CN115803259A - 用于无人驾驶飞行器（uav）的自主适航性飞行前检查的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种方法包括：确定与无人驾驶飞行器(UAV)相关联的操作状况。所述方法包括：响应于确定所述操作状况，使所述UAV进行飞行前检查。所述飞行前检查包括：将所述UAV悬停于起飞部位上方。所述飞行前检查包括：当悬停所述UAV时，根据预定移动序列来移动所述UAV的一个或多个可控组件。所述飞行前检查包括：由所述UAV的一个或多个传感器获得传感器数据，所述传感器数据指示所述UAV的对在悬停所述UAV时移动所述一个或多个可控组件的飞行响应。所述飞行前检查包括：将所述传感器数据与预期传感器数据进行比较，所述预期传感器数据与在悬停所述UAV时对所述预定移动序列的预期飞行响应相关联。所述飞行前检查包括：基于将所述传感器数据与所述预期传感器数据进行比较，评估所述UAV的性能。

Description

用于无人驾驶飞行器(UAV)的自主适航性飞行前检查的系统 和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年12月10日提交的名称为“用于UAV的自主适航性飞行前检查的系统和方法(Systems and Methods for Autonomous Airworthiness Pre-FlightChecks for UAVs)”的美国专利申请第17/118,530号的优先权，该申请以引用的方式并入，如同在本说明书中完全阐述地一般。

背景技术

无人驾驶载具(其也可以被称为自主载具)是能够在没有人类操作员亲自在场的情况下行驶的载具。无人驾驶载具可在远程控制模式、自主模式或部分自主模式下操作。

当无人驾驶载具在远程控制模式下操作时，位于远程部位处的飞行员或驾驶员可以经由命令来控制无人驾驶载具，这些命令经由无线链路发送给无人驾驶载具。当无人驾驶载具在自主模式下操作时，无人驾驶载具通常基于预编程导航航路点、动态自动化系统或这些的组合来移动。进一步地，一些无人驾驶载具可以在远程控制模式和自主模式两者下操作，并且在一些情况下可以同时这样做。例如，远程飞行员或驾驶员可能希望将导航留给自主系统，同时手动进行另一任务，诸如，作为示例，操作机械系统来拾取物体。

针对各种不同环境存在各种类型的无人驾驶载具。例如，无人驾驶载具针对空中、地上、水下和太空中的操作而存在。示例包括四旋翼直升机和尾坐式UAV等。无人驾驶载具还针对混合动力操作而存在，在这些混合动力操作中，多环境操作是可能的。混合动力无人驾驶载具的示例包括能够在陆地和水上操作的水陆两用交通工具或能够在水上和陆地上降落的水上飞机。其他示例也是可能的。

发明内容

本文中所公开的示例提供了一种用于进行UAV的飞行前检查的方法、系统和非暂时性计算机可读介质。

在实施例中，提供了一种方法。该方法包括：确定与无人驾驶飞行器(UAV)相关联的操作状况。该方法还包括：响应于确定操作状况，使UAV进行飞行前检查。飞行前检查包括：将UAV悬停于起飞部位上方。飞行前检查包括：当悬停UAV时，根据预定移动序列来移动UAV的一个或多个可控组件。飞行前检查包括：由UAV的一个或多个传感器获得传感器数据，该传感器数据指示UAV的对在悬停UAV时移动一个或多个可控组件的飞行响应。飞行前检查包括：将传感器数据与预期传感器数据进行比较，该预期传感器数据与在悬停UAV时对预定移动序列的预期飞行响应相关联。飞行前检查包括：基于将传感器数据与预期传感器数据进行比较，评估UAV的性能。

在另一实施例中，提供了一种系统。该系统包括无人驾驶飞行器(UAV)。该系统包括一个或多个处理器、非暂时性计算机可读介质和程序指令，该程序指令存储在非暂时性计算机可读介质上。该指令可由一个或多个处理器执行以确定与UAV相关联的操作状况。该指令可由一个或多个处理器执行以响应于确定操作状况，使UAV进行飞行前检查。飞行前检查包括：当悬停UAV时，根据预定移动序列来移动UAV的一个或多个可控组件。飞行前检查包括：由UAV的一个或多个传感器获得传感器数据，该传感器数据指示UAV的对在悬停UAV时移动一个或多个可控组件的飞行响应。飞行前检查包括：将传感器数据与预期传感器数据进行比较，该预期传感器数据与在悬停UAV时对预定移动序列的预期飞行响应相关联。飞行前检查包括：基于将传感器数据与预期传感器数据进行比较，评估UAV的性能。

在另一实施例中，提供了一种非暂时性计算机可读介质。该非暂时性计算机可读介质在其中存储有指令，该指令可由一个或多个处理器执行以使计算系统执行功能。该功能包括：确定与UAV相关联的操作状况。该功能包括：响应于确定操作状况，使UAV进行飞行前检查。飞行前检查包括：当悬停UAV时，根据预定移动序列来移动UAV的一个或多个可控组件。飞行前检查包括：由UAV的一个或多个传感器获得传感器数据，该传感器数据指示UAV的对在悬停UAV时移动一个或多个可控组件的飞行响应。飞行前检查包括：将传感器数据与预期传感器数据进行比较，该预期传感器数据与在悬停UAV时对预定移动序列的预期飞行响应相关联。飞行前检查包括：基于将传感器数据与预期传感器数据进行比较，评估UAV的性能。

在另一实施例中，提供了一种系统。该系统包括用于确定与UAV相关联的操作状况的部件。该系统包括用于响应于确定操作状况，使UAV进行飞行前检查的部件。飞行前检查包括：当悬停UAV时，根据预定移动序列来移动UAV的一个或多个可控组件。飞行前检查包括：由UAV的一个或多个传感器获得传感器数据，该传感器数据指示UAV的对在悬停UAV时移动一个或多个可控组件的飞行响应。飞行前检查包括：将传感器数据与预期传感器数据进行比较，该预期传感器数据与在悬停UAV时对预定移动序列的预期飞行响应相关联。飞行前检查包括：基于将传感器数据与预期传感器数据进行比较，评估UAV的性能。

对于本领域的普通技术人员而言，这些以及其他方面、优点和替代方案将通过适当参考附图阅读以下详细描述将变得显而易见。进一步地，应理解，本发明内容部分和本文中的其他地方中提供的描述旨在通过示例而非限制的方式说明所要求保护的主题。

附图说明

图1是根据示例实施例的示例无人驾驶飞行器的等距视图。

图2是图示了根据示例实施例的无人驾驶飞行器的组件的简化框图。

图3是图示了根据示例的UAV系统的简化框图。

图4图示了根据示例实施例的系统的框图。

图5图示了根据示例实施例的方法的流程图。

图6A图示了根据示例实施例的处于第一状态下的系统。

图6B图示了根据示例实施例的处于第二状态下的系统。

图6C图示了根据示例实施例的处于第二状态下的系统的透视图。

图6D图示了根据示例实施例的处于第三状态下的系统。

图7图示了根据示例实施例的UAV的力诱导振动和振动分布曲线。

图8图示了根据示例实施例的系统。

图9图示了根据示例实施例的方法的框图。

具体实施方式

在本文中描述了示例方法、设备和系统。应理解，本文中使用字词“示例”和“示例性”意指“充当示例、实例或说明”。除非如此指示，否则本文中描述为“示例”或“示例性”的任何实施例或特征并不一定需要被解释为优选于或优于其他实施例或特征。在不脱离本文中所呈现的主题的范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以进行其他改变。

因此，本文中所描述的示例实施例不意在作为限制。应容易地理解，如本文中描述的和在各图中图示的，本公开的各方面可以以多种不同的配置进行布置、替换、组合、分离和设计。

贯穿本说明书，使用冠词“一”或“一个”来介绍示例实施例的元件。除非另有说明或除非上下文另有明确规定，否则对“一”或“一个”的任何引用是指“至少一个”，并且对“该”的任何引用是指“该至少一个”。在至少两个术语的所描述的列表内使用连词“或”的意图是指示所列术语中的任一者或所列术语的任何组合。

诸如“第一”、“第二”、“第三”等序数词的使用是为了区分相应元件，而不是表示这些元件的特定顺序。出于本说明书的目的，术语“数个(multiple)”和“多个(a pluralityof)”是指“两个或更多个”或“多于一个”。

进一步地，除非上下文另有暗示，否则图中的每一者中所图示的特征可以彼此结合使用。因此，各图通常应被视为一个或多个整体实施例的组成方面，应理解，并非所有所图示的特征对于每个实施例都是必要的。在各图中，除非上下文另有规定，否则类似符号通常标识类似组件。进一步地，除非另有提及，否则各图并非按比例绘制，并且仅用于说明目的。此外，各图仅为代表性的，并且并未示出所有组件。例如，可能未示出附加结构或约束组件。

另外，本说明书或权利要求书中的元件、区块或步骤的任何列举都是出于清楚的目的。因此，这种列举不应被解释为要求或暗示这些元件、区块或步骤遵循特定布置或以特定顺序实施。

I.概述

系统(诸如无人驾驶飞行器(UAV)或更一般而言，飞行器等)可以在包括配置为实施飞行操作的多个UAV的机群中操作。UAV可以进行飞行操作，诸如有效载荷递送操作，并且在多次飞行操作的过程中可能会遭受损坏，需要更换一个或多个组件或可能经历一般的磨损。系统可以确定触发飞行前检查的与UAV相关联的操作状况。例如，操作状况可以指示UAV的阈值使用量或对UAV损坏的指示，或操作状况可以与UAV的环境(诸如天气状况)相关联。系统可以响应于确定操作状况而使UAV自动进行飞行前检查。

在示例中，系统可以包括充当UAV的机群的控制器的计算设备。计算设备可以跟踪每个UAV的各方面，诸如多次飞行操作、维护时间表、检测到的零件故障等，它们可以用于确定UAV是否应该进行飞行前检查。计算设备可以用信号通知UAV以在已知状况下进行飞行前检查来得到预期结果。例如，UAV的机群可以停靠在不受环境状况影响的充电部位处，并且可以在充电部位内进行飞行前检查，以便获得可靠结果。以这种方式，系统可以用增加的置信度评估UAV的性能。

在示例中，UAV可以由一个或多个飞行中基准跟踪，这些飞行中基准指示UAV需要维护，或应该在下一次飞行操作之前进行检查。例如，UAV可以在飞行操作期间跟踪电池使用量、振动水平、扭矩输出或其他参数。系统可以使用更改后的基准集合来进行UAV的飞行前检查，其中UAV参与受控的飞行前操作，诸如在悬停UAV时。UAV可以通过控制UAV的组件(诸如旋翼、副翼、升降舵、方向舵、伺服系统、致动器或UAV的其他可移动组件)来自动更改一个或多个变量，并且获得传感器数据以确定UAV如何对这些更改后的变量做出反应。UAV、计算设备或另一设备可以将传感器数据与预期数据进行比较，以评估UAV的性能。这允许系统在受控状况下系统地且一致地评估机群中的每个UAV。

在示例中，飞行前检查涉及UAV在悬停时并且在使用可控组件更改一个或多个变量时维持稳定取向。飞行前检查涉及确定UAV在更改变量时维持稳定取向的飞行响应，并且将这些响应与预期值进行比较。例如，传感器数据可以指示在飞行前检查期间由一个或多个旋翼施加的扭矩，并且将扭矩值与预期值进行比较。如果扭矩超过与预期值的阈值差异，那么控制器或UAV可以确定应该进行对特定组件的维护。通过运行控制UAV的组件的一致例程并且跟踪与UAV的飞行响应相关联的传感器数据，系统可以在飞行前检查期间对哪个组件有可能引起不规则飞行响应进行针对性分析。如本文中所使用，术语“飞行响应”是指由UAV基于施加到UAV的力而进行的调整。在飞行前检查的上下文中，飞行响应包括基于移动可控组件的调整。例如，在该上下文中，由UAV响应于通过移动UAV的副翼诱导的滚转扭矩而进行的调整将构成飞行响应。

在示例中，UAV的机群的控制器与调度系统接口连接，以将UAV分配给飞行操作并且预定对UAV的维护。调度系统在分配飞行操作时可以考虑飞行前检查。例如，调度系统或控制器可以分配已经进行了飞行前检查的给定UAV以在没有延迟的情况下进行飞行操作，而可以提示其他UAV在开始飞行操作之前进行飞行前检查。以这种方式，调度系统可以促进高优先级飞行操作。

现在将详细参考各种实施例，其示例在附图中进行了图示。在以下详细描述中，阐述了许多具体细节，以便提供对本公开和所描述的实施例的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开。在其他情况下，尚未详细地描述熟知方法、过程和组件以及电路，以免不必要地模糊实施例的各方面。

II.说明性无人驾驶载具

在本文中，术语“无人驾驶飞行器”和“UAV”是指能够在没有人类飞行员亲自在场的情况下进行一些功能的任何自主或半自主载具。

UAV可以采取各种形式。例如，UAV可以采取固定翼飞机、滑翔机、尾坐式飞机、喷气式飞机、涵道风扇飞机、轻于空气的飞船(诸如软式飞艇或可操纵气球)、旋翼飞机(诸如直升机或多旋翼直升机)和/或扑翼飞机等形式。进一步地，术语“无人驾驶飞机”、“无人驾驶飞行器系统”(UAVS)或“无人驾驶系统”(UAS)也可以用于指UAV。

图1是示例UAV 100的等距视图。UAV 100包括机翼102、吊杆104和机身106。机翼102可以是静止的，并且可以基于机翼形状和UAV的前进空速来生成升力。例如，两个机翼102可以具有翼型横截面以在UAV 100上产生空气动力。在一些实施例中，机翼102可以携载水平推进单元108，并且吊杆104可以携载垂直推进单元110。在操作中，推进单元的电力可以由机身106的电池隔室112提供。在一些实施例中，机身106还包括航空电子隔室114、附加电池隔室(未示出)和/或用于处理有效载荷的递送单元(未示出，例如绞盘系统)。在一些实施例中，机身106是模块化的，并且两个或更多个隔室(例如电池隔室112、航空电子隔室114、其他有效载荷和递送隔室)可彼此分离并且可彼此固定(例如机械地、磁性地或以其他方式)以连续地形成机身106的至少一部分。

在一些实施例中，吊杆104终止于方向舵116以用于UAV 100的改进式偏航控制。进一步地，机翼102可以包括一个或多个副翼以用于UAV 100的改进式滚转控制。

在所图示的配置中，UAV 100包括结构框架。结构框架可以被称为UAV的“结构H形框架”或“H形框架”(未示出)。H形框架可以包括在机翼102内的翼梁(未示出)和在吊杆104内的吊杆托架(未示出)。在一些实施例中，翼梁和吊杆托架可以由碳纤维、硬塑料、铝、轻金属合金或其他材料制成。翼梁和吊杆托架可以用夹具连接。翼梁可以包括用于水平推进单元108的预钻孔，并且吊杆托架可以包括用于垂直推进单元110的预钻孔。

在一些实施例中，机身106可以可移除地附接到H形框架(例如通过夹具附接到翼梁；配置有凹槽、突起部或其他特征以与对应H形框架特征配合等)。在其他实施例中，类似地，机身106可以可移除地附接到机翼102。机身106的可移除附接可以提高UAV 100的质量和/或模块化。例如，机身106的电气/机械组件和/或子系统可以与H形框架分开测试，并且在附接到H形框架之前进行测试。类似地，印刷电路板(PCB)118可以与吊杆托架分开测试并且在附接到吊杆托架之前进行测试，因此在完成UAV之前消除了有缺陷的零件/子组件。例如，机身106的组件(例如航空电子设备、电池单元、递送单元、附加电池隔室等)可以在机身106安装到H形框架之前进行电气测试。此外，PCB 118的马达和电子器件也可以在最终组装之前进行电气测试。一般而言，在组装进程早期识别有缺陷的零件和子组件降低了UAV的总成本和交付时间。此外，不同类型/型号的机身106可以附接到H形框架，因此提高了设计的模块化。这种模块化允许在没有对制造进程的实质性检修的情况下更新UAV 100的这些不同零件。

在一些实施例中，机翼壳体和吊杆壳体可以通过粘合元件(例如胶带、双面胶带、胶水等)附接到H形框架。因此，多个壳体可以附接到H形框架，而不是具有围绕H形框架模制的整体式主体。在一些实施例中，多个壳体的存在降低了由UAV的结构框架的热膨胀系数诱导的应力。因此，UAV可以具有更好的尺寸精度和/或提高的可靠性。

此外，在至少一些实施例中，相同的H形框架可以与具有不同大小和/或设计的机翼壳体和/或吊杆壳体一起使用，因此提高了UAV设计的模块化和通用性。机翼壳体和/或吊杆壳体可以由相对较轻的聚合物(例如闭孔泡沫)制成，该聚合物由较硬但相对较薄的塑料表皮覆盖。

来自机身106的电力和/或控制信号可以通过穿过机身106、机翼102和吊杆104的电缆路由到PCB 118。在所图示的实施例中，UAV 100具有四个PCB，但是其他数量的PCB也是可能的。例如，UAV 100可以包括两个PCB，每个吊杆具有一个PCB。PCB携载电子组件119，包括例如电力转换器、控制器、存储器、无源组件等。在操作中，UAV 100的推进单元108和110电气连接到PCB。

关于所图示的UAV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/或可以利用一个或多个涵道风扇来进行推进。进一步地，具有更多机翼的UAV(例如具有四个机翼的“x机翼”配置)也是可能的。尽管图1图示了两个机翼102、两个吊杆104、两个水平推进单元108以及每个吊杆104六个垂直推进单元110，但是应理解，UAV 100的其他变体可以用更多或更少的这些组件来实现。例如，UAV 100可以包括四个机翼102、四个吊杆104以及更多或更少的推进单元(水平或垂直)。

关于所图示的固定翼UAV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螺旋桨和/或可以利用一个或多个涵道风扇来进行推进。进一步地，具有更多机翼(例如具有四个机翼的“x机翼”配置)、具有更少机翼或甚至没有机翼的UAV也是可能的。

应理解，本文中对“无人驾驶”飞行器或UAV的引用同样可以适用于自主飞行器和半自主飞行器。在自主实现中，飞行器的所有功能性都是自动化的；例如经由对来自各种传感器的输入和/或预定信息做出响应的实时计算机功能性来预编程或控制。在半自主实现中，飞行器的一些功能可以由人类操作员控制，而自主地实施其他功能。进一步地，在一些实施例中，UAV可以配置为允许远程操作员接管原本可以由UAV自主控制的功能。又进一步地，给定类型的功能可以在一个抽象级别下被远程控制，而在另一抽象级别下被自主进行。例如，远程操作员可以诸如通过指定UAV应该从一个部位行驶到另一部位(例如从郊区的仓库行驶到附近城市的递送地址)来控制UAV的高级导航决策，而UAV的导航系统自主地控制更精细粒度的导航决策，诸如在两个部位之间采取的具体路线、在导航该路线时实现该路线并且避开障碍物的具体飞行控制等。

更一般而言，应理解，本文中所描述的示例UAV不旨在作为限制。示例实施例可以涉及任何类型的无人驾驶飞行器、在任何类型的无人驾驶飞行器内实现或采取任何类型的无人驾驶飞行器的形式。

III.说明性UAV组件

图2是图示了根据示例实施例的UAV 200的组件的简化框图。UAV 200可以采取参考图1描述的UAV 100的形式或在形式上类似于UAV 100。然而，UAV 200也可以采取其他形式。

UAV 200可以包括各种类型的传感器，并且可以包括配置为提供本文中所描述的功能性的计算系统。在所图示的实施例中，除了其他可能的传感器和感测系统之外，UAV200的传感器包括惯性测量单元(IMU)202、超声传感器204和GPS 206。在示例中，UAV 200也可以包括激光测距仪(未描绘)。UAV 200的其他配置也是可能的。

在所图示的实施例中，UAV 200还包括一个或多个处理器208。处理器208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208可以配置为执行计算机可读程序指令212，该计算机可读程序指令存储在数据存储装置210中并且可执行以提供本文中所描述的UAV的功能性。

数据存储装置210可以包括一种或多种计算机可读存储介质或采取一种或多种计算机可读存储介质的形式，该计算机可读存储介质可以由至少一个处理器208读取或访问。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、磁、有机或其他存储器或盘存储装置)，该存储组件可以整体或部分地与一个或多个处理器208中的至少一者集成。在一些实施例中，数据存储装置210可以使用单个物理设备(例如一个光、磁、有机或其他存储器或盘存储单元)来实现，而在其他实施例中，数据存储装置210可以使用两个或更多个物理设备来实现。

如所提及，数据存储装置210可以包括计算机可读程序指令212并且可能包括附加数据，诸如UAV 200的诊断数据。因而，数据存储装置210可以包括程序指令212以进行或促进本文中所描述的UAV功能性中的一些或全部。例如，在所图示的实施例中，程序指令212包括导航模块214和系链控制模块216。

A.传感器

在说明性实施例中，IMU 202可以包括加速度计和陀螺仪两者，加速度计和陀螺仪可以一起用于确定UAV 200的取向。具体地，加速度计可以测量载具相对于地面的取向，而陀螺仪测量围绕轴的旋转速率。IMU可以低成本、低功率包裹进行商购。例如，IMU 202可以采取小型化微机电系统(MEMS)或纳米机电系统(NEMS)的形式或包括小型化微机电系统或纳米机电系统。也可以利用其他类型的IMU。

除了加速度计和陀螺仪之外，IMU 202还可以包括其他传感器，这可以帮助更好地确定位置和/或帮助增加UAV 200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，其可以用于实现取向无关的电子指南针以得到精确航向信息。然而，也可以利用其他类型的磁力计。其他示例也是可能的。进一步地，要注意，UAV可以包括一些或所有上述惯性传感器，作为与IMU分离的组件。

UAV 200还可以包括压力传感器或气压计，其可以用于确定UAV 200的海拔。可替代地，其他传感器(诸如声波高度计或雷达高度计)可以用于提供对海拔的指示，这可以帮助提高IMU的精度和/或防止IMU的漂移。

在另一方面中，UAV 200可以包括允许UAV感测环境中的物体的一个或多个传感器。例如，在所图示的实施例中，UAV 200包括超声传感器204。超声传感器204可以通过生成声波并且确定波传输与接收到来自物体的对应回波之间的时间间隔来确定到物体的距离。无人驾驶载具或IMU的超声传感器的典型应用是低空控制和避障。超声传感器也可以用于需要悬停在特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、感测附近物体的存在和/或确定到附近物体的距离，这些系统诸如光检测和测距(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 200还可以包括一个或多个成像系统。例如，UAV 200可以利用一个或多个静态相机和/或摄像机来从UAV的环境中捕获图像数据。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)相机可以与无人驾驶载具一起使用。这种成像传感器具有许多可能的应用，诸如避障、定位技术、用于更精确的导航的地面跟踪(例如通过将光流技术应用于图像)、视频反馈和/或图像识别和处理，以及其他可能性。

UAV 200还可以包括GPS接收器206。GPS接收器206可以配置为提供作为熟知GPS系统的典型特征的数据，诸如UAV 200的GPS坐标。这种GPS数据可以由UAV 200用于各种功能。因而，UAV可以使用其GPS接收器206来帮助导航到呼叫者的部位，如至少部分地由他们的移动设备所提供的GPS坐标所指示的。其他示例也是可能的。

B.导航和部位确定

导航模块214可以提供允许UAV 200例如在其环境周围移动并且到达期望部位的功能性。为此，导航模块214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)来控制飞行的海拔和/或方向。

例如，为了将UAV 200导航到目标部位，导航模块214可以实现各种导航技术，诸如基于地图的导航和基于定位的导航。利用基于地图的导航，可以为UAV 200提供其环境的地图，然后可以使用该地图导航到地图上的特定部位。利用基于定位的导航，UAV 200可能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 200构建其自身的环境地图，并且计算其在地图内的位置和/或物体在环境中的位置。例如，在UAV 200在其整个环境中移动时，UAV 200可以连续使用定位来更新其环境地图。这种连续地图进程可以被称为同时定位和地图创建(SLAM)。也可以利用其他导航技术。

在一些实施例中，导航模块214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合。例如，空中导航航路点可以由某个纬度、经度和海拔定义。因此，导航模块214可以使UAV 200在航路点间移动，以便最终行驶到最终目的地(例如航路点序列中的最终航路点)。

在另一方面中，UAV 200的导航模块214和/或其他组件和系统可以被配置用于“定位”以更精确地导航到目标部位的场景。更具体地，在某些情况下可能需要UAV处于正由UAV递送有效载荷228的目标部位的阈值距离内(例如在目标目的地的几英尺内)。为此，UAV可以使用两级途径，其中该UAV使用更通用的部位确定技术来导航到与目标部位相关联的大致区域，然后使用更精准的部位确定技术来识别大致区域内的目标部位和/或导航到该目标部位。

例如，UAV 200可以使用航路点和/或基于地图的导航而导航到目标目的地的有效载荷228正在被递送的大致区域。UAV然后可以切换到其利用定位进程来定位和行驶到更具体的部位的模式。例如，如果UAV 200要将有效载荷递送到用户的家中，那么UAV 200可能需要大体上靠近目标部位，以避免将有效载荷递送到不期望区域(例如屋顶上、水池中、邻居的所有物上等)。然而，GPS信号可能仅到达UAV 200这么远(例如在用户家的街段内)。然后可以使用更精确的部位确定技术来寻找具体目标部位。

一旦UAV 200已经导航到目标递送部位的大致区域，就可以使用各种类型的部位确定技术来实现目标递送部位的定位。例如，UAV 200可以配备有一个或多个感测系统(诸如(例如)超声传感器204、红外传感器(未示出)和/或其他传感器)，该感测系统可以提供输入，导航模块214利用该输入来自主或半自主地导航到具体目标部位。

作为另一示例，一旦UAV 200到达目标递送部位(或移动主体，诸如人或其移动设备)的大致区域，UAV 200就可以切换到“线控飞行”模式，在该模式下，该UAV至少部分地由远程操作员控制，该远程操作员可以将UAV 200导航到具体目标部位。为此，可以将来自UAV200的感测数据发送给远程操作员，以协助他们将UAV 200导航到具体部位。

作为又一示例，UAV 200可以包括能够向路人发信号以协助到达具体目标递送部位的模块；例如，UAV 200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来指示需要这种协助，以及其他可能性。这种视觉或听觉消息可以指示在将UAV 200递送到特定的人或特定部位时需要协助，并且可以提供信息来协助路人将UAV 200递送到人或部位(例如人或部位的描述或图片和/或人或部位的名称)，以及其他可能性。在UAV无法使用感测功能或另一部位确定技术来到达具体目标部位的场景中，这种特征可能是有用的。然而，这种特征不限于这种场景。

在一些实施例中，一旦UAV 200到达目标递送部位的大致区域，UAV 200就可以利用来自用户的远程设备(例如用户的移动电话)的信标来定位此人。这种信标可以采取各种形式。作为示例，考虑了远程设备(诸如请求UAV递送的人的移动电话)能够发出定向信号(例如经由RF信号、光信号和/或音频信号)的场景。在这种场景中，UAV 200可以配置为通过对这种定向信号进行“寻源”(换句话说，通过确定信号最强的地点并且相应地导航)来进行导航。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 200可以监听该频率并且相应地导航。作为相关示例，如果UAV 200正在监听口头命令，那么UAV200可以利用口头陈述(诸如“我在这里”)对请求递送有效载荷的人的具体部位进行寻源。

在可替代布置中，导航模块可以在远程计算设备处实现，该远程计算设备与UAV200进行无线通信。远程计算设备可以接收指示UAV 200的操作状态的数据、来自UAV 200的允许其评估UAV 200所经历的环境状况的传感器数据和/或UAV 200的部位信息。在具备这种信息的情况下，远程计算设备可以确定UAV 200应该进行的高度和/或定向调整，和/或可以确定UAV 200应该如何调整其机械特征(例如其方向舵、升降舵、副翼和/或其螺旋桨的速度)以便实现这种移动。远程计算系统然后可以将这种调整传送给UAV 200，因此其可以以所确定的方式移动。

C.通信系统

在另一方面中，UAV 200包括一个或多个通信系统218。通信系统218可以包括一个或多个无线接口和/或一个或多个有线接口，这允许UAV 200经由一个或多个网络进行通信。这种无线接口可以在一个或多个无线通信协议(诸如蓝牙、WiFi(例如IEEE 802.11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)下提供通信。这种有线接口可以包括以太网接口、通用串行总线(USB)接口或类似接口，以经由导线、双绞线、同轴电缆、光链路、光纤链路或到有线网络的其他物理连接进行通信。

在一些实施例中，UAV 200可以包括允许短程通信和远程通信两者的通信系统218。例如，UAV 200可以被配置用于使用蓝牙的短程通信和CDMA协议下的远程通信。在这种实施例中，UAV 200可以配置为充当“热点”，或换句话说，作为远程支持设备与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。如此配置，UAV 200可以促进远程支持设备本身无法进行的数据通信。

例如，UAV 200可以提供到远程设备的WiFi连接，并且充当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协议下连接到该网络。UAV 200还可以充当远程设备可能无法以其他方式访问的高空气球网络、卫星网络或这些网络的组合等的代理或网关。

D.电力系统

在另一方面中，UAV 200可以包括电力系统220。电力系统220可以包括用于向UAV200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再充电的，并且每个电池可以经由电池与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。

E.有效载荷递送

UAV 200可以采用各种系统和配置以便输送和递送有效载荷228。在一些实现中，给定UAV 200的有效载荷228可以包括设计成将各种货物输送到目标递送部位的“包裹”或采取该“包裹”的形式。例如，UAV 200可以包括可以输送一个或多个物品的隔室。这种包裹可以是一种或多种食品、所购买的货物、医疗用品或具有适合由UAV在两个部位之间输送的大小和重量的任何其他物体。在其他实施例中，有效载荷228可以仅仅为正在递送的一个或多个物品(例如没有容纳物品的任何包裹)。

在一些实施例中，有效载荷228可以附接到UAV上，并且在UAV的一些或所有飞行期间大体上位于UAV的外部。例如，在飞行到目标部位期间，包裹可以被拴系或以其他方式可释放地附接在UAV下方。在包裹在UAV下方携载货物的实施例中，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，减少系统上的空气动力阻力并且防止包裹的内容物在UAV飞行期间移位。

例如，当有效载荷228采取用于输送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防水材料构成的外壳。进一步地，为了减少阻力，包裹可以以光滑表面为特征，该光滑表面具有减小前缘横截面区域的有尖头的前部。进一步地，包裹的侧面可以从较宽底部到较窄顶部逐渐变细，这允许包裹充当减小对UAV的机翼的干扰影响的较窄挂架。这可以使包裹的一些前缘区域和体积远离UAV的机翼，从而防止由包裹引起的机翼上的升力的减小。又进一步地，在一些实施例中，包裹的外壳可以由单片材料构成，以便减少空气间隙或额外材料，这两者都会增加系统的阻力。另外或可替代地，包裹可以包括抑制包裹颤振的稳定器。颤振的这种减少可以允许包裹与UAV具有不太刚性的连接，并且可以使包裹的内容物在飞行期间较少移位。

为了递送有效载荷，UAV可以包括由系链控制模块216控制的绞盘系统221，以便在UAV悬停于上方时将有效载荷228降低到地面。如图2中所示出，绞盘系统221可以包括系链224，并且系链224可以通过有效载荷耦合装置226耦合到有效载荷228。系链224可以缠绕在线轴上，该线轴联接到UAV的马达222。马达222可以采取DC马达(例如伺服马达)的形式，该DC马达可以由速度控制器主动控制。系链控制模块216可以控制速度控制器以使马达222旋转线轴，从而解开或收回系链224并且降低或升高有效载荷耦合装置226。在实践中，速度控制器可以输出线轴的期望操作速率(例如期望RPM)，该期望操作速率可以与系链224和有效载荷228应该朝向地面降低的速度对应。马达222然后可以旋转线轴，使得其维持期望操作速率。

为了经由速度控制器控制马达222，系链控制模块216可以从速度传感器(例如编码器)接收数据，该速度传感器配置为将机械位置转换成代表性模拟或数字信号。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马达的轴或联接到马达的线轴的旋转位置(和/或旋转移动)相关的信息，以及其他可能性。此外，速度传感器可以采取绝对编码器和/或增量编码器等形式。因此，在示例实现中，在马达222使线轴旋转时，旋转编码器可以用于测量该旋转。在这样做时，旋转编码器可以用于将旋转位置转换成由系链控制模块216用于确定线轴从固定参考角度的旋转量的模拟或数字电子信号和/或转换成代表新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，系链控制模块216可以确定马达222和/或线轴的旋转速度，并且响应地控制马达222(例如通过增加或减少供应给马达222的电流)以使马达222的旋转速度与期望速度相匹配。当调整马达电流时，电流调整的量值可以基于使用马达222的所确定的速度和期望的速度的比例-积分-微分(PID)计算。例如，当前调整的量值可以基于线轴的所确定的速度与期望速度之间的当前差异、过去差异(基于随着时间累积的误差)和未来差异(基于当前变化率)。

在一些实施例中，系链控制模块216可以改变系链224和有效载荷228下降到地面的速率。例如，速度控制器可以根据可变部署速率分布曲线和/或响应于其他因素来改变期望操作速率，以便改变有效载荷228朝向地面下降的速率。为此，系链控制模块216可以调整施加到系链224的制动量或摩擦量。例如，为了改变系链部署速率，UAV 200可以包括摩擦垫，该摩擦垫可以将可变量的压力施加到系链224。作为另一示例，UAV 200可以包括机动化制动系统，该机动化制动系统改变线轴放出系链224的速率。这种制动系统可以采取机电系统的形式，在该机电系统中马达222操作以减缓线轴放出系链224的速率。进一步地，马达222可以改变其调整线轴的速度(例如RPM)的量，因此可以改变系链224的部署速率。其他示例也是可能的。

在一些实施例中，系链控制模块216可以配置为将供应给马达222的马达电流限制为最大值。利用对马达电流的这种限制，可以存在马达222无法以速度控制器所指定的期望操作进行操作的情况。例如，如下面更详细地讨论的，可以存在速度控制器指定马达222应该朝向UAV 200收回系链224的期望操作速率的情况，但是马达电流可以被限制为使得系链224上的足够大的向下力将抵消马达222的收回力并且使系链224解开。如下面进一步讨论的，取决于UAV 200的操作状态，可以强加和/或更改对马达电流的限制。

在一些实施例中，系链控制模块216可以配置为基于供应给马达222的电流量来确定系链224和/或有效载荷228的状态。例如，如果将向下力施加到系链224(例如如果有效载荷228附接到系链224或如果系链224在朝向UAV 200收回时被物体钩住)，那么系链控制模块216可能需要增加马达电流，以便使马达222和/或线轴的所确定的旋转速度与期望速度相匹配。类似地，当从系链224移除向下力时(例如在递送有效载荷228或移除系链障碍时)，系链控制模块216可能需要降低马达电流，以便使马达222和/或线轴的所确定的旋转速度与期望速度相匹配。因而，系链控制模块216可以配置为监测供应给马达222的电流。例如，系链控制模块216可以基于从马达的电流传感器或电力系统220的电流传感器接收到的传感器数据来确定马达电流。在任何情况下，基于供应给马达222的电流，确定有效载荷228是否附接到系链224，某人或某物是否正在拉动系链224和/或在收回系链224之后有效载荷耦合装置226是否正在压靠UAV 200。其他示例也是可能的。

在有效载荷228的递送期间，有效载荷耦合装置226可以配置为在通过系链224从UAV降低时固定有效载荷228，并且还可以配置为在到达地面时释放有效载荷228。然后可以通过使用马达222卷起系链224来将有效载荷耦合装置226收回到UAV。

在一些实现中，一旦有效载荷228降低到地面，就可以被动地释放该有效载荷。例如，被动释放机构可以包括适于收回到外壳中和从外壳延伸的一个或多个摇臂。延伸的摇臂可以形成挂钩，有效载荷228可以附接在该挂钩上。在经由系链将释放机构和有效载荷228降低到地面时，释放机构上的重力以及向下惯性力可以使有效载荷228与挂钩分离，从而允许释放机构朝向UAV向上升起。释放机构还可以包括弹簧机构，当在摇臂上不存在其他外力时，该弹簧机构使摇臂偏置以收回到外壳中。例如，弹簧可以在摇臂上施加力，该力朝向外壳推动或拉动摇臂，使得一旦有效载荷228的重量不再迫使摇臂从外壳延伸，摇臂就收回到外壳中。当在递送有效载荷228时朝向UAV升起释放机构时，将摇臂收回到外壳中可以减少释放机构钩住有效载荷228或其他附近物体的可能性。

主动有效载荷释放机构也是可能的。例如，传感器(诸如基于气压的高度计和/或加速度计)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/或控制系统并且用于帮助确定释放机构何时到达地面(例如通过用加速度计检测作为地面冲击的特性的测量)。在其他示例中，UAV可以基于重量传感器检测到系链上的阈值低向下力和/或基于由绞盘在降低有效载荷时汲取的电力的阈值低测量来确定有效载荷已经到达了地面。

除了系留递送系统之外或作为系留递送系统的替代方案，用于递送有效载荷的其他系统和技术也是可能。例如，UAV 200可以包括气囊投放系统或降落伞投放系统。可替代地，携载有效载荷的UAV 200可以简单地降落在递送部位处的地面上。其他示例也是可能的。

IV.说明性UAV部署系统

可以实现UAV系统，以便提供各种UAV相关服务。具体地，可以在多个不同的发射场处提供UAV，这些发射场可以与区域和/或中央控制系统通信。这种分布式UAV系统可以允许快速地部署UAV以在较大地理区域(例如比任何单个UAV的飞行范围大得多)中提供服务。例如，能够携载有效载荷的UAV可以分布在跨较大地理区域(甚至可能遍及整个国家或甚至全世界)的多个发射场处，以便向遍及整个地理区域的部位提供各种物品的按需输送。图3是图示了根据示例实施例的分布式UAV系统300的简化框图。

在说明性UAV系统300中，访问系统302可以允许与UAV 304的网络交互、控制和/或利用UAV 304的网络。在一些实施例中，访问系统302可以是允许UAV 304的人工控制调遣的计算系统。因而，控制系统可以包括或以其他方式提供用户界面，用户可以通过该用户界面访问和/或控制UAV304。

在一些实施例中，UAV 304的调遣可以另外或可替代地经由一个或多个自动化进程来实现。例如，访问系统302可以调遣UAV 304中的一者将有效载荷输送到目标部位，并且UAV可以通过利用各种机载传感器(诸如GPS接收器和/或其他各种导航传感器)来自主地导航到目标部位。

进一步地，访问系统302可以提供UAV的远程操作。例如，访问系统302可以允许操作员经由其用户界面控制UAV的飞行。作为具体示例，操作员可以使用访问系统302来将UAV304调遣到目标部位。UAV 304然后可以自主导航到目标部位的大致区域。此时，操作员可以使用访问系统302来控制UAV 304并且将UAV导航到目标部位(例如导航到正在输送有效载荷的特定人)。UAV的远程操作的其他示例也是可能的。

在说明性实施例中，UAV 304可以采取各种形式。例如，UAV 304中的每一者可以是诸如图1A至图1E中所图示的UAV。然而，UAV系统300还可以在不脱离本发明的范围的情况下利用其他类型的UAV。在一些实现中，所有UAV 304都可以具有相同或类似配置。然而，在其他实现中，UAV 304可以包括多种不同类型的UAV。例如，UAV 304可以包括多种类型的UAV，其中每种类型的UAV被配置用于一种或多种不同类型的有效载荷递送能力。

UAV系统300还可以包括远程设备306，该远程设备可以采取各种形式。一般而言，远程设备306可以是任何设备，通过该设备可以做出对调遣UAV的直接或间接请求。(要注意，间接请求可以涉及可以通过调遣UAV(诸如请求包裹递送)来进行响应的任何通信)。在示例实施例中，远程设备306可以是移动电话、平板计算机、膝上型计算机、个人计算机或任何网络连接的计算设备。进一步地，在一些情况下，远程设备306可以不是计算设备。作为示例，允许经由普通老式电话服务(POTS)进行通信的标准电话可以充当远程设备306。其他类型的远程设备也是可能的。

进一步地，远程设备306可以配置为经由一种或多种类型的通信网络308与访问系统302通信。例如，远程设备306可以通过经由POTS网络、蜂窝网络和/或数据网络(诸如互联网)通信来与访问系统302(或访问系统302的人类操作员)通信。也可以利用其他类型的网络。

在一些实施例中，远程设备306可以配置为允许用户请求将一个或多个物品递送到期望部位。例如，用户可以经由其移动电话、平板或膝上型计算机请求UAV将包裹递送到他们的家中。作为另一示例，用户可以请求动态递送到他们在递送时所在的任何地方。为了提供这种动态递送，UAV系统300可以从用户的移动电话或用户身上的任何其他设备接收部位信息(例如GPS坐标等)，使得UAV可以导航到用户的部位(如他们的移动电话所指示的)。

在说明性布置中，中央调遣系统310可以是服务器或服务器组，该服务器或服务器组配置为从访问系统302接收调遣消息请求和/或调遣指令。这种调遣消息可以请求或指示中央调遣系统310协调UAV到各种目标部位的部署。中央调遣系统310还可以配置为将这种请求或指令路由到一个或多个本地调遣系统312。为了提供这种功能性，中央调遣系统310可以经由数据网络(诸如互联网或专用网络)与访问系统302通信，该数据网络是针对访问系统与自动化调遣系统之间的通信而建立的。

在所图示的配置中，中央调遣系统310可以配置为协调来自多个不同的本地调遣系统312的UAV 304的调遣。因而，中央调遣系统310可以跟踪哪些UAV 304位于哪些本地调遣系统312，哪些UAV 304当前可用于进行部署和/或UAV 304中的每一者被配置用于哪些服务或操作(在UAV机群包括被配置用于不同服务和/或操作的多种类型的UAV的情况下)。另外或可替代地，每个本地调遣系统312可以配置为跟踪其相关联的UAV 304中的哪些当前可用于进行部署和/或当前处于物品输送之中。

在一些情况下，当中央调遣系统310从访问系统302接收到对UAV相关服务(例如物品的输送)的请求时，中央调遣系统310可以选择要调遣的具体UAV 304进行调遣。中央调遣系统310可以相应地指示与所选择的UAV相关联的本地调遣系统312来调遣所选择的UAV。本地调遣系统312然后可以操作其相关联的部署系统314来发射所选择的UAV。在其他情况下，中央调遣系统310可以将对UAV相关服务的请求转发给位于请求支持的部位附近的本地调遣系统312，并且将对特定UAV 304的选择留给本地调遣系统312。

在示例配置中，本地调遣系统312可以被实现为位于与其控制的部署系统314相同的部位处的计算系统。例如，本地调遣系统312可以由安装在建筑物(诸如仓库)处的计算系统实现，与特定本地调遣系统312相关联的部署系统314和UAV 304也位于该建筑物处。在其他实施例中，本地调遣系统312可以在远离其相关联的部署系统314和UAV 304的部位处实现。

关于UAV系统300的所图示的配置的许多变化和替代方案是可能的。例如，在一些实施例中，远程设备306的用户可以直接向中央调遣系统310请求递送包裹。为此，可以在远程设备306上实现应用，该应用允许用户提供关于所请求的递送的信息，并且生成和发送数据消息以请求UAV系统300提供递送。在这种实施例中，中央调遣系统310可以包括自动化功能性，以处理由这种应用生成的请求，评估这种请求并且如果适用，与适当的本地调遣系统312协调以部署UAV。

进一步地，本文中归属于中央调遣系统310、本地调遣系统312、访问系统302和/或部署系统314的一些或所有功能性可以组合在单个系统中，在更复杂的系统中实现和/或以各种方式在中央调遣系统310、本地调遣系统312、访问系统302和/或部署系统314之间重新分布。

又进一步地，虽然每个本地调遣系统312被示出为具有两个相关联的部署系统314，但是可替代地，给定的本地调遣系统312可以具有更多或更少的相关联的部署系统314。类似地，虽然中央调遣系统310被示出为与两个本地调遣系统312通信，但是可替代地，中央调遣系统310可以与更多或更少的本地调遣系统312通信。

在另一方面中，部署系统314可以采取各种形式。一般而言，部署系统314可以采取用于物理地发射UAV 304中的一者或多者的系统的形式或包括该系统。这种发射系统可以包括提供自动化UAV发射的特征和/或允许人工辅助UAV发射的特征。进一步地，部署系统314可以分别配置为发射一个特定UAV 304或发射多个UAV 304。

部署系统314还可以配置为提供附加功能，包括例如诊断相关功能，诸如验证UAV的系统功能性、验证容纳在UAV内的设备(例如有效载荷递送装置)的功能性和/或维护容纳在UAV内的设备或其他物品(例如通过监测有效载荷的状态，诸如其温度、重量等)。

在一些实施例中，部署系统314和其对应UAV 304(以及可能相关联的本地调遣系统312)可以战略性地分布在整个区域(诸如城市)中。例如，部署系统314可以战略性地分布，使得每个部署系统314接近一个或多个有效载荷拾取部位(例如在餐馆、商店或仓库附近)。然而，取决于特定实现，部署系统314(以及可能的本地调遣系统312)可以其他方式分布。作为附加示例，允许用户经由UAV输送包裹的信息亭可以安装在各种部位中。这种信息亭可以包括UAV发射系统，并且可以允许用户提供其包裹以装载到UAV上并且支付UAV运输服务，以及其他可能性。其他示例也是可能的。

在另一方面中，UAV系统300可以包括用户账户数据库316或具有访问该用户账户数据库的权限。用户账户数据库316可以包括多个用户账户的数据，并且这些用户账户分别与一个或多个人相关联。对于给定的用户账户，用户账户数据库316可以包括与提供UAV相关服务相关或在提供UAV相关服务时有用的数据。通常，与每个用户账户相关联的用户数据可选地由相关联的用户提供和/或在相关联的用户许可的情况下进行收集。

进一步地，在一些实施例中，如果人希望由UAV 304从UAV系统300为其提供UAV相关服务，那么可能需要此人向UAV系统300注册用户账户。因而，用户账户数据库316可以包括给定用户账户的授权信息(例如用户名和密码)和/或可以用于授权访问用户账户的其他信息。

在一些实施例中，人可以将其设备中的一者或多者与其用户账户相关联，使得他们可以访问UAV系统300的服务。例如，当一个人使用相关联的移动电话，例如向访问系统302的操作员发出呼叫或将请求UAV相关服务的消息发送给调遣系统时，该电话可以经由唯一设备标识号来识别，并且该呼叫或消息然后可以归因于相关联的用户账户。其他示例也是可能的。

V.用于进行UAV的飞行前检查的示例系统和方法

图4图示了根据示例实施例的系统的框图。具体地，图4示出了系统400。系统400包括计算设备402，该计算设备充当UAV机群的控制器，该UAV机群包括第一UAV 410、第二UAV412和第n UAV 414。UAV机群可以包括共同用于进行飞行操作(诸如递送有效载荷)的若干附加UAV。

计算设备402包括处理器404、存储器406和指令408，该指令存储在存储器406中并且可由处理器404执行以进行功能。

处理器404可以包括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404可以配置为执行计算机可读程序指令，该计算机可读程序指令存储在存储器406中并且对于本文中所描述的功能是可执行的。存储器406可以包括一种或多种计算机可读存储介质或采取一种或多种计算机可读存储介质的形式，该计算机可读存储介质可以由处理器404中的至少一个处理器读取或访问。一个或多个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、磁、有机或其他存储器或盘存储装置)，该存储组件可以整体或部分地与处理器404中的至少一者集成。在一些实施例中，存储器406可以使用单个物理设备(例如一个光、磁、有机或其他存储器或盘存储单元)来实现，而在其他实施例中，存储器406可以使用两个或更多个物理设备来实现。

存储器406可以包括指令408(诸如计算机可读程序指令)并且可能包括附加数据，诸如一个或多个UAV的性能的飞行操作的时间表、UAV的飞行前检查的所存储的记录、用于进行飞行前检查的指令、在进行飞行前检查时使用的预期传感器数据、UAV的预定维护或与本文中所描述的功能相关的其他数据。因而，存储器406可以包括指令408以进行或促进本文中相对于系统400所描述的功能性中的一些或全部。

系统400还包括调度系统416。调度系统416可以包括类似于计算设备402配置的计算设备。调度系统416可以与后端系统通信或作为后端系统的一部分，该后端系统负责接收对已执行任务的请求并且跨多个部位系统地分配任务。例如，调度系统可以确定UAV的中枢在给定时间帧内进行的飞行操作集合，并且可以将这些分配的飞行操作传送给计算设备402。在其他示例中，调度系统416可以与计算设备402集成。

在示例中，计算设备402或调度系统416为机群中的单独UAV预定飞行前检查，并且另外可以基于使用飞行前检查评估UAV的性能来预定对UAV的维护。

每个UAV可以包括类似于处理器404配置的一个或多个处理器以及类似于存储器406配置的存储器。进一步地，每个UAV可以包括存储在存储器上的指令，这些指令可由一个或多个处理器执行以进行本文中所描述的一个或多个功能，或与计算设备402交互以进行这些功能。例如，每个UAV可以配置为自动进行飞行前检查并且在飞行前检查期间评估其自身的性能，或可以将飞行前检查的结果发送给计算设备402以进行评估。

图5图示了根据示例实施例的方法的流程图。具体地，图5示出了根据系统400实现的方法500。

在框502中，方法500包括：确定已经将新飞行操作分配给了给定UAV。飞行操作可以包括有效载荷递送，并且可以包括与有效载荷的部位、目的地部位和预定递送时间相关的信息。

在框504中，方法500包括：确定UAV的飞行前检查提示。例如，飞行前检查提示可能涉及UAV或系统400的一个或多个操作阈值。这些操作阈值可以包括自UAV的最后一次飞行操作以来的阈值时间或自UAV的最新飞行操作以来的环境状况(例如温度、湿度或风速)的阈值差异。其他飞行前检查提示可以包括系统是否确定先前飞行操作具有UAV的一个或多个组件的潜在问题的证据，确定UAV的不良飞行性能或确定在新飞行操作之前为UAV预定了维护或已经对UAV进行了维护。

在框506中，方法500包括：对UAV进行飞行前检查。飞行前检查可以由UAV的控制器、UAV或控制器与UAV的组合进行。飞行前检查的一部分包括：基于UAV的飞行响应来评估UAV的性能，同时进行相对较短的飞行操作，诸如将UAV悬停于起飞部位上方。在飞行前检查期间，UAV可以以预定序列移动UAV的一个或多个可控组件。例如，这可以包括按顺序致动巡航马达、悬停马达和航空控制表面(例如副翼、升降舵和方向舵)。

可以基于飞行前检查的上下文来更改飞行前检查。例如，如果特定组件已经进行了维护，那么飞行前检查可以使用集中的移动序列，这些移动序列测试组件进行的效果。例如，如果副翼被更换，那么移动序列可以集中于移动副翼和跟踪飞行器响应于移动副翼的飞行响应。作为另一示例，在与有风状况相关联的飞行前检查中，UAV可以悬停在有助于测试风力状况和对风力状况的飞行响应的海拔处。例如，该海拔可以大于一般飞行前检查的海拔。下面相对于图6A至图6D和图9提供相对于飞行前检查的其他细节。

在框508中，方法500包括：使UAV进行飞行操作或通过使UAV降落来发起UAV的回收。在一些示例中，UAV可以独立地达成该确定，并且响应于其自己在飞行前检查期间的性能评估而自动进行飞行操作。在其他示例中，UAV可以将传感器数据中继到控制器，并且控制器可以在将进行飞行操作或降落的控制指令发送给UAV之前评估UAV的性能。在一些示例中，飞行前检查独立于分配给新飞行操作的UAV进行。下面相对于图6B、图6C和图10提供关于评估UAV的性能的其他细节。

图6A图示了根据示例实施例的处于第一状态下的系统。具体地，图6A示出了系统600，该系统包括具有旋翼604、606、608和610以及螺旋桨612的UAV 602。在第一状态的示例场景中，UAV在起飞部位614处空闲并且正在等待进行飞行操作或进行飞行前检查的提示。

在示例中，UAV 602可以对一个或多个组件进行初步检查，以确保悬停UAV 602所需的任何组件都有效操作。例如，UAV可以循环通过旋翼604、606、608和610并且检测UAV中的轻微移动，以确定它们是否正在生成足够的推力来进行有效地操作。UAV可以包括IMU或加速度计，该IMU或加速度计检测与被致动的每个旋翼相关联的移动或振动，并且UAV或控制器可以将该数据与预期数据进行比较，以确定每个旋翼正在生成阈值水平的推力。因此，在第一状态的可替代的示例场景中，UAV在飞行前检查之前正在进行初步检查，该检查确认用于悬停UAV的旋翼和UAV 602上的对应安装的完整性。

在一些示例中，UAV手动或通过另一设备输送到一个部位。例如，这可以在对UAV的维护之后发生或在UAV的机群在多个UAV中枢之间进行重组的情况下发生。因此，在图6A中所描绘的场景中，UAV的精确部位未被确认，并且UAV在没有预定部位的情况下开始飞行前检查。在这些场景中，飞行前检查允许UAV在进行飞行操作之前确定其部位。

图6B图示了根据示例实施例的处于第二状态下的系统。具体地，图6B示出了UAV602悬停于起飞部位614上方。在悬停时，UAV 602移动多个可控组件，包括旋翼604、606、608和610、螺旋桨612和方向舵616。如图6C中所示出，也可以移动其他可控组件。UAV单独地并且按顺序控制这些组件，而其他组件维持UAV的稳定取向。例如，UAV的底侧可以连续地定向为面朝起飞部位614，或更一般而言，可以与地表面对齐。

当不同组件正被致动用于飞行前检查时，UAV可以具有校正通过致动组件而生成的力的飞行响应。例如，当在悬停UAV 602的同时移动方向舵616时，UAV可能倾向于沿着偏航轴618旋转，但是其他组件(诸如旋翼和另一方向舵)可以做出响应以抵消这种影响。传感器数据(诸如IMU数据)可以检测UAV响应于移动方向舵616而旋转的程度，并且传感器数据还可以指示信息，诸如提供给每个旋翼的电力电平和其他方向舵、副翼、升降舵或其他组件在UAV参与对移动方向舵616的飞行响应时的位置。涉及移动副翼并且跟踪沿着滚转轴620的旋转或移动升降舵并且跟踪沿着俯仰轴622的旋转的其他示例可以是飞行前检查的一部分。因此，加速度、速度和位置数据可以用于评估UAV 602的性能。

UAV 602的飞行响应可以指示受控组件(例如方向舵616)是否正在适当地操作。例如，如果来自IMU的预期传感器数据指示在UAV 602的飞行响应之前应该已经发生了更多旋转，那么这可以指示方向舵616正在生成预期的、沿着偏航轴618的更少扭矩，并且这指示方向舵616或UAV 602上的方向舵616的安装可能被损坏。在其他上下文中，飞行响应可以指示UAV的另一零件正在意外地操作。例如，另一方向舵的位置数据可以指示另一个方向舵、副翼或升降舵在飞行响应期间没有如预期一般移动，并且这可以指示该组件没有如预期一般操作或UAV 602的控制系统没有如预期一般操作。在这些场景中的任一者中，确定UAV性能的潜在问题可以包括：将传感器数据与预期传感器数据进行比较，并且确定传感器数据与预期数据相差阈值量。例如，如果差值大于阈值，那么UAV可以被停飞并且经进一步分析或标记以进行维护。

在示例中，在飞行前检查期间，同时分析UAV 602的其他方面。例如，可以分析UAV中的振动水平，以评估UAV中的连接。例如，相对于预期振动水平的增加的振动可以指示脱胶接头。也可以使用振动来分析硬件完整性。例如，相对于预期振动水平的增加的振动可以指示一个或多个或碎裂的螺旋桨或旋翼。作为另一示例，可以分析UAV 602的电力系统以确保电池被适当地加热(例如通过检测电池的温度)以允许完全能量汲取能力，并且指示UAV602中的电路如预期一般操作。在其他示例中，UAV 602的部位可以在飞行前检查期间通过识别基准标志624或与已知部位相关联的环境的其他视觉特征来确认。例如，相机可以将捕获到的图像的各方面与已知地图的一个或多个特征进行匹配以导出UAV的部位。

如上文所描述，飞行前检查可以包括特定移动序列，以系统地审查UAV 602中的每个相关组件，并且允许在与预期传感器数据进行比较时使用一致传感器数据。在一些示例中，可以控制移动序列以逐渐更改不同组件的输出，从而确定UAV 602或其组件以与预期不同的方式进行的阈值。例如，可以控制一个或多个旋翼以向UAV 602添加力诱导振动，并且可以改变振动的量值和频率以确定UAV 602在飞行操作期间可能经历的状况的范围。下面相对于图7提供了对这些实现的进一步描述。

UAV可以自动进行飞行前检查和对应评估，并且可以将其自身从指定用于未来飞行操作的UAV列表中移除。例如，UAV可以与控制器或后端系统(例如调度系统416)通信，以指示UAV 602应该被分析或接受维护。在一些示例中，UAV可以自动检测不正确进行的特定组件，并且可以指示该组件需要更换或维护控制器。

图6C图示了根据示例实施例的处于第二状态下的系统600的透视图。如图6C中所示出，UAV 602另外包括副翼626。UAV 602的该组件和其他组件可以以移动序列移动，以便驱动UAV 602的飞行响应。

图6D图示了根据示例实施例的处于第三状态下的系统。具体地，图6D示出了在进行飞行前检查之后继续进行飞行操作的UAV 602。在一些上下文中，可以周期性地进行飞行前检查以便确保UAV 602准备好进行飞行操作。在其他示例中，可以在进行飞行操作之前直接进行飞行前检查，以便在进行飞行操作之前提供最新信息。

图7图示了根据示例实施例的UAV的力诱导振动和振动分布曲线。具体地，图7示出了根据扫频信号(chirp signal)增加频率的力诱导振动700和指示UAV上的响应于力诱导振动的检测到的振动分布曲线702。例如，可以在不同的电力电平下致动一个或多个旋翼，以沿着UAV的一个或多个结构构件(例如吊杆臂)驱动扭矩，这引起了UAV的飞行响应。UAV可以以与其他方式不同的方式吸收力诱导振动700的一些频率。例如，第一频率范围704、第二频率范围706、第三频率范围708和第四频率范围710可以分别具有与不同阻尼相关联的不同振幅。这些不同的阻尼水平可以与UAV的性能水平对应。例如，可以将预期振动分布曲线与振动分布曲线702进行比较，以确定UAV是否正在正常进行或是否需要维护。如本文中所使用，“力诱导振动”是指因施加到一个或多个结构组件(例如来自旋翼)的扭矩而引起的UAV的一个或多个结构组件(例如UAV的吊杆臂、机翼或机身)的振动。如本文中所使用，术语“振动分布曲线”是指振动数据类集(例如基于来自IMU的传感器数据而确定的)，该振动数据类集指示UAV的一个或多个结构组件随着时间和/或随着振动频率范围振动的量。

确定预期振动分布曲线可以通过对来自确定为正常进行的多个UAV的振动分布曲线进行平均来进行。在其他示例中，可以用来自多个UAV的传感器数据训练机器学习模型，以便确定振动分布曲线702是否指示UAV的一个或多个组件需要维护。评估振动分布曲线的其他方式是可能的。

在示例中，UAV在飞行操作期间的振动分布曲线可以用于确定UAV是否应该进行飞行前检查。关于使用飞行中传感器数据来确定是否进行飞行前检查的其他细节将在下面相对于图9进行描述。

图8图示了根据示例实施例的系统。具体地，图8示出了包括UAV的机群802和控制器808的系统800。控制器808可以类似于计算设备402来配置。

控制器808可以与调度系统接口连接，以分配机群802中的每个UAV的飞行操作，并且还可以指示UAV根据提示集合来进行飞行前检查。在UAV到达降落部位时，控制器808可以更新与每个UAV相关联的记录，并且可以保存由UAV获得的传感器数据。通过跟踪每个UAV的使用量和来自每个UAV的飞行操作的传感器数据，控制器808可以促进不干扰飞行操作时间表的周期性飞行前检查。

在一些示例中，机群802中的不同UAV可以在飞行前检查中以不同方式对待。例如，第一UAV 804可以具有比第二UAV 806更多或更少的使用量，或可以是适合于不同类型的飞行操作的不同型号的UAV。与较少使用、较新或最近维护的UAV相比，较多使用、具有较旧组件或最近维护较少的UAV可以更频繁地经受飞行前检查。进一步地，可以针对不同型号的UAV实现不同类型的飞行前检查，以便更精确地评估UAV的性能。

图9图示了根据示例实施例的方法的框图。具体地，图9示出了方法900。方法900可以由上面相对于图1至图8描述的系统、设备、组件或它们的组合中的任一者实施。

此外，对于图9中所示出的方法和本文中所公开的其他进程和方法，流程图示出了当前实施例的一种可能实现的功能性和操作。就这一点而言，一些框可以表示程序代码的模块、段或一部分，其包括可由处理器执行的一个或多个指令，以用于实现进程中的具体逻辑功能或步骤。程序代码可以存储在任何类型的计算机可读介质(例如(诸如)包括磁盘或硬盘驱动器的存储设备)上。计算机可读介质可以包括非暂时性计算机可读介质，例如(诸如)在较短时间段内存储数据的计算机可读介质，比如寄存器存储器、处理器高速缓存和随机存取存储器(RAM)。例如，计算机可读介质还可以包括非暂时性介质，诸如辅助或永久长期存储装置，比如只读存储器(ROM)、光盘或磁盘、光盘只读存储器(CD-ROM)。计算机可读介质也可以是任何其他易失性或非易失性存储系统。例如，计算机可读介质可以被视为是计算机可读存储介质、有形存储设备或其他制品。

此外，对于本文中所公开的方法以及其他进程和方法，图9中的每个框可以表示被布线以进行进程中的具体逻辑功能的电路系统。

在框902中，方法900包括：确定与无人驾驶飞行器(UAV)相关联的操作状况。例如，确定操作状况可以涉及确定UAV的维护或使用量的各方面，诸如UAV最近维护得怎么样或UAV在给定时间范围(timeframe)(例如自最新飞行前检查以来)内已经进行了多少次飞行操作。在另一示例中，确定操作状况可以涉及确定UAV的飞行中性能，诸如完成飞行操作的实际时间相对于完成飞行操作的预期时间。在另一示例中，确定操作状况可以涉及确定环境状况，诸如环境中的温度、湿度或风速。也可以确定其他类型的操作状况。在示例中，UAV的控制器可以确定操作状况。在其他示例中，UAV可以自动确定操作状况。

在框904中，方法900包括：响应于确定操作状况，使UAV进行飞行前检查。飞行前检查可以包括若干不同测试，以确定UAV的性能水平。在一些示例中，飞行前检查涉及一个或多个目标测试，这取决于检测到哪种操作状况。例如，与检测到飞行前检查之间的阈值时间相关联的一般飞行前检查可以包括若干检查，而与相对于过去飞行操作的增加的风速相关联的飞行前检查可以集中于旋翼和航空表面在有风状况下的性能。

根据框904进行框906至914。具体地，框906至914涉及对UAV进行飞行前检查。在示例中，控制器(例如计算设备402)、UAV或控制器与UAV的组合可以进行框906至914的各方面。

在框906中，方法900包括：将UAV悬停于起飞部位上方。例如，这可以如上面相对于图6B和图6C所述进行。

在框908中，方法900包括：当悬停UAV时，根据预定移动序列来移动UAV的一个或多个可控组件。例如，不同旋翼、副翼、升降舵、方向舵、伺服系统、致动器或UAV的其他可移动组件可以随着时间依次移动，以便评估UAV在序列的每个阶段的性能。以这种方式，飞行前检查可以用于识别UAV的可能需要进一步分析或维护的具体方面。在示例中，控制器可以包括用于供UAV检查的飞行前检查移动的数据库或与该数据库通信。以这种方式，系统可以在不同情况下调整飞行前检查，或可以确保每个UAV进行相同检查，即使调整了序列也是如此。

在框910中，方法900包括：由UAV的一个或多个传感器获得传感器数据，该传感器数据指示UAV的对在悬停UAV时移动一个或多个可控组件的飞行响应。例如，IMU、加速度计或指示UAV的取向、UAV所施加的力(例如给定旋翼的推力和UAV上的对应扭矩)或UAV所经受的力(例如阻力)的其他传感器可以用于获得传感器数据。该传感器数据可以指示UAV如何基于因移动序列而引起的力来发起飞行响应。

在框912中，方法900包括：将传感器数据与预期传感器数据进行比较，该预期传感器数据与在悬停UAV时对预定移动序列的预期飞行响应相关联。

在框914中，方法900包括：基于将传感器数据与预期传感器数据进行比较，评估UAV的性能。例如，可以确定传感器数据与预期传感器数据之间的差异，并且可以将该差异与一个或多个阈值进行比较，以确定UAV是否具有对移动序列中的每个移动的正常飞行响应。如果差异超过阈值，那么UAV可以被指定用于进行进一步分析或维护。在一些示例中，可以基于传感器数据与预期数据之间的差异来计算总性能分数。如果分数超过归一化分数阈值(例如高于1.0最大归一化分数中的0.9)，那么UAV可以被准许进行飞行操作，并且以其他方式可以被指定用于进行进一步分析或维护。

在示例中，评估UAV的性能可以包括：评估UAV的特定组件。例如，传感器数据可以指示UAV的致动器或其他可移动组件的事故、故障或损坏、不精确的或损坏的传感器(例如持续提供与预期数据不同的数据或不提供充足数据的传感器)或UAV的失效结构组件(例如损坏的吊杆臂或机翼)。致动器特定的、传感器特定的或结构组件特定的检查可以被实现为飞行前检查的一部分。例如，传感器特定的检查可以包括GPS模块检查(在给定时间将被跟踪卫星的数量与可跟踪卫星的总数进行比较)、相机检查(确定相机是否正在精确地检测运动、基准或着陆垫)、深度传感器检查(确定系统是否可以使用来自一个或多个深度传感器的传感器数据来检测障碍物或地表面)。

在示例中，方法900还包括：基于评估UAV的性能，使UAV进行飞行操作。在一些示例中，UAV可以自我评估，并且确定是否进行飞行操作，或其是否应该被指定用于进行进一步维护。在其他示例中，UAV可以将传感器数据传输到控制器，并且控制器可以评估UAV。在一些示例中，一种类型的飞行操作可以基于评估UAV的性能而被指定用于UAV。例如，如果性能低于标称值(例如具有低于第一阈值分数的性能评级)但是仍然适合于一些任务(例如评级高于第二阈值分数)，那么可以为UAV分配不太困难的任务(例如在阈值飞行半径内的飞行操作)，而可以为机群中的其他UAV分配更困难的任务(例如在阈值飞行半径外的飞行操作)。在一些示例中，该评估和指定可以由UAV独立地进行。在其他示例中，控制器可以基于飞行前检查和/或基于来自UAV的飞行日志的传感器数据来存储每个UAV的性能评级，并且可以相应地为每个UAV分配任务。在这些示例中，性能评级可以基于来自UAV的飞行日志的传感器数据和来自飞行前检查的传感器数据两者。

在示例中，方法900包括：基于评估UAV的性能，使UAV返回到起飞部位并且预定对UAV的维护。

在示例中，飞行前检查还包括：在移动一个或多个可控组件的同时，维持UAV沿着至少一个轴的位置或取向中的至少一者，并且预期数据包括与UAV在悬停时的稳定取向对应的值。例如，一个或多个可控组件可以包括副翼、升降舵或方向舵中的一者或多者，并且传感器数据可以包括扭矩数据，该扭矩数据指示在维持UAV的取向时由UAV的一个或多个旋翼在滚转轴、俯仰轴和偏航轴上施加的扭矩。在这些示例中，将传感器数据与预期传感器数据进行比较包括：在移动副翼时将扭矩数据与预期滚转扭矩进行比较，在移动升降舵时将扭矩数据与预期俯仰扭矩进行比较，并且在移动方向舵时将扭矩数据与预期偏航扭矩进行比较。

在示例中，确定与UAV相关联的操作状况包括：检测与UAV的飞行性能相关联的环境状况，并且使UAV进行飞行前检查包括：响应于检测到环境状况而使UAV进行飞行前检查。例如，检测环境状况可以包括：检测大于或等于阈值风速的风速。在示例中，检测环境状况可以包括：检测自UAV的最新飞行操作以来湿度、温度或风速中的一者或多者的变化。以这种方式，系统可以在变化中的状况下重新评估UAV。

在示例中，确定操作状况包括：确定自UAV的最新飞行操作以来的非活动时段已经超过了阈值时间段。例如，阈值时间段可以是60天。

在示例中，确定操作状况包括：确定在UAV的最新飞行操作与当前时间之间已经在UAV中进行了维护。以这种方式，系统可以检查以确定由维护解决的问题是否已经提高了UAV的性能，或可能引入了新问题。

在示例中，确定操作状况包括：将来自最新飞行的UAV的一个或多个飞行中参数值与预期飞行中参数值进行比较；以及基于一个或多个飞行中参数值与预期飞行中参数值之间的差异大于或等于阈值差异来确定潜在故障状况。例如，飞行中参数值与预期飞行中参数值之间的变化系数大于1可以指示潜在故障状况，诸如脱胶接头、碎裂的旋翼或不移动的航空表面。作为另一示例，可以在最新飞行操作期间为UAV确定振动分布曲线，并且可以将其与示例振动分布曲线进行比较，以确定是否存在可能故障状况。在这些示例中，预期飞行中参数值可以与飞行前检查的预期传感器数据不同。例如，飞行前检查的预期传感器数据可以与将UAV悬停相对较短的时段(例如少于一分钟)对应，而预期飞行中数据可以与在起飞部位与目的地之间导航了较长时段(例如20分钟或更长)对应。

在示例中，可以使用来自多个飞行操作的振动分布曲线来训练机器学习模型，该振动分布曲线可以作为输入提供给经过训练的机器学习模型，并且机器学习模型可以输出(例如提供分数)指示UAV与预期相比如何正常操作，或可以输出与UAV的多个不同组件对应的输出。例如，可以训练机器学习模型以对UAV的不同类型的潜在故障状况进行分类。在更一般示例中，可以使用来自多个飞行操作的传感器数据来训练机器学习模型，并且来自最新飞行操作的传感器数据可以作为输入提供给经过训练的机器学习模型，该机器学习模型可以输出对UAV或其组件在飞行操作期间进行的效率的指示。这些机器学习示例可以根据框902来实现，以确定UAV的操作状况(例如识别可能故障状况)。

在示例中，飞行前检查还包括：在悬停UAV时，识别UAV周围的环境中的视觉特征(例如所放置的部位标志)，并且基于识别到视觉特征来确认UAV的部位。例如，视觉特征可以是放置于起飞部位周围的多个基准标志中的一者。

在示例中，根据预定移动序列来移动UAV的一个或多个可控组件包括：旋转UAV的一个或多个旋翼以在UAV上施加力诱导振动。例如，一个或多个旋翼可以施加使UAV快速连续地上下移动的力，或可以沿着UAV的一个或多个结构构件(例如吊杆臂、机翼、机身等)施加变化量的扭矩。在这些示例中，传感器数据包括UAV响应于力诱导振动的振动分布曲线，并且预期传感器数据包括UAV响应于力诱导振动的预期振动分布曲线。在一些示例中，力诱导振动可以包括变化中的振动频率(例如图7中所示出的扫频信号)，并且预期振动分布曲线可以包括UAV响应于变化中的振动频率的预期振动分布曲线。

在示例中，飞行前检查还包括：在悬停UAV之前并且当UAV正在接触起飞部位的起飞表面(例如地表面)时，对UAV上的每个旋翼施加脉冲，获得指示UAV响应于对每个旋翼施加脉冲而移动的移动数据(例如来自IMU的加速度数据)，并且将移动数据与阈值移动水平(与对每个旋翼施加脉冲对应的UAV的阈值预期加速度)进行比较。在这些示例中，悬停UAV包括：响应于确定移动数据落在阈值移动水平内而悬停UAV。例如，在接触起飞部位的起飞表面时对UAV上的每个旋翼施加脉冲可以充当对UAV的初步检查，如上面相对于图6所描述的。

在示例中，一个或多个附加UAV可以用于在飞行前检查期间评估UAV的性能。例如，中央控制器可以使附加UAV观察UAV。附加UAV可以验证UAV具有针对给定飞行操作所需的致动器，并且验证UAV的位置和运动。可以将来自附加UAV的观察与来自UAV的传感器数据和确定进行比较，以便确认致动器和其他可移动组件正在适当地操作，并且确认传感器正在适当地操作。可以在评估UAV的性能时使用该信息。在示例中，使附加UAV观察UAV可以涉及当UAV进行飞行前检查时，指示UAV起飞并且在UAV附近(例如在UAV的阈值距离内)悬停。

上面相对于图1至图8所描述的其他功能性也可以包括在方法900内。

VI.结论

本公开不限于本申请中所描述的特定实施例，这些实施例旨在作为对各个方面的说明。如对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以进行许多修改和变化。除了本文中所列举的方法和装置之外，在本公开的范围内的等效方法和装置将根据前述描述而对于本领域的技术人员而言显而易见。这种修改和变化旨在落入所附权利要求的范围内。

以上详细描述参考附图描述了所公开的系统、设备和方法的各种特征和功能。在各图中，除非上下文另有规定，否则类似符号通常标识类似组件。本文中并且在图中所描述的示例实施例不意在作为限制。在不脱离本文中所呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以进行其他改变。应容易地理解，如本文中描述的和在各图中图示的，本公开的各方面可以以多种不同的配置进行布置、替换、组合、分离和设计，所有这些都在本文中进行了明确预期。

表示信息处理的区块可以与可以配置为进行本文中所描述的方法或技术的具体逻辑功能的电路系统对应。可替代地或另外，表示信息处理的区块可以与程序代码的模块、段或一部分(包括相关数据)对应。程序代码可以包括可由处理器执行的一个或多个指令，以用于实现方法或技术中的具体逻辑功能或动作。程序代码或相关数据可以存储在任何类型的计算机可读介质(诸如包括磁盘或硬盘驱动器或其他存储介质的存储设备)上。

计算机可读介质还可以包括非暂时性计算机可读介质，诸如在较短时间段内存储数据的计算机可读介质，比如寄存器存储器、处理器高速缓存和随机存取存储器(RAM)。例如，计算机可读介质还可以包括在较长时间段内存储程序代码或数据的非暂时性计算机可读介质，诸如辅助或永久长期存储装置，比如只读存储器(ROM)、光盘或磁盘、光盘只读存储器(CD-ROM)。计算机可读介质也可以是任何其他易失性或非易失性存储系统。例如，计算机可读介质可以被视为是计算机可读存储介质或有形存储设备。

此外，表示一个或多个信息传输的区块可以与相同物理设备中的软件模块或硬件模块之间的信息传输对应。然而，其他信息传输可以在不同物理设备中的软件模块或硬件模块之间进行。

各图中所示出的特定布置不应被视为是限制性的。应理解，其他实施例可以包括给定图中所示出的更多或更少的每个元件。进一步地，可以组合或省略一些所图示的元件。又进一步地，示例实施例可以包括各图中未图示的元件。

虽然本文中已经公开了各个方面和各种实施例，但是其他方面和实施例对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。本文中所公开的各个方面和各种实施例是为了说明的目的，而不旨在作为限制，其中真正的范围由所附权利要求指示。

Claims (20)

1.一种方法，包括：

确定与无人驾驶飞行器(UAV)相关联的操作状况；以及

响应于确定所述操作状况，使所述UAV进行飞行前检查，其中所述飞行前检查包括：

将所述UAV悬停于起飞部位上方；

当悬停所述UAV时，根据预定移动序列来移动所述UAV的一个或多个可控组件；

由所述UAV的一个或多个传感器获得传感器数据，所述传感器数据指示所述UAV的对在悬停所述UAV时移动所述一个或多个可控组件的飞行响应；

将所述传感器数据与预期传感器数据进行比较，所述预期传感器数据与在悬停所述UAV时对所述预定移动序列的预期飞行响应相关联；以及

基于将所述传感器数据与所述预期传感器数据进行比较，评估所述UAV的性能。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

基于评估所述UAV的性能，使所述UAV进行飞行操作。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

基于评估所述UAV的性能，使所述UAV返回到所述起飞部位并且预定对所述UAV的维护。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述飞行前检查还包括：在移动所述一个或多个可控组件的同时，维持所述UAV沿着至少一个轴的位置或取向中的至少一者，并且其中预期数据包括与所述UAV在悬停时的稳定取向对应的值。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述一个或多个可控组件包括副翼、升降舵或方向舵中的一者或多者，其中所述传感器数据包括扭矩数据，所述扭矩数据指示在维持所述UAV的所述取向时由所述UAV的一个或多个旋翼在滚转轴、俯仰轴和偏航轴上施加的扭矩，并且其中将所述传感器数据与所述预期传感器数据进行比较包括：在移动所述副翼时将所述扭矩数据与预期滚转扭矩进行比较，在移动所述升降舵时将所述扭矩数据与预期俯仰扭矩进行比较，并且在移动所述方向舵时将所述扭矩数据与预期偏航扭矩进行比较。

6.根据权利要求1所述的方法，其中确定与所述UAV相关联的所述操作状况包括：检测与所述UAV的飞行性能相关联的环境状况，并且其中使所述UAV进行所述飞行前检查包括：响应于检测到所述环境状况而使所述UAV进行所述飞行前检查。

7.根据权利要求6所述的方法，其中检测所述环境状况包括：检测大于或等于阈值风速的风速。

8.根据权利要求6所述的方法，其中检测所述环境状况包括：检测自所述UAV的最新飞行操作以来湿度、温度或风速中的一者或多者的变化。

9.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述操作状况包括：确定自所述UAV的最新飞行操作以来的非活动时段已经超过了阈值时间段。

10.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述操作状况包括：确定在所述UAV的最新飞行操作与当前时间之间已经在所述UAV中进行了维护。

11.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述操作状况包括：

将来自最新飞行的所述UAV的一个或多个飞行中参数值与预期飞行中参数值进行比较；以及

基于所述一个或多个飞行中参数值与所述预期飞行中参数值之间的差异大于或等于阈值差异来确定潜在故障状况。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述预期飞行中参数值与所述飞行前检查的所述预期传感器数据不同。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述飞行前检查还包括：

在悬停所述UAV时，识别所述UAV周围的环境中的视觉特征；以及

基于识别到所述视觉特征来确认所述UAV的部位。

14.根据权利要求1所述的方法，其中根据所述预定移动序列来移动所述UAV的一个或多个可控组件包括：旋转所述UAV的一个或多个旋翼以在所述UAV上施加力诱导振动，其中所述传感器数据包括所述UAV响应于所述力诱导振动的振动分布曲线，并且其中所述预期传感器数据包括所述UAV响应于所述力诱导振动的预期振动分布曲线。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述力诱导振动包括变化中的振动频率，并且其中所述预期振动分布曲线包括所述UAV响应于所述变化中的振动频率的预期振动分布曲线。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述飞行前检查还包括：

在悬停所述UAV之前并且当所述UAV正在接触所述起飞部位的起飞表面时，对所述UAV上的每个旋翼施加脉冲；

获得指示所述UAV响应于对每个旋翼施加脉冲而移动的移动数据；以及

将所述移动数据与阈值移动水平进行比较，

其中悬停所述UAV包括：响应于确定所述移动数据落在所述阈值移动水平内而悬停所述UAV。

17.一种系统，包括：

无人驾驶飞行器(UAV)；

一个或多个处理器；

非暂时性计算机可读介质；以及

程序指令，其存储在所述非暂时性计算机可读介质上并且可由所述一个或多个处理器执行以：

确定与所述UAV相关联的操作状况；以及

响应于确定所述操作状况，使所述UAV进行飞行前检查，其中所述飞行前检查包括：

将所述UAV悬停于起飞部位上方；

当悬停所述UAV时，根据预定移动序列来移动所述UAV的一个或多个可控组件；

由所述UAV的一个或多个传感器获得传感器数据，所述传感器数据指示所述UAV的对在悬停所述UAV时移动所述一个或多个可控组件的飞行响应；

将所述传感器数据与预期传感器数据进行比较，所述预期传感器数据与在悬停所述UAV时对所述预定移动序列的预期飞行响应相关联；以及

基于将所述传感器数据与所述预期传感器数据进行比较，评估所述UAV的性能。

18.根据权利要求17所述的系统，其中所述一个或多个处理器是UAV的机群的控制器的零件，所述系统还包括调度系统，所述调度系统配置为基于评估所述UAV的性能来将飞行操作分配给所述UAV。

19.根据权利要求17所述的系统，还包括放置在所述UAV的环境中的部位标志，其中所述飞行前检查还包括：

在悬停所述UAV时，识别所述UAV周围的环境中的部位标志；以及

基于识别到所述部位标志来确认所述UAV的部位。

20.一种在其中存储有指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令可由一个或多个处理器执行以使计算系统执行功能，所述功能包括：

确定与无人驾驶飞行器(UAV)相关联的操作状况；以及

响应于确定所述操作状况，使所述UAV进行飞行前检查，其中所述飞行前检查包括：

将所述UAV悬停于起飞部位上方；

当悬停所述UAV时，根据预定移动序列来移动所述UAV的一个或多个可控组件；

由所述UAV的一个或多个传感器获得传感器数据，所述传感器数据指示所述UAV的对在悬停所述UAV时移动所述一个或多个可控组件的飞行响应；

将所述传感器数据与预期传感器数据进行比较，所述预期传感器数据与在悬停所述UAV时对所述预定移动序列的预期飞行响应相关联；以及

基于将所述传感器数据与所述预期传感器数据进行比较，评估所述UAV的性能。

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