CN111684705B - 无人机的多旋翼音调噪声控制 - Google Patents

Abstract

控制由无人机(UAV)产生的音调噪声的技术包括利用安装在UAV上的多个旋翼单元产生推力以推动UAV飞行。每个旋翼单元包括叶片式旋翼。调节至少一个旋翼单元相对于另一个旋翼单元的转速或相位延迟。该调节导致由旋翼单元产生的音调噪声的扩散。

Description

无人机的多旋翼音调噪声控制

技术领域

本公开总体上涉及无人机(UAV)，特別涉及无人机的噪声控制。

背景技术

无人载具，也可以称为自动驾驶载具，是能够在没有实际存在的操作人员的情况下行驶的载具。无人载具可以在遥控模式、自动驾驶模式或部分自动驾驶模式下操作。

当无人载具在遥控模式下操作时，位于远程位置的飞行员或驾驶员可以通过经由无线链路发送给无人载具的命令来控制无人载具。当无人载具在自动驾驶模式下操作时，无人载具通常基于预编程的导航航路点(navigation waypoint)、动态自动化系统或这些的组合来移动。此外，一些无人载具可以在遥控模式和自动驾驶模式两者下操作，并且在某些情况下可以同时进行。例如，作为示例，远程飞行员或驾驶员可能希望在手动执行另一任务(诸如操作用于接载对象的机械系统)时将导航留给自动驾驶系统。

存在用于各种不同环境的各种类型的无人载具。例如，存在用于在空中、地面、水下和太空中操作的无人机。一般而言，无人机(UAV)变得越来越普遍。它们在诸如郊区和城市地区等人口稠密地区的使用，意味着控制由这些载具产生的噪声变得越来越重要。

附图说明

参考以下附图描述了本发明的非限制性和非穷举性的实施例，其中，除非另外指明，否则贯穿各个视图，相同的附图标记表示相同的部分。并非必须标记元素的所有实例，以免在适当的地方使附图混乱。附图不一定按比例绘制，而是将重点放在说明所描述的原理上。

图1是根据本公开的实施例的无人机(UAV)的立体图。

图2A是示出来自UAV的旋翼单元的在频谱上集中的示例音调噪声的图表。

图2B是示出根据本公开的实施例的来自UAV的旋翼单元的在频谱上扩散或分散的示例性音调噪声的图表。

图2C是示出来自UAV的旋翼单元的相位对准的示例音调噪声的图表。

图2D是示出根据本公开的实施例的来自UAV的旋翼单元的相位分散的示例音调噪声的图表。

图3是示出根据本公开实施例的用于调制UAV的旋翼单元的相位和/或转速的控制系统的功能框图。

图4A-图4E是根据本公开的实施例的叶片式旋翼的不同物理几何形状的图示，其可以用于在频谱上扩散音调噪声的分量频率。

图5是根据本公开的实施例的UAV的平面图示，其描绘了可以如何将旋翼单元逻辑地分组并且如何将它们的转速成组变化，以便在频谱上扩散音调噪声的分量频率。

图6是根据本公开的实施例的UAV的平面图示，其描绘了如何以顺序模式动态地调制旋翼单元的转速，以便在频谱上扩散音调噪声的分量频率。

图7是示出根据本公开的实施例的用于使UAV的旋翼单元相位延迟，以便在时间和相位上扩散旋翼单元的音调噪声的过程的流程图。

图8是示出根据本公开的实施例的用于使UAV的旋翼单元成组相位延迟，以便在时间和相位上扩散旋翼单元的音调噪声的过程的流程图。

图9是根据本公开的实施例的UAV的平面图示，其描绘了可以如何基于接近度将旋翼单元逻辑地关联到噪声产生子组中。

图10是示出根据本公开的实施例的UAV的子系统的功能框图。

具体实施方式

本文描述了用于控制从无人机(UAV)的旋翼单元输出的音调噪声(tonal noise)的UAV的系统、装置和操作方法的实施例。在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，本文描述的技术可以在没有一个或多个特定细节的情况下，或者具有其他方法、组件、材料等的情况下实施。在其他情况下，为了避免混淆某些方面，未详细示出或描述公知的结构、材料或操作。

在整个说明书中，对“一个实施例”或“实施例”的引用是指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定都指的是同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征、结构或特性。

随着UAV在人口稠密的环境上空中变得越来越普遍，控制从其旋翼单元发出的音调噪声(也称为多旋翼音调噪声)变得越来越重要。多旋翼音调噪声可以视为被旁观者厌烦(nuisance)，尤其是在经常遭受这种噪声的情况下。通过扩散音调噪声，可以减轻多旋翼音调噪声的感知烦恼(annoyance)。这种扩散可以通过在频谱上扩散由UAV的旋翼单元产生的分量频率来实现，可以通过在时间上偏移音调噪声的峰值幅度的相位来实现，或者可以使用这两种扩散技术的组合来实现。扩散音调噪声以减少多旋翼音调噪声的感知厌烦的其他技术，在某些情况下甚至会产生悦耳的声音，包括从UAV的旋翼单元产生的音调噪声中产生和弦、旋律或节率(beat frequency)。

本文所述的实施例包括UAV，其是指能够执行某些功能而无需实际存在的人类飞行员的任何自动驾驶或半自动驾驶载具。UAV可以采用各种形式。例如，UAV可以采用固定翼飞机、滑翔机、尾坐式飞机、喷气飞机、涵道风扇飞机、比空气轻的飞艇(诸如飞艇或可操纵的气球)、旋翼飞行器(诸如直升机或多轴直升机、和/或扑翼飞机)、以及其他可能性的形式。此外，术语“无人机”、“无人机系统”(UAVS)或“无人飞行系统”(UAS)也可以用于指代UAV。

图1是根据本公开的实施例的UAV 1100的立体图。UAV 1100的所示实施例是固定翼UAV，其还可被称为飞机(plane、airplane、aeroplane)、滑翔机以及其他可能的。顾名思义，固定翼UAV 1100具有机翼组件1102，该组件基于机翼形状和载具的前进空速产生升力。例如，机翼组件1102可以具有翼型横截面，以在UAV 1100上产生空气动力学升力。尽管UAV1100被示为固定翼UAV，但是应当理解，本文中所描述的多旋翼噪声控制技术也适用于如上所述的其他类型的多旋翼UAV。

UAV 1100的所示实施例包括机身1104。在一个实施例中，机身1104是模块化的，并且包括电池模块、航空电子模块、任务有效载荷模块和机身盖。这些模块可彼此分离并且可机械地彼此固定以连续形成机身或UAV主体的至少一部分。

电池模块可以容纳一个或多个电池来为UAV 1100供电。航空电子模块容纳UAV1100的飞行控制电路，该飞行控制电路可以包括处理器和存储器、通信电子设备和天线(例如，蜂窝收发器、wifi收发器等)和各种传感器(例如，全球定位传感器、惯性测量单元(IMU)、电磁罗盘等)。任务有效载荷模块容纳与UAV 1100的任务相关联的设备。例如，任务有效载荷模块可以包括有效载荷致动器，用于保持和释放外部附接的有效载荷。在另一个实施例中，任务有效载荷模块可以包括用于携带相机/传感器设备(例如，相机、镜头、雷达、LIDAR、污染监测传感器、天气监测传感器等)的相机/传感器设备固定架(holder)。当然，任务有效载荷模块可以为多种混合用途任务提供混合使用的有效载荷容量(例如，额外的电池和相机设备)。

UAV 1100的所示实施例还包括定位在机翼组件1102上的前向推进单元1106(也称为旋翼单元)，该前向推进单元1106可以各自包括用于推进UAV 1100的电动机(motor)、轴和螺旋桨。UAV 1100的所示实施例还包括两个固定到机翼组件1102的悬臂组件1110。在一个实施例中，机翼组件1102包括设置在翼片内的翼梁。

悬臂组件1110的所示实施例均包括：悬臂壳体1111，其中设置有悬臂支架(carrier)(未示出)；垂直推进单元1112；印刷电路板1113；以及安定面1108。悬臂支架是提供翼梁(wing spar)和垂直推进单元1112安装在其上的主要结构支撑的结构件(例如，管状杆)。垂直推进单元1112(也称为旋翼单元)均可包括用于提供垂直推力的电动机、轴和螺旋桨。可以在UAV 1100正在下降(例如到达递送位置)或上升(例如在递送之后)的悬停模式期间使用垂直推进单元1112。UAV 1100可以包括安定面1108(或翅片)，以在飞行期间稳定UAV的偏航(左转或右转)。在一些实施例中，UAV 1100可以被配置为用作滑翔机。为此，UAV1100可以关闭其推进单元的电源并滑行一段时间。

在飞行期间，UAV 1100可以通过控制其俯仰、侧滚、偏航和/或高度来控制其运动的方向和/或速度。例如，安定面1108可以包括一个或多个用于控制UAV的偏航的方向舵1108a，并且机翼组件1102可以包括用于控制UAV的俯仰的升降舵和/或用于控制UAV的侧倾的副翼1102a。作为另一示例，同时增加或减小所有螺旋桨的速度可分别导致UAV 1100增加或减小其高度。

在所示的固定翼UAV上的许多变化是可能的。例如，固定翼UAV可以包括更多或更少的旋翼单元(垂直或水平)，和/或可以利用涵道风扇或多个涵道风扇进行推进。此外，具有更多机翼(例如，具有四个机翼的“x-机翼”构型)的UAV也是可能的。尽管图1示出了一个机翼组件1102、两个悬臂组件1110、两个前向推进单元1106和每个悬臂组件1110的六个垂直推进单元1112，但是应当理解，UAV 1100的其他变体可以用更多或更少的这些部件来实现。例如，UAV 1100可以包括两个机翼组件1102、四个悬臂组件1110以及或更多或更少的推进单元(前向或垂直)。

应当理解，本文中对“无人”飞行器或UAV的引用可以等同地应用于自动驾驶和半自动驾驶飞行器。在自动驾驶的实施方式中，飞行器的所有功能都是自动化的；例如，经由响应于来自各种传感器的输入和/或预定信息的实时计算机功能进行预编程或控制。在半自动驾驶的实施方式中，飞行器的某些功能可以由操作人员控制，而其他功能则是自动执行的。此外，在一些实施例中，UAV可以被配置为允许远程操作员接管原本可以由UAV自主地控制的功能。更进一步，给定类型的功能可以在一个抽象级别上被遥控，而在另一抽象级别上被自主地执行。例如，远程操作员可以控制UAV的高级别导航决策，诸如指定UAV应从一个位置移动到另一个位置(例如，从郊区的仓库到附近城市的递送地址)，而UAV的导航系统可以自主地控制更细粒度的导航决策，诸如在两个位置之间采取的特定路线，实现该路线以及在导航路线时避开障碍物的具体飞行控制等。

如上所述，可以通过扩散音调噪声来减轻多旋翼音调噪声的感知烦恼。图2A是示出来自UAV的旋翼单元的示例性音调噪声的图表，该音调噪声在频谱上集中在两个频率F1和F2附近。相对于在频谱上分散的噪声(例如，诸如白噪声、粉红噪声、伪随机噪声等)，在频谱上独特或在频谱上集中的音调噪声通常被认为是更大的厌烦。根据本文所述的实施例，通过在频谱上扩散多旋翼音调噪声(例如，如图2B所示)，可以减少多旋翼音调噪声的感知烦恼。

集中的或独特的多旋翼音调噪声的另一种形式是相位对准的(aligned)音调噪声(也称为时间对准的音调噪声)，如图2C所示。在相位对准的多旋翼音调噪声的情况下，来自各个旋翼单元的组成音调噪声S1、S2、S3相长干涉，产生高振幅的脉动噪声。同样，与相位偏移(或时间分散)的多旋翼音调噪声相比，这些相位对准的音调噪声通常被认为是更大的厌烦。例如，图2D示出了由UAV的各个旋翼单元产生的、相对于彼此在相位上偏移的组成音调噪声S4、S5和S6。相对于图2C中所示的相位对准的音调噪声，图2D所示的相位分散的音调噪声在时间上更均匀地分散，并且产生更少的尖峰或脉动噪声。因此，多旋翼音调噪声可以在频谱上扩散(分散频率分量)，可以在时间上扩散(偏移相位延迟)，或两者的组合，以减少感知的可听见的烦恼。

图3是示出根据本公开的实施例的用于调制UAV 1100的旋翼单元的相位和/或转速的控制系统300的功能框图。控制系统300的所示实施例包括控制器305和电动机驱动器310。电动机驱动器310驱动旋翼单元315，旋翼单元315包括电动机、轴和叶片式旋翼320。叶片式旋翼320可以以垂直方向安装，以产生垂直推力(例如，垂直旋翼单元)，或者以水平方向安装，以产生水平推力(例如，水平旋翼单元)。

控制器305操作以编排(choreograph)旋翼单元315的操作，以控制其转速和相对相位延迟。控制器305可以被实现为执行软件/固件逻辑(例如，指令)的通用处理器或微控制器，或者执行硬件逻辑的硬件控制器(例如，专用集成电路、现场可编程门阵列等)。在所示的实施例中，控制器305将脉冲宽度调制(PWM)控制信号输出到电动机驱动器310。PWM控制信号的占空比、频率和/或相位可以被调制以控制旋翼单元315的转速和相位延迟。电动机驱动器310接收PWM控制信号并产生用于驱动旋翼单元315的电动机的驱动电流/电压。在一个实施例中，电动机驱动器310基于PWM控制信号调制电池功率以驱动旋翼单元315的电动机。

在一个实施例中，将反馈传感器信号提供给控制器305。在一个实施例中，反馈传感器信号基于对驱动每个旋翼单元315的电压和/或电流的实时监视。在一个实施例中，反馈传感器信号基于编码器，该编码器提供实际转速(例如，旋转频率或旋转周期)或实际旋转位置(例如，旋转相位)。控制器305可以使用反馈信号实时调节PWM控制信号，以实现每个旋翼单元315或旋翼单元315的组的期望的转速或相位延迟。当然，可以实施其他控制系统架构。类似地，可以提供其他反馈传感器系统以实时监视转速和/或相位(例如，音频传感器、光学传感器等)。

每个旋翼单元315的转速或旋转频率与由每个旋翼单元315产生的音调噪声的频谱含量(spectral content)直接相关。因此，通过独立地调节给定旋翼单元315的转速，可以独立地控制由该旋翼单元315产生的音调噪声的分量频率。通过共同(collectively)改变旋翼单元315相对于彼此的转速，由UAV 1100产生的共同分量频率可以便在频谱上扩散，以减少音调噪声的感知厌烦。类似地，每个旋翼单元315的旋转相位与由每个旋翼单元315产生的音调噪声的峰值幅度的时间位置直接相关。通过偏移施加到每个旋翼单元315(或旋翼单元315的组)的相位延迟，音调噪声的峰值幅度相对于彼此偏移，从而也减少了从UAV1100共同输出的音调噪声的感知厌烦。

一种用于在频谱上扩散音调噪声的分量频率的技术是改变叶片式旋翼320的物理几何形状。改变叶片式旋翼320的物理几何形状能够使旋翼单元315的不同转速实现相似或相同的推力。因此，相对于彼此(或相对于彼此组)改变叶片式旋翼的物理几何形状能够得到用于稳定飞行的恒定推力，同时改变从一个旋翼单元315输出到下一旋翼单元315的分量频率。这用于在频谱上扩散由UAV 1100的旋翼单元共同产生的音调噪声的分量频率。

改变UAV 1100的旋翼单元之间的物理几何形状可以包括改变叶片式旋翼320的直径、叶片式旋翼320的表面积、叶片式旋翼320的节距(pitch)或叶片式旋翼320上的叶片数量中的一个或多个。例如，如图4A所示，UAV 1100可以包括具有三个叶片401的一个或多个叶片式旋翼405，可以包括具有四个叶片401的一个或多个叶片式旋翼410(例如，参见图4B)，可以包括具有五个叶片401的一个或多个叶片式旋翼415(例如，参见图4C)，可以包括具有六个叶片401的一个或多个叶片式旋翼420(例如，参见图4D)，可以包括具有七个叶片401的一个或多个叶片的旋翼425(例如，见图4E)等。在一个实施例中，UAV 1100的每个旋翼单元可以具有不同的物理几何形状以实现对于给定推力的可变转速。在其他实施例中，旋翼单元的转速可以成组地变化。

图5是根据本公开的实施例的UAV 1100的平面图示，描绘了旋翼单元A-M可以如何被逻辑分组并且它们的转速如何成组变化以便在频谱上扩散音调噪声的分量频率。例如，图5示出了逻辑上分成六个组505-530的垂直提升旋翼单元A-L，每个组包括两个旋翼单元。因为旋翼单元A-L以对称的方式配对，所以它们的转速可以逐组地变化。例如，可以为组505和530分派一个共同的(common)转速R1，而为组510和525分派一个共同的转速R2，并且可以为组515和520分派另一个共同的转速R3，其中R1、R2和R3是不同的转速，产生不同的、在频谱上隔开的音调噪声。另外，叶片式旋翼的几何形状也可以在一组内变化以提供进一步的转速多样性，同时实现从给定组内的旋翼单元获得共同的推力输出。在一个实施例中，前向推力旋翼单元M和N可以形成独立变化的另一逻辑组。

图6是UAV 1100的平面图示，描绘了用于改变垂直提升旋翼单元A-L的转速以便在频谱上扩散声调噪声的分量频率的另一种技术。在图6中，旋翼单元A-L的转速以顺序模式或回路(例如，A-B-C-D-E-F-L-K-J-I-H-G并重复)动态地调制。例如，每个旋翼单元可以以与其他旋翼单元不同的转速旋转，但是将其当前转速移交给回路中的下一旋翼单元，并从回路中的先前旋翼单元接收新的转速。转速交换然后可以在回路中循环(例如，A-B-C-D-E-F-L-K-J-I-H-G并重复)。当然，可以实现其他回路路径和动态调制方案。在一些实施例中，动态调制的这种顺序模式可以围绕UAV 1100的稳定中心引入陀螺摆动。在其他实施例中，可以在几何上相对的旋翼单元对或旋翼组中顺序地调制转速，以减小或偏移任何陀螺摆动。

如上所述，除了(或替代地)改变UAV 1100的旋翼单元的相对转速以便在频谱上扩散分量频率，还可以通过在旋翼单元之间引入相位延迟来扩散由UAV 1100产生的音调噪声。在一个实施例中，相对于彼此偏移旋翼单元的相位延迟，以彼此偏移由不同的旋翼单元产生的音调噪声的峰值幅度的相位(例如，参见图2D)。

图7是示出根据本公开的实施例的用于使UAV 1100的旋翼单元315相位延迟以便在时间和相位上扩散音调噪声的过程700的流程图。在过程700中一些或所有过程框出现的顺序不应被认为是限制性的。而是，受益于本公开的本领域普通技术人员将理解，一些过程框可以以未示出的各种顺序或者甚至并行地执行。

在过程框705中，监视一个或多个旋翼单元315的旋转频率以确定旋转周期，该旋转周期是旋转频率的倒数。在一个实施例中，选择单个旋翼单元315以监视旋转频率。在其他实施例中，旋翼单元315可以被逻辑分组，并且监视从每个组中选择的成员的旋转频率以确定逐组(group wise)旋转频率。在其他实施例中，可以监视所有旋翼单元(或旋翼单元的组)的旋转频率，并且将其平均以确定旋转周期。

在确定了旋转周期的情况下，过程700继续到过程框710，其中，将旋转周期除以数字N以产生相位延迟值(以秒为单位)。数字N可以代表UAV 1100上的所有旋翼单元315的总数或作为子组的成员的旋翼单元315的数量。在确定了相位延迟值的情况下，控制器305将每个旋翼单元315相位延迟相位延迟值的不同整数倍(过程框715)。当所监视的旋翼单元315的旋转频率改变时(判定框720)，旋转周期改变并且新的相位延迟值被实时地重新计算并应用。通过将旋翼单元315的旋转周期除以旋翼单元315的数量N，可以在时间上均匀地分配相位延迟。过程700可以应用于作为单个组的UAV 1100的所有旋翼单元315，或者如下所述在子组的基础上被应用。

图8是示出了根据本公开的实施例的过程800的流程图，该过程用于成组地相位延迟UAV 1100的旋翼单元315，以便在时间和相位上扩散音调噪声。在过程800中一些或所有过程框出现的顺序不应被认为是限制性的。而是，受益于本公开的本领域普通技术人员将理解，一些过程框可以以未示出的各种顺序或者甚至并行地执行。

在一些实施例中，由旋翼单元产生的声波波长(acoustical wavelength)的范围可以在5cm至50cm之间。因此，取决于UAV 1100的整体尺寸和旋翼单元彼此分开多远，可以产生改进的结果，以将位置紧密的(closely located)旋翼单元分组为噪声产生子组。在过程框805中，基于接近度将UAV 1100的旋翼单元逻辑地关联到噪声产生子组(i)中。例如，参考图9，安装在机翼组件1102前的悬臂组件1110A上的旋翼单元A、B和C逻辑地关联到第一噪声产生子组(1)，安装在机翼组件后的悬臂组件1110A上的旋翼单元D、E和F逻辑地关联到第二噪声产生子组(2)，安装在机翼组件1102前的悬臂组件1110B上的旋翼单元G、H和I逻辑地关联到第三噪声产生子组(3)，安装在机翼组件1102后的悬臂组件1110B上的J、K和L逻辑地关联到第四噪声产生子组(4)。当然，也可以实现基于接近度的其他逻辑分组。

在过程框810中，产生每个噪声产生子组(i)的相位延迟值d(i)。每个相位延迟值d(i)的计算方法是：监视特定噪声产生子组(i)的旋转频率，并且将旋转周期除以给定噪声产生子组(i)内的旋翼单元的数量n(i)。在所示的实施例中，对于每个噪声产生子组(i)，n(i)＝3，其对应于120度的相位延迟；然而，在其他实施例中，n(i)可以在不同的噪声产生子组之间变化。最后，一旦计算出相位延迟值d(i)，则给定噪声产生子组(i)的每个旋翼单元相对于给定噪声产生子组(i)中的其他旋翼单元被相位延迟相位延迟值d(i)的不同的整数倍(过程框815)。

除了调节UAV 1100的旋翼单元315的转速或相位延迟以扩散音调噪声外，转速和/或相位延迟可以被动态地调制以产生和弦(cord)或甚至旋律(melody)。和弦或旋律的产生也可以减少UAV的感知厌烦。因此，在一个实施例中，转速和/或相位延迟由控制器305动态地调制，以利用从旋翼单元315发出的音调噪声产生和弦或旋律。在一个实施例中，控制器305可以被编程为将特定的旋律(或和弦)与UAV 1100的特定飞行阶段相关联，并以在UAV1100在该飞行阶段运行时产生该旋律(或和弦)的方式调制PWM控制信号。例如，控制器305可以在到达阶段期间产生一个旋律(或和弦)，在出发阶段期间产生另一旋律(或和弦)，并且在运输阶段期间产生另一旋律(或和弦)。可以通过调制不同旋翼单元315的转速而产生的示例性和弦可以包括纯五度(perfect 5^th)、纯六度、大三度、小三度、大调三和弦或其他中的一个或多个。

另一种可以增加从UAV 1100的旋翼单元发出的噪声的感知合意性(desirability)的技术是使用控制器305使旋翼单元315的旋转频率彼此稍微偏移或扩散，以产生更令人愉悦的发声节率。该节率是作为由多个旋翼单元315产生的音调噪声之间的干涉图案(interference pattern)而产生的。通过使控制器305使旋翼单元的旋转频率相对于彼此偏移大约0-25％(例如，相对于其相邻者)，可以实现感知的调制或声学节拍。在一个实施例中，旋翼单元315可以被分组为象限，如图9中的噪声产生子组所示，每个象限中的旋翼单元以相同的频率旋转，但是旋翼单元的每个象限组的频率略微偏离其相邻象限。可以选择旋转频率的这种轻微偏移来产生理想的干涉图案或节率，其可以被视为更悦耳的声音。

图10是示出根据本公开的实施例的示范UAV 1200的子系统的功能框图。UAV 1200可以采用图1所示的UAV 1100的形式。然而，UAV 1200也可以采用其他形式。

UAV 1200可以包括各种类型的传感器，并且可以包括被配置为提供本文描述的功能的计算系统。在所示的实施例中，UAV 1200的传感器包括惯性测量单元(IMU)1202、超声传感器1204和GPS 1206，以及其他可能的传感器和感测系统。

在所示的实施例中，UAV 1200还包括一个或多个处理器1208。处理器1208可以是通用处理器或专用处理器(例如，数字信号处理器，专用集成电路等)。一个或多个处理器1208可以被配置为执行计算机可读程序指令1212，该计算机可读程序指令1212被存储在数据存储1210中并且可执行以提供本文描述的UAV的功能。

数据存储1210可以包括或采取可以由至少一个处理器1208读取或访问的一种或多种计算机可读存储介质的形式。一种或多种计算机可读存储介质可以包括易失性和/或非易失性存储组件，诸如光学、磁性、有机或其他存储器或磁盘存储，其可以与一个或多个处理器1208中的至少一个进行整体地或部分地集成。在一些实施例中，可以使用单个物理设备(例如，一个光学、磁性、有机或其他存储器或磁盘存储单元)来实现数据存储1210，而在其他实施例中，可以使用两个或更多物理设备来实现数据存储1210。

如所指出的，数据存储1210可以包括计算机可读程序指令1212以及可能的附加数据，诸如UAV 1200的诊断数据。这样，数据存储1210可以包括程序指令1212以执行或促进某些或所有本文所述的UAV功能。例如，在所示的实施例中，程序指令1212包括导航模块1214和系绳控制模块1216。

传感器

在说明性实施例中，IMU 1202可以包括加速度计和陀螺仪两者，其可以一起用于确定UAV 1200的方位。具体地，加速度计可测量载具相对于地球的方位，而陀螺仪测量绕轴旋转的速率。IMU是可以购买获得的低成本、低功耗的套装。例如，IMU 1202可以采用或包括小型化微机电系统(MEMS)或纳米机电系统(NEMS)的形式。也可以使用其他类型的IMU。

除了加速度计和陀螺仪之外，IMU 1202还可以包括其他传感器，其可以帮助更好地确定位置和/或帮助增加UAV 1200的自主性。这种传感器的两个示例是磁力计和压力传感器。在一些实施例中，UAV可以包括低功率数字3轴磁力计，其可以用于实现方位独立的电子罗盘，用于获取准确的航向信息。然而，也可以使用其他类型的磁力计。其他示例也是可能的。此外，注意，UAV可以包括作为与IMU分离的组件的上述惯性传感器中的一些或全部。

UAV 1200还可以包括压力传感器或气压计，其可以用于确定UAV 1200的高度。可替代地，其他传感器(诸如声音高度计或雷达高度计)可以用于提供高度指示，这可能有助于改进IMU的精确度和/或防止IMU的漂移。

在另一方面，UAV 1200可以包括一个或多个传感器，其允许UAV感测环境中的对象。例如，在所示的实施例中，UAV 1200包括超声传感器1204。超声传感器1204可以通过产生声波并确定声波的发送与从对象接收相应的回波之间的时间间隔来确定到对象的距离。用于无人载具或IMU的超声传感器的典型应用是低级别(low-level)高度控制和避障。超声传感器还可以用于需要悬停在一定高度或需要能够检测障碍物的载具。其他系统可以用于确定、感测附近对象的存在和/或确定到附近对象的距离，诸如光检测和测距(LIDAR)系统、激光检测和测距(LADAR)系统和/或红外或前视红外(FLIR)系统以及其他可能性。

在一些实施例中，UAV 1200还可以包括一个或多个成像系统。例如，UAV 1200可以利用一个或多个照相机和/或摄像机来从UAV的环境捕获图像数据。作为具体示例，电荷耦合器件(CCD)相机或互补金属氧化物半导体(CMOS)相机可以用于无人载具。这种成像传感器具有许多可能的应用，诸如避障、定位技术、用于更精确导航的地面跟踪(例如，通过对图像应用光流技术)、视频反馈和/或图像识别和处理，以及其他可能性。

UAV 1200还可以包括GPS接收器1206。GPS接收器1206可以被配置为提供众所周知的GPS系统的典型数据，诸如UAV 1200的GPS坐标。UAV 1200可以利用这种GPS数据用于多种功能。这样，UAV可以使用其GPS接收器1206来帮助导航到呼叫者的位置，如至少部分地由其移动设备提供的GPS坐标所指示的。其他示例也是可能的。

导航和位置确定

导航模块1214可以提供允许UAV 1200例如在其环境周围移动并到达期望位置的功能。为此，导航模块1214可以通过控制影响飞行的UAV的机械特征(例如，其方向舵、升降舵、副翼和/或其螺旋桨的速度)来控制飞行的高度和/或方向。

为了将UAV 1200导航到目标位置，导航模块1214可以实施各种导航技术，例如，诸如基于地图的导航和基于定位的导航。在基于地图的导航的情况下，UAV 1200可以被提供有其环境的地图，然后其可以被用来导航到地图上的具体位置。在基于地图的导航的情况下，UAV 1200能够使用定位在未知环境中导航。基于定位的导航可以涉及UAV 1200构建其自身的环境地图，并计算其在地图内的位置和/或环境中对象的位置。例如，当UAV 1200在其整个环境中移动时，UAV 1200可以连续使用定位来更新其环境地图。该连续地图化(mapping)过程可以被称为即时定位与地图构建(SLAM)。也可以使用其他导航技术。

在一些实施例中，导航模块1214可以使用依赖于航路点的技术来导航。具体地，航路点是标识物理空间中的点的坐标集。例如，空中导航航路点可以由特定的纬度、经度和海拔高度定义。因此，导航模块1214可以使UAV 1200从航路点移动到航路点，以便最终行进到最终目的地(例如，一系列航路点中的最终航路点)。

在另一方面，可以将导航模块1214和/或UAV 1200的其他组件和系统配置为用于“定位”，以更精确地导航到目标位置的场景。更具体地，在某些情况下，可能希望UAV在由UAV递送有效载荷1228的目标位置的阈值距离之内(例如，在目标目的地的几英尺之内)。为此，UAV可以使用两步法，其中使用更通用的位置确定技术导航到与目标位置相关联的大概区域，然后使用更精细的位置确定技术以标识和/或导航到大概区域内的目标位置。

例如，UAV 1200可以使用航路点和/或基于地图的导航来导航到有效载荷1228被递送的目标目的地的大概区域。然后，UAV可以切换到一种模式，在该模式下，UAV使用定位过程来定位并行进到更具体的位置。例如，如果UAV 1200要将有效载荷递送到用户的家中，则UAV 1200可能需要实质上接近目标位置，以便避免将有效载荷递送到不希望的区域(例如，屋顶上、水池里、邻居的财产上等)。然而，GPS信号目前可能只能将UAV 1200飞到这里例如，在用户家的一块内)。然后可以使用更精确的位置确定技术来找到具体的目标位置。

一旦UAV 1200已经导航到目标递送位置的大概区域，则各种类型的位置确定技术就可以用于完成目标递送位置的定位。例如，UAV 1200可以配备一个或多个感测系统，诸如，例如超声传感器1204、红外传感器(未示出)和/或其他传感器，其可以提供导航模块1214用于自主地或半自主地导航到具体目标位置的输入。

作为另一示例，一旦UAV 1200到达目标递送位置(或诸如人或他们的移动设备的移动对象)的大概区域，UAV 1200就可以切换到“电传飞控(fly-by-wire)”模式，其至少部分地由远程操作员控制，该操作员可以将UAV 1200导航到具体目标位置。为此，可以将来自UAV 1200的感测数据发送飞远程操作员，以帮助他们将UAV 1200导航到具体位置。

作为又一示例，UAV 1200可以包括能够向路人(passer-by)发信号通知以协助到达具体目标递送位置的模块；例如，UAV 1200可以在图形显示器中显示请求这种协助的视觉消息，通过扬声器播放音频消息或音调以指示需要这种协助，以及其他可能性。这种视觉或音频消息可能指示在将UAV 1200递送给特定人员或特定位置时需要协助，并且可能会提供信息以协助路人将UAV 1200递送给人员或位置(例如，人员或位置的描述或图片和/或人员或位置的名称)，以及其他可能性。在UAV无法使用感测功能或其他位置确定技术来到达具体目标位置的场景中，这种特征非常有用。然而，这种特征不限于此类情况。

在一些实施例中，一旦UAV 1200到达目标递送位置的大概区域，UAV 1200就可以利用来自用户的远程设备(例如，用户的移动电话)的信标来定位人员。这样的信标可以采取各种形式。作为示例，考虑这样的场景，其中远程设备(诸如，请求UAV递送的人员的移动电话)能够发出定向信号(例如，经由RF信号、光信号和/或音频信号)。在这种场景中，UAV1200可以被配置为通过“获得”这种定向信号进行导航，换句话说，通过确定信号最强的位置并相应地进行导航。作为另一示例，移动设备可以发射人类范围内或人类范围外的频率，并且UAV 1200可以收听该频率并相应地进行导航。作为相关示例，如果UAV 1200正在收听语音(spoken)命令，则UAV 1200可以利用语音语句，诸如“我在这里！”来获得请求递送有效载荷的人员的具体位置。

在替代布置中，可以在远程计算设备处实现导航模块，该导航模块与UAV 1200无线通信。远程计算设备可以接收指示UAV 1200的操作状态的数据，来自UAV 1200的允许其评估UAV 1200所体验到的环境条件的传感器数据和，/或UAV 1200的位置信息。提供了这些信息，远程计算设备可以确定UAV 1200应该进行的高度和/或方向调节，和/或可以确定UAV1200应该如何调节其机械特征(例如，其方向舵、升降舵、副翼和/或螺旋桨的速度)以便完成这种移动。远程计算系统然后可以将这样的调节传达给UAV 1200，以使其能够以确定的方式移动。

通信系统

在另一方面，UAV 1200包括一个或多个通信系统1218。通信系统1218可以包括一个或多个无线接口和/或一个或多个有线接口，其允许UAV 1200经由一个或多个网络进行通信。这种无线接口可以提供一种或多种无线通信协议(诸如蓝牙、WiFi(例如，IEEE802.11协议)、长期演进(LTE)、WiMAX(例如，IEEE 802.16标准)、射频ID(RFID)协议、近场通信(NFC)和/或其他无线通信协议)下的通信。这种有线接口可以包括以太网接口、通用串行总线(USB)接口或类似的接口，以经由电线、双绞线、同轴电缆、光链路、光纤链路或其他连接到有线网络的物理连接进行通信。

在一些实施例中，UAV 1200可以包括允许短距离通信和长距离通信两者的通信系统1218。例如，UAV 1200可以被配置用于使用蓝牙的短距离通信以及用于在CDMA协议下的远距离通信。在这样的实施例中，UAV 1200可以被配置为充当“热点”；或换句话说，作为远程支持设备(remote support device)和一个或多个数据网络(诸如蜂窝网络和/或互联网)之间的网关或代理。这样配置的UAV 1200可以促进远程支持设备无法独自执行的数据通信。

例如，UAV 1200可以提供到远程设备的WiFi连接，并用作到蜂窝服务提供商的数据网络的代理或网关，UAV可以在例如LTE或3G协议下连接到该数据网络。UAV 1200还可以用作远程设备可能无法访问的高空气球网络、卫星网络或这些网络的组合以及其他网络的代理或网关。

电力系统

在另一方面，UAV 1200可以包括电力系统1220。电力系统1220可以包括用于向UAV1200提供电力的一个或多个电池。在一个示例中，一个或多个电池可以是可充电的，并且每个电池可以经由电池和电源之间的有线连接和/或经由无线充电系统(诸如将外部时变磁场施加到内部电池的感应充电系统)进行充电。

有效负载递送

UAV 1200可以采用各种系统和配置以便运输和递送有效载荷1228。在一些实施方式中，给定UAV 1200的有效载荷1228可以包括或采取被设计为运输各种货物到目标递送位置的“包裹”的形式。例如，UAV 1200可以包括隔舱(compartment)，可以在其中运输一个或多个物品。这样的包裹可以是一个或多个食品、购买的货物、医疗物品或任何其他具有适合于由UAV在两个位置之间运输的大小和重量的对象。在其他实施例中，有效载荷1228可以简单地是正被递送的一个或多个物品(例如，没有任何容纳物品的包裹)。

在一些实施例中，有效载荷1228可以被附接到UAV并且在UAV的一些或全部飞行期间基本上位于UAV的外部。例如，在飞行到目标位置期间，包裹可以被束缚(tethered)或以其他方式可释放地附接到UAV下方。在包裹在UAV下方携带货物的实施例中，包裹可以包括各种特征，这些特征保护其内容物免受环境影响、减少系统上的空气阻力、并且防止包裹的内容物在UAV飞行期间移动。

例如，当有效载荷1228采取用于运输物品的包裹的形式时，该包裹可以包括由防水纸板、塑料或任何其他轻质和防水材料构成的外壳。此外，为了减少阻力，包裹可以具有光滑的表面，该光滑的表面具有尖的前部，从而减小了正面的横截面积。此外，包裹的侧面可以从宽的底部到狭窄的顶部逐渐变细，这允许包裹用作狭窄的吊架(pylon)，从而减少了对无人机机翼的干扰效应。这可以使包裹的一些前部区域和体积远离UAV的机翼，从而防止由包裹导致的机翼上的升力的减小。更进一步，在一些实施例中，包裹的外壳可以由单层(single sheet)材料构成，以减少气隙或额外的材料，这两者都可以增加系统上的阻力。附加地或替代地，包裹可以包括安定面以抑制包裹的颤动。这种颤动的减少可以允许包裹与UAV之间的刚性降低，并且可以使包裹内的物品在飞行过程中较少移动。

为了递送有效载荷，UAV可以包括由系绳控制模块1216控制的绞盘系统1221，以便在UAV悬停在上方时将有效载荷1228降低到地面。如图10所示，绞盘系统1221可以包括系绳1224，并且系绳1224可以通过有效载荷联接装置1226联接到有效载荷1228。系绳1224可以缠绕在联接到UAV的电动机1222的线轴上。电动机1222可以采用可以由速度控制器主动控制的DC电动机(例如，伺服电动机)的形式。系绳控制模块1216可以控制速度控制器，以使电动机1222旋转线轴，从而使系绳1224退绕(unwinding)或缩回(retracting)，并降低或升高有效负载联接装置1226。实际上，速度控制器可以输出线轴期望的工作速率(例如，期望的RPM)，其可以对应于系绳1224和有效载荷1228应朝向地面降低的速度。然后，电动机1222可以使线轴旋转，使得其保持期望的工作速率。

为了经由速度控制器控制电动机1222，系绳控制模块1216可以从速度传感器(例如，编码器)接收数据，该速度传感器被配置为将机械位置转换为代表性的模拟或数字信号。具体地，速度传感器可以包括旋转编码器，该旋转编码器可以提供与电动机的轴或联接至电动机的线轴的旋转位置(和/或旋转运动)有关的信息，以及其他可能性。此外，速度传感器可以采用绝对编码器和/或增量编码器的形式，以及其他形式。因此，在示例实施方式中，当电动机1222引起线轴旋转时，可以使用旋转编码器来测量该旋转。这样做，旋转编码器可以用于将旋转位置转换为由系绳控制模块1216使用的模拟或数字电子信号，以从固定的参考角度确定线轴的旋转量和/或转换为代表新的旋转位置的模拟或数字电子信号，以及其他选项。其他示例也是可能的。

基于来自速度传感器的数据，系绳控制模块1216可以确定电动机1222和/或线轴的转速，并且作为响应地控制电动机1222(例如，通过增加或减少提供给电动机1222的电流)以使电动机1222的转速与期望速度匹配。当调节电动机电流时，电流调节的幅度可以基于使用确定的和期望的电动机1222的速度的比例积分微分(proportional-integral-derivative，PID)计算。例如，电流调节的幅度可以基于确定的和期望的线轴速度之间的当前差异、过去差异(基于随时间的累积误差)和未来差异(基于当前变化率)。

在一些实施例中，系绳控制模块1216可以改变系绳1224和有效载荷1228降低到地面的速率。例如，速度控制器可以根据可变的部署速率曲线和/或响应于其他因素来改变期望的运行速率，以便改变有效载荷1228朝着地面下降的速率。为此，系绳控制模块1216可以调节施加到系绳1224的制动量或摩擦量。例如，为了改变系绳的部署速率，UAV 1200可以包括可以施加可变量的压力到系绳1224的摩擦垫。作为另一示例，UAV 1200可以包括电动(motorized)制动系统，该系统可以改变线轴释放系绳1224的速率。这种制动系统可以采用机电系统的形式，其中电动机1222操作以减慢线轴释放系绳1224的速率。此外，电动机1222可以改变其调节线轴的速度(例如，RPM)的量，并且因此可以改变系绳1224的部署速率。其他示例也是可能的。

在一些实施例中，系绳控制模块1216可以被配置为将供应给电动机1222的电动机电流限制为最大值。在电动机电流受到这样的限制的情况下，可能存在电动机1222不能以速度控制器指定的期望操作运行的情况。例如，如下面更详细地讨论的，可能存在速度控制器指定电动机1222应将系绳1224向UAV 1200缩回的期望操作速率的情况，但是电动机电流可能受到限制，使得系绳1224上的足够大的向下的力将抵消电动机1222的收缩力，并反而导致系绳1224解开。并且如下面进一步讨论的，可以根据UAV 1200的操作状态来施加和/或改变对电动机电流的限制。

在一些实施例中，系绳控制模块1216可以被配置为基于供应给电动机1222的电流量来确定系绳1224和/或有效载荷1228的状态。例如，如果施加向下的力到系绳1224(例如，如果有效载荷1228附接到系绳1224，或者当系绳1224向UAV 1200缩回时系绳1224被钩(snagged)在对象上)，系绳控制模块1216可能需要增加电动机电流，以便使确定的电动机1222和/或线轴的转速与期望速度匹配。类似地，当从系绳1224去除向下的力时(例如，在有效载荷1228的递送或去除系绳钩住之后)，系绳控制模块1216可能需要减小电动机电流以便引起电动机1222的确定的转速和/或线轴以匹配期望的速度。这样，系绳控制模块1216可以基于供应给电动机1222的电流，确定有效载荷1228是否附接到系绳1224，是否有人或物在系绳1224上拉动，和/或有效载荷联接装置1226在缩回系绳1224之后是否压在UAV 1200上。其他示例也是可能的。

在有效载荷1228的递送期间，有效载荷联接装置1226可以被配置为在由系绳1224从UAV降低的同时固定有效载荷1228，并且可以进一步被配置为在到达地面(groundlevel)时释放有效载荷1228。然后，有效载荷联接装置1226可以通过使用电动机1222卷入系绳1224而缩回到UAV。

在一些实施方式中，有效载荷1228一旦被降低到地面就可以被动释放。例如，被动释放机构可以包括一个或多个摆臂，所述摆臂适于缩回到壳体中并从壳体延伸。延伸的摆臂可以形成钩(hook)，有效载荷1228可以附接到钩上。在经由系绳将释放机构和有效载荷1228降低到地面上时，重力以及释放机构上的向下惯性力可能会导致有效载荷1228从钩上脱离，从而使释放机构朝着UAV向上升高。释放机构还可以包括弹簧机构，该弹簧机构在摆臂上没有其他外力时使摆臂偏置以缩回到壳体中。例如，弹簧可以在摆臂上施加力，该弹簧将摆臂推向或拉向壳体，使得一旦有效载荷1228的重量不再迫使摆臂从壳体延伸，则摆臂缩回到壳体中。将摆臂缩回壳体中可以在递送有效载荷1228时，当向UAV升高释放机构时，减小释放机构钩住有效载荷1228或其他附近对象的可能性。

主动有效载荷释放机构也是可能的。例如，诸如基于大气压力的高度计和/或加速度计的传感器可以帮助检测释放机构(和有效载荷)相对于地面的位置。来自传感器的数据可以通过无线链路传送回UAV和/或控制系统，并用于帮助确定释放机构何时到达地面(例如，通过利用具有地面冲击特性的加速度计检测测量)。在其他示例中，UAV可以基于重量传感器检测到系绳上的阈值低的向下力和/或基于当降低有效载荷时由绞车汲取的功率的阈值低的测量值来确定有效载荷已经到达地面。

除了系绳递送系统之外或作为替代，用于递送有效载荷的其他系统和技术也是可能的。例如，UAV 1200可以包括安全气囊下落系统或降落伞下落系统。替代地，携带有效载荷的UAV 1200可以简单地降落在递送位置的地面上。其他示例也是可能的。

根据计算机软件和硬件描述了上述过程。所描述的技术可以构成包含在有形或非暂时性机器(例如，计算机)可读存储介质内的机器可执行指令，该机器可执行指令在由机器执行时将使机器执行所描述的操作。另外，这些过程可以体现在诸如专用集成电路(“ASIC”)或其他的硬件。

有形的机器可读存储介质包括以由机器(例如，计算机、网络设备、个人数字助理、制造工具、具有一组一个或多个处理器的任何设备等)可访问的非暂时形式提供(即存储)信息的任何机构。例如，机器可读存储介质包括可记录/不可记录介质(例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存设备等)。

包括摘要中描述的内容的本发明的示例性实施例的以上描述并非旨在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式。尽管本文出于说明性目的描述了本发明的特定实施例和示例，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在本发明的范围内可以进行各种修改。

可以根据以上详细描述对本发明进行这些修改。在所附权利要求中使用的术语不应被解释为将本发明限制为说明书中公开的特定实施例。而是，本发明的范围将完全由所附权利要求书确定，所附权利要求书将根据权利要求解释的既定原则来解释。

Claims (22)

1.无人机UAV，包括：

UAV主体；

安装到UAV主体上的多个旋翼单元，每个旋翼单元包括旋转以产生推力的叶片式旋翼；以及

控制系统，联接到每个旋翼单元以控制每个旋翼单元的叶片式旋翼的旋转，其中，所述控制系统包括具有逻辑的控制器，所述逻辑在由所述控制器执行时，将使UAV执行以下操作：

调节至少一个旋翼单元相对于另一个旋翼单元的转速或相位延迟中的至少一个，其中，调节转速或相位延迟中的至少一个导致由旋翼单元产生的音调噪声的扩散，

其中，调节转速或相位延迟中的至少一个包括：使旋翼单元的相位延迟相对于彼此偏移，以使由旋翼单元中的不同旋翼单元所产生的音调噪声的峰值幅度的相位彼此偏移，

其中，使旋翼单元的相位延迟相对于彼此偏移包括：

确定一个或多个旋翼单元的旋转频率，以确定一个或多个旋翼单元的旋转周期；

将旋转周期除以旋翼单元的数量N以产生相位延迟值；以及

将数量N的旋翼单元中的每一个的相位延迟相位延迟值的不同整数倍。

2.根据权利要求1所述的UAV，其中，数量N包括安装至所述UAV主体的旋翼单元的总数。

3.根据权利要求1所述的UAV，其中，使旋翼单元的相位延迟相对于彼此偏移还包括：

基于旋翼单元彼此的接近度将多个旋翼单元分组为噪声产生子组；

基于每个噪声产生子组中的旋翼的数量N(i)，为每个噪声产生子组产生相位延迟值D(i)；以及

将给定的一个噪声产生子组内的每个旋翼单元相对于给定的一个噪声产生子组内的其他旋翼单元的相位延迟相位延迟值D(i)的不同整数倍。

4.根据权利要求3所述的UAV，其中，所述UAV主体包括机翼组件以及安装到所述机翼组件的第一悬臂组件和第二悬臂组件，并且其中，所述旋翼单元安装到第一悬臂组件和第二悬臂组件，其中，安装到机翼组件前的第一悬臂组件的旋翼单元包括第一噪声产生子组，安装到机翼组件后的第一悬臂组件的旋翼单元包括第二噪声产生子组，安装到机翼组件前的第二悬臂组件的旋翼单元包括第三噪声产生子组，安装到机翼组件后的第二悬臂组件的旋翼单元包括第四噪声产生子组。

5.根据权利要求1所述的UAV，其中，使旋翼单元的相位延迟相对于彼此偏移还包括：

基于一个或多个旋翼单元的旋转频率的变化实时更新相位延迟值。

6.根据权利要求1所述的UAV，其中，确定一个或多个旋翼单元的旋转频率包括实时监视驱动一个或多个旋翼单元的电压或电流中的一个或两个，并且其中，相位延迟每个旋翼单元包括实时调节每个旋翼单元的脉冲宽度调制。

7.根据权利要求1所述的UAV，其中，调节转速或相位延迟中的至少一个包括：改变旋翼单元相对于彼此的转速，以便在频谱上扩散由旋翼单元共同产生的音调噪声的分量频率。

8.根据权利要求7所述的UAV，其中，一个或多个旋翼单元相对于彼此具有不同的物理几何形状，使得对于不同的旋翼单元而言，不同的转速产生共同量的推力。

9.根据权利要求8所述的UAV，其中，不同的物理几何形状包括叶片式旋翼的直径、叶片式旋翼的表面积、叶片式旋翼的节距或叶片式旋翼上的叶片数量中的一个或多个的差异。

10.根据权利要求7所述的UAV，其中，改变旋翼单元相对于彼此的转速包括：改变旋翼单元的组中的转速，以便在保持飞行稳定性的同时在频谱上扩散音调噪声的分量频率。

11.根据权利要求7所述的UAV，其中，改变旋翼单元相对于彼此的转速，以便在频谱上扩散音调噪声的分量频率包括：通过动态地调制不同的旋翼单元的转速来围绕所述UAV的稳定中心引入陀螺仪摆动。

12.根据权利要求1所述的UAV，其中，所述控制器包括另外的逻辑，所述另外的逻辑在由所述控制器执行时，将使所述UAV执行附加的操作，包括：

动态地调制旋翼单元的转速，以利用由旋翼单元产生的音调噪声产生旋律；

将旋律与特定的飞行阶段相关联；以及

当所述UAV在特定飞行阶段操作时，利用旋翼单元产生所述旋律。

13.根据权利要求12所述的UAV，其中，所述特定飞行阶段包括到达阶段、出发阶段或运输阶段中的一个。

14.根据权利要求1所述的UAV，进一步包括：

通过改变旋翼单元之间的转速，产生带有音调噪声的和弦。

15.一种控制由无人机UAV产生的音调噪声的方法，所述方法包括：

利用安装到所述UAV的多个旋翼单元产生推力，以推动所述UAV飞行，每个旋翼单元包括叶片式旋翼；以及

调节至少一个旋翼单元相对于一个或多个其他旋翼单元的转速或相位延迟中的至少一个，其中，调节转速或相位延迟中的至少一个导致由旋翼单元产生的音调噪声的扩散，

其中，调节转速或相位延迟中的至少一个包括：使旋翼单元的相位延迟相对于彼此偏移，以使由旋翼单元中的不同旋翼单元所产生的音调噪声的峰值幅度的相位彼此偏移，

其中，使旋翼单元的相位延迟相对于彼此偏移包括：

确定一个或多个旋翼单元的旋转频率，以确定一个或多个旋翼单元的旋转周期；

将旋转周期除以旋翼单元的数量N以产生相位延迟值；以及

将数量N的旋翼单元中的每一个的相位延迟相位延迟值的不同整数倍。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，使旋翼单元的相位延迟相对于彼此偏移还包括：

基于旋翼单元彼此的接近度将多个旋翼单元分组为噪声产生子组；

基于每个噪声产生子组中的旋翼的数量N(i)，为每个噪声产生子组产生相位延迟值D(i)；以及

将给定的一个噪声产生子组内的每个旋翼单元相对于给定的一个噪声产生子组内的其他旋翼单元的相位延迟相位延迟值D(i)的不同整数倍。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，使旋翼单元的相位延迟相对于彼此偏移还包括：

基于一个或多个旋翼单元的旋转频率的变化实时更新相位延迟值。

18.根据权利要求15所述的方法，其中，调节转速或相位延迟中的至少一个包括：改变旋翼单元相对于彼此的转速，以便在频谱上扩散由旋翼单元共同产生的音调噪声的分量频率。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，一个或多个旋翼单元相对于彼此具有不同的物理几何形状，使得对于不同的旋翼单元而言，不同的转速产生共同量的推力。

20.根据权利要求18所述的方法，其中，改变旋翼单元相对于彼此的转速包括：改变旋翼单元的组中的转速，以便在保持飞行稳定性的同时在频谱上扩散音调噪声的分量频率。

21.根据权利要求18所述的方法，其中，改变旋翼单元相对于彼此的转速包括：改变旋翼单元相对于彼此的转速，以产生被感知为声学节拍的干涉图案。

22.根据权利要求15所述的方法，还包括：

动态地调制旋翼单元的转速，以利用由旋翼单元产生的音调噪声产生旋律；

将旋律与特定的飞行阶段相关联；以及

当所述UAV在特定飞行阶段操作时，利用旋翼单元产生所述旋律。

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