAV和充电站之间的距离成比例。
在一些实施例中，磁场矢量可以指示多于一个方向。例如，由充电站处的AC电流生成的磁场可以包括两个可检测的场矢量，指向和基本相反的方向。在一些实施例中，处理器可以使用来自一个或多个传感器(例如，加速度计、陀螺仪等)的数据来识别可检测的场矢量中的何者可能指示充电站的真实位置。例如，如果空载(airborne)UAV的处理器检测到两个场矢量，一个指向上(例如，离开地面)和一个指向下(例如朝向地面)，则处理器可以使用来自一个或多个传感器的数据来确定UAV的定向，或地面的可能位置。根据该信息，处理器可以将一个磁场矢量识别为指示朝向充电站的方向，和/或将另一个磁场矢量识别为不指示正确的方向。
在一些实施例中，随着处理器朝向充电站导航UAV，处理器可以在某一点从使用来自导航系统(例如，GPS)的信息切换到使用来自充电站的磁场矢量和强度来导航UAV。例如，在处理器验证了所检测到的磁场与充电站相关联之后，处理器可以从仅使用导航系统切换到使用磁场矢量和强度来获得导航信息。在一些实施例中，处理器可以使用来自导航系统及磁场矢量和强度的信息来导航UAV。在一些实施例中，处理器可以使用这种信息的混合或加权组合。例如，处理器可以最初更多地依赖于来自导航系统的信息，并且随着所检测到的磁场强度增加，逐渐增加处理器将磁场矢量和强度信息用于导航的权重或者量。
响应于确定UAV基本上在充电站的中心上方或以其它方式与充电站的中心对准(即，确定框416＝“是”)，处理器可以在框418中使用磁场矢量和强度来调遣UAV接近充电站。在一些实施例中，处理器可以响应于确定UAV基本上在充电站的中心上方或以其它方式与充电站的中心对准来启动接近序列。在空中UAV的情况下，调遣UAV以接近充电站可以涉及在使用磁场矢量和强度来将UAV保持在充电站上方居中的同时下降。该接近序列还可以包括调整UAV的速度以实现在充电站上软着陆或以其它方式与充电站耦合。
例如，参考图5，处理器可以控制UAV从位置“B”至基本上在充电站502的中心上方或以其它方式与充电站502的中心对准的位置“C”来接近充电站502。在一些实施例中，处理器可以将UAV导航到位置“B”，随后处理器可以在启动接近序列之前控制UAV下降到位置“C”。例如，处理器可以监视磁场强度，并且可以控制UAV的接近直到磁场强度达到阈值场强。随后，响应于确定磁场强度满足阈值场强，处理器可以启动接近序列。
在一些实施例中，处理器可以在到充电站的最终接近期间使用来自导航系统的信息与磁场矢量和强度的某种组合。
在一些实施例中，处理器可以使用磁场矢量和强度来补偿可能对UAV起作用以改变其位置的环境条件，例如风、雨和其它力。在一些实施例中，处理器可以使用磁场矢量和强度来保持UAV在X轴和Y轴上的位置，并且可以减小UAV在Z轴中的位置。
再次返回到图1-图4，在确定框420中，处理器可以确定UAV是否足够靠近充电站以开始充电。在一些实施例中，处理器可以接收来自例如可以指示UAV与充电站物理接触的着陆接触开关、轮上重量开关等的信号。在一些实施例中，处理器可以确定充电线圈(例如，充电线圈172)是否正在接收能量并产生电力。在一些实施例中，处理器可以确定充电线圈是否正在接收阈值水平的磁通量，例如40A/m。处理器还可以使用以上的组合来确定UAV是否足够靠近充电站以使充电开始。
响应于确定UAV没有足够靠近充电站(即，确定框420＝“否”)，处理器可以在框418中使用磁场矢量和强度来继续朝向充电站进行调遣(或以其它方式重试调遣)。
响应于确定UAV足够靠近充电站以开始充电(即，确定框420＝“是”)，处理器可以在框422中启动对UAV的电力储存器(例如，电力储存器170)的充电。
处理器可以监视电力储存器水平，并且在确定框424中，处理器可以确定电力储存器是否被足够充电。例如，处理器可以确定电力储存器水平是否大于或等于阈值电力储存器水平。在一些实施例中，处理器可以将电力储存器水平与到达目的地或从充电站行驶一定距离所需的电量进行比较。
响应于确定电力储存器未被足够充电(即，确定框424＝“否”)，处理器可以允许电力储存器在框422中继续充电。
响应于确定电力储存器被足够充电(即，确定框424＝“是”)，处理器可以例如在框428中使用磁场矢量和强度来导航UAV离开充电站。在一些实施例中，处理器可以在离开充电站时使用磁场矢量和强度来获得精确的信息。在一些实施例中，处理器可以使用磁场矢量和强度来补偿环境条件(例如，风、雨等)。
图6是示出根据各个实施例的使用从充电站发出的磁场来导航UAV(例如，图1中的100)的方法600的过程流程图。参考图1-图6，方法600可以由UAV的处理器(例如，处理器160、处理器130a等)来实现。在方法600中，处理器可以执行如方法400中针对相同编号的框所描述的框402-428中的操作。
在框602中，处理器可以检测到存在用于接近充电站的指定路线。例如，到充电站的某些接近路线可能是畅通的，而其它路线可能被阻挡，因此某些充电站可以具有优选的或所需的接近路线。在一些实施例中，充电站可以广播当UAV在充电站的范围内时可以接收的指示符(例如，在信标信号中)。这样的广播指示符可以向UAV通知用于接近充电站的指定路线的存在。在一些实施例中，可以由通信网络向UAV处理器通知当接近充电站时必须遵循指定路线。在一些实施例中，UAV可以基于用户输入或从另一个数据源检测指定路线的存在。
在框604中，处理器可以获得路线信息。在一些实施例中，UAV可以从充电站获得路线信息，诸如经由在另一无线通信链路的磁场中传输的信号。在一些实施例中，UAV可以从机载存储器(例如，从存储的路线行进或地图信息)获得路线信息。UAV还可以从充电站、从通信网络、从用户输入和/或从另一数据源(例如，远程服务器)获得路线信息。
在框606中，处理器可以使用磁场强度和矢量以及所获得的路线信息来遵循指定路线接近充电站。通过使用磁场强度和矢量以及所获得的信息以遵循指定路线，处理器可以比通过使用诸如GPS之类的导航系统遵循指定路线精确得多地沿着指定路线导航UAV。
图7是示出根据各个实施例的用于使用从充电站发出的磁场的磁场强度和矢量导航UAV离开充电站的方法700的过程流程图。参考图1-图7，方法700可以由UAV的处理器(例如，处理器160、处理器130a等)来实现。方法700示出了可以在如所描述的方法400、600的框428中执行的操作的示例。
在一些实施例中，从充电站的某些离开路线可能是优选的或避开障碍物、其它UAV通行等所必需的。例如，可能需要空中UAV遵循从充电板的特定离开路线以越过屋顶的边缘，或者避开充电板周围的已知障碍物。举另一示例，充电站可能靠近墙壁或窗户，并且UAV在离开充电站时可能需要避开墙壁或窗户。在这种情况下，UAV可以使用由从充电站发出的磁场的磁场强度和矢量提供的精确位置信息，以避开障碍物，并遵循指定路线离开充电站，特别是在离开充电站的初始引导至关重要的情况下。例如，处理器可以使用磁场矢量和强度来保持空中UAV的位置在上升的同时基本上直接在充电站的中心上方。举另一示例，处理器可以使用磁场矢量和强度来遵循精确的径向路径离开充电站。
在框702中，处理器可以检测离开充电站的指定路线是需要的或可用的。在一些实施例中，充电站可以向UAV发送消息，该消息指示离开充电站的指定路线的存在。在一些实施例中，充电站可以使用打算仅用于UAV的低功率信号来发送消息。响应于确定UAV正在从充电站接收电力，充电站可以发送低功率信号。例如，充电站可以检测到UAV磁耦合到充电站(例如，经由UAV的充电线圈)。在一些实施例中，UAV可以从通信网络获得或接收指定离开路线的存在的指示符。在一些实施例中，UAV可以基于用户输入来检测该指定离开路线的存在。用于该指定离开路线的指示符的其它数据源也是可能的。
在框704中，处理器可以获得离开路线信息。在一些实施例中，UAV可以从机载存储器(例如，从存储的路线行进或地图信息)获得路线信息。UAV还可以从充电站、从通信网络、从用户输入和/或从另一数据源获得路线信息。
在框706中，处理器可以根据所获得的离开路线信息而启动从充电站离开(例如上升)。
在框708中，处理器可以重新计算磁场矢量和强度，并且在框710中使用磁场矢量和强度，沿着指定路线导航UAV离开充电站。只要处理器可以检测到磁场，UAV可以在沿着指定路线导航UAV离开充电站的同时，迭代地计算磁场矢量和强度。
在确定框712中，处理器可以确定处理器是否仍然检测到磁场。
响应于确定处理器仍然检测到磁场(即，确定框712＝“是”)，处理器可以在框708中继续重新计算磁场矢量和强度，并且在框710中使用磁场矢量和强度沿着指定路线导航UAV离开充电站。
响应于确定处理器不再检测到磁场(即，确定框712＝“否”)或者确定离开路线已经完成，处理器可以在框714中使用常规导航源和方法(例如，GPS)来继续飞行操作。
各种方法使得UAV的处理器能够获取充电站的磁场的信号，并使用磁场来精确导航UAV与充电站接触和/或离开充电站。各种方法还使UAV的处理器能够使用充电站的磁场来实现与充电站的高导航精度的耦合。
仅仅作为示例提供所示出和所描述的各个实施例来说明权利要求的各种特征。然而，关于任何给定实施例示出和描述的特征不必然受限于相关联的实施例，可以与所示出和所描述的其它实施例一起使用或组合。特别地，各个实施例不受限于在空中UAV上的使用，可以实现在任何形式的UAV上，除了空中飞行器，还包括陆上运载工具、水上运载工具和空间运载工具。此外，权利要求并非旨在受任何一个示例性实施例的限制。例如，方法400、600和700的操作中的一个或多个可以替代或结合方法400、600和700的一个或多个操作，反之亦然。
前述方法描述和过程流程图仅作为说明性示例提供，并非旨在要求或暗示各个实施例的操作必须以所呈现的顺序执行。如本领域技术人员将意识到的，可以以任何顺序执行前述实施例中的操作的顺序。诸如“此后”、“随后”、“接着”等的词语并非旨在限制操作的顺序；这些词语用于引导读者阅读方法的描述。此外，例如使用冠词“一”、“一个”或“该”以单数形式对权利要求要素的任何提及不应被解释为将要素限制为单数。
结合本文所公开的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法操作可以实现成电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的这种可互换性，上面在其功能方面对各种说明性组件、块、模块、电路和操作进行了总体描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和施加在整体系统上的设计约束。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变化的方式实现所描述的功能，但是不应将这种实现决策解释为导致脱离权利要求的范围。
可以利用被设计为执行本文描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件或者其任意组合，来实现或执行用于实现结合本文公开的方面描述的各种说明性逻辑、逻辑框、模块和电路的硬件。通用处理器可以是微处理器，但是在替代的方式中，该处理器也可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可以实现为接收机智能对象的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合或者任何其它此类配置。替代地，一些操作或方法可以由特定于给定功能的电路来执行。
在一个或多个方面中，所描述的功能可以用硬件、软件、固件或其任意组合实现。当用软件实现时，所述功能可以作为一个或多个指令或代码存储在非暂时性计算机可读储存介质或非暂时性处理器可读储存介质上。本文公开的方法或算法的操作可以体现在处理器可执行软件模块或处理器可执行指令中，处理器可执行软件模块或处理器可执行指令可以驻留在非暂时性计算机可读或处理器可读储存介质上。非暂时性计算机可读或处理器可读储存介质可以是可由计算机或处理器访问的任何储存介质。通过举例而非限制性的方式，这样的非暂时性计算机可读或处理器可读储存介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、闪存、CD-ROM或其它光盘储存设备、磁盘储存设备或其它磁储存智能对象或者可以用于以指令或数据结构的形式存储期望的程序代码并且可以由计算机访问的任何其它介质。如本文所可以使用的磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光盘，其中，磁盘通常磁性地再现数据，而光盘通常利用激光光学地再现数据。上述的组合也包括在非暂时性计算机可读或处理器可读储存介质的范围内。另外，方法或算法的操作可以作为代码和/或指令中的一个或任何组合或集合驻留在非暂时性处理器可读储存介质和/或计算机可读储存介质上，所述介质可以并入计算机程序产品中。
提供了所公开的实施例的在前描述，以使任何本领域技术人员能够实施或使用本权利要求。对这些实施例的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的，在不脱离权利要求的精神或范围的情况下，本文所定义的通用原理可以应用于其它实施例。因此，本公开内容不旨在受限于本文所示出的实施例，而是要符合与所附权利要求书及本文所披露的原理和新颖特征相一致的最宽范围。

Claims (30)

1.一种导航无人驾驶飞行器(UAV)的方法，包括：
计算从充电站发出的磁场的磁场矢量和强度；
使用经计算出的磁场矢量和强度将所述UAV导航到所述充电站；
确定所述UAV是否基本上与所述充电站对准；以及
响应于确定所述UAV基本上与所述充电站对准，使用所述磁场矢量和强度来调遣所述UAV以接近所述充电站。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述UAV是否基本上与所述充电站对准包括确定所述UAV是否基本上与所述充电站的中心对准。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
响应于确定所述UAV基本上不与所述充电站的中心对准，重新计算所述磁场矢量和强度；以及
使用经重新计算出的磁场矢量和强度来调遣所述UAV以接近所述充电站。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，使用所述磁场矢量和强度来调遣所述UAV以接近所述充电站包括：
在向所述充电站下降的同时，使用所述磁场矢量和强度来将所述UAV基本上保持在所述充电站上方。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，使用所述磁场矢量和强度来调遣所述UAV以接近所述充电站包括：
在使用所述磁场矢量和强度来将所述UAV基本上保持在所述充电站的中心上方的同时，使所述UAV向所述充电站下降。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定所述UAV是否足够靠近所述充电站；以及
响应于确定所述UAV足够靠近所述充电站，启动对所述UAV的电力储存器的充电。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
检测所述磁场；
检测所检测到的磁场的一个或多个特性；以及
基于所检测到的一个或多个特性来验证所述充电站正在生成所述磁场。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，使用经计算出的磁场矢量和强度将所述UAV导航到所述充电站包括：
获得定义用于接近所述充电站的指定路线的路线信息；以及
使用所述路线信息以及经计算出的磁场矢量和强度来沿着所述指定路线导航所述UAV。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
使用所述磁场矢量和强度来导航所述UAV离开所述充电站。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，使用所述磁场矢量和强度来导航所述UAV离开所述充电站包括：
获得针对离开所述充电站的指定路线的路线信息；以及
使用所述路线信息和经计算出的磁场矢量和强度来沿着离开所述充电站的所述指定路线导航所述UAV。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，计算从所述充电站发出的所述磁场的所述磁场矢量和强度包括：
从包括第一线圈、第二线圈和第三线圈的磁场传感器接收信息，其中，每个线圈与其它两个线圈正交定向；以及
基于从所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈接收的所述信息来计算所述磁场矢量。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，计算从所述充电站发出的所述磁场的所述磁场矢量和强度包括：
从包括第一线圈、第二线圈和第三线圈的磁场传感器接收信息，其中，所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈中的至少一个包括所述UAV的充电线圈；以及
基于从所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈接收的所述信息来计算所述磁场矢量。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，计算从所述充电站发出的所述磁场的所述磁场矢量和强度包括：
从包括第一线圈、第二线圈和第三线圈的磁场传感器接收信息，其中，所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈基本上在同一平面中定向，并且其中，每个线圈被定向为检测第一平面的第一磁场分量以及第二平面和第三平面中的一个平面的第二磁场分量；以及
基于从所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈接收的所述信息来计算所述磁场矢量。
14.一种无人驾驶飞行器(UAV)，包括：
磁场传感器；以及
处理器，其耦合至所述磁场传感器并且被配置有处理器可执行指令以：
计算从充电站发出的磁场的磁场矢量和强度；
使用经计算出的磁场矢量和强度将所述UAV导航到所述充电站；
确定所述UAV是否基本上与所述充电站对准；以及
响应于确定所述UAV基本上与所述充电站对准，使用所述磁场矢量和强度来调遣所述UAV以接近所述充电站。
15.根据权利要求14所述的UAV，其中，所述处理器还被配置有处理器可执行指令以确定所述UAV是否基本上与所述充电站的中心对准。
16.根据权利要求15所述的UAV，其中，所述处理器还被配置有处理器可执行指令以：
响应于确定所述UAV基本上不与所述充电站的中心对准，重新计算所述磁场矢量和强度；以及
使用经重新计算出的磁场矢量和强度来调遣所述UAV以接近所述充电站。
17.根据权利要求14所述的UAV，其中，所述处理器还被配置有处理器可执行指令以通过以下方式使用所述磁场矢量和强度来调遣所述UAV以接近所述充电站：在向所述充电站下降的同时，使用所述磁场矢量和强度来将所述UAV基本上保持在所述充电站上方。
18.根据权利要求14所述的UAV，其中，所述处理器还被配置有处理器可执行指令以通过以下方式使用所述磁场矢量和强度来调遣所述UAV以接近所述充电站：在使用所述磁场矢量和强度来将所述UAV基本上保持在所述充电站的中心上方的同时，使所述UAV向所述充电站下降。
19.根据权利要求14所述的UAV，其中，所述处理器还被配置有处理器可执行指令以：
确定所述UAV是否足够靠近所述充电站；以及
响应于确定所述UAV足够靠近所述充电站，启动对所述UAV的电力储存器的充电。
20.根据权利要求14所述的UAV，其中，所述处理器还被配置有处理器可执行指令以：
检测所述磁场；
检测所检测到的磁场的一个或多个特性；以及
基于所检测到的一个或多个特性来验证所述充电站正在生成所述磁场。
21.根据权利要求14所述的UAV，其中，所述处理器还被配置有处理器可执行指令以通过以下方式使用经计算出的磁场矢量和强度将所述UAV导航到所述充电站：
获得定义用于接近所述充电站的指定路线的路线信息；以及
使用所述路线信息以及经计算出的磁场矢量和强度沿着所述指定路线导航所述UAV。
22.根据权利要求14所述的UAV，其中，所述处理器还被配置有处理器可执行指令以：
使用所述磁场矢量和强度来导航所述UAV离开所述充电站。
23.根据权利要求22所述的UAV，其中，所述处理器还被配置有处理器可执行指令以通过以下方式使用所述磁场矢量和强度来导航所述UAV离开所述充电站：
获得针对离开所述充电站的指定路线的路线信息；以及
使用所述路线信息和经计算出的磁场矢量和强度来沿着离开所述充电站的所述指定路线导航所述UAV。
24.根据权利要求14所述的UAV，其中，所述处理器还被配置有处理器可执行指令以通过以下方式计算从所述充电站发出的所述磁场的所述磁场矢量和强度：
从所述磁场传感器接收信息，所述磁场传感器包括第一线圈、第二线圈和第三线圈，其中，每个线圈与其它两个线圈正交定向；以及
基于从所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈接收的所述信息来计算所述磁场矢量。
25.根据权利要求14所述的UAV，其中，所述处理器还被配置有处理器可执行指令以通过以下方式计算从所述充电站发出的所述磁场的所述磁场矢量和强度：
从所述磁场传感器接收信息，所述磁场传感器包括第一线圈、第二线圈和第三线圈，其中，所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈中的至少一个包括所述UAV的充电线圈；以及
基于从所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈接收的所述信息来计算所述磁场矢量。
26.根据权利要求14所述的UAV，其中，所述处理器还被配置有处理器可执行指令以通过以下方式计算从所述充电站发出的所述磁场的所述磁场矢量和强度：
从所述磁场传感器接收信息，所述磁场传感器包括第一线圈、第二线圈和第三线圈，其中，所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈基本上在同一平面中定向，并且其中，每个线圈被定向为检测第一平面的第一磁场分量以及第二平面和第三平面中的一个平面的第二磁场分量；以及
基于从所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈接收的所述信息来计算所述磁场矢量。
27.一种无人驾驶飞行器(UAV)，包括：
用于计算从充电站发出的磁场的磁场矢量和强度的单元；
用于使用经计算出的磁场矢量和强度将所述UAV导航到所述充电站的单元；
用于确定所述UAV是否基本上与所述充电站对准的单元；以及
用于响应于确定所述UAV基本上与所述充电站对准，使用所述磁场矢量和强度来调遣所述UAV以接近所述充电站的单元。
28.一种非暂时性处理器可读介质，具有在其上存储的处理器可执行指令，所述处理器可执行指令被配置为使得无人驾驶飞行器(UAV)的处理器执行包括以下各项的操作：
计算从充电站发出的磁场的磁场矢量和强度；
使用经计算出的磁场矢量和强度将所述UAV导航到所述充电站；
确定所述UAV是否基本上与所述充电站对准；以及
响应于确定所述UAV基本上与所述充电站对准，使用所述磁场矢量和强度来调遣所述UAV以接近所述充电站。
29.根据权利要求28所述的非暂时性处理器可读介质，其中，所存储的处理器可执行指令被配置为使得所述UAV的所述处理器执行还包括以下各项的操作：
响应于确定所述UAV基本上不与所述充电站的中心对准，重新计算所述磁场矢量和强度；以及
使用经重新计算出的磁场矢量和强度来调遣所述UAV以接近所述充电站。
30.根据权利要求28所述的非暂时性处理器可读介质，其中，所存储的处理器可执行指令被配置为使得所述UAV的所述处理器执行还包括以下各项的操作：
检测所述磁场；
检测所检测到的磁场的一个或多个特性；以及
基于所检测到的一个或多个特性来验证所述充电站正在生成所述磁场。
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