TWI752446B

TWI752446B - 無人機、無人機起飛方法及其非暫態電腦可讀取媒體

Info

Publication number: TWI752446B
Application number: TW109110250A
Authority: TW
Inventors: 黃勇介; 陳彥賓
Original assignee: 經緯航太科技股份有限公司
Priority date: 2019-07-15
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2022-01-11
Also published as: US20210018935A1; TW202104011A; CN112230673A

Abstract

本發明揭示一種無人機(UAV，unmanned aerial vehicle)，其包括設置成驅動該UAV的一或多個螺旋槳之一或多個馬達、設置成決定該UAV的動作參數之一動作感測器、儲存指令的一記憶體，以及連結到該等一或多個馬達、該動作感測器和該記憶體的一處理器。該處理器設置成執行該等指令導致該UAV決定是否針對該UAV選擇一手擲模式，並且是否有該等一或多個馬達已關閉；回應選擇該手擲模式的決定，接收來自該動作感測器的一動作參數；以及當該動作參數大於一臨界值時，啟動該等一或多個馬達。

Description

無人機、無人機起飛方法及其非暫態電腦可讀取媒體

本發明係關於無人機(UAV，unmanned aerial vehicle)，尤其係關於無人機起飛的方法及系統。

使用者一般通過使用遙控器或控制系統控制無人機(UAV)，來達成UAV的起飛與降落。傳統的起飛操作是手動並且非直觀的過程，使用者通常需要先找到放置UAV的合適平面，然後用雙手以遙控器控制UAV。然而，地面條件可能並非總是適合放置要起飛的UAV。例如，若放置在地面上，可能會有土壤、泥土、岩石或水對UAV造成傷害。此外，地面可能不平坦或不安全以進行起飛。這些情況導致UAV起飛困難。

因此，需要簡化和改進無人機的起飛降落操作，以克服上述缺點並提供更好的使用者體驗。

本發明提供一種非暫態電腦可讀取媒體，其儲存可由處理器執行的指令，以執行用於起飛包括一或多個馬達和動作感測器的無人機(UAV)之方法。用於起飛該UAV的該方法包括決定是否針對該UAV選擇一手擲模式，並且是否有該等一或多個馬達已關閉；回應選擇該手擲模式的決定，接收來自該動作感測器的一動作參數；以及當該動作參數大於一臨界值時，啟動該等馬達的一或多者。

本發明也提供用於起飛包括一或多個馬達以及一動作感測器的UAV之方法。用於起飛該UAV的該方法包括決定是否針對該無人機選擇一手擲模式，並且是否有該等一或多個馬達已關閉；回應選擇該手擲模式的決定，接收來自該動作感測器的一動作參數；以及當該動作參數大於一臨界值時，啟動該等馬達的一或多者。

本發明進一步提供一種無人機(UAV)，其包括：一或多個馬達，其設置成驅動該UAV的一或多個螺旋槳；一動作感測器，其設置成決定該UAV的一動作參數；一記憶體，其中儲存指令；以及一處理器，其連結至該等一或多個馬達、該動作感測器以及該記憶體。該處理器設置成執行該等指令導致該UAV：決定是否針對該無人機選擇一手擲模式，並且是否有該等一或多個馬達已關閉；回應選擇該手擲模式的決定，接收來自該動作感測器的一動作參數；以及當該動作參數大於一臨界值時，啟動該等馬達的一或多者。

吾人可了解到，上列一般說明以及下列詳細說明都僅是示範，並不因此限制本發明。

100:無人機

110a-110d:馬達

120a-120d:螺旋槳

130:整合式單元

132:處理器

134:記憶體

140:動作感測器

150:高度感測器

160:全球定位系統感測器

200:控制系統

300:方法

500:方法

600a:曲線

600b:曲線

710:曲線

720:曲線

800:方法

附圖為併入並且構成本說明書的一部份，其說明許多具體實施例並且在搭配內容說明之後可用來解釋本發明原理。圖式中：圖1A為例示一示範無人機(UAV)的圖式，其與本發明的一些具體實施例一致。

圖1B為例示一示範UAV的圖式，其與本發明的一些具體實施例一致。

圖2A至圖2D為例示投擲起飛一UAV的不同場景，其與本發明的一些具體實施例一致。

圖3為例示用於起飛一UAV的一示範方法之流程圖，其與本發明的一些具體實施例一致。

圖4為例示一UAV的信號流之圖式，其與本發明的一些具體實施例一致。

圖5為例示用於起飛一UAV的一示範方法之流程圖，其與本發明的一些具體實施例一致。

圖6A為例示在起飛階段期間，一UAV的速度相對於時間的示範曲線之圖式，其與本發明的一些具體實施例一致。

圖6B為例示在起飛階段期間，一UAV的加速度相對於時間的示範曲線之圖式，其與本發明的一些具體實施例一致。

圖7為例示在起飛階段期間，一UAV的動作圖式，其與本發明的一些具體實施例一致。

圖8為例示用於起飛一UAV的一示範方法之流程圖，其與本發明的一些具體實施例一致。

以下說明係參照附圖，其中除非另有說明，否則不同附圖中的相同數字表示相同或相似的元件。在示範具體實施例的以下描述中所闡述之實施方式不代表構成本發明的所有實施方式。相反，它們僅僅是與所附申請專利範圍中所述與本發明相關態樣一致的設備及方法之範例。

圖1A為例示一示範無人機(UAV)100的圖式，其與本發明的一些具體實施例一致。圖1B為例示圖1A中所示UAV 100的外觀圖式，其與本發明的一些具體實施例一致。如圖1A和圖1B內所示，UAV 100包括一或多個馬達110a-110d、一或多個螺旋槳120a-120d、一整合式單元130、一動作感測器140、一高度感測器150以及一全球定位系統(GPS，global positioning system)感測器160。在一些具體實施例內，UAV 100也可包括副翼，用於產生滾動動作，讓UAV 100能夠俯仰、翻轉或偏擺。馬達110a-110d連結至對應的螺旋槳120a-120d，並且設置成驅動螺旋槳120a-120d以提供推力給UAV 100。在許多具體實施例內，馬達110a-110d以及對應的螺旋槳120a-120d之數量可不同，圖1A和圖1B內例示的UAV 100僅為範例，並不用於限制本發明。例如：UAV 100可具有一、二、三、四、五、六、七、八或任何數量的馬達，與對應的螺旋槳連結。

整合式單元130通訊連結至馬達110a-110d，並設置成控制馬達110a-110d，在像是爬升、下降、懸浮或過渡這許多飛行操作中提供上升力與推進力。例如，整合式單元130可設置為分別將驅動信號傳輸到驅動馬達110a-110d，以控制馬達110a-110d的轉速。在某些具體實施例內，整合式單元130包括一處理器132和一記憶體134，該記憶體儲存由處理器132執行來控制UAV 100的操作之指令。例如：整合式單元130可設置成控制馬達110a-110d來讓UAV 100加快或減慢。在一些具體實施例內，整合式單元130可提高或降低一或多個馬達110a-110d的轉速，例如：在飛行期間，整合式單元130可單獨控制每一馬達110a-110d的每分鐘迴轉數(RPM，revolutions per minute)。

更具體地，記憶體134可儲存資料及/或處理器132所執行的軟體指令，來執行與本具體實施例一致的操作。例如：處理器132可設置成執行儲存在記憶體134中的一組指令，以當使用者將UAV 100投擲到空中時，執行起飛UAV 100的方法，下面將有詳細討論。

處理器132可例如為一或多個中央處理器或微處理器。記憶體134可為在任何方法或技術內實施，用於儲存像是電腦可讀取指令、資料結構、程式模組或其他資料等等資訊之許多種電腦可讀取媒體任一者。記憶體134可透過匯流排與處理器132通訊連結。在一些具體實施例中，記憶體134可包括主記憶體，像是例如隨機存取記憶體(RAM)或其他動態儲存裝置，其可用於在處理器132執行指令期間儲存臨時變數或其他中間資訊。這種指令使得UAV 100執行該等指令內規定的操作。

在一些具體實施例內，於載入記憶體134之前，該等指令可儲存在能夠存取至整合式單元130的任何非暫態儲存媒體內。本說明書內使用「非暫態媒體」代表任何非暫態媒體，其中儲存導致一機器以特殊方式運作的資料或指令。這種非暫態媒體可包括非揮發性媒體及/或揮發性媒體。非暫態媒體包括例如光碟或磁碟、動態記憶體、軟碟、軟盤、硬碟、固態硬碟、磁性卡匣、磁帶或任何其他磁性資料儲存媒體、CD-ROM、數位多功能光碟(DVD)或任何其他光學資料儲存媒體、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、可程式編輯唯讀記憶體(PROM)、EPROM、FLASH-EPROM、NVRAM、快閃記憶體或其他記憶體技術及/或具有與精通本發明技術人員可想到相同功能之任何其他儲存媒體。精通技術領域人員已知的其他組件可包括在UAV 100中，用來處理、傳輸、提供和接收與所本發明具體實施例一致的資訊。

動作感測器140以通訊方式連結至整合式單元130，並且設置成決定UAV 100的一動作參數，並將決定的動作參數發送到整合式單元130，以進行進一步資料處理並控制UAV 100。例如，由動作感測器140決定的該動作參數可包括速度、加速度或描述UAV 100動作的其他參數。更具體地，動作感測器140可包括一或多個感測組件、例如固態或微電機系統(MEMS)加速度計、重力感測器、陀螺儀、磁力計及/或旋轉向量感測器，以感測UAV 100的速度及/或加速度，但本發明並不受限於此。

在一些具體實施例內，動作感測器140內該等一或多個感測組件可獨立運作，或整合成單一模組來執行感測。例如，上述感測組件可部署在三個軸上，使得動作感測器140可提供UAV 100的姿態資訊，例如滾轉角、俯仰角及/或偏擺角。在一些具體實施例內，該等感測組件也可稱為磁性、角速率和重力(MARG)感測器。因此，動作感測器140可與整合式單元130結合運作，實現姿態和航向參考系統(AHRS)，以提供UAV 100的姿態判定。UAV 100的AHRS也可形成一子系統或慣性導航系統的一部分包括UAV 100的整合式單元130、動作感測器140、高度感測器150和GPS感測器160。

高度感測器150以通訊方式連結至整合式單元130，並且設置成決定UAV 100的目前高度，並將決定的目前高度發送到整合式單元130，以進行進一步資料處理並控制UAV 100。例如，高度感測器150可由高度計、氣壓感測器(例如，氣壓計)或任何其他高度感測設備來實現。

GPS感測器160以通訊方式連結至整合式單元130，並且設置成記錄UAV 100的起飛位置並決定UAV 100的目前位置。更具體地，GPS感測器160包括一內建接收器，其設置成接收從全球定位衛星星座中一或多個衛星所發送的資料信號。因此，關於全球框架，GPS感測器160能夠根據所接收的資料信號，連續性、週期性或間歇性決定和監視UAV 100的絕對位置。在UAV 100起飛期間，GPS感測器160可決定並記錄起飛位置，其指示起飛時UAV 100的位置。類似地，在UAV 100降落期間，GPS感測器160也可決定並記錄降落位置，其指示降落時UAV 100的位置。

此外，在UAV 100飛行期間，GPS感測器160還可周期性或間歇性地決定並記錄含時間戳記的UAV 100目前位置。根據多個預設規則，可自動或手動執行UAV 100目前位置的記錄。也就是說，UAV 100可在滿足一或多個條件時觸發GPS記錄，例如與飛行時間、飛行距離、飛行高度、俯仰角或滾轉角、電池狀態等相關的條件。

此外，在一些具體實施例內，UAV 100可通過通訊電路和一或多個天線單元(未顯示)，將資料發送到其他電子設備並與其通訊。例如：UAV 100可藉由該通訊電路和天線單元，接收來自外部控制系統200的通訊信號。因此，使用者可透過控制系統200監視及/或控制UAV 100執行飛行操作，並設定UAV 100的一或多個操作參數，例如：控制系統200可包括地面控制站(GCS，ground control station)或遙控器。在一些具體實施例內，GCS可在桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦、智慧型手機或任何其他電子設備上執行。使用者可輸入一或多個指令給控制系統200。在接收到指令之後，控制系統200可發送與指令相關聯的信號，以通過該通訊電路與UAV 100通訊。此外，UAV 100還可藉由該通訊電路和該天線單元，經由射頻(RF，radio frequency)信號或任何無線網路類型，來與顯示裝置、伺服器、電腦系統、資料中心或其他UAV通訊。

UAV 100可選擇手擲模式，當UAV 100以手擲模式操作時，使用者可通過向任何方向投擲UAV 100，來提供起飛命令並啟動UAV 100以執行起飛。通過提供手擲模式來起飛UAV 100，可以簡單直觀的操作來實現改進的人機互動。圖2A至圖2D為例示投擲起飛UAV 100的不同場景，其與本發明的一些具體實施例一致。如圖2A內所示，使用者可往上將UAV 100投擲到空中。如圖2B內所示，使用者還可相對於水平方向以初始速度和正初始起飛角度投擲UAV 100。如圖2C內所示，使用者還可相對於水平方向以初始速度和零或負初始起飛角度投擲UAV 100。如圖2D內所示，使用者甚至可在沒有初始速度時丟下UAV 100。假設空氣阻力的影響可忽略不計，UAV 100在投擲之後處於自由落體狀態，並且重力在UAV 100上向下作用，這給UAV 100帶來向下的加速度。因此，UAV 100可偵測到自己的狀態，並根據動作感測器140決定的動作參數來決定已執行投擲起飛。在回應決定已執行投擲並且選擇手擲模式之下，整合式單元130可發送對應的指令以啟動馬達110a-110d。如此，已啟動的馬達110a-110d可分別驅動螺旋槳120a-120d，讓UAV 100成功起飛。

圖3為例示用於起飛UAV 100的一示範方法300之流程圖，其與本發明的一些具體實施例一致。方法300可由UAV(例如圖1A和圖1B內的UAV 100)來執行，包括一或多個馬達，例如110a-110d，以及動作感測器，例如140，但是本發明並不受限於此。在一些具體實施例內，處理器132可設置成執行記憶體134內儲存的指令，來執行方法300起飛UAV 100的步驟。

在步驟S310中，UAV 100決定是否選擇手擲模式讓UAV 100起飛，並且馬達110a-110d是否關閉。使用者可用許多方式選擇手擲模式，例如，使用者可觸發物理切換設備，例如UAV 100上的開關或按鈕，以選擇手擲模式。使用者也可與UAV 100互動，並通過任何其他輸入介面選擇手擲模式，例如觸控螢幕、語音控制系統、能夠識別使用者手勢的姿勢型控制系統等等。使用者還可從控制系統200發送相應的無線信號，作為用於選擇手擲模式的命令。當處理器132從物理開關元件、從位於UAV 100上的輸入介面之一或從透過無線通訊與UAV 100通訊的控制系統200，接收選擇手擲模式的信號時，處理器132選擇並啟動手擲模式。也可應用其他方法來選擇手擲模式，因此上面討論的實施僅為範例，並不旨在限制本公開。UAV 100也可決定馬達110a-110d是否關閉，這表示UAV 100等待起飛。

回應UAV 100在手擲模式內操作的決定(步驟S310-是)，UAV 100執行步驟S320。在步驟S320內，UAV 100接收來自動作感測器140的動作參數。如上所討論，該動作參數可包括抵抗UAV 100重力的向上加速度，及/或UAV 100的速度。速度可定義為總速度或沿預定方向的速度分量，例如由於重力而往下的速度(即，UAV 100總速度的垂直分量)。

在步驟S330中，UAV 100決定該已接收的動作參數是否大於臨界值。在許多具體實施例內，可根據不同類型的動作參數來設定不同的臨界值，例如，該臨界值可包括動作參數為往上加速度的加速度臨界，及/或動作參數為速度的速度臨界。

回應於所接收動作參數小於臨界值的決定(步驟S330-否)，UAV 100可重複步驟S320和S330，以周期性或間歇性更新UAV 100的動作參數，直到該動作參數達到該臨界值。如此，在使用者將UAV 100確實投擲到天空之前，UAV 100位於待命模式內並持續偵測是否發生投擲動作。另一方面，回應於決定所接收的動作參數大於臨界值(步驟S330-是)，UAV 100決定發生投擲並執行步驟S340。在步驟S340中，UAV 100啟動馬達110a-110d。通過執行步驟S320-S340，當該已接收的動作參數大於臨界值，則UAV 100啟動馬達110a-110d。如此，UAV 100達成手動起飛。

另一方面，回應於決定UAV 100並未在手擲模式下操作(步驟S310-否)，UAV 100可執行步驟S350，並決定UAV 100是否在控制系統200的手動模式內接收到用於啟動馬達110a-110d的啟動信號。回應於決定接收到啟動信號(步驟S350-是)，UAV 100執行步驟S360並啟動馬達110a-110d。回應於決定未接收到啟動信號(步驟S350-否)，UAV 100可重複步驟S310和S350，直到UAV 100以手擲模式操作(步驟S310-是)，或直到UAV 100在手動模式下(步驟S350-是)接收到啟動信號。

在一些具體實施例內，在決定所接收的動作參數大於臨界值之後(步驟S330-是)，UAV 100可進一步設定延遲(例如，0.8秒)，及/或在執行步驟S340之前對所接收的動作參數進行多次確認。因此，UAV 100可避免操作失誤或意外啟動UAV 100，例如，UAV 100可在延遲一段時間之後(例如，0.8秒)再次檢查所接收的動作參數，然後決定是否執行步驟S340並相應啟動馬達110a-110d。

通過實施上述手動起飛，即使使用者找不到放置UAV 100的適當表面，也可通過單次投擲實現UAV 100的起飛，並且不受地面條件的限制，例如土壤、泥土、岩石或地面上的水。更進一步，上述啟動操作可通過單手完成，這更方便，在不同的應用場景下為使用者帶來更大的靈活性。

圖4為例示在圖3中所示方法300的操作期間UAV 100之信號流圖式，其與本發明的一些具體實施例一致。如圖4內所示，在一些具體實施例內，諸如加速度臨界ATh及/或速度臨界VTh這些臨界值可呈現並儲存在記憶體134內。更具體地，記憶體134還可儲存預定的飛行高度FA *，其指示UAV 100在起飛操作完成之後懸停時的預設目標飛行高度。在一些具體實施例內，使用者還可通過控制系統200調整儲存在記憶體134中的加速度臨界ATh、速度臨界VTh及/或預定飛行高度FA *之值。因此，處理器132可獲得儲存的加速度臨界ATh、速度臨界VTh及/或預定的飛行高度FA *，以執行方法300。

動作感測器140可將加速度參數AP及/或速度參數VP作為動作參數發送到處理器132。另外，運動傳感器140還可向處理器132發送一或多個姿態參數，例如UAV 100目前姿態的滾轉角φ和俯仰角θ。因此，處理器132可執行處理和相應地控制馬達110a-110d，以便穩定UAV 100的目前姿態。

高度感測器150可傳送目前的高度FA給處理器132。因此，處理器132可執行處理並控制馬達110a-110d。例如，處理器132可分別向馬達110a-110d提供相應的命令Cmd_a-Cmd_d，以根據目前高度FA及/或包括滾轉角φ和俯仰角θ的姿態參數，來增大或減小馬達110a-110d的RPM值。結果，UAV 100可上升或下降以調整目前高度FA，直到達到預定飛行高度FA *，在上升或下降期間具有穩定的姿態。

GPS感測器160可記錄起飛期間的起飛位置TOP，以及起飛之後的目前位置CP，並傳送給處理器132。處理器132可分別向馬達110a-110d提供相應的命令Cmd_a-Cmd_d，以將UAV 100移動到目標位置，像是起飛位置TOP。例如，在接收來自使用者的進一步指令之前，UAV 100可懸停在起飛位置TOP。有時，起飛後UAV 100的位置可能是由於大風天氣或由於初次起飛期間的穩定過程，而與使用者相距一段距離。如果起飛位置TOP和目前位置CP之間的距離大於公差值，則處理器132可分別向馬達110a-110d提供相應的命令Cmd_a-Cmd_d，以調整UAV 100的位置，使得UAV 100以預定飛行高度FA*懸停在起飛位置TOP上並等待進一步指令。

為了進一步理解步驟S320和步驟S330，請參閱圖5，其為起飛UAV 100的示範方法500之流程圖，其與本發明的一些具體實施例一致。方法500可由一UAV執行(例如圖1A、圖1B和圖4內的UAV 100)。類似於圖3內的方法300，在一些具體實施例內，處理器132可設置成執行記憶體134內儲存的指令，來執行方法500起飛UAV 100的步驟。與圖3中的方法300相比，在方法500中，步驟S320還包括步驟S510和S520。

在步驟S510中，處理器132接收一信號，指示由動作感測器140所決定，抵抗UAV 100重力的向上加速度(例如圖4中的加速度參數AP)。在步驟S520中，處理器132接收一信號，指示由動作感測器140所決定的一速度(例如圖4中的速度參數VP)。在一些具體實施例內，速度可代表總速度，或對應於由於重力在往下方向上速度的垂直分量之速度。也就是說，動作感測器140可將UAV 100的總速度及/或UAV 100的速度垂直分量決定為速度參數VP。

鑑於上文，UAV 100可通過執行步驟S510和步驟S520，在步驟S320中接收動作參數，但本發明並不受限於此。在一些具體實施例內，取代接收加速度參數AP和速度參數VP兩者，UAV 100還可僅接收加速度參數AP或速度參數VP之一者，作為用於在步驟S330中稍後操作的動作參數。

與圖3中的方法300相比，在方法500中，步驟S330還包括步驟S530和S540。如上所討論，可根據不同類型的動作參數，設置在步驟S330中應用的臨界值(例如，圖4中的速度臨界VTh和加速度臨界ATh)。在圖3內所示的具體實施例內，臨界值包括加速度臨界ATh和速度臨界Vth。

在步驟S530中，UAV 100決定該已接收的加速度參數AP是否大於加速度臨界ATh(2.5m/s²)。回應於決定所接收的加速度參數AP大於加速度臨界ATh(步驟S530-是)，UAV 100決定發生投擲並執行步驟S340來啟動馬達110a-110d。也就是，當往上加速度大於加速度臨界ATh時，UAV 100啟動馬達110a-110d。

更具體地，在圖2A或圖2B內描述的場景中，當使用者在重力作用下往上投擲UAV 100時，或者沿著相對於水平方向具有正初始起飛角的方向投擲UAV 100時，作用在UAV 100上的力量在離開使用者的手之前產生加速度。因此，動作感測器140可決定在重力作用之下沿向上方向的加速度之垂直分量，即加速度參數AP。在投擲動作期間，決定的加速度參數AP增加並達到加速度臨界ATh。因此，回應於識別出加速度參數AP超過加速度臨界ATh，處理器132可決定投擲發生。

另一方面，回應於加速度參數AP小於加速度臨界ATh的決定(步驟S530-否)，UAV100執行步驟S540。在步驟S540中，UAV 100進一步決定已接收的速度參數VP是否大於速度臨界VTh(2.5m/s)。回應於決定所接收的速度參數VP大於速度臨界VTh(步驟S540-是)，UAV 100決定發生投擲並執行步驟S340來啟動馬達110a-110d。也就是，當速度大於速度臨界VTh時，UAV 100啟動馬達110a-110d。

更具體地，在一些具體實施例內，根據實際需要，速度臨界VTh可被定義為總速度的臨界值、在重力作用之下往上方向的速度臨界值，及/或在重力作用之下往下方向的速度臨界值。例如，在圖2A或圖2B內描述的場景中，使用者拿著UAV 100，並在UAV 100上提供部分或完全沿往上方向的力量。往上方向的加速度導致UAV 100離開使用者的手時，總速度或沿往上方向的速度超過臨界值。

即使在UAV 100離開使用者的手時總速度或往上速度沒有超過臨界值，在圖2A至圖2B內描述的場景中，UAV 100在離開使用者的手之後進入自由落體狀態，並且重力對UAV 100施加往下的加速度。經過一段時間後，在UAV 100撞擊地面之前，速度的垂直分量增加以及UAV 100下降的總速度增加將達到速度臨界VTh。因此，回應於識別出速度參數VP超過速度臨界VTh，處理器132也可決定投擲發生。

另一方面，回應於決定接收的速度參數VP小於速度臨界VTh(步驟S540-否)，UAV 100重複步驟S510-S540以周期性或間歇性更新加速度參數AP和速度參數VP，直到UAV 100決定投擲發生。

上面討論的具體實施例僅為範例，並不用來限制本發明。在各種具體實施例中，其他方式可套用於步驟S320和S330，例如，關聯於速度參數VP的步驟S520和S540省略或繞過。因此，UAV 100只有以加速度參數AP作為該動作參數來執行步驟S320和S330。類似地，關聯於加速度參數AP的步驟S510和S530省略或繞過。因此，UAV 100只有以速度參數VP作為該動作參數來執行步驟S320和S330。

圖6A為例示在起飛階段期間，UAV 100的速度相對於時間的示範曲線圖600a之圖式，其與本發明的一些具體實施例一致。圖6B為例示在起飛階段期間，UAV 100的加速度相對於時間的示範曲線圖600b之圖式，對應於圖6A內曲線圖600a，其與本發明的一些具體實施例一致。在圖6A和圖6B內，正值表示在重力之下往上方向的速度或加速度之方向，負值表示由於重力引起的往下方向速度或加速度之方向。

如圖6A和圖6B內所述，在時段P1中，當使用者拿著UAV 100並通過在UAV 100上部分或完全沿往上方向投擲來起飛時，加速度在往上方向上並且UAV 100的速度朝往上方向增加。然後在時間點T1上，UAV 100離開使用者的手。因此，在時段P2中，重力提供恆定的加速度，即重力加速度g，其在往下方向上約為9.8m/s²。隨著UAV 100的速度降低，當速度為零時，UAV 100在自由落體狀態下達到最高高度點。

然後在時間點T2上，回應於決定投擲發生並且馬達110a-110d啟動，螺旋槳120a-120d開始旋轉，提供推力給UAV 100。因此，在曲線圖600b中出現具有正值的峰值，表示由旋轉螺旋槳120a-120d產生的往上方向加速度。在時段P3中，UAV 100執行穩定處理以穩定姿態，例如UAV 100的俯仰角、滾轉角和偏擺角，並調整UAV 100的高度。在一些具體實施例內，UAV 100在時段P3中的加速度和速度隨著對馬達110a-110d的RPM值動態調整以及變化的天氣條件而變。

圖7為例示在起飛階段期間UAV 100的示範運動圖，對應於圖6A中的曲線600a以及圖6B中的曲線600b，並且與本發明的一些具體實施例一致。如圖7內所示，位置L1表示當UAV 100離開使用者的手時，UAV 100在時間點T1上的位置。曲線710顯示當馬達110a-110d在時段P2期間未啟動時UAV 100的軌跡，UAV 100首先在速度為零時到達自由落體狀態的最高高度點，然後開始下降。

位置L2表示當螺旋槳120a-120d開始旋轉時，UAV 100在時間點T2上的位置。曲線720顯示當馬達110a-110d在時段P2期間啟動時UAV 100的軌跡，在加速度抵抗重力之下，UAV 100開始上升，並且在上升期間，達到穩定的姿態。位置L3表示起飛過程完成時UAV 100的位置。曲線730顯示當UAV 100受控制並且移動到期望位置(例如，記錄的起飛位置)，以預定飛行高度懸停時UAV 100的軌跡。最後，UAV 100懸停在位置L4上，等待使用者的進一步指示。

圖8為例示用於起飛UAV 100的一示範方法800之流程圖，其與本發明的一些具體實施例一致。類似於上面討論的方法300和方法500，方法800也可由UAV(例如，圖1A、圖1B和圖4中的UAV 100)執行，其中處理器132設置成執行儲存在記憶體134中的指令，使UAV 100執行方法800中的步驟。與圖3中的方法300相比，方法800進一步包括步驟S810、S820、S830、S840和S850，其在動作參數大於臨界值時執行(步驟S330-是)。

在步驟S810中，處理器132獲得包括由動作感測器140所決定UAV 100的滾轉角φ和俯仰角θ之姿態參數。在步驟S820中，處理器132在步驟S340中啟動馬達110a-110d之後根據滾轉角φ和俯仰角θ來控制馬達110a-110d，以穩定UAV 100的姿態。更具體地，處理器132可將相應的命令Cmd_a-Cmd_d分別提供給馬達110a-110d，以增加或減少一些或所有馬達110a-110d的RPM值。通過在步驟S810和S820中執行的操作，UAV 100可調整和穩定其目前姿態，以防止UAV 100停止。

在步驟S830中，處理器132獲得儲存在記憶體134內的UAV 100預定飛行高度FA *，以及由GPS感測器160記錄的UAV 100起飛位置TOP。

在步驟S840中，處理器132在步驟S340中啟動馬達110a-110d之後控制馬達110a-110d，將目前高度FA調整為預定飛行高度FA *，以懸停UAV 100。在步驟S850中，處理器132在步驟S340中啟動馬達110a-110d之後控制電動機110a-110d，根據目前位置CP將UAV 100移動到起飛位置TOP。更具體地，高度感測器150可周期性或間歇性記錄UAV 100的目前高度FA，並將其發送至處理器132。類似地，GPS感測器160也可周期性或間歇性記錄UAV 100的目前位置CP，並將其發送至處理器132。因此，處理器132可執行各種回饋控制程序，以使UAV 100飛行到期望位置和期望高度。類似於步驟S820中的操作，在步驟S840和S850中，處理器132可分別提供相應的命令Cmd_a-Cmd_d，以增加或減少一些或所有馬達110a-110d的RPM值。因此，UAV 100可調整其位置並懸停在期望高度。

在一些具體實施例內，所有馬達110a-110d都啟動並打開，以旋轉螺旋槳120a-120d。在一些具體實施例內，如果提供給UAV 100的推力仍足以起飛UAV 100、穩定UAV 100的姿態並保持懸停高度，則馬達110a-110d之一或多者可保持關閉。

鑑於上述，在本發明的各種具體實施例中，UAV 100可偵測到指示UAV 100的速度或加速度之動作參數，以決定當UAV 100以手擲起飛模式操作時是否發生投擲，並且通過如上述操作來實現手動起飛。如此，即使使用者找不到放置UAV 100的適當表面，也可通過單次投擲實現UAV 100的起飛，並且不受地面條件的限制。更進一步，上述啟動操作可通過單手完成，這更方便，在不同的應用場景下為使用者帶來更大的靈活性。因此，手動起飛可通過簡單和直觀的操作，提供改善的使用者體驗。

本文中的各種示範具體實施例以方法步驟或過程的一般上下文來描述，其可在一方面由電腦程式產品實現，包含在暫態或非暫態電腦可讀取媒體中，包括電腦可執行指令，例如程式碼，由網路環境中的電腦執行。電腦可讀取媒體可包括可移動與不可移動儲存裝置，包括但不限於唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、光碟(CD)、數位多用途光碟(DVD)等。

一般而言，程式模組包含常式、程式、物件、組件、資料結構以及執行特定工作或實施特定摘要資料類型等。電腦可執行指令、相關資料結構以及程式模組表示用於執行本文所揭示方法步驟中程式碼之範例。這種可執行指令或相關資料結構的特定序列表示用於在這些步驟或過程中實現所描述功能的相應動作之範例。

在上述說明書中，具體實施例已經參考可隨實施改變的許多特定細節來說明。可以對所描述的具體實施例進行某些改編和修改。另外，圖中所示的步驟順序僅用於說明，並不旨在限定任何特定的步驟順序。這樣，精通技術領域人員可理解，可在實現相同方法的同時，以不同順序執行這些步驟。

如本文所用，除非另外特別說明，否則術語「或」包括所有可能的組合，除非不可行。例如，如果聲明一資料庫可包括A或B，那麼，除非另有說明或不可行，否則該資料庫可包括A或B，或A和B。對於第二範例，如果聲明一資料庫可包括A、B或C，那個，除非另有說明或不可行，否則該資料庫可包括A、B或C，或A和B，或A和C，或B和C，或A和B和C。

在附圖和說明書中，已經公開了示範具體實施例。精通技術人士將理解，可對所揭示系統以及相關方法進行許多修改以及變化。從所揭示系統及相關方法之規格與實踐考量中，精通技術人士也可了解其他具體實施例。在此所考量的說明書與範例都僅為範例，本發明確切的範圍都列示於下列專利申請範圍及其相等項內。