CN109733629B - 用于具有有效载荷的移动平台的基站 - Google Patents

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Abstract

一种用于自动更换电池组或有效载荷的基站和其使用方法。所述基站提供用于收容移动平台的着陆面且包括由操纵器仓控制来访问资源库的操纵器。所述基站可操作以确定所述移动平台在所述着陆面上的位置且将所述操纵器移动至所述移动平台。因此，所述基站系统有利地适合所述移动平台的低精确度降落且进一步使得所述移动平台的伸展和自主操作能够无需用户干涉来更换电池组和有效载荷。

Description

用于具有有效载荷的移动平台的基站
技术领域
本发明大体上涉及移动平台，且更具体地但不是唯一地涉及为移动平台，如无人飞行器(UAV)，服务的基站。
背景技术
传统无人飞行器(UAV)的飞行时间因其电池寿命而往往限于最多十至三十分钟。当电池电量耗尽时，所述无人飞行器必须降落，并且所述耗尽电量的电池必须由用户更换或者充电，然后所述无人飞行器才能再次运行。类似地，每个无人飞行器可携带有效载荷，所述有效载荷用于执行特定功能，如捕获操作环境的图像、撒农药、或者运输燃料。对于这些有效载荷中的每一种来说，需要定期维护，这种定期维护通常涉及频繁的用户交互(如，用户需要下载捕获的图像或者重新补充农药喷雾罐)。
在需要长期的工作时间的情况下以及在无人飞行器机队需要长期自主运行的情况下，必须有频繁的用户交互以维持及更换无人飞行器的电池和有效载荷是不利的。
为在UAV上自主运行，一些传统的系统需要所述无人飞行器降落至或被移动至(手动地或者自动地)着陆垫上的一个位置。对于降落精确度低的较大型无人飞行器，为在所述较大型无人飞行器上自主运行，将所述较大型无人飞行器移动至所述着陆垫上的所希望的位置所需要的资源和费用是不切实际的。
鉴于上述情况，需要一种用于自主更换无人飞行器电池的改良的无人飞行器基站系统和方法，来克服传统的无人飞行器系统的上述障碍和缺点。
发明内容
本发明涉及用于自动更换电池组或有效载荷的基站及其使用方法。所述基站提供用于收容移动平台，如无人飞行器(UAV)，的着陆面。所述基站系统有利地适合移动平台的低精确度降落，且进一步使得移动平台的扩展和自主操作能够无需用户干涉来更换电池组和有效载荷。
根据本文所公开的第一方面，提出一种用于管理安置于着陆面上的移动平台的有效载荷或者电池的方法。所述方法包括：
确定所述移动平台的位置；及
根据所确定的移动平台位置使维护系统相对于所述移动平台移动。
在所公开的方法中的一些实施方式中，使所述维护系统移动包括根据所确定的无人飞行器的位置将所述维护系统沿着X轴、Y轴及Z轴中的至少一种平移或者转动至所述移动平台。
在所公开的方法中的一些实施方式中，所述方法进一步包括通过所述维护系统与所述移动平台的所选择的有效载荷或所选择的电池进行交互，其中上述交互可选地自动发生且无需用户交互。
在所公开的方法中的一些实施方式中，与所述移动平台的所选择的有效载荷或所选择的电池进行交互包括取下所选电池及对所选择的电池充电中的至少一种。
在所公开的方法中的一些实施方式中，与所述移动平台的所选择的有效载荷或所选择的电池进行交互包括与所述移动平台的燃料、包裹、货物、水、农药、肥料及数据存储单元中的至少一种进行交互。
在所公开的方法中的一些实施方式中，所述方法进一步包括将替换有效载荷或替换电池插入所述移动平台。
在所公开的方法中的一些实施方式中，所述方法进一步包括触发所述移动平台的电源开关。
在所公开的方法中的一些实施方式中，所述方法进一步包括将物理电缆组件连接到所述移动平台。
在所公开的方法中的一些实施方式中，连接所述物理电缆组件包括连接用于将数据从所述基站传输到所述移动平台的第一物理通信电缆组件、连接用于将数据从所述移动平台传输到所述基站的第二物理通信电缆组件、连接用于为所述移动平台提供电能的动力电缆及连接用于为所述移动平台再加燃料的燃料管线中的至少一种。
在所公开的方法中的一些实施方式中，连接所述第一物理通信电缆组件及连接所述第二物理通信电缆组件包括连接用于在所述移动平台与所述基站之间交换数据的公共物理通信电缆组件。
在所公开的方法中的一些实施方式中，所述方法进一步包括以无线方式为所述移动平台提供动力。
在所公开的方法中的一些实施方式中，确定所述移动平台的位置包括从一个或多个传感器接收位置信息，且
其中，上述一个或多个传感器包括光传感器、接触式图像传感器、电光传感器、红外传感器、动态电感探测器、作为光传感器的发光二极管 (LED)、光纤传感器、光学位置传感器、光电探测器、压力传感器、光敏电阻、光电晶体管、热或温度传感器、距离传感器、电流传感器、磁传感器及无线电传感器中的至少一种。
在所公开的方法中的一些实施方式中，所述移动平台保持静止于所述着陆面上。
在所公开的方法中的一些实施方式中，所述方法进一步包括将所述移动平台从所确定的位置移动至所述着陆面上的预定位置。
在所公开的方法中的一些实施方式中，将所述移动平台移动至预定位置导致所述移动平台的一个或多个降落支脚各自与确定于所述着陆面的预定表面的对应收容腔啮合。
在所公开的方法中的一些实施方式中，所述方法进一步包括确定第二移动平台的第二位置。
在所公开的方法中的一些实施方式中，所述移动平台为无人飞行器 (UAV)。
根据本文所公开的另一方面，提出一种用于具有有效载荷或电池的移动平台的基站，所述基站包括：
着陆面；及
可操作以确定所述移动平台在所述着陆面上的位置及根据所确定的移动平台的位置移动至所述移动平台的维护系统。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述维护系统可操作以根据所确定的移动平台的位置沿着X轴、Y轴及Z轴平移或转动至所述移动平台。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述维护系统可操作以与所选择的替换有效载荷和所述移动平台的有效载荷交互，且可选地用于自动操作且无需用户交互。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所选择的替换有效载荷和有效载荷中的至少一种包括数据存储单元、预定数量的燃料、预定数量的肥料、预定数量的水、一个或多个包裹、货物及预定数量的农药中的至少一种。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述维护系统可操作以与所选择的替换电池和所述移动平台的电池交互，且可选地用于自动操作且无需用户交互。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述维护系统进一步可操作以将所述电池从所述移动平台取下、对所取下的电池充电及将所选择的替换电池插入所述移动平台中的至少一种。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述维护系统进一步可操作以确定所述移动平台与位于所述移动平台飞行路径上的第二基站之间的距离。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述维护系统进一步可操作以给所述移动平台提供信号，所述信号指示所述移动平台降落在所述着陆面或行进至所述第二基站。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述维护系统进一步可操作以触发所述移动平台的电源开关。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述维护系统进一步可操作以将物理电缆组件连接至所述移动平台。
在所公开的系统中的一些实施方式中，上述的物理电缆组件包括用于将数据从所述基站传输至所述移动平台的第一通信电缆组件、用于将数据从所述移动平台传输至所述基站的第二通信电缆组件、用于为所述移动平台提供电能的动力电缆及用于给所述移动平台再加燃料的燃料管线中的至少一种。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述第一通信电缆组件及所述第二通信电缆组件包括用于在所述移动平台和所述基站之间交换数据的公共物理通信电缆组件。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述维护系统可操作以以无线方式为所述移动平台提供动力。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述着陆面包括用于以无线方式为所述移动平台提供动力的充电垫。
在所公开的系统的一些实施方式中，提供至所述移动平台的动力包括电能。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述着陆面包括用于以无线方式为所述移动平台提供动力的电线圈系统。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述维护系统可操作以将所述移动平台从所确定的位置移动至所述着陆面上的预定位置。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述预定位置包括一个或多个确定于所述着陆面的预定表面且可操作以收容所述移动平台的一个或多个降落支脚的收容腔。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述维护系统可操作以确定第二移动平台在所述着陆面的第二位置且根据所确定的第二移动平台的第二位置移动至所述第二移动平台。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述维护系统包括可选地可操作以同时移动来移动至所述第一移动平台和所述第二移动平台的至少两个操纵器支架。
在所公开的系统中的一些实施方式中，操纵器支架中的一个包括用于以无线方式为所述移动平台提供动力的能量发射器。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述能量发射器包括用于以无线方式为所述移动平台提供动力的电线圈系统。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述移动平台为无人飞行器 (UAV)。
根据本文所公开的另一方面，提出一种用于具有有效载荷或电池的移动平台的基站，所述基站包括：
用于供所述移动平台降落的着陆面；及
维护系统，所述维护系统包括：
用于确定所述移动平台在所述着陆面上的位置的传感器设备；
用于确定各自用于可取下地收容替换有效载荷或替换电池的多个资源槽的资源供应器；及
用于根据所确定的移动平台的位置移动至所述移动平台及可选地与所选择的替换有效载荷、所选择的替换电池、有效载荷或电池交互的一个或多个机械操纵器。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述维护系统可操作以沿着X 轴、Y轴及Z轴平移或者转动至所确定的移动平台的位置。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述机械操纵器可操作以：
沿着X轴及Y轴移动至安置于所选择的资源槽中的所选择的替换有效载荷或替换电池；
沿着Z轴伸展资源支架；
抓取所选择的替换有效载荷或替换电池；
沿着Z轴缩回所述资源支架来将所述替换有效载荷或替换电池从所述资源槽中取下；
将所取下的替换有效载荷或所取下的替换电池接近所确定的移动平台的位置移动；及
将所述替换有效载荷或替换电池插入提供在所述移动平台上的移动平台资源槽中且断开与所述替换有效载荷的联接。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述传感器设备包括可操作以分别沿着对应垂直轴确定所述移动平台位置的第一和第二光传感器，且其中所述传感器设备可选地用于自动操作且无需用户交互。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述第一和第二光传感器分别位于基本垂直于对应轴延伸的第一和第二定位臂。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述有效载荷和所述替换有效载荷中的至少一种包括数据存储单元、预定数量的燃料、预定数量的肥料、预定数量的水、包裹、货物及预定数量的农药中的至少一种。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述机械操纵器可操作以触发所述移动平台的电源开关。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述机械操纵器可操作以将物理电缆组件连接至所述移动平台。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述物理电缆组件为给所述移动平台提供电能的动力电缆。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述物理电缆组件为在所述基站和所述移动平台之间交换数据的通信电缆。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述物理电缆组件为用于填充所述移动平台的燃料罐的燃料管线。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述维护系统用于自动操作且无需用户交互。
在所公开的系统中的一些实施方式中，上述的资源槽中的至少一种可操作以对电池充电。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述移动平台保持静止于所述着陆面上。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述机械操纵器可操作以将所述移动平台从所确定的位置移动至所述着陆面上的预定位置。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述预定位置确定一个或多个可操作以收容所述移动平台的一个或多个降落支脚的收容腔。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述传感器设备可操作以确定第二移动平台在所述着陆面的第二位置。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述机械操纵器可操作以根据所确定的第二位置移动至所述第二移动平台。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述移动平台为无人飞行器 (UAV)。
根据本文所公开的另一方面，提出一种用于具有有效载荷或电池的移动平台的基站的维护系统，所述基站维护系统包括：
用于确定所述移动平台在着陆面上的位置的传感器设备；
用于确定各自用于可取下地收容替换有效载荷或替换电池的多个资源槽的资源供应器；及
用于根据所确定的移动平台的位置移动至所述移动平台且可选地与所选择的替换有效载荷、所选择的替换电池、有效载荷或者电池交互的一个或多个机械操纵器。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述维护系统可操作以沿着X 轴、Y轴及Z轴平移或者旋转至所确定的移动平台的位置。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述机械操纵器可操作以：
沿着X轴和Y轴移动至安置于所选择的资源槽中的所选择的替换有效载荷或替换电池；
沿着Z轴伸展资源支架；
抓取所选择的替换有效载荷或者替换电池；
沿着Z轴缩回所述资源支架来将所述替换有效载荷或者替换电池从所述资源槽中取下；
将所取下的替换有效载荷或所取下的替换电池接近所确定的移动平台的位置移动；及
将所述替换有效载荷或替换电池插入提供在所述移动平台上的移动平台资源槽中且断开与所述替换有效载荷的联接。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述传感器设备包括可操作以分别沿着对应垂直轴确定所述移动平台的位置的第一和第二光传感器，且其中所述传感器设备可选地用于自动操作且无需用户交互。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述第一和所述第二光传感器分别位于基本垂直于对应轴延伸的第一和第二定位臂。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述有效载荷和替换有效载荷中的至少一种包括数据存储单元、预定数量的燃料、预定数量的肥料、预定数量的水、包裹、货物及预定数量的农药中的至少一种。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述机械操纵器可操作以触发所述移动平台的电源开关。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述机械操纵器可操作以将所述物理电缆组件连接至所述移动平台。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述物理电缆组件为给所述移动平台提供电能的动力电缆。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述物理电缆组件为在所述基站与所述移动平台之间交换数据的通信电缆。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述物理电缆组件为用于填充所述移动平台的燃料罐的燃料管线。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述维护系统用于自动操作且无需用户交互。
在所公开的系统中的一些实施方式中，上述的资源槽中的至少一种可操作以对电池充电。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述移动平台保持静止于所述着陆面上。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述机械操纵器可操作以将所述移动平台从所确定的位置移动至所述着陆面上的预定位置。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述预定位置包括一个或多个用于收容所述移动平台的一个或多个降落支脚的收容腔。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述传感器设备可操作以确定第二移动平台在所述着陆面的第二位置。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述机械操纵器可操作以根据所确定的第二位置移动至所述第二移动平台。
在所公开的系统中的一些实施方式中，所述移动平台为无人飞行器 (UAV)。
根据本文所公开的另一方面，提出一种将替换有效载荷或者替换电池插入移动平台的方法，所述方法包括：
可选地在传感器设备的辅助下，确定所述移动平台在着陆面上的位置；
抓取安置于所选择的资源槽中的替换有效载荷或替换电池。
可选地在维护系统的辅助下，根据所确定的移动平台的位置将所抓取的替换有效载荷或替换电池移动至所述移动平台；
将所述替换有效载荷或替换电池插入安置于所述移动平台上的有效载荷槽或电池槽。
断开与所述替换有效载荷或替换电池的联接。
在所公开的方法中的一些实施方式中，移动所抓取的替换有效载荷或替换电池进一步包括根据所确定的移动平台的位置将所述维护系统沿着所述着陆面的X轴、Y轴和Z轴平移或者转动至所述移动平台。
在所公开的方法中的一些实施方式中，抓取所述替换有效载荷或者替换电池进一步包括沿着X轴、Y轴及Z轴移动所述维护系统的机械操纵器。
在所公开的方法中的一些实施方式中，所述移动平台为无人飞行器 (UAV)。
根据本文所公开的另一方面，提出一种储存从移动平台取下的有效载荷或电池的方法，所述方法包括：
确定所述移动平台在维护系统的着陆面上的位置；
所述维护系统的机械操纵器接近上面具有安置于所述移动平台的资源槽中的有效载荷或电池的移动平台移动；
抓取安置于所述资源槽中的有效载荷或电池；
可缩回地将所述有效载荷或电池从所述资源槽中取下；及
将所述有效载荷或电池插入所选择的维护系统的资源库槽。
在所公开的方法中的一些实施方式中，抓取、可缩回地移动及插入中的至少一种可选地在所述机械操纵器的辅助下发生。
根据本文所公开的另一方面，提出一种管理移动平台的有效载荷或者电池的方法，所述方法包括：
确定所述移动平台与第一基站之间的第一距离；
确定所述移动平台与第二基站之间的第二距离；
根据所确定的第一和第二距离给所述移动平台发信号来降落在所选择的第一或第二基站中的一种上；
将所述移动平台降落在所选择的基站的着陆面；
确定所降落的移动平台在所述着陆面上的位置；及
根据所确定的移动平台的位置相对所述移动平台移动维护系统。
在所公开的方法中的一些实施方式中，移动所述维护系统包括根据所确定的移动平台的位置将所述维护系统沿着X轴、Y轴及Z轴中的至少一种平移或者转动至所述移动平台。
在所公开的方法中的一些实施方式中，所述方法进一步包括通过所述维护系统与所述移动平台的所选择的有效载荷或所选择的电池交互，其中上述交互可选地自动发生且无需用户交互。
在所公开的方法中的一些实施方式中，所述移动平台为无人飞行器 (UAV)。
附图说明
图1为说明移动平台管理系统的一个实施方式的示例性顶层框图。
图2为说明图1的移动平台管理系统的基站的一个实施方式的示例性顶层框图。
图3为说明图2的基站的操纵器位于第一位置的一个实施方式的示例性顶视图。
图4为说明图2和图3的操纵器位于第二位置的一个实施方式的示例性顶视图。
图5为说明图4的操纵器的第二位置的示例性透视图。
图6为说明图2的操纵器将电池返回至资源仓的一个实施方式的示例性透视图。
图7为说明图6的操纵器的一个实施方式的示例性顶视图。
图8为说明所选择的移动平台的起落架与图2的操纵器接合的示例性视图。
图9为说明图8的所选择的移动平台的起落架与图2的操纵器接合的另一视图。
图10为说明使用图1的移动平台管理系统的移动平台管理方法的一个实施方式的示例性流程图所述。
图11为说明使用图1的移动平台管理系统的电池或有效载荷更换方法的一个实施方式的示例性流程图所述。
图12为说明使用图1的移动平台管理系统联接物理电缆的方法的一个实施方式的示例性流程图。
应当指出，所述附图不是按比例绘制，并且在各图中类似的结构的元件或者功能出于说明的目的通常由相同的参考数字表示。还应当指出，附图仅为了方便优选实施方式的描述。附图并未示出所描述的实施方式中的每个方面，并且不限制本发明的范围。
具体实施方式
由于当前可用的移动平台管理系统是不足的，因为它们不能适应较大型移动平台，所以提供自主维护(如电池/有效载荷更换)的移动平台基站可证明是需要的，且为移动平台的广泛应用提供基础，如为无人飞行器 (UAV)系统执行更长期自主任务的能力。这个结果可根据本文所公开的一个实施方式由图1所示的移动平台管理系统100实现。
回到图1，所述移动平台管理系统100被显示为包括用于管理移动平台200的基站300。所述移动平台管理系统100适用于广泛范围的移动平台。在一个实施方式中，所述移动平台管理系统100可适用于多个移动平台200，如一个或多个无人飞行器201。例如，一种流行的无人飞行器类型为被多个旋翼推动的航空旋翼飞机。具有四个旋翼的旋翼飞机被称为四轴飞行器、四旋翼直升机或者四旋翼。这种旋翼飞机提供具有高运动范围的无人飞行器，从而允许如垂直起飞和降落以及盘旋在半空中来获得静止航空图像或飞越大片田地来喷洒农药的能力。各种无人飞行器类型均适用于所述移动平台管理系统和方法，包括其他旋翼设计，如，单旋翼(如，直升机)、双旋翼、三旋翼、六旋翼及八旋翼设计。固定翼无人飞行器和混合旋翼飞机式固定翼无人飞行器也可以被使用。
所述移动平台管理系统100的无人飞行器201可具有允许所述无人飞行器201被用户遥控及/或自主驾驶的特征。在许多移动平台管理应用中，可能有利的是所述无人飞行器201可同时遥控及自主控制，使得所述无人飞行器201可根据需要在遥控和自主控制之间切换。在飞行过程中，可能有利地是用户对所述无人飞行器201具有一定程度的控制。所述无人飞行器201因此可被引导到用户感兴趣的区域，且获取关于感兴趣的区域的所需要的数据。但是，如果所述无人飞行器201失去与所述基站300的通信及/或需要加燃料/更换电池，自主驾驶可接手控制所述无人飞行器201，引导所述无人飞行器201遵循预设路线及/或返回到原始位置，如用于日常维护的基站300。例如，一些四轴飞行器模型具有使用全球定位系统(GPS) 系统来允许所述四轴飞行器在需要时返回至地面位置的自动归航特征。同样的，在某些常规部署的情况下，如，在用户进行控制之前对感兴趣的区域的部署及/或在对不同的地面站重新部署期间，可能有利的是，所述无人飞行器201具有一定程度的自主控制。
与所述移动平台管理系统100关联的无人飞行器201可装备有不同的控制系统和传感器(图未示)，用于控制飞行操作且返回至所选择的基站 300。所述控制系统可例如控制所述无人飞行器201的飞行特征，如姿势 (倾斜、横滚、偏航)、速度等等。关于飞行操作的示例性传感器包括惯性传感器，如惯性测量单元(IMU)，所述惯性测量单元通常依赖于加速度计、陀螺仪及有时磁力计的组合来报告所选择的无人飞行器的速度、方位及重力。所述无人飞行器201可依赖其他传感器，如，压力传感器、温度传感器、风速度传感器及高度传感器，来辅助它的飞行操作。通过不同的计算操作，如积分操作，可从这类传感器数据推断得出所述无人飞行器 201的位置。可选地，所述无人飞行器201可例如通过全球定位系统(GPS) 感测它们自身的位置。在一些实施方式中，所述无人飞行器201可装备有惯性传感器和GPS系统，其可用于相互补足。
在一些实施方式中，所述移动平台管理系统100的无人飞行器201可装备有需要在所述基站300处管理的适当的仪器(图未示)，如用于获取关于虚拟观光的感兴趣区域的数据。通常有利的是，所述仪器的重量是轻的，且可提供高频数据反馈至移动平台管理系统100的其他组件，以方便实时收集可视化数据和非可视化数据及/或实时呈现所收集的数据。在一些实施方式中，所述无人飞行器201可装备有用于收集可视化数据的不同仪器，如，各种用于图像及/或视频采集的传统摄像机。另外地及/或可选地，所述无人飞行器201可装备有用于热成像的热成像摄像机、用于光谱成像的光谱摄像机等等。所述无人飞行器201可相同地及/或不同地加以装备。
另外地及/或可选地，所述无人飞行器201还可以装备有各种用于涉及运输各种有效载荷(如，燃料、包裹及/或货物)、农业(如，在农场上方喷洒水、肥料及/或农药)、消防等等其他飞行任务的仪器。用于运输有效载荷的仪器的例子包括，但不限于，燃料罐、喷雾罐、离心泵、喷杆、止回阀、喷嘴等等。
所述移动平台管理系统100和方法1000(如图10所示)的无人飞行器201可同样地装备及/或不同地装备。以特定方式装备的所选择的无人飞行器可被选择来根据飞行任务标准(如，农业任务、运输探测、观光请求、感兴趣区域的特征、其他观光变数等等)而部署。例如，所选择的无人飞行器201可为了精确农业而包括虚拟观光器材和农药喷雾系统。有利的是，这类组合器材可通过确定农场中需要更多关注的特定区域来减少对农场的喷撒。
作为附加的例子，所选择的无人飞行器201可装备有在夜间观光或者洞穴探测期间使用的照明灯及/或夜视镜。在另一例子中，所选择的无人飞行器201可装备有专门的冷天气防护器并用于寒冷区域探测。在一些情况下，每个地理观光区域可指定一组针对所述区域的特征而专门加以装备的无人飞行器201。可选地，可能有利地是，相同地装备每个无人飞行器201 或者具有一些重叠的功能，使得所述无人飞行器201在万一所述无人飞行器201中的一个发生故障且需要在基站300管理时是可互换的。
所述移动平台管理系统100的无人飞行器201可被装备成与所述基站 300无线通信。与所述移动平台管理系统100关联的所选择的无人飞行器 201可被比作通信终端，如，在无线通信网络中的手机。因此，任意传统的适于通信终端的无线通信协议均可适用于促进在所述移动平台管理系统100的无人飞行器201、基站300及任意其他组件之间的通信。例如，所述无人飞行器201可为了导航、定位、数据传输等等与所述基站300建立数据上行通道及/或下行通道。适当的无线通信介质可包括任意类别的传统无线通信，如，无线电、无线网络(WiFi)、蜂窝、卫星及广播。示例性的合适的无线通信技术包括，但不限于，全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)、码分多址(CDMA)、宽带码分多址(W-CDMA)、码分多址2000、IMT单载波、增强型数据率GSM演进(EDGE)、长期演进(LTE)、长期演进升级版、分时长期演进(TD-LTE)、高性能无线局域网(HiperWAN)、高性能无线广域网(HiperWAN)、高性能无线城域网(HiperMAN)、本地多点分布服务(LMDS)、微波存取全球互通 (WiMAX)、紫蜂(ZigBee)、蓝牙、闪存正交频分复用技术(Flash-OFDM)、高容量空分多路存取(HC-SDMA)、iBurst、通用移动电信系统(UMTS)、通用移动电信系统-时分双工(UMTS-TDD)、演进式高速封包存取 (HSPA+)、时分同步码分多址(TD-SCDMA)、演进资料最佳化(EV-DO)、数字增强型无绳通信(DECT)及其他。
在某些实施方式中，所述无人飞行器201与所述移动平台管理系统100 的基站300通过3G或4G(如，第三代或者第四代)移动电信技术相互通信。在其他实施方式中，无人飞行器201可使用5G(即，第五代)移动电信网络来促进所述移动平台管理系统的相应子系统之间的通信。
在一些实施方式中，所述移动平台管理系统100的子系统之间的无线通信可被加密，因为可能有利于安全飞行任务应用。合适的加密方法包括，但不限于，因特网秘钥交换、因特网安全协议(IPsec)、Kerberos、点对点协议、安全传输层协议、SSID隐藏、MAC地址过滤、静态IP地址分配、 802.11安全、有线等效加密(WEP)、Wi-Fi受保护访问(WPA)、WPA2、临时密钥完整性协议(TKIP)、可扩展认证协议(EAP)、轻量级可扩展认证协议(LEAP)、受保护的可扩展认证协议(PEAP)等等。专门为移动平台管理系统设计的加密方法也可以是合适的。
因此，供目前的电信终端使用的现有的无线技术可容易地适用于被所述无人飞行器201使用。例如，通过给每个无人飞行器201装备像用于移动电话或其他合适的无线通信硬件的那些的无线网卡，所述无人飞行器 201可轻易地被集成到现有的网络中。可选地及/或另外地，根据需要，可使用专有的通信硬件。
如图1所示，所述基站300可与所述移动平台200合作。虽然所述基站300与所述移动平台200被示意性地呈现为所述移动平台管理系统100 的单一子系统，但是超过一个基站300可与所选择的移动平台200合作。类似地，超过一个移动平台200可与所选择的基站300合作。在某些实施方式中，所选择的基站300与所述无人飞行器可降落的地理位置相关联，因此为所述无人飞行器201提供锚定位置或者归航位置。例如，每个无人飞行器201可被编程为，当例如所述无人飞行器201功率低、飞出范围、需要将有效载荷丢弃或者拾起、完成飞行任务、遭遇意外的操作条件等等时，默认返回所选择的基站300。在一些实施方式中，所述基站300可为空陆地区域，在所述空陆地区域中所述无人飞行器201允许安全降落，直至其可为了进一步操作而被手动定位、充电及/或维护。在其他实施方式中，所述基站300可包括另外的支撑系统，所述支撑系统将在下面被进一步描述。
在一些实施方式中，每个基站300用于收容单一的无人飞行器201；但是，在其他实施方式中，每个基站300用于同时收容多个无人飞行器201。
现转到图2，进一步详细说明基站300的一个示例性实施方式。所述基站300可为重量轻的且便携的，以便当所述基站300需要重新定位时是不唐突且容易移动的。所述基站300可包括由操纵器仓320操作的操纵器 310。在一些实施方式中，所述操纵器仓320包括用于提供移动平台管理用户界面(图未示)的硬件和软件基础设施。例如，所述移动平台管理用户界面可包括用于使用户能够与所述基站300及/或与所述基站300关联的所选择的无人飞行器201交互的显示器及/或输入系统(图未示)。示例性交互可包括设置飞行参数及/或读取基站300及/或所选择的无人飞行器201 的状态。在一个实施方式中，所述显示器及输入系统可至少部分集成为触摸屏系统。所述用户还可通过无线及/或有线(如，通用串行总线)通信以用户装置(如，智能手机、平板、个人电脑)与所述基站300通信。因此，所述用户可监控飞行任务的状态、设置飞行任务参数及/或手动超控所选择的无人飞行器201。所述操纵器仓320因此为所述移动平台管理系统100 (如图1所示)提供各种输入和输出功能。所述操纵器仓320可为用户界面执行许多输入和输出功能，包括涉及所述无人飞行器201的维护、数据输出/呈现功能和支撑的功能。
另外地及/或可选地，所述操纵器仓320可针对所述操纵器310执行控制功能。因此，所述操纵器仓320进一步包括用于驱动所述操纵器310的物理移动的操纵器引擎321。在一些实施方式中，所述操纵器引擎321用于驱动具有至少四个自由度的操纵器310。例如，所述操纵器310可操作以沿着X轴(如图5所示)和基本垂直于X轴延伸的Y轴(如图5所示) 线性平移。所述操纵器引擎321还可沿着垂直于X轴和Y轴的Z轴(如图5所示)调整所述操纵器310的高度，且将所述操纵器310旋转至少360 度。在一些实施方式中，对于所述操纵器310的控制功能可无需用户交互而进行操作。下文参考图3-7更详细地描述了所述操纵器仓320的这类功能。
所述操纵器310从资源库340提供资源给所述移动平台200。在一些实施方式中，所述资源库340包括用于再充电和储存为所述无人飞行器201 提供动力的电池的充电站(如图6所示)、用于为所述无人飞行器201提供动力源(如，除电以外)的动力站(图未示)、燃料站、有效载荷(如农药)替换物、数据存储传输系统(如，硬盘、通用串行总线(USB)适配器、以太网联接系统、具有它们的组合的机器等等)及任何前述各项的组合等等。在一些实施方式中，所述资源库340可通过有线及/或无线动力传输为所述无人飞行器201提供动力，如电能及/或操作动力。所述资源库 340所提供的动力可用于补充相关无人飞行器201的一种或多种资源，如可再充电的电池系统。从所述资源库340可获得的资源可改变以适应所述移动平台200的不同的飞行任务。
虽然仅为了说明的目的示出和描述为包括单一操纵器310和单一资源库340，但是所述基站300可包括可与所选择的移动平台200合作的超过一个操纵器310及/或超过一个资源库340。例如，两个操纵器310可同时与所选择的移动平台200合作以同时从所述资源库340更换电池和卸载货物。
如图2所示，所述基站300进一步可提供用于收容所述移动平台200 (如，无人飞行器201)的着陆面330。为了帮忙所述无人飞行器201降落在所述着陆面330上，可使用所述无人飞行器201和所述基站300之间的通信来引导所述无人飞行器201到所述着陆面330的大致位置。如上文所讨论，所述无人飞行器201现所述基站300之间的通信可无线地发生。在一个例子中，所述无人飞行器201可采用GPS或其他基于位置的软件来确定所述基站300的位置。所述GPS或其他基于位置的技术可用于使得所选择的无人飞行器201到达所述基站300的附近。所述无线通信在所述基站300的预定范围内指引所述无人飞行器201，其中所述无人飞行器201 可感测所述基站300的一个或多个元件/子系统。例如，所述无人飞行器 201可被带入所述操纵器仓320的视线。降落区标记331或任意独特的降落标记均可用于帮助进一步确定所述着陆面330的位置。根据需要，所述降落区标记331可提供于所述着陆面330上且可用来确认所述无人飞行器 201可降落于所述着陆面330上。所述降落区标记331还可区分所述着陆面330与其他的物体或者区域。
在一些实施方式中，所述降落区标记331可指示所述无人飞行器201 在所述着陆面330上的降落位置。所述降落区标记331可用作基准标记，所述基准标记可辅助所述无人飞行器导航至所述着陆面330上的适当的降落位置。在一些例子中，可提供多个可辅助所述无人飞行器201降落在预定位置的降落区标记331。例如，多个降落区标记331可用于容纳多个无人飞行器201的大型着陆面330中及/或为单一无人飞行器201提供分界线。在一些情况下，还可能需要所述无人飞行器201在与所述基站300对接时具有特定取向。在一个例子中，所述降落区标记331可包括所述无人飞行器可辨别的非对称图像、字母表的字母及/或代码。所述降落区标记 331可指示所述基站300相对于所述无人飞行器201的取向。因此，所述无人飞行器201可在降落在所述着陆面330上时找到正确的取向。
所述降落区标记331还可指示所述基站300相对于所述无人飞行器 201的距离。所述距离可与所述无人飞行器201的一个或多个其他的传感器分开或组合使用来确定所述无人飞行器201的高度。例如，如果所述降落区标记331的尺寸是已知的，那么从所述无人飞行器201到所述降落区标记331的距离可根据显示在所述无人飞行器201的传感器(图未示)上的降落区标记331的尺寸来测量。
在一个例子中，所述降落区标记331可被提供在相对于所述无人飞行器201在着陆面330上的所希望的着陆点的特定位置。所述无人飞行器201 可能够以高精确度降落在所述着陆面300上。所述降落区标记331可帮助引导所述无人飞行器201至所希望的着陆点。例如，所述降落区标记331 可位于所述无人飞行器201的所希望的着陆点中心的前方10厘米处。可选地，可提供多个降落区标记331，使得所希望的着陆点可落在多个降落区标记331之间。所述无人飞行器201可使用所述标记来帮忙确定所述无人飞行器201的方向及/或确定其在所述标记之间降落的位置。所述标记之间的距离可辅助所述无人飞行器201测量从所述无人飞行器201到所述着陆面330的距离。
所述降落区标记331可被放置于飞行(如，空中顶视图)容易辨识的位置。在一些情况下，所述降落区标记331可提供在所述基站300的外表面(如，在所述操纵器310及/或操纵器仓320的外表面)。所述降落区标记331可包括用于转送由所述基站300发射的无线信号的发射器(图未示)。所述信号的起源可为来自所述基站300外部及/或在所述基站300(如，操纵器仓320)内。可选地，所述基站300可发射红外(IR)、超声波(UV) 信、无线电及/或音频带宽的信号。
在一个例子中，所述降落区标记331可被安置在距所述无人飞行器201 本打算降落在所述着陆面上的位置小于约100厘米、90厘米、80厘米、 75厘米、70厘米、65厘米、60厘米、55厘米、50厘米、45厘米、40厘米、35厘米、30厘米、25厘米、20厘米、15厘米、12厘米、10厘米、8 厘米、7厘米、6厘米、5厘米、4厘米、3厘米、2厘米或者1厘米处。
关于所侦测到的降落区标记331的数据可被提供至一个或多个处理器(图未示)。所述处理器可在所述无人飞行器201上。根据所接收到的关于所侦测到的降落区标记331的信息，所述处理器可，单独地或者共同地产生命令信号。所述命令信号可驱动所述无人飞行器201的推进单元(图未示)。例如，当所侦测到的降落区标记331被确定与所述基站300相关联时，所述动力单元可被驱动以使得所述无人飞行器201降落在邻近所侦测到的降落区标记331的着陆面330。所侦测到的降落区标记331可指示储存在所述基站300的电池(图未示)的荷电状态。例如，如果所述基站 300具有可用的充满电的电池，那么所侦测到的降落区标记331可产生来自所述处理器的降落所述无人飞行器201的命令。在另一例子中，如果所述基站300没有可用的已充电的电池，那么所侦测到的降落区标记331可产生来自所述处理器的继续行进至下一个最近的具有可用的已充电的电池的基站300的命令。因此，无人飞行器201可能够响应于所侦测到的降落区标记331以自主或半自主的方式降落。所述无人飞行器201可能够在未接收任何来自用户的命令或手动输入的情况下降落。
在一些实施方式中，在所述无人飞行器201上的所述传感器(图未示) 可用于侦测所述降落区标记331和可能发生在所述无人飞行器201上的处理。一旦所述无人飞行器201已确定所述降落区标记331与所述基站300 相关联，所述无人飞行器201即可能够在不需要来自所述基站30的进一步指导或者信息的情况下使自己降落于所述着陆面330上。
所述基站300可发送关于其位置的信息至所选择的无人飞行器201(或者广播所述位置信息给所有的无人飞行器201)。所述基站300可具有能够确定位置信息的定位单元(图未示)。所述基站300可接收来自所述无人飞行器201的关于所述无人飞行器201的位置、在所述无人飞行器201 上的电池的状态及/或所述无人飞行器201上剩余的燃料水平的信息。例如，所述无人飞行器201的坐标信息，如GPS坐标，可被提供给所述基站 300。在另一例子中，所述无人飞行器201可传达当前所述无人飞行器使用的电池的剩余电量百分比。所述基站300可包括能够与所述无人飞行器 201通信的通信单元(如，操纵器仓320)。所述基站300可包括能够识别及/或计算所述无人飞行器201的位置的处理器(图未示)。
另外地及/或可选地，所述基站300的处理器能够识别及/或计算下一个最近的电池更换站(图未示)的位置。例如，所述无人飞行器201可向所述基站300传达当前在无人飞行器201上的电池有18％的剩余电量百分比。在一些实施方式中，所述基站300的处理器可计算到在特定的无人飞行器201的飞行路径中的下一个最近的电池更换站的距离，以确定所述无人飞行器201是否可停在所述基站300来维护或继续到达下一个最近的有可用的已充电的电池的电池更换站。
一旦所述无人飞行器201已经降落，所述无人飞行器201降落在所述着陆面330上的特定降落精确度可取决于许多降落特性(如，天气、传感器精确度等等)。如上文所讨论，传统的移动平台管理系统为了对所述无人飞行器201自主操作需要将所述无人飞行器201移动到所述着陆面330 上的特定位置。但是，对于较大型无人飞行器201来说，将所述大型无人飞行器201移动到所述着陆面330上的所希望的位置所需的资源和费用对于自主操作所述较大型无人飞行器201来说是不实际的。因此，所述基站 300可适合所述无人飞行器201的低精确度降落。
现参考图3，所述无人飞行器201降落在所述着陆面330，例如，在所述降落标记330(如图2所示)20厘米的范围内。如图3所示，在所述无人飞行器201降落之前和降落的时候，所述操纵器与位于所述着陆面330 左下方的操纵器仓联接来提供在所述着陆面330上的免于物理干扰的降落区域。相似地，所述资源库340远离所述着陆面330然而可到达所述操纵器。如在此所用，如图3所示的，所述操纵器310、所述操纵器仓320及所述资源库340相对于所述着陆面330的位置为所述基站300的“原始”位置。
在所述无人飞行器201降落后，在所述基站300上的传感器332(如图2所示)可确定所述降落的无人飞行器201在所述着陆面330的位置。作为一个非限制性例子，所述传感器332可包括第一光学传感器和第二光学传感器，位于相对于所述着陆面330的对应的垂直轴，并且可确定所述无人飞行器201的位置信息。因此，每个光学传感器可在平行于所述着陆面330的水平面提供笛卡尔坐标。通过位于对应垂直轴的第一光学传感器和第二光学传感器，所述坐标可表示所述无人飞行器201在所述两个轴上的垂直投影位置，被表示为距预定点，如所述操纵器仓320，有正负之分的距离，另外地及/或可选地，所述传感器332可包括，但不仅限于，任意数量的接触式图像传感器、电光传感器、红外传感器、动态电感传感器、作为光传感器的发光二极管(LED)、光纤传感器、光学位置传感器、光电探测器、压力传感器、光敏电阻、光电晶体管、热或温度传感器、距离传感器、电流传感器、磁传感器及无线电传感器等等。
所述操纵器仓320可使用所述无人飞行器201的位置信息控制所述操纵器310通过所述操纵器引擎321从原始位置移动到所述无人飞行器201。
转向图4，所述操纵器310被示出为包括操纵器臂系统311，所述操纵器臂系统在所述操纵器臂系统311远端具有操纵器支架312。所述操纵器臂系统311可直接及/或间接与所述操纵器引擎321联接。在一些实施方式中，可使用操纵器导轨系统(图未示)为所述操纵器臂系统311提供驱动路径。
如图4所示，所述操纵器引擎321使所述操纵器臂系统311远离所述操纵器仓320伸展。用另一种方式陈述，所述操纵器支架312根据所确定的无人飞行器201的位置信息沿着X轴及Y轴从所述原始位置平移至所述无人飞行器201。为了适应可能需要在所述无人飞行器201的一个或多个位置进行独特维护的无人飞行器201，所述操纵器支架312可如沿着如图5所示的Z轴升高及/或降低到所希望的高度。
在一些实施方式中，所述无人飞行器201包括一个或多个服务标记(图未示)，每个服务标记在所述无人飞行器201的预定及特定位置，以指示所述无人飞行器201上的服务位置。例如，所选择的无人飞行器201可包括位于其电池仓(图未示)上的独特的代码或者不对称的形状，使得所述操纵器仓320可识别精确服务区域的服务标记。电池仓的服务标记因此可与在所述无人飞行器201上的用于指示有效载荷储存仓的服务标记区分开。因此，类似于所述降落区标记331的功能，一旦所述操纵器仓320确定所述无人飞行器201上所希望的服务标记的位置，所述操纵器引擎321 即可将所述操纵器支架312引导至所述电池仓的特定位置。
在其他实施方式中，所述无人飞行器201上的服务位置为所述基站300 已知的。例如，所述无人飞行器201机队可各自具有在预定位置的与机队的其他无人飞行器201共用的电池仓。因此，一旦所述无人飞行器201在所述着陆面330上的位置确定，所述操纵器引擎321即可无需服务标记而将所述操纵器支架312引导至所述电池仓。
更进一步地，所述操纵器支架312例如以360自由度旋转，来适应需要改变操作角度的维护。在一个例子中，所述操纵器支架312可抓取位于所述无人飞行器201中的电池345(在图8和图9中示出)，将所述电池 345从所述无人飞行器201取下，将已充电的电池插入所述无人飞行器201 且将所取下的电池345放入电池仓(如图6所示)中充电。视特定的无人飞行器201而定，取下所述电池345可能需要旋转所述操纵器支架312来将所述电池345从所述无人飞行器201中释放。在另一例子中，所述操纵器支架312可用于为包括可能需要再加燃料的引擎，如内燃机的特定无人飞行器201提供燃料。以这种方式，所述基站300可有利地作为所述无人飞行器201的加气站(加燃料站)而进行操作。所述操纵器310的不同的自由度有利地适合涉及许多飞行任务(如，更换燃料、更换农药及包括双向数据传送的电子数据传输)的维护。
一旦所述电池345已经从所述无人飞行器201取下，所述电池345即可被放置于资源库340中充电。一个例子在图6和图7中示出。具体参考图6，所述资源库340被示为包括形成有多个电池充电槽341的电池矩阵。每个电池充电槽341用于储存对应的电池345。如图6所示，所述电池矩阵包括两排堆叠的电池充电槽341，其中，每排包括五个电池充电槽341。
参考图6，尽管仅为了说明的目的示出且描述了所述电池矩阵的具体结构，但是可以提供在所述电池矩阵内电池充电槽341的任何合适的排列。所述电池矩阵可包括任意合适数量的电池充电槽341。所述电池充电槽341 的数量可以取决于在所述移动平台管理系统100中的无人飞行器201的数量、所述电池组345的充电时间、所希望的任务时间等等。例如，所述基站300的一些实施方式可包括较少的电池充电槽341或者可包括更多的电池充电槽341。所述电池充电槽341可根据要收容在其中的电池组345的类型具有任意合适的尺寸及/或形状，并且，在一些实施方式中，所述电池矩阵可用于收容多个相同及/或不同的电池组类型，所述电池组类型可包括不同形状、横截面、电压、电流等等。在一些实施方式中，在所述电池矩阵中可能存在任意合适数量的行及/或列，并且其他实施方式可包括以任意其他合适的规则或者不规则结构且可能包括或者可能不包括行或列的电池充电槽341。在一些实施方式中，可能有多个电池矩阵及/或所述电池矩阵与本文所描述的二维排列(如，第一维为行且第二维为列)相比可为三维的。
在所述无人飞行器201上的维护完成后，所述操纵器310可返回到原始位置，且所述无人飞行器201准备再次飞行。
所述移动平台管理系统100可以上面所讨论的任意合适的方式管理所述移动平台，包括通过如图10所示的移动平台管理的示例性方法1000。参考图10，所述无人飞行器201的移动平台管理的示例性方法1000被示出为包括不需要以所描述的顺序执行的多个过程。
在1001，所述着陆面330(如图2-7所示)收容所述移动平台200(如图3-5所示)。如上文更详细的讨论，各种方法适用于辅助所述移动平台 200定位所述基站300的着陆面330(如图2-7所示)。一旦所述移动平台 200已降落，在1002，所述基站300即以本文所描述的任意方式获取所述移动平台200的位置。
在1003，根据所获取的位置，所述操纵器310移动到所述移动平台 200的位置(如图4和图5所示)，且在1004，执行一个或多个管理功能。在上文所描述的例子中，所述基站300可操作以有效载荷和电池维护。此外，所述移动平台管理系统100可操作以执行上文所描述的对所述移动平台合适的任意任务，包括，例如，有效载荷和电池维护(如图11所示)的示例性方法1100及用于将物理电缆联接到移动平台200(如图12所示) 的示例性方法1200。
转向图11，示出了有效载荷和电池维护的示例性方法1100。在1101，确定所述移动平台200的电池/有效载荷仓的位置，且在1102，所述操纵器支架312移动到所确定的位置。如上文所讨论，所述电池/有效载荷被取下且在1103储存在所述资源库340，例如，用于充电。在另一例子中，所选择的适合于农业的无人飞行器201可为了随后的飞行任务用满罐的农药更换包括农药的喷雾罐。一旦被取下，在1104，替换电池/有效载荷可选地可返回到所述无人飞行器201。
在前述的例子中，物理有效载荷/电池与所述基站300互换。另外地及 /或可选地，所述基站300可用于提供与所述移动平台200的非物理互换/ 通信。
现参考图12，例如，示出了用于将物理电缆联接到所述移动平台200 的示例性方法1200。
所述方法1200在1201以确定联接端口在所述移动平台200上的位置开始。例如，被指定用于虚拟观光及/或捕获各种视频/图像的无人飞行器201可包括具有所捕获的视频/图像的机载数据存储系统(图未示)。相似地，可由所述基站300向所述无人飞行器201提供关于软件/固件更新的数据。因此，在1201，所述基站300确定用于在所述基站300和所述移动平台200之间提供双向数据传送的交换端口(如，通用串行总线(USB)、以太网等等)在所述无人飞行器201上的位置。在其他例子中，所述联接端口可包括供包括如上文所讨论可能需要再加燃料的引擎的无人飞行器201 使用的燃料管线，及/或其他非电子的数据端口。一旦已确定所希望的联接端口，过程1202即可在1202将所述操纵器310移动到所希望的联接端口，且在1203，将所述基站300的物理电缆(如，以太网电缆、USB电缆、燃料管线、动力电缆等等)与所述移动平台200联接。数据/燃料等等因此在 1204可在所述基站300与所述移动平台200之间被交换，且一旦所述交换完成，即可在1205取下所述物理电缆且使其返回原始位置。
在一些实施方式中，所述基站300可用于向所述移动平台200提供动力，如电能。在方法1200中，可使用物理通信电缆，如交流电(AC)适配器将从动力所述基站300的电源(如，资源库340)传送至所述移动平台200。因此，所述基站300有利地无需以物理方式取下所述电池及/或更换电池(如，方法1100)即可对所述移动平台200的可充电电池(图未示) 充电。
在其他实施方式中，所述基站300可用于支持与所述移动平台200的无线动力及/或无线能量交换。所述基站300例如可装备有用于充当能量发射器的电线圈系统(图未示)。有些不同地来说，所述基站300的着陆面 330可充当所述移动平台200的充电垫。另外地及/或可选地，所述操纵器 310可装备有线圈系统。因此，可通过耦合的感应器(如，直接感应继之以磁共振感应)将动力从所述基站300传送至所述移动平台200。类似地，电磁辐射、电传导等等可用于所述基站300和移动平台200之间的无线动力传输。
在一些其他实施方式中，所述基站300用于不涉及与所述移动平台200 物理或非物理交换的任务。作为非限制性的例子，所述基站300确定电源开关(图未示)在所选择的无人飞行器201上的位置。所述基站300可触发(如，打开或关闭)所述无人飞行器201上的电源开关以重启、供电、断电及/或进入休眠模式。
在另一实施方式中，所述着陆面330包括多个降落导引装置(图未示)，如用于导引所述移动平台200的降落设备的收容腔(如图1所示)。所述收容腔可方便降落且保证所述移动平台200在正确的方向。例如，虽然所述基站300如上文所讨论可能知道特定服务区在所选择的无人飞行器201 上的预定位置，但是所述收容腔可用于确认所选择的无人飞行器201没有相对于操纵器仓320以一定角度降落，所述角度要求额外移动所述操纵器支架312。所述着陆面330(如图2-7所示)的收容腔的数量可改变来适应具有预定数量降落支脚(图未示)的无人飞行器201。当所述无人飞行器 201降落在所述着陆面上，使得所述无人飞行器201的降落支脚没有被对应的收容腔(图未示)收容时，传感器(图未示)可获取所述无人飞行器 201的降落支脚与对应的收容腔之间的空间关系。因此，所述操纵器310 用于根据所获取的空间关系辅助所述无人飞行器201进入对应的腔。有利地，所述无人飞行器201的维护可如上文所讨论在所述无人飞行器201具有有限的降落精确度的情况下继续下去。
所描述的实施方式容易变成各种修改和替代形式，且其具体例子已通过举例在附图中示出，并在本文中详细描述。但是，应该理解，所描述的实施方式不限于所公开的特定形式或方法，而是相反地，本公开将涵盖所有修改形式、等效形式以及替代形式。

Claims (15)

1.一种用于具有有效载荷的移动平台的基站，包括：
着陆面；
传感器，用于确定所述移动平台在所述着陆面上的位置；
机械操作器，用于：
与所述有效载荷及所选择的替换有效载荷自动的交互且无需用户交互；
从资源槽中夹持所选择的替换有效载荷；
基于所确定的位置，将所选择的替换有效载荷移动至所述移动平台；
将所选择的替换有效载荷插入所述移动平台的载荷槽中；及
释放所述替换的有效载荷；
其中所述机械操作器可操作以根据所确定的所述移动平台的位置沿着X轴、Y轴及Z轴平移或者转动至所述移动平台。
2.如权利要求1所述的基站，其中所述基站进一步可操作以确定所述移动平台与位于所述移动平台的飞行路径上的第二基站之间的距离。
3.如权利要求2所述的基站，其中所述基站进一步可操作以提供信号至所述移动平台，所述信号指示所述移动平台降落在所述着陆面上或者行进至所述第二基站。
4.如权利要求1所述的基站，其中所述基站进一步可操作以将物理电缆组件连接至所述移动平台。
5.如权利要求4所述的基站，其中所述物理电缆组件包括用于将数据从所述基站传输至所述移动平台的第一物理通信电缆组件、用于将数据从所述移动平台传输至所述基站的第二物理通信电缆组件、用于为所述移动平台提供电能的动力电缆及用于给所述移动平台再加燃料的燃料管线中的至少一种。
6.如权利要求5所述的基站，其中所述第一物理通信电缆组件及所述第二物理通信电缆组件包括用于在所述移动平台和所述基站之间交换数据的公共物理通信电缆组件。
7.如权利要求1所述的基站，其中所述基站可操作以以无线方式为所述移动平台提供动力。
8.如权利要求7所述的基站，其中所述着陆面包括用于以无线方式为所述移动平台提供动力的充电垫。
9.如权利要求1所述的基站，其中所述基站可操作以将所述移动平台从所确定的位置移动至所述着陆面上的预定位置。
10.如权利要求9所述的基站，其中所述预定位置包括一个或多个确定于所述着陆面的预定表面上并可操作以收容所述移动平台的一个或多个降落支脚的收容腔。
11.如权利要求1的基站，其中所述基站可操作以确定第二移动平台在所述着陆面上的第二位置并根据所确定的所述第二移动平台的第二位置移动至所述第二移动平台。
12.如权利要求11所述的基站，其中所述基站包括可选地可操作以同时移动而移动至所述第一和第二移动平台的至少两个操纵器支架。
13.如权利要求12所述的基站，其中所述操纵器支架中的至少一个包括用于以无线方式为所述移动平台提供动力的能量发射器。
14.如权利要求13所述的基站，其中所述能量发射器包括用于以无线方式为所述移动平台提供所述动力的电线圈系统。
15.如权利要求1所述的基站，其中所述移动平台为无人飞行器(UAV)。
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