CN109690433A - 具有环境感知的无人驾驶空中车辆系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了空中系统(10)和操作空中系统(10)的方法。空中系统(10)包括主体(12)、提升机构(14)、处理系统(20)、相机(30)和传感器模块(16、18)。提升机构(14)耦合到主体(12)并且被构造为可控制地提供升力和/或推力。处理系统(20)被配置为控制提升机构(14)以向空中系统(10)提供飞行。相机(30)耦合到主体(12)并且被配置为获得靠近空中系统(10)的环境的图像。传感器模块(16、18)耦合到主体(12)并包括发射器(18)和接收器(16)。接收器(16)被配置为感测与和空中系统(10)相关联的周围环境相关的数据。处理系统(20)根据感测到的数据控制提升机构(14)或发射器(18)的可控参数。空中系统(10)可以减少用户的认知负荷，并增加自动驾驶应用的可靠性。

Description

具有环境感知的无人驾驶空中车辆系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年9月13日提交的美国临时专利申请序列No.62/393,771的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明一般而言涉及空中车辆领域，更具体地涉及用于空中车辆领域中的环境感测的新的且有用的系统和方法。
背景技术
无人驾驶空中车辆(UAV或无人机)常常被用于记录关于周围环境的数据。例如，无人机可以用于在飞行期间记录周围环境的图像或视频。这些常规的UAV(例如，消费者无人机)通常由用户使用基于可视的方法远程操作，其中用户或者使用到无人机的视线来控制飞行和/或避开障碍物，或者使用来自无人机的视频馈送来控制飞行和/或避开障碍物。但是，在低光照条件下，周围环境数据捕获和基于可视的远程用户无人机控制都会成为问题。
发明内容
在本发明的一个方面，提供了一种空中系统。该空中系统包括主体、提升机构、处理系统、相机和传感器模块。提升机构耦合到主体并且被构造为可控制地提供升力和/或推力。处理系统被配置为控制提升机构以向空中系统提供飞行。相机耦合到主体并且被配置为获得靠近空中系统的环境的图像。传感器模块耦合到主体并包括发射器和接收器。接收器被配置为感测与和空中系统相关联的周围环境相关的数据。处理系统根据感测到的数据控制提升机构或发射器的可控参数。
在本发明的另一方面，提供了一种用于操作空中系统的方法。该空中系统包括主体、提升机构、处理系统、相机以及传感器模块。提升机构耦合到主体并且被构造成可控制地提供升力和/或推力。处理系统被配置为控制提升机构以向空中系统提供飞行。相机耦合到主体并且被配置为获得靠近空中系统的环境的图像。传感器模块耦合到主体并包括发射器和接收器。接收器被配置为感测与和空中系统相关联的周围环境相关的数据。该方法包括以下步骤：由传感器模块感测与和空中系统相关的周围环境相关的数据；并且由处理系统根据感测到的数据控制提升机构或发射器的可控参数。
附图说明
图1是空中系统的示意性表示。
图2A是空中系统的示例的示意性表示，包括前置传感器模块和底部传感器模块。
图2B是根据本发明实施例的示例性空中符号的框图。
图3是操作中的空中系统的第二示例的示意性表示。
图4是空中系统操作的示意性表示。
图5是动态发射器控制的第一示例的示意性表示。
图6是基于从用户设备接收的目标图像参数的动态发射器控制的第二示例的示意性表示。
图7是在着陆指令生成中使用的动态发射器控制的第三示例的示意性表示。
图8是将着陆表面照亮到阈值水平以进行自动着陆指令确定的动态发射器控制的第四示例的示意性表示。
图9是适应低光图像记录条件的动态发射器控制的第五示例的示意图。
图10是在选择性遥控飞行指令越权中使用的动态发射器控制的第六示例的示意性表示。
具体实施方式
以下对本发明优选实施例的描述并非旨在将本发明限制于这些优选实施例，而是旨在使本领域技术人员能够制造和使用本发明。
1.概述
如图1中所示，在一个实施例中，空中系统10(UAV系统)包括壳体或主体12、提升机构14、接收器16、发射器以及包括处理器的处理系统20。空中系统10可以可选地包括一组辅助传感器22、通信模块24以及电源26。空中系统10用于自动调整发射器信号发射。
在如图2所示的具体变体中，空中系统10包括壳体12，壳体12具有前部12A、后部12B、顶部12C、底部12D，以及左侧和右侧12E、12F；一组安装到左右两侧的转子28；安装到壳体前部的相机30，邻近相机30安装到壳体12的前部12A的发光子组件32；一组飞行传感器34(例如，IMU等)；处理系统20，被配置为基于飞行传感器测量(例如，基于遥控指令和/或自动生成的指令)、发光子组件32的操作以及相机30的操作来控制空中系统10的飞行；以及可充电电池，充当电源36，电连接到转子28、相机30、发光子组件32、飞行传感器34和处理系统20并被配置为为它们供电。UAV系统12可以可选地包括第二、面向下的相机30以及安装在壳体12的底部12D上的第二发光子组件32。每个发光子组件32可以包括一个或多个发射器18，例如发光二极管或LED。
在本发明的一个方面，空中系统10包括主体12、提升机构14、处理系统20、相机30以及传感器模块16、18。提升机构14耦合到主体12并被配置为可控制地提供升力和/或推力。处理系统20被配置为控制提升机构14以向空中系统10提供飞行。相机30耦合到主体12并被配置为获得靠近空中系统10的环境的图像。传感器模块16、18耦合到主体12并且包括发射器18和接收器16。接收器16被配置为感测与和空中系统10相关联的周围环境相关的数据。处理系统20还被配置为根据感测到的数据控制提升机构14或发射器18的可控参数。
在一个实施例中，处理系统20被配置为根据感测到的数据检测高噪声和/或低光环境条件，并响应于检测到高噪声和/或低光环境条件而致动发射器18。发射器18可以被配置为向用户提供可视参考或者照亮目标物体和/或与相机30相关联的区域。发射器18的致动量可以根据由接收器16、相机30或其它传感器检测到的环境光来确定。
在另一个实施例中，处理系统20可以被配置为根据空中系统10的操作上下文来控制发射器18。例如，空中系统10的操作上下文可以是操作模式，例如，隐身模式、悬停模式或直飞模式。
空中系统10可以包括至少一个用于检测与空中系统10的操作相关联的一个或多个参数的飞行传感器34(见下文)。处理系统20还可以被配置为根据从接收器16和/或至少一个飞行传感器34感测到的数据调整发射器18的操作。
处理系统20可以被配置为将感测到的数据发送到机外系统(未示出)以进行分析。如下面进一步深入讨论的，处理系统20可以被配置为根据感测到的数据建立周围环境拓扑和/或根据感测到的数据建立空中系统10和目标物体之间的距离。
在本发明的另一方面，处理系统20可以至少部分地根据感测到的数据生成飞行指令，并且可以根据飞行指令控制提升机构14。在又一方面，飞行指令覆盖任何遥控指令。
处理系统20可以被配置为根据感测到的数据识别当前飞行路径中的任何物体，并生成飞行指令以避开任何识别出的物体。
每个传感器模块16、18可以包括第一组发射器和第二组发射器。每组发射器包括至少一个发射器18。处理系统20还可以被配置为根据感测到数据在第一组和第二组发射器之间切换。例如，第一组发射器可以与正常光条件相关联，而第二组发射器可以与弱光条件相关联。
处理系统20可以被配置为根据感测到的数据建立信号质量并调整发射器18的操作以获得更好的信号。
在一个具体实施例中，相机30可以是面向下的并且被配置为在自动着陆过程中捕获图像。处理系统20可以被配置为根据感测到的数据确定空中系统10和着陆表面之间的距离。处理系统20可以被配置为根据距离控制发射器18并且基于该距离和由相机30捕获的(一个或多个)图像来生成着陆指令。处理系统20还可以被配置为根据着陆指令控制提升机构14。
2.好处
空中系统10可以提供优于常规系统的若干益处。
首先，(一个或多个)发射器18可以扩展可以在其中使用空中系统10的应用。例如，发射器18可以通过增强(augment)环境信号而在高噪声和/或低信号应用中实现环境数据记录。例如，发射器子组件32可以充当机载照明系统，其可以选择性地照亮周围环境中的目标物体或区域以进行图像记录。在第二示例中，发射器子组件32可以促进在低光条件下空中系统10的更好远程用户控制，例如，发射的信号可以用作用户的可视参考。在具体示例中，空中系统10可以选择性地面向下和/或面向前方的光操作以便(以可视方式)向遥控空中系统10的用户天线指示空中系统10的位置、姿态、朝向和/或其它参数。
第二，空中系统10可以通过自动控制一个或多个发射器子组件32来减少(或消除)由于控制附加部件(发射器18)而导致的用户认知负荷。在第一示例中，空中系统10可以被配置为基于上下文(例如，飞行模式)自动调整一个或多个发射器子组件32的操作。在具体示例中，空中系统10可以包括(一个或多个)红外发射器18和(一个或多个)可见光发射器18。空中系统10可以被配置为响应于确定空中系统10以隐身模式操作而自动控制一个或多个发射器子组件32以第一模式操作(例如，打开IR发射器18并关闭视距发射器18/保持其关闭)，并响应于确定空中系统10以视频记录模式操作而控制一个或多个发射器子组件32以第二模式操作(例如，关闭IR发射器18/保持其关闭并打开视距发射器18/保持其打开)。
在第二示例中，空中系统10可以被配置为基于周围环境信号自动调整一个或多个发射器子组件32的操作。在具体示例中，空中系统10可以被配置为自动调整一个或多个发射器子组件32以基于环境光(从环境光传感器或相机30确定)来发射光，以到达目标光强度，或基于目标物体被照亮的程度(例如，根据来自相机30的馈送确定)自动调整所发射的光。
第三，空中系统10可以被配置为通过自动调整节由一个或多个发射器子组件32发射的光来实现和/或增加自动驾驶应用(诸如自动飞行、着陆和遥控超越)的可靠性。例如，空中系统10可以被配置为选择性地扫描或照亮着陆区；自动确定着陆区距离、拓扑或其它着陆区参数值；基于着陆区参数值自动生成着陆指令；以及控制空中系统10在着陆区着陆。在具体示例中，空中系统10可以被配置为附加地自动控制一个或多个发射器子组件32，以基于空中系统10和着陆区之间的距离来调整光参数(例如，光强度、饱和度、偏振等)，使得着陆区总是用具有预定参数组的入射光照亮，与着陆区和空中系统10之间的距离(以及因此光发射器距离)无关。在第二示例中，空中系统10可以被配置为使用发射器18和接收器16自动识别其飞行路径中的障碍物，并且根据飞行路径自动地覆盖飞行指令(例如，使用自动生成的飞行指令，例如避开障碍物或切换到悬停的指令)。
第四，空中系统10可以被最佳地被配置为支持相对高功耗的发射器18。例如，空中系统10可以被配置为自动调整一个或多个发射器子组件32的操作，以优化航空系统10的性能。在具体示例中，空中系统10可以响应于电源26的充电状态(即，充电水平)下降到预定阈值以下或响应于即将发生的高功率汲取操作的确定而减小预定目标发光参数值。在第二示例中，空中系统10可以通过移除发射器冷却系统来减轻重量，并且改为重定向转子清洗以冷却发射器18和/或其它部件。当发射器18是高功率发射器18和/或以高功率模式操作(例如，被控制以发射100流明、200流明、300流明等)时，这可能是特别期望的，因为高功率操作会产生可能降级或以其它方式影响空中系统部件操作的废热。在第三示例中，通过将发射器18集成到空中系统10自身中，空中系统10可以减小体积和重量，并降低安装不稳定性。在第四示例中，发射器18可以布置在空中系统10中，使得空中系统10具有基本均匀的前后重量分布。
但是，UAV系统可以赋予任何其它合适的益处。
3.系统
空中系统10的壳体12用于支撑和/或保护空中系统10的部件。在一个实施例中，壳体12基本上封装通信模块24或系统36、电源26和处理系统20，但是可以以其它方式配置。壳体12可以包括平台、外壳或具有任何其它合适的配置。在一个实施例中，壳体12是导热的，即，用作辅助散热器。壳体12可以由碳纤维、碳复合材料、金属、塑料、陶瓷或任何其它合适的材料制成。壳体12可以具有棱柱形几何形状、圆柱形几何形状、球形几何形状，或者具有任何其它合适的几何形状。
壳体12可以可选地定义一组开口，其用于选择性地或开放性地允许流体流、信号流(例如，电磁辐射流，诸如光、无线电波等；声音流等)，或者在壳体内部和壳体外部之间的任何其它合适的信号流。
壳体12可以可选地定义一组安装点，其用于安装提升机构14。安装点可以沿着壳体外部(例如，壳体侧)定义、由从壳体12的外部延伸的框架定义(例如，从侧面12E、12F)，或以其它方式定义。框架可以静态地耦合到壳体12的外部、可以可致动地耦合到壳体12的外部，或者以其它方式耦合到壳体12的外部。在一个变体中，框架相对于壳体12绕旋转轴旋转，该旋转轴基本平行于框架纵轴。但是，壳体12可以包括任何其它合适的部件。
空中系统10的提升机构14用于为空中系统10提供升力和/或推力。提升机构14可以被配置为附加地用于冷却空中系统部件(例如，处理系统20、通信系统36等)、壳体12的内部，或执行任何其它合适的功能。空中系统10可以包括一致或独立地起作用的一个或多个提升机构14。提升机构14可以在安装点处安装到壳体12或者以其它方式耦合到壳体12。
在一个实施例中，如图1和2A中所示，提升机构14可以包括一组转子叶片28，每个转子叶片由一个或多个马达(未示出)驱动，但可以可替代地包括一组喷气引擎、螺旋桨，或任何其它合适的力生成机制。
提升机构14的转子叶片28用于移动大量空气以生成推力和/或冷却发热部件。转子叶片28优选地是翼型件，但是可以具有任何其它合适的结构。转子叶片28可以可旋转地附连到安装点(例如，沿着旋转轴线)或以其它方式安装到壳体12。提升机构14优选地包括四个转子叶片28，但是可以可替代地包括6个转子叶片28、8个转子叶片28、12个转子叶片28，或任何合适数量的转子叶片。
提升机构14的马达用于驱动转子运动。每个转子组优选地包括单个马达，但是可以可替代地包括更多或更少。马达优选地由处理系统20控制，处理系统20还控制一个或多个发射器子组件32、并且由电源26供电，电源26还向一个或多个发射器子组件32供电，但是可以可替代地分别由辅助处理系统20或辅助电源26(未示出)控制和/或由辅助处理系统20或辅助电源26(未示出)供电。马达可以静态地附连到安装点或壳体12的另一个部分，其中马达可以通过传动装置、传动系或其它力传送机制可操作地耦合到转子28。马达优选地是电动马达(例如，有刷DC马达、永磁DC马达、EC马达、AC-DC马达、感应马达等)，但可以可替代地是任何其它合适的力生成机制。
空中系统10的(一个或多个)接收器16用于对指示周围环境数据的信号进行采样。随后可以将周围环境数据和/或采样的信号：发送给用户，为了自动飞行指令生成而被分析，或者以任何其它合适的方式被使用。指示周围环境数据的信号可以是：光(例如，在视距、IR、高光谱、多光谱内等)、辐射(例如，微波、无线电波等)、声音(例如，次声、超声波等)，或任何其它合适的信号。可以使用的接收器16包括：相机30(例如，视距、IR相机、多光谱、高光谱等)、辐射接收器(例如，无线电接收器或天线、微波接收器或天线等)、麦克风，或任何其它合适的接收器。接收器16可以可选地包括信噪比(SNR)管理系统，其用于减少所记录的信号中的噪声量。SNR管理系统可以被配置为选择由发射器18发射的波长并拒绝所有其它波长，或者以其它方式配置。信噪比管理可以包括：带通滤波器(例如，机械带通滤波器；虚拟带通滤波器，诸如滤波器轮；等等)、锁定放大器、频率选择性滤波器(例如，低通、带通等)，或任何其它合适的噪声管理系统。(一个或多个)接收器16可以由控制发射器18并且由向发射器18供电的电源26供电的处理系统20控制，但是可以可替换地分别由辅助处理系统20或辅助电源26控制和/或由其供电。
接收器16优选地沿着壳体12的外部布置，但是可以可替代地沿着壳体的内部布置(例如，凹入)，或者以其它方式布置。(一个或多个)接收器16可以安装到壳体12、安装到安装处理系统20(例如，PCB)的基板、安装到万向节或其它致动系统，或者以其它方式安装到系统。(一个或多个)接收器16优选地被单独地加索引和控制，但是可以作为一组被加索引和控制，或以其它方式控制。
(一个或多个)接收器16可以可选地包括用于调整由(一个或多个)接收器16采样的信号的信号调整机制。信号调整机制可以包括滤波器、透镜(例如，广角透镜、鱼眼透镜、扩散透镜等)、光管、音频漏斗，或任何其它合适的机制。在一个示例中，信号调整机制包括沿着相机30的透镜的弧形段延伸的罩(未示出)，其中罩可以防止或控制来自外部光源的眩光。信号调整机制可以安装到接收器16、安装到壳体12中与接收器16对准或相关联的开口，或者以其它方式配置。(一个或多个)接收器16可以可选地包括或连接到用于处理由接收器16采样的信号(例如，对图像进行鱼眼矫正、降低信号中的噪声等)的专用信号处理芯片(例如，在处理系统上、与处理系统分开等)。
空中系统10可以包括相同或不同类型的一个或多个接收器16。在一个变体中，空中系统10包括第一接收器16，其邻近壳体12的公共面上的第二接收器16(参见图3)。第一和第二接收器16可以分开预定距离并形成立体接收器(例如，立体相机)。在这个变体中，空中系统10可以包括发射器18，发射器18布置在第一和第二接收器16附近(例如，在第一和第二接收器16之间、与和第二接收器16相对的第一接收器16相邻、偏离由第一和第二接收器16共享的轴，等等)，或者包括任何其它合适的部件。
在第二变体中，空中系统10包括布置在同一面上的第一和第二接收器16。第一和第二接收器16采样不同的信号(例如，分别为视距和IR)。来自第一和第二接收器16的信号流可以选择性地用于不同的应用，例如，视距图像发送给用户，而红外图像用于深度映射和/或人类主体识别。
在第三变体中，空中系统10包括分别沿着壳体12的前部和底部布置的前置接收器16和底部接收器16。例如，第二接收器16可以布置在壳体12的前部、中部或后部附近。在这个变体中，可以将前置接收器信号流发送到用户设备，并且底部接收器信号流可以在机上处理，以自动生成飞行指令(例如，着陆指令)。前部和底部接收器16可以是相同类型(例如，都是视距相机)或不同类型(例如，其中前置接收器16是视距相机，而底部接收器16包括红外相机；其中前置接收器16是视距相机，底部接收器16是声纳系统；等等)。但是，空中系统10可以在任何其它合适配置中包括任何合适类型的任何合适数量的接收器16。
空中系统10的发射器18用于调整由接收器16采样的信号。发射器18可以可选地用作向遥控系统12的用户的可视指示器。
每个发射器18优选地与接收器16配对，接收器16被配置为对由发射器18发射的类型的信号进行采样，但是可以可替换地与任何其它合适的接收器16配对。发射器-接收器对16、18可以形成感测模块，或以其它方式关联。每个接收器16可以与一个或多个发射器18相关联(例如，接收由其发射的信号)，并且每个发射器18可以与一个或多个接收器16相关联(例如，发射由其接收的信号)。感测模块的示例包括：LIDAR、SONAR、RADAR、3D扫描仪，或任何其它合适的感测模块。感测模块中的(一个或多个)发射器18和(一个或多个)接收器16优选地基本上并置(例如，沿着相同的壳体面、壳体端等布置)，但是可以可替代地围绕壳体12分布(例如，其中发射器18和接收器16位于壳体12的相对端上；其中信号可以通过光管或其它信号调整机制朝着由接收器16监视的区域被引导；等等)。例如，(一个或多个)发射器18可以布置在配对的接收器16附近(例如，在阈值距离内、由基于信号波长确定的距离分开，等等)、环绕接收器16的全部或一部分(例如，沿着跟踪接收器周边的弧形段延伸)、沿着接收器16的第一侧和第二侧布置、偏离接收器活动表面(例如，相对于接收器活动表面凹入、相对于接收器活动表面突出等)，或者以其它方式相与配对的接收器16相关。
如图3中所示，感测模块的(一个或多个)发射器18和(一个或多个)接收器16优选地指向相同的外部被监视区域(例如，目标区域)，但是可以可替代地指向不同的、重叠的或以其它方式相关的外部被监视区域。由发射器18发射的信号所覆盖的被监视区域(例如，物理区域和/或体积)优选地大于被接收器16监视的物理区域并且完全或部分地包围该区域，但是可以可替代地小于或基本上等于被接收器16监视的物理区域。
(一个或多个)发射器18可以是光源、声源、电磁辐射源，或者是任何其它合适的发射器18。
光源的示例包括：LED(例如，白色LED、红色LED、绿色LED、蓝色LED、IR LED、UV LED等)、激光二极管、白炽灯、卤素灯，或任何其它合适的光源。发射的光可以是漫射的、准直的，或具有任何合适的特性。发射的光可以在物理区域上基本上均匀(例如，分散)、以阵列(例如，栅格、线、同心圆等)图案化，或以其它方式图案化。发射的光可以被调制(例如，以传送数据、识别发射器18等)或不被调制。发射的光可以是窄带、宽带、高光谱、多光谱，或具有任何其它合适的波长组。但是，发射的光可以具有任何合适的参数。可以被控制的光源的参数包括：通量、强度、照度、辉度、波长(例如，饱和度、色调、激发纯度等)，或任何其它合适的参数。光学传感器(例如，相机)和一个或多个光发射器18的组合可以形成视觉定位系统、图像记录系统、深度映射系统，或任何其它合适的基于光的感测模块。
声源的示例包括：扬声器(例如，次声发射器、超声发射器等)，或任何其它合适的声源。发射的声音可以是准直的、分散的，或具有任何其它合适的特性。发射的声音可以被调制或不被调制。发射的声音可以在物理区域上基本上均匀、被图案化(例如，集中到给定区域中)，或以其它方式在空间上分布。可以被控制的发射的声音的参数包括：振幅、波长、方向性，或任何其它合适的参数。声音传感器(例如，麦克风)和一个或多个声音发射器18的组合可以形成声学定位系统、声学记录系统、深度映射系统，或任何其它合适的基于声学的感测模块。
电磁(EM)辐射源的示例包括：微波发射器18、无线电波发射器18，或任何其它合适的电磁辐射源。发射的电磁辐射可以是准直的、分散的，或具有任何其它合适的特性。所发射的电磁辐射可以在物理区域上基本上均匀、被图案化(例如，集中到给定区域中)，或以其它方式在空间上分布。发射的电磁辐射可以被调制或不被调制。可以被控制的发射的电磁辐射的参数包括：振幅、波长、方向性，或任何其它合适的参数。电磁辐射传感器(例如，RF天线)和一个或多个电磁辐射发射器18的组合可以形成EM定位系统、EM记录系统、深度映射系统，或任何其它合适的基于EM的感测模块。
(一个或多个)发射器18可以附加地包括信号调整机制，其用于调整发射的信号的一个或多个参数。信号调整机制可以包括：信号路由机制、透镜、滤波器、放大器，或任何其它合适的机制。
(一个或多个)发射器18可以附加地包括用于冷却发射器18的冷却机制。冷却机制可以是：提升机构14、流体连接到发射器18的风扇、热连接到发射器18的一组散热器，或任何其它合适的冷却机制。
该系统可以包括相同或不同类型的一个或多个发射器18。发射器18可以与记录发射器18(例如，被配置为发射用于传感器记录的信号的发射器18)、信令发射器18(例如，满足规章所需或供用户参考的发射器18，诸如指示灯)或任何其它合适的发射器18相同或不同。
(一个或多个)发射器18单独地但是可替代地聚合地优选地具有小于壳体12和/或整个系统的预定比例的形状因子(例如，小于40％、20％、10％、5％等)，但可以可替代地具有大于壳体12和/或整个系统的预定比例的形状因子，或者具有任何其它合适的形状因子。(一个或多个)发射器18单独地但是可替代地聚合地优选地具有小于空中系统质量或重量的预定比例的质量(或重量)(例如，小于50％、30％、20％、10％、5％等)，但可以可替代地具有大于空中系统质量的预定比例或具有任何其它合适质量的质量。发射器18可以被布置、选择和/或配置为使得空中系统重量基本上关于中心轴(例如，纵向、横向等)均匀地分布，但是可以可替代地被配置为使得空中系统重量分布不均匀。
(一个或多个)发射器18可以安装到处理系统基板(例如，支撑处理系统的PCB)，但是可以可替代地安装到：壳体12、分离的PCB、接收器子组件、提升机构14，或任何其它合适的部件。当发射器18凹入壳体12内时，发射器18可以与壳体12开口对准、连接到信号路由系统(例如，由壳体12定义的歧管；信号管，诸如光管或电线；反射镜系统；等等)
将发射器18连接到壳体外部的连接到信号路由系统，或以其它方式连接到壳体外部。发射器18优选地安装在接收器16的近侧，接收器16被配置为对由发射器18发射的类型的信号进行采样，但是可以可替代地安装在任何其它合适的位置(例如，其中信号路由系统将信号路由到由接收器16监视的区域)。
(一个或多个)发射器18可以由向提升机构14供电的电源26供电，但可以可替代地由辅助电源26或任何其它合适的电源26供电。
(一个或多个)发射器18可以由控制提升机构14的处理系统20控制、由辅助处理系统20控制，或以其它方式控制。可以使用在系统上生成的指令(例如，通过处理系统、基于接收器信号、辅助传感器信号、外部数据等)来控制发射器18，但是可以可替代地基于从远程设备(例如，用户设备、服务器系统等(未示出))接收的遥控指令来控制(部分或全部)或以其它方式控制。与可以被控制的(一个或多个)发射器18的操作相关联的参数包括：信号发射强度、波长、持续时间、频率、覆盖区域、方向性、发射器身份或任何其它合适的发射器操作参数。
当系统包括多个发射器18时，发射器18可以被单独地加索引和控制(例如，通过相同或不同的处理系统)，或者作为一组被一起控制。作为一组一起被控制的发射器18可以是相同类型的发射器18、与相同无人机子系统相关联(例如，与相同的感测模块相关联、与相同的相机相关联等)的发射器18、安装到壳体12的相同部分的发射器18或以其它方式相关的发射器18。
多个发射器18可以被布置成阵列、栅格、环、一组同心环、成行、成列，或以其它方式布置。多个发射器18可以被拆分成一个或多个子集，其中不同的子集被独立控制、布置在壳体12的不同区域上，或者以其它方式区分。每个子集可以包括一个或多个发射器18，其中相同子集中的发射器18可以指向相同的被监视体积，或指向不同的被监视体积。每个子集中的多个发射器18可以包括相同的发射器类型、不同的发射器类型，或者以其它方式相关。在第一示例中，发射器子集可以既包括视距又包括IR发光元件(例如，LED)。在第二示例中，发射器子集可以包括发光元件和发声元件。但是，可以以其它方式构造子集。
空中系统10的处理系统20用于控制(一个或多个)发射器18的操作。例如，处理系统20可以控制发射器操作以改善接收器信号捕获以供后续分析。在具体示例中，处理系统20可以控制机载照明以改善由机载相机30捕获的图像的质量，以供随后的计算机视觉分析(例如，定位分析)。处理系统20可以附加地控制空中系统飞行(例如，基于遥控指令、基于自动生成的指令等)、确定空中系统操作上下文、针对一组给定的变量(例如，功耗、热管理、噪音等)优化系统部件操作，或执行任何其它合适的功能。处理系统20可以包括：一个或多个处理器、存储器或任何其它合适的部件。
如图4中所示，处理系统20可以被配置为：接收由空中系统传感器和/或接收器16记录的信号、分析信号，并基于信号分析动态控制发射器操作以满足目标参数。处理系统20可以可选地被配置为：确定空中系统操作上下文，其中可以基于操作上下文来控制发射器操作。处理系统20可以可选地被配置为：基于信号自动生成飞行指令，以及基于飞行指令自动控制空中系统10。但是，可以以其它方式配置处理系统20。
接收由空中系统传感器和/或接收器16记录的信号用于接收指示以下的数据：周围环境(例如，光、温度、压力、障碍物、地图、地理位置等)、空中系统操作、空中系统与周围环境的关系(例如，离物体的距离等)，或任何其它合适的信息。信号可以由处理系统20从辅助传感器22、接收器16、外部传感器(例如，用户设备传感器，诸如用户设备相机)或从任何其它合适的源接收。可选地，可以将信号流传输到远程设备(例如，用户设备)。
分析信号功能以确定关于空中系统操作、周围环境或其它参数的信息。信号优选地由处理系统20分析，但是可以可替代地或附加地由外部系统分析。信号分析可以附加地或可替代地用于确定应该如何调整发射器操作。信号分析可以包括：振幅确定、波长确定、模式确定，或任何其它合适的信号分析。在一些变体中，信号分析可以包括图像分析，其可以包括参数确定、特征提取、分割、物体识别、运动分析、光流分析、场景重建、定位分析，或任何其它合适的图像分析。可以使用的物体检测方法的示例包括：级联分类、WaldBoost检测，或任何其它合适的物体检测方法。可以使用的特征检测方法的示例包括：Harris角点检测、Shi-Tomasi角点检测、SIFT(尺度不变特征变换)、SURF(加速稳健特征)、FAST角点检测、BRIEF(二元稳健独立基本特征)、ORB(定向FAST和旋转BRIEF)、AKAZE，或任何其它合适的特征检测方法。本地化分析的示例包括：同时定位和映射(SLAM)、Kalmann滤波器、Rao-Blackwellized粒子滤波器、扩展Kalmann滤波器、束调整、平滑或批处理方法、增量平滑和映射、并行跟踪和映射、KLT(Kanade-Lucas-Tomasi)、KCF(核化相关滤波器)、TLD(跟踪学习检测)，或其它定位分析(例如，特征和/或物体跟踪方法)。可以被跟踪的特征包括：LBP(局部二值模式直方图)、HOG(定向梯度的直方图)、HAAR特征或任何其它合适的特征。可以被使用的光流分析的示例包括：PyrLK算法、“SimpleFlow”算法、DeepFlow算法、StereoBM算法、StereoSGBM算法，或任何其它合适的光流分析方法。所提取的数据(例如，识别出的特征、被跟踪的物体等)可以被虚拟地建模或以其它方式使用。可以使用的提取的数据虚拟建模方法的示例包括：SFM(来自运动的结构)、相机校准方法、实时姿态估计：PNP算法、StereoBM(使用块匹配算法的立体对应)、极线几何、SLAM(同时定位和映射)、束调整、RANSAC(随机样本共识)、三角测量方法、ICP(迭代最近点)，或任何其它合适的建模方法。但是，可以执行任何其它合适的信号分析。
在第一变体中，将感测的数据或传感器数据处理成周围环境拓扑。在第一示例中，空中系统10可以包括在接收器16(例如，相机30)的任一侧上的第一和第二发射器18(例如，灯)。处理系统20可以交替第一和第二灯操作，其中由相机30记录的图像(使用来自第一和第二灯的光)和相应的光操作时间可以用于映射周围环境拓扑(例如，使用深度映射分析)。在第二示例中，空中系统10可以包括布置在第一和第二接收器16之间的一组发射器18，第一和第二接收器16布置在发射器组的任一侧上(例如，其中第一和第二接收器16共同形成立体接收器)。可以基于来自第一和第二接收器16的图像确定周围环境拓扑，其中可以并发地或在彼此的阈值时间内记录图像。但是，可以以其它方式确定周围环境拓扑。
在第二变体中，传感器数据被处理成周围环境与空中系统10之间的关系，诸如空中系统10与外部表面或物体之间的距离。在第一示例中，可以基于辅助传感器22(例如，高度计、接近传感器等)确定距离。在具体示例中，可以使用高度计来确定空中系统10与着陆表面之间的距离。附加地或可替代地，可以处理传感器数据以对着陆表面的类型进行分类。例如，如果IR相机记录强烈的IR信号，那么着陆表面可以被分类为手，并且可以分析IR和/或可视图像，以确定着陆参数(例如，速度、角度等)。但是，可以以其它方式处理传感器数据。在第二具体示例中，可以使用接近传感器来确定空中系统10与飞行路径中的物体之间的距离。但是，可以以其它方式通过辅助传感器测量来确定距离。在第二示例中，可以基于接收器信号确定距离。在第一具体示例中，空中系统10可以包括作为接收器16的相机30以及视距光发射器18。可以基于从相机图像检测到的已知参考点的尺寸来确定距离。可替代地，空中系统10可以附加地包括第二光发射器18(例如，准直光、IR等)，其中所记录的发射光图案与距离具有预定关系(例如，光斑的尺寸随距离增加、相邻激光网格之间的距离随距离增加等)。可以基于记录的光图案和预定关系确定距离。可替代地，可以使用机器学习和/或计算机视觉技术(例如，计算检测到的物体是特定尺寸的概率、计算一组可能距离的概率等)来确定距离。可以应用的机器学习方法的示例包括：DNN(深度神经网络)、CNN(卷积神经网络)、SVM(支持向量机)、K-均值、EM(期望最大化算法)、PCA(主成分分析)、Boosting、AdaBoost(自适应增强)或任何其它合适的机器学习方法。但是，可以以其它方式确定距离。
在第三变体中，传感器数据被处理成周围环境参数。传感器数据可以是辅助传感器数据、接收器数据或任何其它合适的数据。在第一示例中，可以使用布置在壳体外部上或与壳体开口对准的环境光传感器来确定周围环境光。在第二示例中，可以从相机图像确定周围环境光。但是，可以从传感器数据以其它方式确定参数。
基于信号分析功能动态控制发射器操作以满足目标信号参数。目标信号参数可以由操作模式、操作上下文、用户设备、用户偏好指定，或以其它方式确定。目标信号参数可以被接收(示例在图5中示出)、检索、自动学习(例如，基于过去的手动调整、过去应用的滤波器等)、计算(例如，基于置信概率)，或以其它方式确定。目标信号参数可以是外部目标物体的目标参数，或者是发射器操作的目标参数。在第一变体中，处理系统20可以计算发射器信号参数值(如从接收到的信号确定的)与目标发射器信号参数值之间的差，基于该差确定(例如，计算、选择等)发射器操作设置(例如，要供给的电力等)，并控制发射器18根据所确定的发射器操作设置进行操作。在第二变体中，处理系统20可以迭代地调整发射器操作，直到测得的信号落入目标范围内。但是，可以以其它方式确定发射器操作。
在第一示例中，由视距灯发射的光的强度可以作为环境光的反函数选择性地增加，使得目标物体接收预定范围的入射光(示例在图9中示出)。在第二示例中，由光发射器18发射的光的强度(例如，视距、IR等)根据距着陆区域的空中系统距离来调整(例如，其中着陆区域越远，发射器18发射的光强度越高)。在第三示例中，可以选择性地调整由视距灯发射的光的强度，以实现预定的一组图像参数(例如，防止过饱和或冲洗；实现预定的颜色或色调调色板，如根据应用于过去的图像的历史用户滤波器确定的、用户在社交网络或互联网上观看的历史图像；等等)。但是，可以基于传感器信号以其它方式调整发射器18。
与发射器18相关联(例如，与发射器18配对)的接收器16的操作可以与(一个或多个)发射器18的操作绑定(例如，在发射器18被供电时被供电)，或者独立于(一个或多个)发射器18的操作。例如，视距相机可以与视距光发射器18并发地操作，而IR相机可以与IR光发射器18并发地操作。但是，接收器16可以以其它方式被操作。
可以确定与空中系统12的操作相关联的上下文功能并将其用于确定发射器18、提升机构14和/或其它空中系统部件操作的目标参数。上下文可以(例如，从用户设备、通过操作模式选择等)接收、自动确定(例如，基于传感器数据、接收器数据、外部数据、用户飞行历史等)。在一个示例中，可以基于环境噪声和环境光自动确定空中系统上下文。在具体示例中，当环境噪声和环境光下降到阈值水平以下时，可以自动确定隐身模式。在这种模式下，可以选择性地关闭视距灯，并且可以选择性地打开IR灯。在第二具体示例中，可以基于历史用户空中系统使用模式确定长期空中系统操作(和/或预期飞行持续时间)，其中处理系统可以自动优化部件操作，以实现预期飞行参数。但是，可以以其它方式确定和使用上下文。
基于信号自动生成飞行指令并基于飞行指令功能自动控制空中系统10以使空中系统10自动飞行。飞行指令优选地基于接收器信号来确定，但是可以可替代地或附加地基于辅助信号、外部数据或基于任何其它合适的信息。这些自动生成的飞行指令可以覆盖遥控指令、在没有遥控指令的情况下使用，或以其它方式使用。在第一变体中，处理系统20可以动态地调整发射器操作，以从接收器信号(例如，从相机30记录的图像)识别处于其飞行路径中的物体，并自动生成飞行指令(例如，转向指令、停止指令等；示例在图10中示出)，以避开物体或以其它方式与物体交互。但是，可以以其它方式生成或使用飞行指令。
在空中系统操作的第一变体中，系统被控制(例如，由处理系统20执行和/或由远程设备协作执行)以记录满足预定参数组的图像。这些图像可以被发送给用户(例如，用户设备，如图6所示)，用于计算机视觉分析或以其它方式被使用。在第一示例中，响应于环境光下降到阈值水平以下(例如，使用环境光传感器确定、由接收器16记录的图像等)，处理系统20可以从操作第一发射器子集切换到操作第二发射器子集，其中第一发射器子集与正常光条件相关联，而第二发射器子集与低光条件相关联。这个示例可以可选地包括从操作第一接收器16切换到操作第二接收器16，其中第一发射器子集与第一接收器16相关联，而第二发射器子集与第二接收器16相关联。在第二示例中，处理系统20可以接收接收器信号、确定信号质量、并自动调整发射器操作以获得更好的信号。在具体示例中，处理系统20可以从相机30接收图像、分析图像质量(例如，饱和度、色调、白平衡等)，并自动调整视距光发射器18，直到图像基本上满足一组预定的度量(例如，饱和度、色调、白平衡等)。度量可以是：基于用户偏好确定的、基于对图像的过去调整确定的、基于在社交网络上观看的图像或浏览历史确定的或以其它方式确定的预定参数集。在第三示例中，处理系统20可以通过预定的操作周期自动循环发射器18。但是，可以以其它方式捕获图像。
在空中系统操作的第二变体中，系统被控制(例如，由处理系统20执行和/或由远程设备协同执行)以记录用于自动着陆的图像(示例在图7中示出)。在这个变体中，系统可以自动地：确定离着陆表面的空中系统距离(例如，基于高度计，示例在图8中示出；由面向下的相机30记录的图像；等等)，控制光发射器18基于使用所发射的光记录的图像根据该距离发射光生成着陆指令，并控制提升机构14使空中系统10在着陆表面上着陆。可以基于以下来确定光发射器操作参数：空中系统10和着陆表面之间的估计距离(例如，使用高度计、由相机30记录的图像等确定)、着陆表面拓扑(例如，基于由相机30记录的图像)、环境光和/或任何其它合适的信息。但是，可以以其它方式控制空中系统10。
空中系统10可以附加地包括电源26，电源26用于为空中系统10的有源部件(例如，提升机构的马达、电源26等)供电。电源26可以安装到壳体12并且连接到有源部件或者以其它方式布置。电源26可以是可充电电池、二次电池、一次电池、燃料电池、外部电源(例如，RF充电器、感应充电器等)、能量收集系统(例如，太阳能)或者是任何其它合适的电源。电源26可以使用来自转子28的流冷却、使用二级风扇冷却或以其它方式冷却。
空中系统10可以附加地包括传感器，传感器用于获取指示空中系统的周围环境和/或空中系统操作的信号。传感器优选地安装到壳体12，但也可以可替代地安装到任何其它合适的部件。传感器优选地由电源26供电并由处理系统20控制，但是可以连接到任何其它合适的部件并与之交互。传感器可以包括一个或多个：相机30(例如，CCD、CMOS、多光谱、视距、高光谱、立体、IR等)、朝向传感器(例如，加速度计、陀螺仪、高度计)、音频传感器(例如，换能器、麦克风等)、光传感器、温度传感器、电流传感器(例如，Hall效应传感器)、磁力计、空气流量计、电压表、触摸传感器(例如，电阻式、电容式等)、接近传感器、力传感器(例如，应变计、称重传感器)、振动传感器、化学传感器、位置传感器(例如，GPS、GNSS、三角测量等)、IMU，或任何其它合适的传感器。在一个变体中，空中系统10包括沿着空中系统10的壳体12的第一端安装(例如，静态地或可旋转地)的第一相机30，其具有与壳体12的侧向平面相交的视场；沿着空中系统10的壳体12的底部安装的第二相机30，其具有基本上与横向平面平行的视场；以及一组朝向传感器(诸如高度计和加速度计)。传感器可以是处理系统20的一部分，与处理系统20分开，或以其它方式与处理系统20相关。传感器可以使用来自转子28的流来冷却或以其它方式冷却。但是，空中系统10可以包括任何合适数量的任何传感器类型。
空中系统10可以附加地包括通信系统36，通信系统36用于与一个或多个远程计算系统通信。通信模块24可以是远程通信模块24、短程通信模块24或任何其它合适的通信模块24。通信模块24可以促进有线和/或无线通信。通信模块的示例包括802.11x、Wi-Fi、Wi-Max、NFC、RFID、蓝牙、蓝牙低功耗、ZigBee、蜂窝电信(例如，2G、3G、4G、LTE等)、无线电(RF)、有线连接(例如，USB)，或任何其它合适的通信模块或其组合。通信系统36优选地由电源26供电，但是可以以其它方式供电。通信系统36优选地连接到处理系统20，但是可以附加地或可替代地连接到任何其它合适的部件并与之交互。通信系统36可以是处理系统20的一部分，与处理系统20分开，或以其它方式与处理系统20相关。通信系统36可以使用来自转子28的流冷却或以其它方式冷却。
空中系统10可以附加地包括输入端(例如，麦克风、相机等)、输出端(例如，显示器、扬声器、发光元件等)或任何其它合适的部件。
虽然为了简明而被省略，但是优选实施例包括各种系统部件和各种方法处理的每种组合和置换，其中方法处理可以以任何合适的次序顺序地或并发地执行。
如本领域技术人员从前面的详细描述以及附图和权利要求中将认识到的，在不脱离由所附权利要求定义的本发明的范围的情况下，可以对本发明的优选实施例进行修改和改变。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种空中系统，包括：
主体；
提升机构，耦合到主体并且被构造为可控制地提供升力和/或推力；
处理系统，被配置为控制提升机构以向空中系统提供飞行；
相机，耦合到主体并且被配置为获得靠近空中系统的环境的图像；以及，
传感器模块，耦合到主体并包括第一组发射器和第二组发射器以及接收器，每组发射器包括至少一个发射器，接收器被配置为感测与和空中系统相关联的周围环境相关的数据，处理系统还被配置为根据感测到的数据控制提升机构或发射器中的一个发射器的可控参数，处理系统还被配置为根据感测到的数据在第一组发射器和第二组发射器之间转换，第一组发射器与正常光条件相关，第二组发射器与高噪声和/或低光条件相关。
2.如权利要求1所述的空中系统，其中处理系统被配置为根据感测到的数据检测高噪声和/或低光环境条件并响应于检测到高噪声和/或低光环境条件而致动第二组发射器。
3.如权利要求2所述的空中系统，其中第一组发射器和第二组发射器被配置为向用户提供可视参考。
4.如权利要求2所述的空中系统，其中第一组发射器和第二组发射器被配置为照亮与相机相关联的目标物体和/或区域。
5.如权利要求2所述的空中系统，其中发射器中的一个发射器的致动量是由接收器检测到的环境光的函数。
6.如权利要求1所述的空中系统，其中处理系统被配置为根据空中系统的操作上下文来控制发射器。
7.如权利要求6所述的空中系统，其中操作上下文是空中系统的操作模式。
8.如权利要求1所述的空中系统，还包括至少一个用于检测空中系统操作的一个或多个参数的空中系统传感器，处理系统还被配置为根据来自接收器和/或所述至少一个空中系统传感器的感测到的数据来调整发射器操作。
9.如权利要求1所述的空中系统，其中处理系统被配置为将感测到的数据发送到机外系统以进行分析。
10.如权利要求1所述的空中系统，其中处理系统被配置为根据感测到的数据建立周围环境拓扑。
11.如权利要求1所述的空中系统，其中处理系统被配置为根据感测到的数据建立空中系统和目标物体之间的距离。
12.如权利要求1所述的空中系统，其中处理系统至少部分地根据感测到的数据生成飞行指令，并根据飞行指令控制提升机构。
13.如权利要求12所述的空中系统，其中飞行指令覆盖任何遥控指令。
14.如权利要求12所述的空中系统，其中处理系统被配置为根据感测到的数据识别当前飞行路径中的任何物体，并生成飞行指令以避开任何识别出的物体。
15.一种空中系统，包括：
主体；
提升机构，耦合到主体并且被构造为可控制地提供升力和/或推力；
处理系统，被配置为控制提升机构以向空中系统提供飞行；
相机，耦合到主体并且被配置为获得靠近空中系统的环境的图像；以及，
传感器模块，耦合到主体并包括第一组发射器和第二组发射器以及接收器，接收器被配置为感测与和空中系统相关联的周围环境相关的数据，处理系统还被配置为根据感测到的数据控制提升机构或发射器的可控参数，每组发射器包括至少一个发射器，处理系统还被配置为根据感测到的数据在第一组发射器和第二组发射器之间转换，第一组发射器与正常光条件相关，第二组发射器与低光条件相关。
16.一种空中系统，包括：
主体；
提升机构，耦合到主体并且被构造为可控制地提供升力和/或推力；
处理系统，被配置为控制提升机构以向空中系统提供飞行；
相机，耦合到主体并且被配置为获得靠近空中系统的环境的图像；以及，
传感器模块，耦合到主体并包括发射器以及接收器，接收器被配置为感测与和空中系统相关联的周围环境相关的数据，处理系统还被配置为根据感测到的数据控制提升机构或发射器的可控参数，其中处理系统被配置为根据感测到的数据建立信号质量并且调整发射器的操作以获得更好的信号。
17.如权利要求1所述的空中系统，其中相机面向下并且被配置为在自动着陆过程中捕获图像，处理系统被配置为根据感测到的数据确定空中系统和着陆表面之间的距离，以根据该距离控制发射器并基于该距离和由相机捕获的(一个或多个)图像生成着陆指令，处理系统还被配置为根据着陆指令控制提升机构。
18.一种用于控制空中系统的方法，该空中系统包括主体、提升机构、处理系统、相机以及传感器模块，提升机构耦合到主体并且被构造成可控制地提供升力和/或推力，处理系统被配置为控制提升机构以向空中系统提供飞行，相机耦合到主体并且被配置为获得靠近空中系统的环境的图像，传感器模块耦合到主体并包括第一组发射器和第二组发射器以及接收器，每组发射器包括至少一个发射器，该方法包括以下步骤：
由传感器模块感测与和空中系统相关的周围环境相关的数据；以及
由处理系统根据感测到的数据控制提升机构或发射器的可控参数。
根据感测到的数据在第一组发射器和第二组发射器之间转换，第一组发射器与正常光条件相关并且第二组发射器与高噪声和/或低光条件相关。
19.一种用于控制空中系统的方法，该空中系统包括主体、提升机构、处理系统、相机以及传感器模块，提升机构耦合到主体并且被构造成可控制地提供升力和/或推力，处理系统被配置为控制提升机构以向空中系统提供飞行，相机耦合到主体并且被配置为获得靠近空中系统的环境的图像，传感器模块耦合到主体并包括第一组发射器和第二组发射器以及接收器，每组发射器包括至少一个发射器，该方法包括以下步骤：
由传感器模块感测与和空中系统相关的周围环境相关的数据；
由处理系统根据感测到的数据控制提升机构或发射器的可控参数；以及
根据感测到的数据在第一组发射器和第二组发射器之间转换，第一组发射器与正常光条件相关并且第二组发射器与低光条件相关。
20.一种用于控制空中系统的方法，该空中系统包括主体、提升机构、处理系统、相机以及传感器模块，提升机构耦合到主体并且被构造成可控制地提供升力和/或推力，处理系统被配置为控制提升机构以向空中系统提供飞行，相机耦合到主体并且被配置为获得靠近空中系统的环境的图像，传感器模块耦合到主体并包括发射器以及接收器，该方法包括以下步骤：
由传感器模块感测与和空中系统相关的周围环境相关的数据；
由处理系统根据感测到的数据控制提升机构或发射器的可控参数；以及
根据感测到的数据建立信号质量并且调整发射器的操作以获得更好的信号。

Claims (19)

1.一种空中系统，包括：
主体；
提升机构，耦合到主体并且被构造为可控制地提供升力和/或推力；
处理系统，被配置为控制提升机构以向空中系统提供飞行；
相机，耦合到主体并且被配置为获得靠近空中系统的环境的图像；以及，
传感器模块，耦合到主体并包括发射器和接收器，接收器被配置为感测与和空中系统相关联的周围环境相关的数据，处理系统还被配置为根据感测到的数据控制提升机构或发射器的可控参数。
2.如权利要求1所述的空中系统，其中处理系统被配置为根据感测到的数据检测高噪声和/或低光环境条件并响应于检测到高噪声和/或低光环境条件而致动发射器。
3.如权利要求2所述的空中系统，其中发射器被配置为向用户提供可视参考。
4.如权利要求2所述的空中系统，其中发射器被配置为照亮与相机相关联的目标物体和/或区域。
5.如权利要求2所述的空中系统，其中发射器的致动量是由接收器检测到的环境光的函数。
6.如权利要求1所述的空中系统，其中处理系统被配置为根据空中系统的操作上下文来控制发射器。
7.如权利要求6所述的空中系统，其中操作上下文是空中系统的操作模式。
8.如权利要求1所述的空中系统，还包括至少一个用于检测空中系统操作的一个或多个参数的空中系统传感器，处理系统还被配置为根据来自接收器和/或所述至少一个空中系统传感器的感测到的数据来调整发射器操作。
9.如权利要求1所述的空中系统，其中处理系统被配置为将感测到的数据发送到机外系统以进行分析。
10.如权利要求1所述的空中系统，其中处理系统被配置为根据感测到的数据建立周围环境拓扑。
11.如权利要求1所述的空中系统，其中处理系统被配置为根据感测到的数据建立空中系统和目标物体之间的距离。
12.如权利要求1所述的空中系统，其中处理系统至少部分地根据感测到的数据生成飞行指令，并根据飞行指令控制提升机构。
13.如权利要求12所述的空中系统，其中飞行指令覆盖任何遥控指令。
14.如权利要求12所述的空中系统，其中处理系统被配置为根据感测到的数据识别当前飞行路径中的任何物体，并生成飞行指令以避开任何识别出的物体。
15.如权利要求1所述的空中系统，其中传感器模块包括第一组发射器和第二组发射器，每组发射器包括至少一个发射器，处理系统还被配置为根据感测到的数据在第一组发射器和第二组发射器之间切换。
16.如权利要求15所述的空中系统，第一组发射器与正常光条件相关联，而第二组发射器与低光条件相关联。
17.如权利要求1所述的空中系统，其中处理系统被配置为根据感测到的数据建立信号质量并调整发射器的操作以获得更好的信号。
18.如权利要求1所述的空中系统，其中相机面向下并且被配置为在自动着陆过程中捕获图像，处理系统被配置为根据感测到的数据确定空中系统和着陆表面之间的距离，以根据该距离控制发射器并基于该距离和由相机捕获的(一个或多个)图像生成着陆指令，处理系统还被配置为根据着陆指令控制提升机构。
19.一种用于控制空中系统的方法，该空中系统包括主体、提升机构、处理系统、相机以及传感器模块，提升机构耦合到主体并且被构造成可控制地提供升力和/或推力，处理系统被配置为控制提升机构以向空中系统提供飞行，相机耦合到主体并且被配置为获得靠近空中系统的环境的图像，传感器模块耦合到主体并包括发射器和接收器，该方法包括以下步骤：
由传感器模块感测与和空中系统相关的周围环境相关的数据；以及
由处理系统根据感测到的数据控制提升机构或发射器的可控参数。
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