CN115039049A - 被配置成能够相对于陆地车辆进行操作的无人驾驶飞行器 - Google Patents

Abstract

一种被配置成能够相对于陆地车辆(2)进行操作的无人驾驶飞行器(1)，该无人驾驶飞行器(1)包括处理电路(101)，该处理电路(101)被配置成：当陆地车辆(2)静止或者以低于阈速度的速度运动时，以自推进模式操作无人驾驶飞行器(1)；或者，当陆地车辆(2)以高于阈速度的速度运动时，以牵引模式操作无人驾驶飞行器(1)，在该牵引模式中，由陆地车辆(2)牵引该无人驾驶飞行器(1)。本公开内容还涉及一种用于控制相对于用于陆地运动的陆地车辆(2)进行操作的无人驾驶飞行器(1)的系统、一种用于相对于陆地车辆(2)操作无人驾驶飞行器(1)的方法以及一种计算机程序产品(500)。

Description

被配置成能够相对于陆地车辆进行操作的无人驾驶飞行器

技术领域

本公开内容涉及无人驾驶飞行器的操作，该无人驾驶飞行器被配置成能够相对于陆地车辆使用传感器进行操作，该传感器用于监测陆地车辆周围的区域，例如将当前交通状况通知车辆的乘员。

背景技术

无人驾驶飞行器(也称为无人机或UAV)的使用在例如从空中监视和监测对象方面已变得很普遍。无人驾驶飞行器通常由无人机操作员、地面上的人员，经由远程控制(器)进行操作，但也存在可以自主飞行的无人驾驶飞行器。通常使用多个推进器马达操作无人驾驶飞行器，并且它们由机载电池供电，机载电池使得无人驾驶飞行器能够在无人驾驶飞行器的机载电池需要充电之前的某一时间段内自由机动。还存在经由在无人驾驶飞行器和地面电源之间的供电电缆与该地面上的电源连接的无人驾驶飞行器，该供电电缆虽然限制了无人驾驶飞行器的机动，但该供电电缆为无人驾驶飞行器提供电力，由于没有需要充电的机载电池，所以这延长了该无人驾驶飞行器的工作时间。通常，无人驾驶飞行器是电力供能的，且当马达推进无人驾驶飞行器时无人驾驶飞行器会消耗电力，这使得无人驾驶飞行器保持在空中飞行。

发明内容

无人驾驶飞行器的现有解决方案的一个问题在于，始终需要电力操作无人驾驶飞行器，且因此能量消耗是持续的。对于陆地车辆，利用例如来自在陆地车辆上方的空中飞行的无人驾驶飞行器的相机视图，以例如将陆地车辆周围的当前交通状况通知给车辆的乘员，这将是有利的。发明人已认识到，无人驾驶飞行器不仅在陆地车辆静止或几乎不移动时(例如在寻找空闲停车点时或者在陆地车辆陷入交通堵塞时)有用，而且还在陆地车辆以一定速度行进(例如在高速公路上)时也是有用的，以便保持不断地将车辆前方的当前交通状况通知给车辆的乘员，以便于以智能且节能的方式对陆地车辆进行导航，并且例如避免与某种风险相关的情况。在此种操作中，需要在陆地车辆以较高速度行进时以及在陆地车辆以较低速度行进时或在陆地车辆静止时，能够操作无人驾驶飞行器。并且，还期望可以使无人驾驶飞行器的电力(功率)消耗最小化。

本公开内容的目的是减轻、缓解或消除现有技术中上述不足之处和缺点中的一个或多个，并且至少解决上述问题。根据第一方面，提供一种被配置成能够相对于陆地车辆进行操作的无人驾驶飞行器，该无人驾驶飞行器包括处理电路，该处理电路被配置成能够当陆地车辆静止或者以低于阈速度的速度运动时，以自推进模式操作无人驾驶飞行器，或者被配置成能够当陆地车辆以高于阈速度的速度运动时，以牵引模式操作无人驾驶飞行器，在该牵引模式中，通过陆地车辆牵引该无人驾驶飞行器。

自推进模式和牵引模式的一个优点在于，当陆地车辆以较高速度移动时和当陆地车辆以较低速度移动时或者当陆地车辆静止时，都能够操作无人驾驶飞行器，以便于例如监视陆地车辆周围的区域。

根据一些实施方式，处于牵引模式的无人驾驶飞行器由风流推进，该风流是由使用连接无人驾驶飞行器与陆地车辆的牵引线牵引该无人驾驶飞行器所引起的，并且其中，通过至少第一发动机推进处于自推进模式的无人驾驶飞行器。

自推进模式和牵引模式的一个优点在于，无人驾驶飞行器在牵引模式下降低了电力消耗，因为当通过由牵引无人驾驶飞行器所引起的风流推进该无人驾驶飞行器时，在牵引模式下不需要为至少第一发动机供能。

根据一些实施方式，襟翼、机翼或方向舵被用于在牵引模式下保持无人驾驶飞行器在空中飞行。

这使得无人驾驶飞行器能够优化对由保持无人驾驶飞行器在空中飞行的对无人驾驶飞行器的牵引所引起的风流的利用，并使无人驾驶飞行器的至少第一发动机的能量消耗最小化。

根据一些实施方式，至少第一发动机用于在自推进模式下保持无人驾驶飞行器在空中飞行。

该至少第一发动机的一个优点在于，例如，当风流不能用于使无人驾驶飞行器飞行时，无人驾驶飞行器可以维持以自推进模式在空中飞行。

根据一些实施方式，无人驾驶飞行器还包括传感器，该传感器被配置成能够确定无人驾驶飞行器上的逆风风速，该传感器连接至处理电路，并且，在确定无人驾驶飞行器上的逆风风速低于第一预定逆风风速阈值的情况下，确定将无人驾驶飞行器的操作模式设置为以自推进模式操作；以及，在确定无人驾驶飞行器上的逆风风速高于第二预定逆风风速阈值的情况下，确定将无人驾驶飞行器的操作模式设置为以牵引模式操作。

根据无人驾驶飞行器上的逆风风速来确定操作模式的一个优点在于，可以优化至少第一发动机的运转，因为无人驾驶飞行器上的逆风风速确定无人驾驶飞行器是否能够在不为至少第一发动机供能的情况下或在使用至少第一发动机的较低功率消耗的情况下飞行，或者确定是否根本不需要为至少第一发动机供能。

根据一些实施方式，无人驾驶飞行器还包括在无人驾驶飞行器处的活动锚固点，该活动锚固点布置成将牵引线附接至无人驾驶飞行器，并且被配置成当该牵引线通过该锚固点而附接至无人驾驶飞行器时，通过该活动锚固点的运动改变由该牵引线引起的对无人驾驶飞行器的牵引力的中心。

无人驾驶飞行器处的活动锚固点的一个优点在于，可以使对无人驾驶飞行器的牵引力移动以便改变空气动力学特性，从而优化利用由对无人驾驶飞行器的牵引所引起的风流，以便于保持无人驾驶飞行器在空中飞行，并使无人驾驶飞行器的至少第一发动机的能量消耗最小化。

根据一些实施方式，无人驾驶飞行器还包括布置在无人驾驶飞行器内部的可动压载重物，该可动压载重物被配置成能够通过可动压载重物的运动改变无人驾驶飞行器的重心。

可动压载重物的一个优点在于，可以改变无人驾驶飞行器的空气动力学特性，以优化利用由对无人驾驶飞行器的牵引所引起的风流，以便于保持无人驾驶飞行器在空中飞行，并使无人驾驶飞行器的至少第一发动机的能量消耗最小化。

根据一些实施方式，处理电路还被配置成能够使无人驾驶飞行器基于障碍物位置信息，利用无人驾驶飞行器的当前位置确定无人驾驶飞行器和/或牵引线在碰撞航线上，并控制无人驾驶飞行器以操纵到当前位置以外的不同位置，以避免与探测到的障碍物碰撞，该碰撞航线具有在无人驾驶飞行器前方的预定距离处探测到的障碍物。

对障碍物位置信息的了解通过避免与障碍物碰撞，使得无人驾驶飞行器能够在在无人驾驶飞行器区域内存在对于无人驾驶飞行器而言是障碍物的其他对象的环境中安全地飞行。

根据一些实施方式，探测到的障碍物的障碍物位置信息是由以下至少任一者确定：布置在无人驾驶飞行器处的摄像传感器和/或与无人驾驶飞行器操作地连接的摄像传感器、从存储器获取的障碍物位置信息、布置在无人驾驶飞行器处的雷达传感器和/或与无人驾驶飞行器操作地连接的雷达传感器和布置在无人驾驶飞行器处的声纳传感器和/或与无人驾驶飞行器操作地连接的声纳传感器。根据一些实施方式，与无人驾驶飞行器操作地连接的摄像传感器、雷达传感器或声纳传感器中的任一者布置在与无人驾驶飞行器无线连接的陆地车辆、第二陆地车辆或沿着道路安装的静态对象处。

因此，可以使用不同的传感器或存储的信息用于确定障碍物位置信息，该信息使得能够确定静态障碍物(诸如已知的道路隧道)和非静态障碍物(诸如树的分枝)的位置，以便避免碰撞。

根据一些实施方式，无人驾驶飞行器基于无人驾驶飞行器的当前速度和/或相对于地面和/或陆地车辆的位置自主地操作，以维持预定速度和/或维持无人驾驶飞行器相对于地面和/或陆地车辆的位置。

无人驾驶飞行器的自主操作的一个优点在于，无人驾驶飞行器可以被配置成能够例如跟随陆地车辆。

根据第二方面，提供了一种用于控制相对于用于陆地运动的陆地车辆操作的无人驾驶飞行器的系统，其中，无人驾驶飞行器适于收集与陆地车辆的周围环境有关的信息，并将收集的信息传送给陆地车辆，该系统包括：陆地车辆；根据第一方面中的任一种无人驾驶飞行器；以及牵引线，其被构造成能够由陆地车辆牵引无人驾驶飞行器，该牵引线包括附接至无人驾驶飞行器的第一端和附接至陆地车辆的第二端。

用于控制无人驾驶飞行器的系统的一个优点在于，陆地车辆和无人驾驶飞行器之间的牵引线使得无人驾驶飞行器能够优化利用由对无人驾驶飞行器的牵引所引起的风流，这使得无人驾驶飞行器的至少第一发动机的能量消耗最小化。

根据第三方面，提供了一种用于相对于陆地车辆操作无人驾驶飞行器的方法，该方法包括：当陆地车辆静止或者以低于阈速度的速度运动时，以自推进模式操作无人驾驶飞行器，或者当陆地车辆以高于阈速度的速度运动时，以牵引模式操作无人驾驶飞行器，在该牵引模式中，通过陆地车辆牵引无人驾驶飞行器。

自推进模式和牵引模式的一个优点在于，当陆地车辆以较高速度移动时和当陆地车辆以较低速度移动时，或者当陆地车辆静止时，可以操作无人驾驶飞行器，以便用于例如监视陆地车辆周围的区域。

根据一些实施方式，该方法包括：基于障碍物位置信息，利用无人驾驶飞行器的当前位置确定无人驾驶飞行器和/或牵引线在碰撞航线上，并且控制无人驾驶飞行器以操纵到当前位置以外的不同位置，以避免与探测到的障碍物碰撞，该碰撞航线具有在无人驾驶飞行器前方的预定距离处探测到的障碍物。

对障碍物位置信息的了解通过避免与障碍物碰撞，使得无人驾驶飞行器能够在在无人驾驶飞行器区域内存在对于无人驾驶飞行器而言是障碍物的其他物体的环境中安全地飞行。

根据一些实施方式，无人驾驶飞行器的操作模式是基于无人驾驶飞行器上的逆风风速来确定的，并且，在确定无人驾驶飞行器上的逆风风速低于第一预定阈值逆风风速值的情况下，确定将无人驾驶飞行器的操作模式设置为以自推进模式操作；以及，在确定无人驾驶飞行器上的逆风风速高于第二预定逆风风速阈值的情况下，确定将无人驾驶飞行器的操作模式设置为以牵引模式操作。

根据无人驾驶飞行器上的逆风风速来确定操作模式的一个优点在于，可以优化至少第一发动机的运转，因为无人驾驶飞行器上的逆风风速确定无人驾驶飞行器是否能够在不为至少第一发动机供能的情况下或在使用至少第一发动机的较低电力消耗的情况下飞行，或者确定是否根本不需要为至少第一发动机供能。

根据第四方面，还提供一种计算机程序产品，其包括非暂时性性计算机可读介质，在其上具有包含程序指令的计算机程序，该计算机程序可载入到处理电路中，并被配置成能够在由至少一个处理电路运行该计算机程序时使得执行该方法。

第二方面到第四方面的效果和特征在很大程度上类似于上文联系第一方面所描述的那些效果和特征。联系第一方面提到的实施方式与第二方面到第四方面广泛地兼容。

从下面给出的详细描述中，本公开内容将变得明显。详细描述和具体实施方式仅通过例示的方式公开了本公开内容的优选实施方式。根据详细描述中的指导，本领域技术人员理解，可以在本公开内容的范围内进行改变和修改。

因此，应该理解的是，本文公开的公开内容不限于所描述装置的特定构件或所描述方法的步骤，因为此种装置和方法是可以改变的。还应明白的是，在本文中使用的用语仅是为了描述具体实施方式，而并不意图进行限制。应当注意，当在说明书和所附权利要求中使用时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”意在表示存在一个或多个元素，除非上下文明确地另有规定。因此，例如，对“一个单元”或“该单元”的引用可以包括若干装置等。此外，词语“包括”、“包含”、“含有”和类似措词并不排除其他元件或步骤。

附图说明

当结合附图时，通过参考本公开内容的示例性实施例的以下说明性和非限制性的详细描述，将更全面地理解本公开内容的上述以及其他目的、特征和优点。

图1公开了根据本公开内容的实施例的无人驾驶飞行器和连接无人驾驶飞行器与陆地车辆的牵引线。

图2a公开了根据本公开内容的实施例的处于牵引模式的无人驾驶飞行器。

图2b公开了根据本公开内容的实施例的处于自推进模式的无人驾驶飞行器。

图3a-3c公开了根据本公开内容的一些实施例的无人驾驶飞行器以及活动锚固点的示例位置。

图4示出了根据本公开内容的第三方面的方法步骤的流程图。

图5示出了根据本公开内容的第四方面的计算机程序产品。

具体实施方式

现在将参考附图描述本公开内容，在附图中示出了本公开内容的优选的示例性实施例。然而，本公开内容可以以其他的形式实施，并且不应被解释为受限于本文公开的实施例。提供所公开的实施例是为了向本领域技术人员完全地传达本公开内容的范围。

图1示出了根据本公开内容的实施例的无人驾驶飞行器1和连接无人驾驶飞行器1与陆地车辆2的牵引线3。

本公开内容的第一方面示出了无人驾驶飞行器1，无人驾驶飞行器1被配置成能够相对于陆地车辆2操作，该无人驾驶飞行器1包括处理电路101，该处理电路101被配置成能够当陆地车辆2静止或者以低于阈速度的速度运动时，以自推进模式操作无人驾驶飞行器1，或者被配置成能够当陆地车辆2以高于阈速度的速度运动时，以牵引模式操作无人驾驶飞行器1，在该牵引模式中，通过陆地车辆2牵引该无人驾驶飞行器1。

在一个例子中，当陆地车辆2以超过60km/h的速度移动时，确定将以牵引模式操作无人驾驶飞行器1，而当陆地车辆2以低于60km/h的速度移动时，则确定将以自推进模式操作无人驾驶飞行器1。自推进模式和牵引模式的一个优点在于，当陆地车辆2以较高速度移动时和当陆地车辆以较低速度移动时，或者当陆地车辆静止时，都可以操作无人驾驶飞行器1，以便例如用于监视陆地车辆周围的区域。

图2a公开了根据本公开内容的实施例的处于牵引模式的无人驾驶飞行器1。在如图2a例示的示例中，陆地车辆2以高于阈速度的速度沿高速公路系统移动。

图2b公开了根据本公开内容的实施例的处于自推进模式的无人驾驶飞行器1。在如图2a所示的示例中，陆地车辆2在停车场所处以低于阈速度的速度运动，正在寻找空置停车位。

根据一些实施例，处理电路101还被配置成能够强制无人驾驶飞行器1以自推进模式操作以便控制无人驾驶飞行器1以操纵到当前位置以外的不同位置。在一个例子中，无人驾驶飞行器1以牵引模式操作，但期望更高高度的不同的相机视图(摄像视角)，并且通过使用自推进模式强制无人驾驶飞行器1爬升到更高高度以到达该更高高度。

根据一些实施例，无人驾驶飞行器1装配有至少第一摄像传感器21，第一摄像传感器21被配置成能够获取陆地车辆2周围的至少第一图像视图imv。根据一些实施例，摄像传感器21操作地连接至处理电路101。根据一些实施例，摄像传感器21获得陆地车辆2周围的图像视图，并且经由陆地车辆2内部的显示单元对车辆的乘员提供该图像视图。图2a和图2b通过虚线示出了由摄像传感器21获取的示例性图像视图imv。

在图2a中的图示中，摄像传感器21获得高速公路系统的图像视图imv，以便于向陆地车辆2的驾驶员提供前方的当前交通状况。在如图2a例示的示例性用例中，陆地车辆2将要使用匝道去到高速公路系统中的不同道路上，但摄像传感器21获得了前方交通拥堵的图像，这使得陆地车辆2的驾驶员选择不同的路线。

在图2b中的图示中，摄像传感器21获得停车场所的图像视图imv，以便向陆地车辆2的驾驶员提供当前停车情况。在如图2b所示的示例性用例中，摄像传感器21获得从陆地车辆2中的驾驶员的位置不可见的两个空置停车点的图像，且因此陆地车辆的驾驶员可以继续行驶到停车区域中，并将陆地车辆2停放在驾驶员通过摄像传感器21提供的图像视图而发现的空置停车点中的一个处。

根据一些实施例，摄像传感器21安装在无人驾驶飞行器1的外部。根据一些实施例，摄像传感器21集成到无人驾驶飞行器1的主体中。根据一些实施例，摄像传感器21被配置成能够获取陆地车辆2周围的第一图像视图imv以及与第一图像视图imv不同的陆地车辆2周围的第二图像视图。根据一些实施例，图像视图是由摄像传感器21的广角镜头提供的陆地车辆2周围的广角视图。根据一些实施例，图像视图是由摄像传感器21的长焦镜头提供的陆地车辆2周围的长焦视图。根据一些实施例，无人驾驶飞行器1装配有多个摄像传感器，用于提供陆地车辆2周围的广角视图和长焦视图二者。根据一些实施例，第一摄像传感器和第二摄像传感器被配置成能够获取重叠的至少第一视图和第二视图。根据一些实施例，摄像传感器21是360度角的摄像传感器。

根据一些实施例，无人驾驶飞行器1的处理电路101经由通信网络操作地连接至陆地车辆2的陆地车辆处理电路。根据一些实施例，无人驾驶飞行器1还包括被配置成能够存储数据的存储器。根据一些实施例，该存储器经由通信网络操作地连接至陆地车辆2的陆地车辆存储器。

根据一些实施例，该通信网络是有线通信网络，如图1中的电力和数据线缆31所示的。根据一些实施例，该通信网络是无线通信网络。根据一些实施例，无线通信网络是标准化的无线局域网络，诸如无线局域网、WLAN、蓝牙^TM、ZigBee、超宽带、射频识别、RFID或类似网络。根据一些实施例，无线通信网络是标准无线广域网，诸如全球移动通信系统GSM、扩展GSM、通用无线分组业务GPRS、增强型数据速率GSM演进EDGE、宽带码分多址WCDMA、长期演进LTE、窄带IoT、5G、微波存取全球互通WiMAX或超移动宽带UMB、或者类似网络。根据一些实施例，无线通信网络也可以是无线局域网和无线广域网二者的组合。根据一些实施例，通信网络可以是有线通信网络和无线通信网络的组合。根据一些实施例，该通信网络由公共互联网协议定义。

根据一些实施例，陆地车辆2的速度由陆地车辆2的速度计确定，并经由通信网络传送到无人驾驶飞行器1的处理电路101。根据一些实施例，当无人驾驶飞行器1由陆地车辆2牵引时，陆地车辆2的速度由无人驾驶飞行器1的速度计确定。根据一些实施例，通过处理电路101获得由速度计确定的速度数据。根据一些实施例，处理电路101被配置成能够使用从速度计获取的速度数据来确定陆地车辆2是在以低于阈速度的速度运动还是以高于阈速度的速度运动。

在如图1所示的例子中，陆地车辆2装配有对接位点(停放位点)8，对接位点8被构造成当无人驾驶飞行器1未工作时，将无人驾驶飞行器1容纳在陆地车辆2的顶部上。根据一些实施例，对接位点8还被配置成具有空气动力覆盖元件，当无人驾驶飞行器1停留在对接位点8处时，该空气动力覆盖元件覆盖无人驾驶飞行器1，以使得陆地车辆2的空气阻力最小化。在图1中的图示中，牵引线3将无人驾驶飞行器1与陆地车辆2连接。

图2a和图2b还示出了在陆地车辆2的顶部上带有对接位点8的陆地车辆2。

根据一些实施例，处于牵引模式的无人驾驶飞行器1由风流推进，该风流由使用将无人驾驶飞行器1与陆地车辆2连接的牵引线3牵引该无人驾驶飞行器1引起，并且其中，通过至少第一发动机20a、20b推进处于自推进模式的无人驾驶飞行器1。

在如图1示出的例子中，无人驾驶飞行器1装配有两个推进器发动机(即，螺旋桨发动机)20a、20b。根据一些实施例，无人驾驶飞行器1装配有多个发动机。根据一些实施例，至少第一发动机20a、20b被配置成能够沿不同方向推进无人驾驶飞行器1，并且在自推进模式下控制无人驾驶飞行器1悬停。根据一些实施例，至少第一发动机20a、20b是被配置成能够沿不同方向导向(定向)的至少第一螺旋桨发动机。在如图2b所示的示例性用例中，陆地车辆2在停车场所处以低于阈速度的速度运动并寻找空置停车位，并且两个螺旋桨发动机20a、20b向前倾斜以使得无人驾驶飞行器1向前移动。

根据一些实施例，至少第一发动机20a、20b操作地连接至处理电路101。根据一些实施例，通过处理电路101控制至少第一发动机20a、20b的运转。

根据一些实施例，无人驾驶飞行器1装配有用于向至少第一发动机20a、20b提供电力的机载电池。根据一些实施例，无人驾驶飞行器1没有配备机载电池，而是如图1所示，经由电力和数据线缆31从陆地车辆2的电池向无人驾驶飞行器1供给电力，以用于向无人驾驶飞行器1的至少第一发动机20a、20b提供电力。经由电力和数据线缆31向至少第一发动机20a、20b提供电力的一个优点在于，无人驾驶飞行器1变得更轻并且可以变得更小。另一优点在于，陆地车辆2的电池可以更大，并且向无人驾驶飞行器1提供更多的能量，这延长了无人驾驶飞行器1的工作时间。

根据一些实施例，如图1所示，牵引线3经由布置在陆地车辆2处的锚固点9而连接至陆地车辆2。根据一些实施例，车辆处的锚固点9布置在安装到陆地车辆2上的对接位点8处。根据一些实施例，牵引线3被构造成能够在无人驾驶飞行器1和陆地车辆2之间具有可调节的长度。根据一些实施例，通过布置在陆地车辆2处或布置在无人驾驶飞行器1处的绞盘或曳牵装置来调节牵引线3的长度。根据一些实施例，绞盘或曳牵装置经由通信网络操作地连接至无人驾驶飞行器1的处理电路101。

在一个示例性用例中，当驾驶员启动陆地车辆2时，无人驾驶飞行器1停留在陆地车辆顶部上的对接位点8处。确定无人驾驶飞行器1处于自推进模式，并且发动机20a、20b使无人驾驶飞行器1升起。绞盘或曳牵装置调整牵引线3的长度，使得无人驾驶飞行器1能够在陆地车辆2的上方飞行。在一段时间后，当陆地车辆进入高速公路时，陆地车辆2的速度增大。然后确定将以牵引模式操作无人驾驶飞行器1。绞盘或曳牵装置调整牵引线3的长度，使得无人驾驶飞行器1能够在陆地车辆2的上方的最大高度处飞行。稍后，陆地车辆2进入城市。由于陆地车辆2的速度降低，无人驾驶飞行器1从牵引模式进入自推进模式。在某些点处，陆地车辆2的驾驶员决定往回曳牵无人驾驶飞行器1。布置在陆地车辆2处的绞盘或曳牵装置往回曳牵无人驾驶飞行器1，从而使得无人驾驶飞行器1到达对接位点8的停留位置处。

根据一些实施例，电力和数据线缆31在牵引线3处或围绕牵引线31柔性地布置。根据一些实施例，电力和数据线缆31是围绕牵引线3编织的。根据一些实施例，绞盘或曳牵装置被构造成当调整牵引线3的长度时，收集牵引线3以及电力和数据线缆31二者。根据一些实施例，绞盘或曳牵装置被构造成当无人驾驶飞行器1未工作并停留在对接位点8处时，完全地收起牵引线以及电力和数据线缆31。

自推进模式和牵引模式的一个优点在于，无人驾驶飞行器在牵引模式下降低了电力消耗，因为当通过由牵引无人驾驶飞行器所引起的风流推进该无人驾驶飞行器时，在牵引模式下不需要为至少第一发动机供能。

根据一些实施例，襟翼11、机翼12或方向舵13用于在牵引模式下保持无人驾驶飞行器在空中飞行。根据一些实施例，无人驾驶飞行器1还装配有陀螺仪传感器和/或加速度计传感器，该陀螺仪传感器和/或加速度计传感器操作地连接至处理电路101以支持无人驾驶飞行器1的操作。

在如图1所示的例子中，无人驾驶飞行器1装配有襟翼11、机翼12和方向舵13。根据一些实施例，无人驾驶飞行器1装配有多个襟翼、机翼和方向舵。根据一些实施例，襟翼11、机翼12和方向舵13被配置成能够在牵引模式下沿不同的方向操纵无人驾驶飞行器1。根据一些实施例，襟翼致动器、机翼致动器或方向舵致动器中的至少任一者分别机电地连接至襟翼11、机翼12或方向舵13，以使得襟翼11、机翼12或方向舵13中的任一者移动。根据一些实施例，襟翼致动器、机翼致动器或方向舵致动器中的至少任一者操作地连接至处理电路101。根据一些实施例，通过处理电路101控制襟翼致动器、机翼致动器或方向舵致动器中的至少任一者的操作，以分别改变襟翼11、机翼12或方向舵13中的任一者的定向，以保持无人驾驶飞行器以牵引模式在空中飞行。

这使得无人驾驶飞行器能够优化利用保持无人驾驶飞行器在空中飞行的对无人驾驶飞行器的牵引所引起的风流，并使无人驾驶飞行器的至少第一发动机的能量消耗最小化。

根据一些实施例，至少第一发动机20a、20b用于在自推进模式下保持无人驾驶飞行器1在空中飞行。

该至少第一发动机20a、20b的一个优点在于，例如，当风流不能用于使无人驾驶飞行器飞行时，无人驾驶飞行器1可以维持以自推进模式在空中飞行。

根据一些实施例，无人驾驶飞行器1还包括传感器10，传感器10被配置成能够确定无人驾驶飞行器1上的逆风风速，该传感器10连接至处理电路101，并且，在确定无人驾驶飞行器1上的逆风风速低于第一预定逆风风速阈值的情况下，确定将无人驾驶飞行器1的操作模式设置为以自推进模式操作；以及，在确定无人驾驶飞行器1上的逆风风速高于第二预定逆风风速阈值的情况下，确定将无人驾驶飞行器1的操作模式设置为以牵引模式操作。图1示出了传感器10在无人驾驶飞行器1前部的示例性放置位置。

根据一些实施例，基于无人驾驶飞行器1上的逆风风速确定无人驾驶飞行器1的操作模式，而独立于基于陆地车辆2的速度的确定方式。

在一个例子中，陆地车辆2是静止的，但由大风天气引起的风足够大，足以维持无人驾驶飞行器1以牵引模式在空中飞行。在另一例子中，陆地车辆2以高于阈速度的速度运动，但是由于较大的顺风，无人驾驶飞行器1上的逆风风速低于第一预定逆风风速阈值。

根据无人驾驶飞行器上的逆风风速来确定操作模式的一个优点在于，可以优化至少第一发动机的运转，因为无人驾驶飞行器上的逆风风速确定无人驾驶飞行器是否能够在不为至少第一发动机20a、20b供能的情况下或者在使用至少第一发动机20a、20b的较低功率消耗的情况下飞行，或者确定是否根本不需要为至少第一发动机20a、20b供能。

根据一些实施例，电路101被配置成能够在任何时间都以自推进模式操作无人驾驶飞行器1。在一个例子中，太大的风或不规律的风速和/或风向可能导致在牵引模式下的操作太不稳定，并且可能导致需要以自推进模式操作无人驾驶飞行器1。

根据一些实施例，无人驾驶飞行器1还包括在无人驾驶飞行器1处的活动锚固点4，该活动锚固点4布置成将牵引线3附接至无人驾驶飞行器1，并且被配置成当该牵引线3通过该锚固点4而附接至无人驾驶飞行器1时，通过该活动锚固点4的运动改变由该牵引线3引起的施加在无人驾驶飞行器1上的牵引力的中心。

根据一些实施例，活动锚固点4布置成能够沿着具有第一端和第二端的预定路径移动。图1中的图示从下方示出了该预定路径。根据一些实施例，活动锚固点4能够沿多个方向移动。

根据一些实施例，活动锚固点4的移动是由机电的锚固点移动部件引起的。根据一些实施例，机电的锚固点移动部件操作地连接至处理电路101。根据一些实施例，通过处理电路101控制该机电的锚固点移动部件的操作。

根据一些实施例，机电的锚固点移动部件包括被构造成能够使活动锚固点4移动的电机。

根据一些实施例，无人驾驶飞行器1的处理电路101被配置成当以牵引模式操作无人驾驶飞行器1时，使得活动锚固点4移动。

图3a-3c示出了从无人驾驶飞行器1的侧面看的活动锚固点4的移动，以例示由活动锚固点4的移动引起的对无人驾驶飞行器1的空气动力学影响。当牵引线3经由活动锚固点4而连接至无人驾驶飞行器1时，活动锚固点4的移动使得由牵引线3所引起的施加于无人驾驶飞行器1上的牵引力的中心发生变化。

在图3a中，活动锚固点位于无人驾驶飞行器1的重心处，并且无人驾驶飞行器1沿与地面平行的稳定路径飞行。

在图3b中，活动锚固点从无人驾驶飞行器1的重心向后移动，这导致无人驾驶飞行器1上升。

在图3c中，活动锚固点从无人驾驶飞行器1的重心向前移动，这导致无人驾驶飞行器1下降。

根据一些实施例，活动锚固点4被用于改变无人驾驶飞行器1的飞行高度。

无人驾驶飞行器1处的活动锚固点4的一个优点在于，可以使对无人驾驶飞行器1的牵引力移动，以改变无人驾驶飞行器1的空气动力学特性，从而优化对于由无人驾驶飞行器1的牵引所引起的风流的利用，以便保持无人驾驶飞行器1在空中飞行并使得无人驾驶飞行器的至少第一发动机20a、20b的能量消耗最小化。在无人驾驶飞行器1处的活动锚固点4的另一优点在于，可以改变无人驾驶飞行器1的空气动力学特性，而不使用或减少使用无人驾驶飞行器1的主体外部的方向舵，该方向舵与活动锚固点4相比较为脆弱。

根据一些实施例，无人驾驶飞行器1还包括布置在无人驾驶飞行器1内部的可动压载重物5，该可动压载重物5被构造成能够通过可动压载重物5的运动改变无人驾驶飞行器1的重心。

根据一些实施例，可动压载重物5布置成能够沿着具有第一端和第二端的预定路径移动。图1中的图示用虚线示出了无人驾驶飞行器1内部的预定路径。在图1中的图示中，可动压载重物5例示为圆形重物。根据一些方面，可动压载重物5是液体。根据一些实施例，可动压载重物5能够沿多个方向移动。根据一些实施例，可动压载重物5是液体，这些液体可被泵送到被构造成能够容纳这些液体的不同腔室中。

根据一些实施例，由机电的压载重物移动部件使得可动压载重物5发生移动。根据一些实施例，机电的压载重物移动部件操作地连接至处理电路101。根据一些实施例，通过处理电路101来控制机电的压载重物移动部件的操作。

根据一些实施例，机电的压载重物移动部件包括微机电开关、泵或电机中的任一者，以便于使得压载重物移动。

根据一些实施例，无人驾驶飞行器1的处理电路101被配置成当以牵引模式操作无人驾驶飞行器1时，使得可动压载重物5发生移动。

可动压载重物5的一个优点在于，可以改变无人驾驶飞行器1的空气动力学特性，以优化利用由对无人驾驶飞行器1的牵引所引起的风流，以保持无人驾驶飞行器1在空中飞行，并使无人驾驶飞行器1的至少第一发动机20a、20b的能量消耗最小化。可动压载重物5的另一优点在于，可以改变无人驾驶飞行器1的空气动力学特性，而不使用或减少使用无人驾驶飞行器1的主体外部的方向舵，方向舵与无人驾驶飞行器1内部的可动压载重物5相比更为脆弱。

根据一些实施例，处理电路101还被配置成能够使无人驾驶飞行器1基于障碍物位置信息，利用无人驾驶飞行器1的当前位置确定无人驾驶飞行器1和/或牵引线3在碰撞航线上，并控制无人驾驶飞行器1机动到当前位置以外的不同位置，以避免与探测到的障碍物碰撞，该碰撞航线具有在无人驾驶飞行器1前方的预定距离处探测到的障碍物。根据一些实施例，无人驾驶飞行器1前方的该预定距离取决于无人驾驶飞行器1的速度和机动能力。

对障碍物位置信息的了解通过避免与障碍物碰撞，使得无人驾驶飞行器能够在在无人驾驶飞行器区域内存在对于无人驾驶飞行器而言是障碍物的其他物体的环境中安全飞行。

根据一些实施例，探测到的障碍物的障碍物位置信息由以下至少任一者确定：布置在无人驾驶飞行器1处的摄像传感器21和/或与无人驾驶飞行器1操作地连接的摄像传感器、从存储器获取的障碍物位置信息、布置在无人驾驶飞行器1处的雷达传感器和/或与无人驾驶飞行器1操作地连接的雷达传感器和布置在无人驾驶飞行器1处的声纳传感器和/或与无人驾驶飞行器1操作地连接的声纳传感器。根据一些实施例，与无人驾驶飞行器操作地连接的摄像传感器、雷达传感器或声纳传感器中的任一者布置在与无人驾驶飞行器1无线连接的陆地车辆2、第二陆地车辆或沿着道路安装的静态对象处。根据一些实施例，使用陆地车辆2、第二车辆和无人驾驶飞行器1中的任一者的不同传感器的组合，确定探测到的障碍物的障碍物位置信息。

根据一些实施例，从存储器获得障碍物位置信息，其中，该存储器与无人驾驶飞行器1的处理电路101操作地连接。根据一些实施例，该存储器经由通信网络操作地连接至陆地车辆2的陆地车辆存储器，或者连接至远程服务器的远程存储器。在一个例子中，存储在存储器中的障碍物位置信息与关于在特定地理位置处的障碍物物体的细节(诸如在沿着道路的特定地理位置处的桥梁高度)相关联。这种障碍物位置信息例如存储在能够经由通信网络访问的远程服务器中。

在一个例子中，一棵树在陆地车辆正在行驶的道路的上方具有分枝(树枝)。摄像传感器21检测该树的该分枝，并向处理电路101提供探测到的分枝的障碍物位置信息。通过处理电路101控制无人驾驶飞行器1机动到当前位置以外的不同位置，以避免与探测到的分枝碰撞。

因此，可以使用不同的传感器或存储的信息以用于确定障碍物位置信息，该信息使得能够确定静态障碍物(诸如已知的道路隧道)和非静态障碍物(诸如树的分枝)的位置，以便避免碰撞。

根据一些实施例，无人驾驶飞行器1基于无人驾驶飞行器1的当前速度和/或相对于地面和/或陆地车辆2的位置自主地操作，以维持预定速度和/或维持无人驾驶飞行器1相对于地面和/或陆地车辆2的位置。根据一些实施例，操作无人驾驶飞行器1以将其在三维空间内连续地定位在相对于无人驾驶飞行器1的预定位置处，例如，定位在半径为5米的球体中，该球体的中心位于陆地车辆2后方10米并且在陆地车辆2上方50米的高度处。

无人驾驶飞行器的自主操作的一个优点在于，无人驾驶飞行器跟随陆地车辆。

本公开内容的第二方面示出了一种用于控制相对于用于陆地运动的陆地车辆2操作的无人驾驶飞行器的系统，其中，无人驾驶飞行器1适于收集与陆地车辆的周围环境有关的信息，并将收集的信息传送给陆地车辆2，该系统包括：陆地车辆2；根据第一方面中的任一种无人驾驶飞行器1；以及牵引线3，其被构造成由陆地车辆2牵引无人驾驶飞行器1，该牵引线3包括附接至无人驾驶飞行器1的第一端和附接至陆地车辆2的第二端。

根据一些实施例，摄像传感器21用于收集与陆地车辆的周围环境有关的信息。

用于控制无人驾驶飞行器的系统的一个优点在于，陆地车辆和无人驾驶飞行器之间的牵引线使得无人驾驶飞行器能够优化利用由对无人驾驶飞行器的牵引所引起的风流，这使得无人驾驶飞行器的至少第一发动机的能量消耗最小化。

本公开内容的第三方面示出了一种用于相对于陆地车辆2操作无人驾驶飞行器1的方法。图4示出了根据本公开内容的第三方面的方法步骤的流程图。该方法包括步骤S1或步骤S2，其中步骤S1为，当陆地车辆2静止或者以低于阈速度的速度运动时，以自推进模式操作无人驾驶飞行器1，步骤S2为，当陆地车辆2以高于阈速度的速度运动时，以牵引模式操作无人驾驶飞行器1，在牵引模式中，通过陆地车辆2牵引无人驾驶飞行器1。

自推进模式和牵引模式的一个优点在于，当陆地车辆以较高速度移动时和当陆地车辆以较低速度移动时或者当陆地车辆静止时，可以操作无人驾驶飞行器，以便例如用于监视陆地车辆周围的区域。

根据一些实施例，该方法包括：步骤S3，基于障碍物位置信息，利用无人驾驶飞行器1的当前位置确定无人驾驶飞行器1和/或牵引线3在碰撞航线上，该碰撞航线具有在无人驾驶飞行器1前方的预定距离处探测到的障碍物；以及步骤S4，控制无人驾驶飞行器1机动到当前位置以外的不同位置，以避免与探测到的障碍物碰撞。

对障碍物位置信息的了解通过避免与障碍物碰撞，使得无人驾驶飞行器能够在在无人驾驶飞行器区域内存在对于无人驾驶飞行器而言是障碍物的其他物体的环境中安全飞行。

根据一些实施例，基于无人驾驶飞行器1上的逆风风速确定无人驾驶飞行器1的操作模式，并且，在确定无人驾驶飞行器1上的逆风风速低于第一预定阈值逆风风速值的情况下，确定将无人驾驶飞行器1的操作模式设置为以自推进模式操作；以及，在确定无人驾驶飞行器1上的逆风风速高于第二预定逆风风速阈值的情况下，确定将无人驾驶飞行器1的操作模式设置为以牵引模式操作。

根据无人驾驶飞行器1上的逆风风速确定操作模式的一个优点在于，可以优化至少第一发动机20a、20b的运转，因为无人驾驶飞行器1上的逆风风速确定无人驾驶飞行器1是否能够在不为至少第一发动机20a、20b供能的情况下或在使用至少第一发动机20a、20b的较低电力消耗的情况下飞行，或者确定是否根本不需要为至少第一发动机20a、20b供能。

本公开内容的第四方面示出了一种计算机程序产品，其包括非暂时性计算机可读介质，在其上具有包括程序指令的计算机程序，该计算机程序能够被加载到处理电路101中，并被配置成能够在由该至少一个处理电路101运行该计算机程序时使得执行该方法。图5示出了根据本公开内容的第四方面的计算机程序产品。

本领域技术人员认识到，本公开内容不限于上述优选实施例。本领域技术人员还认识到，在所附权利要求的范围内进行修改和变化是可能的。此外，通过对附图、公开内容和所附权利要求的研究，实施所要求保护的公开内容的技术人员可以理解并实现所公开的实施例的变型。

Claims (15)

1.一种无人驾驶飞行器(1)，所述无人驾驶飞行器(1)被配置成能够相对于陆地车辆(2)进行操作，所述无人驾驶飞行器(1)包括：

·处理电路(101)，所述处理电路(101)被配置成能够：

-当所述陆地车辆(2)静止或者正在以低于阈速度的速度运动时，以自推进模式操作所述无人驾驶飞行器(1)；或者

-当所述陆地车辆(2)正在以高于所述阈速度的速度运动时，以牵引模式操作所述无人驾驶飞行器(1)，在所述牵引模式中，由所述陆地车辆(2)牵引所述无人驾驶飞行器(1)。

2.根据权利要求1所述的无人驾驶飞行器(1)，其中，处于牵引模式的所述无人驾驶飞行器(1)由风流推进，所述风流由使用将所述无人驾驶飞行器(1)与所述陆地车辆(2)连接的牵引线(3)牵引所述无人驾驶飞行器(1)而引起，并且其中，通过至少第一发动机(20a、20b)推进处于自推进模式的所述无人驾驶飞行器(1)。

3.根据权利要求1或2所述的无人驾驶飞行器(1)，其中，襟翼(11)、机翼(12)或方向舵(13)被用于保持所述无人驾驶飞行器(1)以所述牵引模式在空中飞行。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的无人驾驶飞行器(1)，其中，至少第一发动机(20a、20b)被用于保持所述无人驾驶飞行器(1)以自推进模式在空中飞行。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的无人驾驶飞行器(1)，其中，所述无人驾驶飞行器(1)还包括传感器(10)，所述传感器(10)被配置成能够确定所述无人驾驶飞行器(1)上的逆风风速，所述传感器(10)连接到所述处理电路(101)，并且

-在确定所述无人驾驶飞行器(1)上的逆风风速低于第一预定逆风风速阈值时，确定将所述无人驾驶飞行器(1)的操作模式设置为以所述自推进模式操作；以及

-在确定所述无人驾驶飞行器(1)上的逆风风速高于第二预定逆风风速阈值时，确定将所述无人驾驶飞行器(1)的操作模式设置为以所述牵引模式操作。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的无人驾驶飞行器(1)，其中，所述无人驾驶飞行器(1)还包括在所述无人驾驶飞行器(1)处的活动锚固点(4)，所述活动锚固点(4)被布置成将牵引线(3)附接至所述无人驾驶飞行器(1)，并且被配置成当所述牵引线(3)经由所述锚固点(4)而附接至所述无人驾驶飞行器(1)时，通过所述活动锚固点(4)的运动改变由所述牵引线(3)引起的作用于所述无人驾驶飞行器(1)上的牵引力的中心。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的无人驾驶飞行器(1)，其中，所述无人驾驶飞行器(1)还包括布置在所述无人驾驶飞行器(1)内部的可动压载重物(5)，所述可动压载重物(5)被配置成能够通过所述可动压载重物(5)的运动改变所述无人驾驶飞行器(1)的重心。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的无人驾驶飞行器(1)，其中，所述处理电路(101)还被配置成能够使所述无人驾驶飞行器(1)：

-基于障碍物位置信息，确定所述无人驾驶飞行器(1)和/或牵引线(3)处在与探测到的障碍物在所述无人驾驶飞行器(1)前方与所述无人驾驶飞行器(1)的当前位置相距预定距离处的碰撞路线上；和

-控制所述无人驾驶飞行器(1)以操纵到除所述当前位置以外的不同位置，以便避免与所述探测到的障碍物发生碰撞。

9.根据权利要求8所述的无人驾驶飞行器(1)，其中，所述探测到的障碍物的所述障碍物位置信息由以下至少任一者确定：

布置在所述无人驾驶飞行器(1)处的摄像传感器(21)和/或与所述无人驾驶飞行器(1)操作地连接的摄像传感器；

从存储器获取的障碍物位置信息；

布置在所述无人驾驶飞行器(1)处的雷达传感器和/或与所述无人驾驶飞行器(1)操作地连接的雷达传感器；以及

布置在所述无人驾驶飞行器(1)处的声纳传感器和/或与所述无人驾驶飞行器(1)操作地连接的声纳传感器。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的无人驾驶飞行器(1)，其中，所述无人驾驶飞行器(1)基于所述无人驾驶飞行器(1)的当前速度和/或相对于地面和/或所述陆地车辆(2)的位置自主地操作，以维持预定速度和/或维持所述无人驾驶飞行器(1)相对于所述地面和/或所述陆地车辆(2)的位置。

11.一种用于控制相对于用于陆地运动的陆地车辆(2)而操作的无人驾驶飞行器(1)的系统，其中，所述无人驾驶飞行器(1)适于收集与所述陆地车辆的周围环境有关的信息，并将所收集的信息传送给所述陆地车辆(2)，所述系统包括：

·陆地车辆(2)；

·根据权利要求1-10中的任一项所述的无人驾驶飞行器(1)；以及

·牵引线(3)，所述牵引线(3)被构造成能够通过所述陆地车辆(2)牵引所述无人驾驶飞行器(1)，所述牵引线(3)包括附接至所述无人驾驶飞行器(1)的第一端和附接至所述陆地车辆(2)的第二端。

12.一种用于相对于陆地车辆(2)操作无人驾驶飞行器(1)的方法，所述方法包括：

-(S1)当所述陆地车辆(2)静止或者正在以低于阈速度的速度运动时，以自推进模式操作所述无人驾驶飞行器(1)；或者

-(S2)当所述陆地车辆(2)正在以高于所述阈速度的速度运动时，以牵引模式操作所述无人驾驶飞行器(1)，在所述牵引模式中，由所述陆地车辆(2)牵引所述无人驾驶飞行器(1)。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

-(S3)基于障碍物位置信息，利用所述无人驾驶飞行器(1)的当前位置确定所述无人驾驶飞行器(1)和/或牵引线(3)处在与探测到的障碍物在所述无人驾驶飞行器(1)前方与所述无人驾驶飞行器(1)的当前位置相距预定距离处的碰撞路线上；以及

-(S4)控制所述无人驾驶飞行器(1)以操纵到除所述当前位置以外的不同位置，以便避免与所述探测到的障碍物发生碰撞。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，基于所述无人驾驶飞行器(1)上的逆风风速确定所述无人驾驶飞行器(1)的操作模式，以及

-在确定所述无人驾驶飞行器(1)上的逆风风速低于第一预定逆风风速阈值时，确定将所述无人驾驶飞行器(1)的操作模式设置为以所述自推进模式操作；并且

-在确定所述无人驾驶飞行器(1)上的逆风风速高于第二预定逆风风速阈值时，确定将所述无人驾驶飞行器(1)的操作模式设置为以所述牵引模式操作。

15.一种包括非暂时性计算机可读介质的计算机程序产品(500)，所述非暂时性计算机可读介质上具有包括程序指令的计算机程序，所述计算机程序能够被加载到处理电路(101)中，并且被配置成能够当由所述至少一个处理电路(101)运行所述计算机程序时，使得执行根据权利要求12至14中任一项所述的方法。

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