TWI817961B - 具有可調整的物件避開接近度閥值的空中機器人式運載工具及用於其之方法和處理設備 - Google Patents

具有可調整的物件避開接近度閥值的空中機器人式運載工具及用於其之方法和處理設備 Download PDF

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Abstract

各個實施例包括用於基於是否安裝了螺旋槳防護裝置來調整在碰撞避免系統中實現的接近度閥值的方法、設備和空中機器人式運載工具。方法可以包括用於進行以下操作的空中機器人式運載工具：決定是否安裝了螺旋槳防護裝置；基於關於在空中機器人式運載工具上是否安裝了一個/多個螺旋槳防護裝置的決定，來設置用於碰撞避免的接近度閥值；及使用用於碰撞避免的接近度閥值來控制空中機器人式運載工具的一或多個電動機。與沒有安裝螺旋槳防護裝置時相比，當安裝了螺旋槳防護裝置時，可以將接近度閥值設置為較小距離。對是否安裝了螺旋槳防護裝置的決定可以是基於來自被配置為偵測或指示螺旋槳防護裝置的存在性的一或多個感測器的感測器資料，及/或是基於從電動機或電動機控制器中決定的轉子轉速。

Description

具有可調整的物件避開接近度閥值的空中機器人式運載工具 及用於其之方法和處理設備
本案內容係關於基於螺旋槳防護裝置的存在性的可調整的物件避開接近度閥值。
基於轉子的空中機器人式運載工具(亦被稱為「無人駕駛飛行器」、「UAV」或「無人機」)通常用於各種應用，例如監視、攝影及/或貨物遞送。由於螺旋槳葉片可能對附近生物及/或物件造成危險，因此可以利用螺旋槳防護裝置來至少部分地覆蓋螺旋槳葉片，以提供額外的安全性。另外，許多無人機使用避障系統，其與運載工具控制系統相結合地工作以避免撞擊人、財產和物件。例如，一旦無人機偵測到附近的物件，在無人機控制器內執行的避障系統就可以防止無人機比某個最小距離(其在本文中被稱為「接近度閥值」)更近地接近物件。接近度閥值通常是固定距離，例如在無人機與物件之間的若干英尺。
各個實施例包括用於操作空中機器人式運載工具的設備、系統和方法，該空中機器人式運載工具基於是否安裝了螺旋槳防護裝置來調整機器人式運載工具將接近物件的接近程度。在各個實施例中，由空中機器人式運載工具的處理器實現的方法可以包括：決定在該空中機器人式運載工具上是否安裝了螺旋槳防護裝置；基於關於在該空中機器人式運載工具上是否安裝了該螺旋槳防護裝置的該決定，來設置用於碰撞避免的接近度閥值；及使用用於碰撞避免的該接近度閥值來控制該空中機器人式運載工具的一或多個電動機。在一些實施例中，設置用於碰撞避免的該接近度閥值可以包括：回應於決定沒有安裝該螺旋槳防護裝置，來將該接近度閥值從第一值提高到高於該第一值的第二值。在一些實施例中，設置用於碰撞避免的該接近度閥值可以包括：回應於決定安裝了該螺旋槳防護裝置，來將該接近度閥值從高於第一值的第二值降低到該第一值。在一些實施例中，設置用於碰撞避免的該接近度閥值可以包括：將該接近度閥值維持在當前設置的值處。
一些實施例亦可以包括：回應於決定安裝了該螺旋槳防護裝置，來決定該螺旋槳防護裝置是否損壞，其中設置該接近度閥值還是基於對該螺旋槳防護裝置是否損壞的該決定的。
一些實施例亦可以包括：回應於決定安裝了該螺旋槳防護裝置，來決定螺旋槳防護裝置是否滿足預定標準，其中設置該接近度閥值還是基於對該螺旋槳防護裝置是否滿足該預定標準的該決定的。在此類實施例中，該預定標準可以包括螺旋槳防護裝置的最小尺寸及/或該螺旋槳防護裝置的樣式。
一些實施例亦可以包括：從感測器獲得資料，該感測器被配置為偵測在該空中機器人式運載工具上是否安裝了螺旋槳防護裝置；分析所獲得的資料以決定是否安裝了該螺旋槳防護裝置。在此類實施例中，該感測器可以是接觸感測器、重量感測器、影像感測器或射頻辨識標籤讀取器中的至少一項。在此類實施例中，分析所獲得的資料包括：將所獲得的資料與先前收集的指示安裝了該螺旋槳防護裝置的資料進行比較，其中回應於所獲得的資料與該先前收集的指示安裝了該螺旋槳防護裝置的資料相匹配，來決定安裝了該螺旋槳防護裝置，以及回應於所獲得的資料與該先前收集的指示安裝了該螺旋槳防護裝置的資料不匹配，來決定沒有安裝該螺旋槳防護裝置。在一些實施例中，分析所獲得的資料可以包括：將所獲得的資料與指示安裝了該螺旋槳防護裝置的預定參數進行比較，其中回應於所獲得的資料與該指示安裝了該螺旋槳防護裝置的預定參數相匹配，來決定安裝了該螺旋槳防護裝置，以及回應於所獲得的資料與該指示安裝了該螺旋槳防護裝置的預定參數不匹配，來決定沒有安裝該螺旋槳防護裝置。
一些實施例亦可以包括：從該一或多個電動機獲得指示相應的一或多個電動機的轉速的資料，分析所獲得的資料以決定是否安裝了該螺旋槳防護裝置。在此類實施例中，分析所獲得的資料可以包括：決定在該空中機器人式運載工具上安裝了多少個螺旋槳防護裝置。
一些實施例亦可以包括：接收指示安裝了該螺旋槳防護裝置還是沒有安裝該螺旋槳防護裝置的輸入覆寫，其中決定是否安裝了該螺旋槳防護裝置還是基於所接收的輸入覆寫的。
另外的實施例包括具有感測器和處理器的空中機器人式運載工具，該感測器用於偵測一或多個螺旋槳防護裝置的存在性，該處理器被配置有處理器可執行指令以執行上文概述的方法中的任何方法的操作。另外的實施例包括用於在空中機器人式運載工具中使用的處理設備，其被配置為執行上文概述的方法中的任何方法的操作。另外的實施例包括具有儲存在其上的處理器可執行指令的非暫時性處理器可讀取媒體，該處理器可執行指令被配置為使得空中機器人式運載工具的處理器執行上文描述的方法中的任何方法的操作。另外的實施例包括空中機器人式運載工具。
將參照附圖來詳細描述各個實施例。在可能的情況下，貫穿附圖將使用相同的元件符號來代表相同或相似的部分。對特定實例和實現的參考是出於說明性目的，而不意欲限制請求項的範疇。
各個實施例包括用於操作空中機器人式運載工具的方法和實現此類方法的空中機器人式運載工具處理設備。特別地，各個實施例根據由一或多個感測器獲得的資料來決定在空中機器人式運載工具上是否安裝了一或多個螺旋槳防護裝置。處理設備基於關於在空中機器人式運載工具上是否安裝了螺旋槳防護裝置的決定，來設置用於碰撞避免的接近度閥值。另外，處理設備使用被設置用於碰撞避免的接近度閥值來控制空中機器人式運載工具的電動機。
傳統的避障系統使用的接近度閥值通常是固定距離。然而，固定距離可能並不適合所有情況。例如，當機載感測器偵測到的物件是可能伸手的兒童或者可能意外向前沖出的動物時，與沒有安裝螺旋槳防護裝置時相比，當安裝了螺旋槳防護裝置時，不同的接近度閥值可能是合適的。然而，使用太大的固定接近度閥值可能妨礙空中機器人式運載工具在何處或如何操作。例如，在具有許多物件的環境中，大的固定接近度閥值可能意味著因為兩個物件彼此太靠近，空中機器人式運載工具僅能在小的區域內飛行或者將無法到達其他區域。此外，當安裝了螺旋槳防護裝置時，在空中機器人式運載工具附近的人有較少的風險認知，在這種情況下，大的固定接近度閥值可能過度限制空中機器人式運載工具的移動。經由基於是否安裝了螺旋槳防護裝置來設置接近度閥值，各個實施例可以增加安全性（包括在空中機器人式運載工具附近的人所感知的安全性）和可操作性（亦即，移動的自由）。
術語「空中機器人式運載工具」在本文中用於代表能夠自主飛行並且包括至少處理單元的各種類型的運載工具，該處理單元用於根據儲存的指令（例如，指示預定飛行計畫的資料等）來控制運載工具的飛行。空中機器人式運載工具包括能夠在以下情況下飛行的無人駕駛飛行器：沒有任何人類互動、具有一些人類互動（例如，提供要由處理單元執行的飛行指令）、部分在人類控制之下、以及完全在人類控制之下（例如，在起飛和降落期間）。空中機器人式運載工具可以是能夠執行垂直發射的各種設計類型，例如被配置有任意數量的轉子的直升機類型無人機（例如，具有四個轉子的四旋翼空中機器人式運載工具）。儘管空中機器人式運載工具可以由操作人員來選擇性地控制，但是空中機器人式運載工具能夠獨立地執行用於測試飛行穩定性的至少一系列指令、命令及/或常式，如本文描述的。空中機器人式運載工具包括控制系統，控制系統包括用於執行處理器可執行指令的處理器，以控制空中機器人式運載工具的各種功能，例如，通訊（例如，經由Wi-Fi®、藍芽®、長期進化（LTE）等的無線訊號傳遞）、資料收集（例如，輪詢感測器等）、推進/導航、功率管理和穩定性管理（例如，計算重心等等）。空中機器人式運載工具可以被配置為或者可以不被配置為在任務期間攜帶有效載荷，例如，監視型空中機器人式運載工具僅被配置為行進到各個位置以便擷取相機影像，或者遞送型空中機器人式運載工具被配置為將包裹投遞到目的位址並且返回到起始位址。
術語「螺旋槳防護裝置」在本文中用於代表將螺旋槳包圍或者至少部分包圍的框架、籠或其他防護結構。螺旋槳防護裝置通常允許螺旋槳的自由旋轉運動並且保護螺旋槳不與其他物件接觸。
術語「接近度閥值」在本文中用於代表物件避開系統將在控制空中機器人式運載工具移動或改變行進方向以遠離障礙物之前允許的在障礙物與空中機器人式運載工具之間的最小距離。接近度閥值被設置為大於零的值，以確保在空中機器人式運載工具與附近物件之間保持某個偏移量。
如本文所使用的，術語「計算設備」代表至少被配備有處理器的電子設備。計算設備的實例係包括安全設備內的處理器、機器人式運載工具及/或在機器人式運載工具上機載的任務管理電腦、以及與機器人式運載工具進行通訊的被配置為執行各個實施例的操作的遠端計算設備。計算設備可以包括無線通訊設備（例如，蜂巢式電話、可穿戴設備、智慧型電話、上網板（web-pad）、平板電腦、啟用網際網路的蜂巢式電話、啟用Wi-Fi®的電子設備、個人資料助理（PDA）、膝上型電腦等）、個人電腦和伺服器。在各個實施例中，計算設備可以被配置有記憶體及/或儲存裝置。另外，在各個實例實施例中提及的計算設備可以耦合到實現各個實施例的無線通訊能力或包括實現各個實施例的無線通訊能力，例如，被配置為建立區域網路（LAN）連接的收發機和天線（例如，Wi-Fi®收發機）。
在一些實施例中，設置用於碰撞避免的接近度閥值可以包括：回應於決定安裝了螺旋槳防護裝置，來將接近度閥值從第一值提高到高於第一值的第二值。在一些實施例中，設置用於碰撞避免的接近度閥值可以包括：回應於決定安裝了螺旋槳防護裝置，來將接近度閥值從第二值降低到第一值。在一些實施例中，設置用於碰撞避免的接近度閥值可以包括：將接近度閥值維持在當前設置的值處。
在各個實施例中，空中機器人式運載工具的處理器可以被配置為從一或多個感測器獲得資料，該等感測器被配置為偵測在空中機器人式運載工具上是否安裝了一或多個螺旋槳防護裝置。例如，一或多個感測器可以包括接觸感測器、重量感測器、影像感測器（例如，相機）或射頻標識讀取器。替代地或補充地，處理器可以被配置為從電動機或者驅動電動機的電子速度控制器（ESC）獲得指示轉速（例如，每分鐘轉數（RPM））的資料，該資料可以被分析用於決定是否安裝了螺旋槳防護裝置。由於螺旋槳防護裝置將向空中機器人式運載工具添加重量，因此分析螺旋槳RPM資料可以涉及將當前RPM與儲存在安裝了一或多個螺旋槳防護裝置及/或沒有安裝一或多個螺旋槳防護裝置的情況下進行盤旋所需要的RPM範疇的資料表進行比較，並且使用該比較來決定在空中機器人式運載工具上安裝了多少個螺旋槳防護裝置。另外，空中機器人式運載工具可以被配置為從操作者或控制系統接收指示安裝了螺旋槳防護裝置或者沒有安裝螺旋槳防護裝置的輸入覆寫。因此，決定是否安裝了螺旋槳防護裝置還是基於所接收的輸入覆寫的。
在一些實施例中，回應於處理器決定安裝了螺旋槳防護裝置，處理器可以決定螺旋槳防護裝置是否損壞。在一些實施例中，回應於處理器決定安裝了螺旋槳防護裝置，處理器可以決定螺旋槳防護裝置是否滿足預定標準。例如，預定標準可以包括螺旋槳防護裝置的特定樣式及/或最小尺寸。
在一些實施例中，處理器可以分析從感測器獲得的資料，例如，經由將所獲得的資料與先前收集的指示安裝了螺旋槳防護裝置的資料進行比較。用這種方式，回應於所獲得的資料與先前收集的指示安裝了螺旋槳防護裝置的資料相匹配，處理器可以決定安裝了螺旋槳防護裝置，以及回應於所獲得的資料與先前收集的指示安裝了螺旋槳防護裝置的資料不匹配，來決定沒有安裝螺旋槳防護裝置。另外，處理器可以經由將所獲得的資料與指示安裝了螺旋槳防護裝置的預定參數進行比較，來分析從感測器獲得的資料。因此，回應於所獲得的資料與指示安裝了螺旋槳防護裝置的預定參數相匹配，處理器可以決定安裝了螺旋槳防護裝置，以及回應於所獲得的資料與指示安裝了螺旋槳防護裝置的預定參數不匹配，處理器可以決定沒有安裝螺旋槳防護裝置。
圖1A-1D圖示環境10的平面圖，在環境10中，空中機器人式運載工具可以行進，以避開其中的各個障礙物。具體地，環境10包括各種樹31、32、33、34以及遛狗50的人40。
根據各個實施例，在圖1A中圖示不具有螺旋槳防護裝置的空中機器人式運載工具100在環境10內的操作。參照圖1A，空中機器人式運載工具的處理器可以基於所獲得的資料來決定在空中機器人式運載工具上是否安裝了螺旋槳防護裝置。由處理器進行的該決定可以是飛行前設置的一部分及/或作為動態飛行中分析的一部分。處理器可以基於關於是否安裝了螺旋槳防護裝置的決定來設置用於碰撞避免的接近度閥值。由於空中機器人式運載工具100沒有安裝螺旋槳防護裝置，因此處理器可以將接近度閥值設置為第一距離D1，D1是比在安裝了螺旋槳防護裝置時所使用的值要高的值。例如，在不具有螺旋槳防護裝置的情況下，與較高接近度閥值相關聯的第一距離D1可以是二十英尺（20’）。相反，在安裝了螺旋槳防護裝置的情況下，處理器可以將接近度閥值設置為是較低值的第二距離，例如十英尺（10’）。
在飛行期間，空中機器人式運載工具100的處理器可以應用當前設置的接近度閥值，以維持距任何障礙物至少第一距離D1。從位置A開始，當空中機器人式運載工具100接近物件（例如，樹31–34、人40或狗50）時，處理器可以處理從機載感測器（例如，相機、雷達、雷射雷達等）接收的資料，以偵測空中機器人式運載工具100周圍的物件（並且具體地，第一路徑60上的障礙物）。利用設置為第一距離D1的接近度閥值，空中機器人式運載工具100能夠操縱或遵循使用者控制命令，在偵測到的物件之間飛行，例如沿著樹32、33和34之間的第一路徑60的初始部分。接近度閥值的第一距離D1建立將沒有由機載感測器偵測到的物件的第一虛擬路徑邊界61。然而，一旦空中機器人式運載工具100到達人40和狗50附近的位置B，接近度閥值將禁止在那些物件的方向上進一步前進。在位置B處，兩棵樹32、34亦阻止橫向移動。因此，空中機器人式運載工具100被迫原路返回並且在障礙物周圍採取更加迂回的路線。
根據一些實施例，在圖1B中圖示包括螺旋槳防護裝置的空中機器人式運載工具200在環境10內的操作。參照圖1A-1B，空中機器人式運載工具的處理器可以基於所獲得的資料來在空中機器人式運載工具上是否安裝了螺旋槳防護裝置。由處理器進行的該決定可以是飛行前設置的一部分及/或作為動態的飛行中分析的一部分。處理器可以基於關於是否安裝了螺旋槳防護裝置的決定來設置用於碰撞避免的接近度閥值。由於空中機器人式運載工具200安裝了螺旋槳防護裝置，因此處理器可以將接近度閥值設置為第二距離D2（例如，十英尺），D2是比在沒有安裝螺旋槳防護裝置時所使用的距離（亦即，第一距離D1）要低的值。
在飛行期間，空中機器人式運載工具200的處理器可以應用當前接近度閥值以保持距離任何障礙物至少第二距離D2。從位置A開始，利用被設置為第二距離D2的接近度閥值，空中機器人式運載工具200能夠進行操縱或遵循使用者控制命令，以在偵測到的物件之間飛行，例如沿著在樹32、33和34之間的第二路徑62的初始部分。接近度閥值的第二距離D2建立將沒有由機載感測器偵測到的物件的第二虛擬路徑邊界63。一旦空中機器人式運載工具200到達人40和狗50附近位置C，接近度閥值可以允許在人40和一棵樹32之間進一步前進，以便繼續向前行進。因此，在安裝了螺旋槳防護裝置並且使用較低的接近度閥值的情況下，空中機器人式運載工具200能夠沿著穿過各個障礙物的更加直達的路徑行進。
圖1C圖示另外的實施例，其中可以在規劃路徑時將針對由空中機器人式運載工具的處理器偵測到的各個物件的一或多個接近度閥值結合螺旋槳防護裝置偵測一起使用，以避免比適當的接近度閥值更近地接近任何物件。參照圖1A-1C，沿著初始路徑64行進的空中機器人式運載工具100將最終偵測到其路徑中的物件，例如樹31–34、人40和狗50。在一些實施例中，空中機器人式運載工具100的處理器可以（例如經由視覺處理和影像辨識方法及/或額外的物件定位方法）評估所偵測到的物件，以決定物件31–34、40、50之每一者物件的位置、大小或其他特性（例如，物件是靜止的還是移動的）。
另外，空中機器人式運載工具100的處理器可以基於所獲得的資料來決定在空中機器人式運載工具上是否安裝了螺旋槳防護裝置，以便設置一或多個接近度閥值。在一些實施例中，處理器可以將不同的接近度閥值應用於不同類型的物件；針對靜態物件的第一接近度閥值和針對移動（亦即，動態）物件的第二接近度閥值。例如，處理器可以針對如樹31–34之類的靜止物件使用一個接近度閥值，並且針對移動生物（人40和狗50）使用不同的較大的接近度閥值。由於空中機器人式運載工具100沒有安裝螺旋槳防護裝置，因此處理器可以設置如下的接近度閥值：其是比當安裝了螺旋槳防護裝置時使用的值要高的值。用這種方式，處理器可以將靜態物件接近度閥值設置為第一距離D11，並且將動態物件接近度閥值設置為第二距離D12，第一距離D11和第二距離D12二者都是比在安裝了螺旋槳防護裝置時使用的值要高的值。
隨後，處理器可以決定所觀察到的物件31–34、40、50之每一者物件周圍的邊界，該邊界與在碰撞避免系統中實現的與該物件相關聯的特定接近度閥值相對應。因為如所描述的，各個物件具有不同的適當接近度閥值，所以處理器可以將所有決定的接近度閥值考慮在內，以便繪製在所有偵測到的物件周圍的避開路徑65。為了高效地這樣做，處理器可以產生包括所偵測到的物件之每一者物件的位置的內部地圖，並且基於適於每個物件的接近度閥值來計算該物件周圍的排除周界。此類內部地圖可以使得處理器隨後能夠決定無需原路返回的避開路徑65並且確保空中機器人式運載工具100不會比這些物件中的任何物件的對應接近度閥值更近地接近任何物件。
根據一些實施例，在圖1D中圖示包括其上安裝的螺旋槳防護裝置並且包括執行路徑規劃的處理器的空中機器人式運載工具200在環境10內的操作。參照圖1A-1D，空中機器人式運載工具200的處理器可以評估偵測到的物件並且向每個物件應用適當接近度閥值。例如，由於空中機器人式運載工具100安裝了螺旋槳防護裝置，因此處理器可以設置如下的接近度閥值：其是比沒有安裝螺旋槳防護裝置時使用的值要低的值。用這種方式，處理器可以將靜態物件接近度閥值設置為第三距離D21，並且將動態物件接近度閥值設置為第四距離D22，第三距離D21和第四距離D22二者都是比在沒有安裝螺旋槳防護裝置時使用的值要低的值。
隨後，處理器可以決定所觀察到的物件31–34、40、50之每一者物件周圍的邊界，該邊界與在碰撞避免系統中實現的與該物件相關聯的特定接近度閥值相對應。因為如所描述的，各個物件具有不同的適當接近度閥值，所以處理器可以將所有決定的接近度閥值考慮在內，以便繪製在一些偵測到的物件之間的避開路徑66。處理器可以產生內部地圖，該內部地圖使得處理器隨後能夠決定避開路徑66並且確保空中機器人式運載工具200不會比這些物件中的任何物件的對應接近度閥值更近地接近任何物件。
各個實施例可以在被配置為與一或多個通訊網路進行通訊的各種空中機器人式運載工具內實現，其中在圖2中圖示具有適於與各個實施例一起使用的空中機器人式運載工具200的形式的空中機器人式運載工具的實例。參照圖1A-圖2，在任務環境20中操作的空中機器人式運載工具200可以包括複數個轉子120（例如，四個轉子），每個轉子由對應的電動機125來驅動。空中機器人式運載工具200的主體110可以支撐複數個轉子120和電動機125以及螺旋槳防護裝置250。
空中機器人式運載工具200可以包括諸如一或多個相機236之類的一或多個機載感測器、或者如接觸感測器、重量感測器或射頻標識讀取器之類的其他感測器。空中機器人式運載工具200可以包括處理設備210，其可以進一步包括可以由處理器220使用以決定用於控制飛行和導航的運載工具姿態和位置資訊的一或多個姿態感測器，例如，高度計、陀螺儀、加速度計、電子羅盤、衛星定位系統接收器等。
相機236可以設置在空中機器人式運載工具200上的各個位置上，並且可以使用不同類型的相機。例如，第一組相機236可以面向轉子120之每一者轉子在其旋轉平面中的一側，例如安裝在空中機器人式運載工具200的中心部分附近。補充或替代地，第二組相機236可以安裝在轉子120下面，例如安裝在被配置為偵測是否安裝了螺旋槳防護裝置250的位置上。
在處理器220中執行的物件避開系統可以使用由相機236產生的影像資料。在各個實施例中，從相機236接收的影像資料可以由物件避開系統進行處理，以偵測是否安裝了螺旋槳防護裝置。從相機236接收的影像資料亦可以由物件避開系統進行處理，以檢查螺旋槳防護裝置的損壞。在一些實施例中，位於遠離轉子、但是仍然在空中機器人式運載工具上的主動感測器（未圖示）可以使得處理器能夠經由量測被嵌入在螺旋槳防護裝置之中或之上的某些材料來偵測螺旋槳防護裝置的存在性。
空中機器人式運載工具200可以包括處理設備210，處理設備210可以耦合到驅動轉子120的複數個電動機125之每一者電動機。處理設備210可以被配置為監測和控制空中機器人式運載工具200的各種功能、子系統和部件。例如，處理設備210可以被配置為監測和控制與推進、導航、功率管理、感測器管理及/或穩定性管理有關的各個模組、軟體、指令、電路、硬體等。
處理設備210可以容納用於控制空中機器人式運載工具200的操作的各種電路和設備。例如，處理設備210可以包括處理器220，處理器220指導對空中機器人式運載工具200的控制。處理器220可以包括一或多個處理器，其被配置為執行處理器可執行指令（例如，應用、常式、腳本、指令集等）以控制空中機器人式運載工具200的飛行、天線使用和其他操作（其包括各個實施例的操作）。在一些實施例中，處理設備210可以包括記憶體222，記憶體222耦合到處理器220並且被配置為儲存資料（例如，飛行規劃、獲得的感測器資料、接收的訊息/輸入、應用等）。處理器220和記憶體222連同諸如（但不限於）以下各項之類的額外元件一起可以被配置為片上系統（SoC）215或者被包括在SoC 215內：通訊介面224、一或多個輸入單元226、非揮發性儲存記憶體230和被配置用於將SoC 215與空中機器人式運載工具200的硬體和部件對接的硬體介面234。處理設備210及/或SoC 215內的部件可以經由各種電路（例如，匯流排225、235或另外的類似電路）耦合在一起。
處理設備210可以包括一個以上的SoC 215，從而增加處理器220和處理器核心的數量。處理設備210亦可以包括與SoC 215不相關聯的處理器220。單個處理器220可以是多核處理器。各處理器220可以均被配置用於與處理設備210或SoC 215的其他處理器220相同或不同的特定目的。具有相同或不同配置的處理器220和處理器核心中的一項或多項可以被群組在一起。處理器220或處理器核心的群組可以被稱為多處理器集群。
術語「片上系統」或「SoC」在本文中通常但並非排除性地用於代表一組互連的電子電路，其包括一或多個處理器（例如，220）、記憶體（例如，222）和通訊介面（例如，224）。SoC 215可以包括各種不同類型的處理器220和處理器核心，例如，通用處理器、中央處理單元（CPU）、數位訊號處理器（DSP）、圖形處理單元（GPU）、加速處理單元（APU）、處理設備的特定部件的子系統處理器（例如，用於相機子系統的影像處理器或用於顯示器的顯示處理器）、輔助處理器、單核處理器和多核處理器。SoC 215可以進一步體現其他硬體和硬體組合，諸如，現場可程式設計閘陣列（FPGA）、特殊應用積體電路（ASIC）、其他可程式設計邏輯裝置、個別閘門邏輯、電晶體邏輯、效能監測硬體、看門狗硬體和時間參照。積體電路可以被配置為使得積體電路的部件位於單片的半導體材料（例如，矽）上。
在各個實施例中，處理設備210可以包括或耦合到用於經由無線通訊鏈路25發送和接收無線信號的一或多個通訊部件232，例如，無線收發機、機載天線等等。一或多個通訊部件232可以耦合到通訊介面224，並且可以被配置為處理與陸基發射器/接收器（例如，基地台、信標、Wi-Fi存取點、藍芽信標、小型細胞（微微細胞、毫微微細胞等）等）相關聯的無線廣域網（WWAN）通訊信號（例如，蜂巢資料網路）及/或無線區域網路（WLAN）通訊信號（例如，Wi-Fi信號、藍芽信號等）。一或多個通訊部件232可以從無線電節點（例如，導航信標（例如，超高頻（VHF）全向範疇（VOR）信標）、Wi-Fi存取節點、蜂巢網路基地台、無線電站等）接收資料。
使用處理器220、一或多個通訊部件232和天線的處理設備210可以被配置為與各種遠端計算設備進行無線通訊，各種遠端計算設備的實例係包括基地台或細胞塔（例如，基地台20）、信標、伺服器、智慧型電話、平板設備、或空中機器人式運載工具200可以與其進行通訊的另一計算設備。處理器220可以經由數據機和天線建立無線通訊鏈路25。在一些實施例中，一或多個通訊部件232可以被配置為支援使用不同的無線電存取技術與不同的遠端計算設備進行的多個連接。在一些實施例中，一或多個通訊部件232和處理器220可以在安全通訊鏈路上進行通訊。安全通訊鏈路可以使用加密或另一種安全的通訊方式，以便保護一或多個通訊部件232與處理器220之間的通訊。
空中機器人式運載工具200可以在與基地台70進行通訊的任務環境20中進行操作，基地台70可以經由通訊網路90提供至遠端計算設備75及/或遠端伺服器80的通訊鏈路。基地台70可以例如經由無線信號提供至空中機器人式運載工具200的無線通訊鏈路25。遠端計算設備75可以被配置為控制基地台70、空中機器人式運載工具200，及/或控制廣域網上的無線通訊，例如，使用基地台70提供無線存取點及/或其他類似的網路存取點。此外，遠端計算設備75及/或通訊網路90可以提供對遠端伺服器80的存取。空中機器人式運載工具200可以被配置為與遠端計算設備75及/或遠端伺服器80進行通訊，以交換各種類型的通訊和資料，其包括位置資訊、導航命令、資料查詢和任務資料。
空中機器人式運載工具可以使用高度計或導航系統（例如，全球導航衛星系統（GNSS）、全球定位系統（GPS）等）來導航或決定定位。在一些實施例中，空中機器人式運載工具200可以使用替代的定位信號源（亦即，除了GNSS、GPS等之外）。空中機器人式運載工具200可以使用與替代信號源相關聯的位置資訊以及額外資訊（例如，結合最近可信的GNSS/GPS位置的航位推算、結合空中機器人式運載工具起飛區域的位置的航位元推算等）來進行某些應用中的定位和導航。因此，空中機器人式運載工具200可以使用導航技術的組合（包括航位元推算、基於相機對空中機器人式運載工具200之下及周圍的陸地特徵的辨識（例如，辨識道路、地標、高速公路標牌等））進行導航，該導航技術可以代替或結合GNSS/GPS位置決定和基於偵測到的無線存取點的已知位置的三角量測或三邊量測。
在一些實施例中，空中機器人式運載工具200的處理設備210可以使用各個輸入單元226中一或多個輸入單元來接收來自操作人員或自動/預程式設計控制裝置的控制指令、資料，及/或來收集用於指示與空中機器人式運載工具200相關的各種狀況的資料。例如，輸入單元226可以接收來自各個部件中的一或多個部件的輸入，該等部件例如相機、麥克風、位置資訊功能單元（例如，用於接收全球定位系統（GPS）座標的GPS接收器）、飛行儀器（例如，姿態指示器、陀螺儀、風速計、加速度計、高度計、羅盤等）、鍵盤等。可以針對白天及/或夜間操作來對相機進行最佳化。
空中機器人式運載工具可以是有翼或旋翼飛機種類。例如，空中機器人式運載工具200可以是旋轉推進設計，其利用由對應的電動機驅動的一或多個轉子120來提供離地升空（或者起飛）以及其他空中移動（例如，前向行進、上升、下降、橫向移動、傾斜、旋轉等）。儘管空中機器人式運載工具200被示為可以利用各個實施例的空中機器人式運載工具的例子，但是並不意欲暗示或者要求各個實施例限於四旋翼飛行器。
圖3A-3C圖示可以利用根據各個實施例的系統和方法偵測的、其中可以在空中機器人式運載工具上安裝螺旋槳防護裝置350的示例性狀況。參照圖1-圖3C，螺旋槳防護裝置350僅是說明性的，而不應當被認為限制可以被空中機器人式運載工具（例如，200）偵測到的可能螺旋槳防護裝置。
空中機器人式運載工具（例如，200）的處理器（例如，220）可以在飛行之前、期間及/或之後（例如經由存取來自機載感測器的讀數）執行監測操作（例如，資料收集和處理），以決定螺旋槳防護裝置是否被安裝、損壞及/或滿足某些標準。特別地，處理器可以從一或多個相機（例如，相機236）接收和分析影像（亦即，視訊或靜止影像）。由處理器接收的影像可以顯示在檢查期間存在的任何螺旋槳防護裝置中的全部或一部分。可以提供每個轉子120周圍的區域的影像的相機角度是優選的，以用於決定是否安裝了螺旋槳防護裝置。
圖3A圖示具有將四個轉子120之每一者轉子120完全包圍的螺旋槳防護裝置350的空中機器人式運載工具200。空中機器人式運載工具的分析每個轉子120周圍的區域的影像（由相機236獲得）的處理器可以辨識固定結構將每個轉子120的全部或一部分包圍或者將轉子120包圍的固定結構是與螺旋槳防護裝置的形狀相匹配的。
圖3B圖示具有四個螺旋槳防護裝置350中的三個（亦即，一個螺旋槳防護裝置不存在）的空中機器人式運載工具200。缺失的螺旋槳防護裝置可能已經掉落或者從未安裝。空中機器人式運載工具的分析每個轉子120周圍的區域的影像（由相機236獲得）的處理器可以辨識在一個轉子120周圍沒有安裝螺旋槳防護裝置。
圖3C圖示具有將四個轉子120中的三個轉子120包圍的螺旋槳防護裝置350和部分地將轉子120中的一個轉子120包圍的第四個損壞的螺旋槳防護裝置351的空中機器人式運載工具200。除了辨識安裝了螺旋槳防護裝置350、351，處理器亦可以分析螺旋槳防護裝置350、351的形狀，以決定螺旋槳防護裝置350、351中的任何螺旋槳防護裝置是否損壞。在各個實施例中，可以將嚴重損壞的螺旋槳防護裝置按照缺失的螺旋槳防護裝置一樣來對待。因此，回應於決定螺旋槳防護裝置沒有損壞，處理器可以將接近度閥值設置為較低值，但是回應於決定螺旋槳防護裝置損壞，處理器可以將接近度閥值設置為較高值。
在一些實施例中，處理器可以經由視覺處理和影像辨識方法來決定安裝的螺旋槳防護裝置是否損壞。例如，可以將由處理器接收的安裝的螺旋槳防護裝置的影像與先前儲存的未損壞的螺旋槳防護裝置的影像進行比較。另外，可以針對裂縫、間隙、裂口、刻痕、彎曲、折痕、斷裂和或連續的其他實體缺陷來檢查偵測到的螺旋槳防護裝置的結構。此外，感測器可以用於偵測不尋常的振動、移動或者從正常狀況的其他偏離，其可以指示安裝的螺旋槳防護裝置出了問題。處理器可以使用針對認為螺旋槳防護裝置未損壞的嚴格要求，例如，從標準的螺旋槳防護裝置形狀的任何小偏差被認為是損壞的。在偵測到當前安裝的螺旋槳防護裝置的非標準輪廓形狀的情況下，可以認為螺旋槳防護裝置「損壞」，並且處理器可以輸出錯誤訊息以使空中機器人式運載工具的操作者或擁有者意識到該狀況。
補充或替代地，若偵測到某種不連續性或不規則性，則處理器可以基於正常輪廓形狀缺失的程度來評估螺旋槳防護裝置350、351是否應當被認為是損壞的。儘管螺旋槳防護裝置可能具有細微的不規則性，但是整體結構可以用作保護轉子120免受障礙物（亦即，物件）的影響。例如，若少於2%的螺旋槳防護裝置（例如，351）的整體結構缺失，則處理器可以決定螺旋槳防護裝置351沒有損壞。另外，關於螺旋槳防護裝置損壞的決定可以取決於損壞位於何處。例如，若僅螺旋槳防護裝置351的內部（亦即，面向空中機器人式運載工具的中心）一直缺失，則可能認為不連續性沒有嚴重到足以按照對待缺失的螺旋槳防護裝置的相同方式來對待該螺旋槳防護裝置（亦即，維持較高的接近度閥值）。在偵測到細微瑕疵、但是不認為螺旋槳防護裝置「損壞」的情況下，處理器可以輸出錯誤訊息以使空中機器人式運載工具的操作者或擁有者意識到該狀況。
在一些實施例中，處理器亦可以決定安裝的螺旋槳防護裝置是否滿足針對螺旋槳防護裝置的預定標準。與上述損壞評估類似，處理器可以經由視覺處理和影像辨識方法來決定安裝的螺旋槳防護裝置是否滿足預定標準。預定標準可以包括螺旋槳防護裝置的最小尺寸或樣式。
圖4圖示根據一些實施例的用於操作空中機器人式運載工具的方法400。參照圖1A-圖4，方法400可以由處理器（例如，空中機器人式運載工具（例如，100、200）的處理設備（例如，210）內的處理器（220））來執行以偵測是否安裝了螺旋槳防護裝置（例如，250、350），並且相應地作為對其的回應來設置接近度閥值。
在方塊405中，處理器可以發起用於設置接近度閥值的測試。可以在啟動時（亦即，當處理器打開或從睡眠模式喚醒時）發起用於設置接近度閥值的測試。另外，可以在狀況改變時發起用於設置接近度閥值的測試。例如，在處理器接收到來自感測器（例如，接觸感測器）的輸入時，可以自動發起用於設置接近度閥值的測試。作為另外的實例，回應於諸如墜落或對空中機器人式運載工具的強烈撞擊之類的事件，處理器可以強制發起用於設置接近度閥值的測試。另外，空中機器人式運載工具可以被配置為從操作員或控制系統接收用於指示安裝了亦是沒有安裝螺旋槳防護裝置的輸入覆寫。輸入覆寫可以取代基於感測器資料的關於是否安裝了螺旋槳防護裝置的任何決定。
在一些實施例中，處理器可以重複方法400的操作，以偵測具有一或多個轉子的空中機器人式運載工具的所有轉子的轉子異常並且對其進行回應。例如，處理器可以持續地重複方法400的操作，或者直到檢查了所有轉子以確保空中機器人式運載工具的安全和正確操作。作為另一例子，處理器可以將方法400的操作重複預定反覆運算次數，該預定反覆運算次數是在起飛之前提供給空中機器人式運載工具的飛行前測試指令中指示的。此後，處理器可以可選地在飛行期間以定期的間隔重複方法400的操作，或者在被設定為這樣做的其他時間處重複方法400的操作。
在方塊410中，處理器可以從一或多個感測器獲得感測器資料，該一或多個感測器被配置為偵測在空中機器人式運載工具上是否安裝了螺旋槳防護裝置。補充或替代地，作為方塊410中的操作的一部分，處理器可以從一或多個ESC及/或空中機器人式運載工具的一或多個電動機獲得螺旋槳轉速資料，其可以被分析以決定在空中機器人式運載工具上是否安裝了一或多個螺旋槳防護裝置。此類獲得的資料可以被儲存在本機存放區器（例如，緩衝器）中，以支援後續操作中的影像處理。可以儲存所獲得的資料以用於追蹤使用歷史或事故資料（例如，偵測到的異常情況）。另外，儲存的資料可以用於隨後與影像分析的比較，以用於辨識相同的螺旋槳防護裝置（若被移除並且稍後重新安裝在空中機器人式運載工具上的話）。
可以僅使用相機（例如，236）或者將其與其他感測器組合地使用。 一或多個相機可以安裝在轉子下面或者轉子平面中。可以經由分析靜止影像來偵測結構異常（例如，裂口、刻痕、彎曲、折痕或類似損壞）。可以使用相機影像來偵測缺失的螺旋槳防護裝置（例如，掉落或被扯掉）。處理器可以從一或多個相機（例如，236）接收影像，該一或多個相機對螺旋槳進行成像，並且因此將對螺旋槳防護裝置（若其在適當的位置的話）進行成像。在一些實現方式中，處理器可以從多個相機接收影像資料，其可以使得處理器能夠更好地評估安裝在轉子附近的結構，以決定此類結構是否是螺旋槳防護裝置，並且若此類結構是螺旋槳防護裝置，則決定螺旋槳防護裝置是否損壞及/或被正確地安裝。
處理器可以補充或替代地從其他類型的感測器（例如，當安裝了螺旋槳防護裝置時（若在適當的位置的話））接收資料。導電材料可以被嵌入螺旋槳防護裝置中或螺旋槳防護裝置上，其中該導電材料在與空中機器人式運載工具的接收導電材料接觸時可以指示安裝了螺旋槳防護裝置。類似地，轉子電動機的一部分（例如，可以安裝螺旋槳防護裝置的位置）可以包括應變儀，其被配置為偵測何時安裝了螺旋槳防護裝置。此外，電阻式或電容式感測器可以被附接或被嵌入在螺旋槳防護裝置中。補充或替代地，被安裝在空中機器人式運載工具的主體上但是遠離轉子的主動感測器可以量測被嵌入在一或多個螺旋槳防護裝置之中或之上的被動材料。例如，處理器可以從被配置為偵測RFID發射器的存在性的射頻標識（RFID）讀取器接收資料，RFID發射器可以被包括在螺旋槳防護裝置上或被嵌入在螺旋槳防護裝置中以由處理器進行偵測。
在其中處理器補充或替代地從空中機器人式運載工具的一或多個電動機接收指示相應的一或多個轉子的轉速（例如，rpm）的資料的實施例中，處理器可以使用一或多個電動機的轉速來決定是否安裝了螺旋槳防護裝置。電動機的轉速可以與和該電動機相關聯的螺旋槳產生的推力直接相關。當在空中機器人式運載工具上安裝了一或多個螺旋槳防護裝置時，空中機器人式運載工具在飛行中將更重一點。這種額外的重量可能需要電動機更快地旋轉，以便保持水平飛行或執行飛行機動。該額外的重量可以根據電動機的轉速來推斷，可以與在空中機器人式運載工具上安裝的額外的東西（例如，一或多個螺旋槳防護裝置）相關聯。
在方塊420中，處理器（或被配置為執行此類分析的另一處理器）可以分析所獲得的資料，以決定在空中機器人式運載工具上是否安裝了螺旋槳防護裝置。例如，使用相機影像資料，處理器可以執行分析影像處理分析以偵測視野內的螺旋槳防護裝置特有的邊緣、品質和其他特徵。作為另一實例，處理器可以辨識接觸及/或重量感測器信號、以及來自RFID讀取器（若包括的話）的信號，其指示安裝了螺旋槳防護裝置。
替代地或補充地，處理器可以分析一或多個電動機的轉速，以決定安裝了多少個螺旋槳防護裝置或者是否安裝了所有的螺旋槳防護裝置。例如，若在空中機器人式運載工具上僅安裝了三個螺旋槳防護裝置，則與安裝了四個螺旋槳防護裝置時相比，空中機器人式運載工具的重量將更小（並且因此轉子轉速將更小）。另外，若沒有安裝所有的螺旋槳防護裝置，則空中機器人式運載工具的重心可能改變，這可以經由比較各個轉子的轉速來偵測。當空中機器人式運載工具的幾何中心與該運載工具的重心不一致時，一或多個轉子的轉速可能略高。另外，在空中機器人式運載工具的運動期間，處理器可以結合轉子轉速資料來考慮角速度資料，以計算空中機器人式運載工具的慣性力矩。若所計算出的慣性力矩不同於基線或預設值，則這可以是關於安裝了或者已經移除了與轉子防護裝置一致的額外品質的指示。
在一些實施例中，關於是否安裝了螺旋槳防護裝置的分析可以僅基於對一或多個螺旋槳防護裝置的存在性的偵測（例如，從接觸感測器接收關於安裝了螺旋槳防護裝置的指示）。在一些實施例中，關於是否安裝了螺旋槳防護裝置的決定可以涉及關於在轉子附近安裝的結構的特性的進一步分析，以決定此類結構是否是螺旋槳防護裝置、偵測到的螺旋槳防護裝置是否未損壞、及/或偵測到的螺旋槳防護裝置是否滿足預定標準。
在決定方塊425中，處理器可以基於在方塊420中分析的資料來決定是否安裝了螺旋槳防護裝置。
回應於決定沒有安裝螺旋槳防護裝置（亦即，決定方塊425 =「否」），在方塊440中，處理器可以將接近度閥值設置為較高值。較高值的接近度閥值可以是被認為在空中機器人式運載工具上沒有安裝螺旋槳防護裝置時對於周圍物件而言安全或不受威脅的距離。相反，較低值的接近度閥值可以是被認為在空中機器人式運載工具上安裝了螺旋槳防護裝置時對於周圍物件而言安全或不受威脅的距離。
回應於決定安裝了螺旋槳防護裝置（亦即，決定方塊425 =「是」），在決定方塊430中，處理器可以決定螺旋槳防護裝置（亦即，在決定方塊425中被決定為安裝了的螺旋槳防護裝置）是否損壞。可選地或替代地，回應於決定安裝了螺旋槳防護裝置（亦即，決定方塊425 =「是」），在方塊445中，處理器可以將接近度閥值設置為較低值。
回應於決定螺旋槳防護裝置損壞（亦即，決定方塊430 =「是」），在方塊440中，處理器可以將接近度閥值設置為較高值。替代地或補充，回應於決定螺旋槳防護裝置損壞（亦即，決定方塊430 =「是」），處理器可以發出維修報警或強制維修。
回應於決定螺旋槳防護裝置未損壞（亦即，決定方塊430 =「否」），在方塊445中，處理器可以將接近度閥值設置為較低值。
在方塊440及/或445中設置接近度閥值可以涉及或可以不涉及：基於關於在空中機器人式運載工具上是否安裝了螺旋槳防護裝置的決定，根據當前接近度閥值設置和期望的接近度閥值設置來改變當前接近度閥值。例如，設置用於碰撞避免的接近度閥值可以包括：回應於決定沒有安裝螺旋槳防護裝置來將接近度閥值從第一值提高到高於第一值的第二值。作為另外的實例，設置用於碰撞避免的接近度閥值可以包括：回應於決定安裝了螺旋槳防護裝置來將接近度閥值從第二值降低到第一值。設置用於碰撞避免的接近度閥值亦可以包括：將接近度閥值維持在當前設置的值處。例如，設置用於碰撞避免的接近度閥值可以包括：回應於決定安裝了螺旋槳防護裝置並且接近度閥值的當前設置的值已經是第一值，來將接近度閥值保持在第一值處，該第一值低於第二值。作為另外的例子，設置用於碰撞避免的接近度閥值可以包括：回應於決定沒有安裝螺旋槳防護裝置並且接近度閥值的當前設置的值已經是第二值，來將接近度閥值保持在第二值處，該第二值高於第一值。
在方塊450中，處理器可以使用當前設置的接近度閥值來控制空中機器人式運載工具的一或多個電動機，以管理空中機器人式運載工具如何進行導航。例如，處理器可以發送信號以控制空中機器人式運載工具（例如，100、200）的電動機（例如，125）中的一或多個電動機進行導航。處理器可以根據（亦即，在方塊440或445中設置的）接近度閥值，來控制一或多個電動機以避開障礙物，同時與空中機器人式運載工具的導航路徑附近的障礙物保持距離。在一些實施例中，空中機器人式運載工具可以繼續正常地操作執行使用者命令及/或預載入的飛行規劃，依賴於碰撞避免系統來防止比接近度閥值的當前設置更近地接近任何物件。在一些實施例中，處理器可以修改對空中機器人式運載工具的控制，例如，調整或修改預載入的飛行規劃以確保機器人式運載工具不會比接近度閥值的當前設置更近地接近偵測到的障礙物。
圖5圖示根據一些實施例的用於操作空中機器人式運載工具的方法500。參照圖1-圖5，方法500可以由處理器（例如，空中機器人式運載工具（例如，100、200）的處理設備（例如，210）內的處理器（220））來執行以偵測是否安裝了螺旋槳防護裝置（例如，250、350），並且相應地作為對其的回應來設置接近度閥值。在方法500中，處理器可以執行如所描述的方法400的方塊405、410、420、440、445和450以及決定方塊425的操作。
回應於決定安裝了螺旋槳防護裝置（亦即，決定方塊425 =「是」），在決定方塊430中，處理器可以決定螺旋槳防護裝置（亦即，在決定方塊425中被決定為安裝了的螺旋槳防護裝置）是否滿足預定標準。
回應於決定螺旋槳防護裝置不滿足預定標準（亦即，決定方塊530 =「否」），在方塊440中，處理器可以將接近度閥值設置為較高值。替代地或補充，回應於決定螺旋槳防護裝置不滿足預定標準（亦即，決定方塊530 =「否」），處理器可以發出維修報警或強制維修。
回應於決定螺旋槳防護裝置滿足預定標準（亦即，決定方塊530 =「是」），在方塊445中，處理器可以將接近度閥值設置為較低值。
圖6圖示根據一些實施例的用於操作空中機器人式運載工具的方法600。參照圖1-圖6，方法600可以由處理器（例如，空中機器人式運載工具（例如，100、200）的處理設備（例如，210）內的處理器（220））來執行以偵測是否安裝了螺旋槳防護裝置（例如，250、350），並且相應地作為對其的回應來設置接近度閥值。在方法600中，處理器可以執行如上文所描述的方法400的方塊405、410、420、440、445和450和決定方塊425以及方法500的決定方塊530的操作。
圖7圖示根據一些實施例的用於在方法400中使用的用於對物件進行偵測和分類的方法700。參照圖1A-圖7，方法700可以由處理器（例如，空中機器人式運載工具（例如，100、200）的處理設備（例如，210）內的處理器（220））來執行以偵測障礙物（例如，120）並且作為回應來執行動作。
在方塊710中，處理器可以從影像感測器（例如，設置在機器人式運載工具上的一或多個相機）獲得資料。此類影像資料可以被儲存在本機存放區器中以進行處理，例如緩衝記憶體。
在方塊720中，處理器可以分析所獲得的影像資料以辨識轉子附近的物件的存在性和特性，從而決定該物件是否是螺旋槳防護裝置。這種影像分析可以涉及辨識不同顏色的邊緣區域和通常用於在影像內辨識物件的其他類型的程序。在一些實施例中，空中機器人式運載工具可以被配備有立體相機，其可以使處理器能夠使用體視學來決定到各個物件或物件的部分的距離。決定物件的位置及/或尺寸可以在記憶體中產生物件座標的檔或資料庫，其使得處理器能夠在後續操作中產生物件的地圖。
在方塊720中辨識的物件之每一者物件可以使用影像辨識程序來單獨地進行分析。為此，處理器可以實現循環以單獨調查每個物件。因此，在方塊730中，處理器可以選擇所辨識的物件中的一個物件，並且在方塊740中，對針對所選擇的物件的影像資料執行物件辨識處理以決定該物件是否是螺旋槳防護裝置。如所描述的，此類影像辨識處理可以涉及將影像資料與已知螺旋槳防護裝置的資料庫進行比較，以決定是否存在相近匹配。此類影像辨識程序可以涉及使用機器學習技術。
在決定方塊745中，處理器可以決定物件是否是螺旋槳防護裝置。
回應於決定所選擇的物件不是螺旋槳防護裝置（亦即，決定方塊745 =「否」），在決定方塊755中，處理器可以決定在影像資料內是否存在要辨識的另一物件。
回應於決定所選擇的物件是螺旋槳防護裝置（亦即，決定方塊745 =「是」），在方塊750中，處理器可以執行對所選擇的物件的的更詳細的分析，以決定螺旋槳防護裝置是否損壞及/或滿足預定標準。
在決定方塊755中，處理器可以決定在影像資料內是否存在需要被分析的另一物件。回應於決定在影像資料記憶體在要分析的另一物件（亦即，決定方塊755 =「是」），則在方塊730中，處理器可以選擇另一被辨識的物件，並且重複如所描述的方塊740–750的操作。當所有物件皆已被分析時（亦即，決定方塊755 =「否」），在如所描述的方法400、500及/或60的決定方塊425中，處理器可以繼續決定是否安裝了螺旋槳防護裝置。
如所描述的，空中機器人式運載工具（例如，200）的處理器（例如，220）可以決定是否偵測到轉子中的異常，可以基於從遠端計算設備接收的命令或獲得的資料來決定運載工具的飛行是否是經授權的，而不管該異常。在此類實施例中，與空中機器人式運載工具的通訊可以使用個人電腦、無線通訊設備（例如，智慧型電話等）、伺服器、膝上型電腦等來實現，其例子在圖8中以智慧型電話800的形式示出。參照圖1-圖8，遠端計算設備800可以包括與各種系統和部件耦合的處理器802。例如，處理器802可以耦合到觸控式螢幕控制器804、無線電通訊元件、揚聲器和麥克風以及內部記憶體806。處理器802可以是被指定用於通用或專用處理任務的一或多個多核積體電路。內部記憶體806可以是揮發性或非揮發性記憶體，並且亦可以是安全及/或加密記憶體、或者不安全及/或未加密記憶體、或者其任意組合。
觸控式螢幕控制器804和處理器802亦可以耦合到觸控式螢幕面板812，例如電阻式感測觸控式螢幕、電容式感測觸控式螢幕、紅外感測觸控式螢幕等。另外，遠端計算設備800的顯示器不需要具有觸控式螢幕能力。遠端計算設備800可以具有用於發送和接收通訊的一或多個無線電信號收發機808（例如，Peanut、藍芽、藍芽LE、Zigbee、Wi-Fi®、射頻（RF）無線電等）以及天線（遠端計算設備天線810），這些天線彼此耦合及/或耦合到處理器802。無線電信號收發機808和遠端計算設備天線810可以與上文提到的電路一起使用以實現各種無線傳輸協定堆疊和介面。遠端計算設備800可以包括耦合到處理器的蜂巢網路無線數據機晶片816，其經由蜂巢網路實現通訊。
遠端計算設備800可以包括耦合到處理器802的周邊設備連接介面818。周邊設備連接介面818可以特別地被配置為接受一種類型的連接，或者可以被配置為接受各種類型的公共或專有的實體和通訊連接，例如USB、FireWire、Thunderbolt或PCIe。周邊設備連接介面818亦可以耦合到類似配置的周邊設備連接埠（未圖示）。
在各個實施例中，遠端計算設備800可以包括一或多個麥克風815。例如，遠端計算設備800可以具有用於在撥叫期間從使用者接收語音或其他音訊能量的傳統的麥克風815。遠端計算設備800亦可以包括用於提供音訊輸出的揚聲器814。遠端計算設備800亦可以包括由塑膠、金屬或各材料的組合來構造的殼體820以用於包含部件中的全部或一些部件。遠端計算設備800可以包括耦合到處理器802的電源822，例如一次性或可再充電電池。可再充電電池亦可以耦合到周邊設備連接埠以從遠端計算設備800外部的源接收充電電流。遠端計算設備800亦可以包括用於接收使用者輸入（例如，指示安裝了還是沒有安裝螺旋槳防護裝置的輸入覆寫）的實體按鈕824。
所示出和描述的各個實施例僅是作為實例來提供的，以說明請求項的各個特徵。然而，關於任何給定實施例所示出和描述的特徵未必限於相關聯的實施例，並且可以與示出和描述的其他實施例一起使用或組合。此外，請求項不意欲受任何實例實施例限制。例如，可以替換方法400、500、600及/或700的操作中的一或多個操作或者將其與另一操作組合。
前述方法描述和程序流程圖僅是作為說明性例子來提供的，而並不意欲要求或暗示各個實施例的操作必須以呈現的次序來執行。如本發明所屬領域中具有通常知識者將明白的是，可以以任何次序來執行前述實施例中的操作的次序。諸如「此後」、「隨後」、「接著」等的詞語並不意欲限制這些操作的次序；這些詞語用於引導讀者瀏覽對這些方法的描述。此外，以單數（例如使用冠詞「一（a）」、「一個（an）」或「該（the）」）對請求項元素的引用不應被解釋為將該元素限制為單數。
結合本文揭示的實施例所描述的各種說明性的邏輯區塊、模組、電路和演算法操作可以實現成電子硬體、電腦軟體、或者兩者的組合。為了清楚地說明硬體和軟體的這種可互換性，上文已經對各種說明性的部件、方塊、模組、電路以及操作圍繞其功能進行了整體描述。至於這種功能是實現成硬體還是實現成軟體，取決於具體應用和施加在整個系統上的設計約束。本發明所屬領域中具有通常知識者可以針對每個特定應用，以變通的方式實現所描述的功能，但是此類實施例決策不應被解釋為造成脫離請求項的範疇。
可以利用被設計為執行本文所描述的功能的通用處理器、數位訊號處理器（DSP）、特殊應用積體電路（ASIC）、現場可程式設計閘陣列（FPGA）或其他可程式設計邏輯裝置、個別閘門或電晶體邏輯、個別硬體部件、或者其任意組合來實現或執行用於實現各個實施例所描述的各種說明性的邏輯、邏輯區塊、模組以及電路的硬體。通用處理器可以是微處理器，但是在替代的方案中，處理器可以是任何習知的處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器亦可以實現為接收器智慧物件的組合，例如，DSP和微處理器的組合、複數個微處理器、一或多個微處理器結合DSP核、或者任何其他此類配置。替代地，一些操作或方法可以由特定於給定功能的電路來執行。
在一或多個態樣中，所述功能可以用硬體、軟體、韌體或其任意組合來實現。若用軟體實現，則可以將所述功能作為一或多個指令或代碼儲存在非暫時性電腦可讀取媒體或者非暫時性處理器可讀取媒體上。本文所揭示的方法或演算法的操作可以體現在處理器可執行的軟體模組或處理器可執行指令中，其可以常駐在非暫時性電腦可讀的或處理器可讀的儲存媒體上。非暫時性電腦可讀的或處理器可讀的儲存媒體可以是可以由電腦或處理器存取的任何儲存媒體。經由舉例而非限制性的方式，這種非暫時性電腦可讀的或處理器可讀的儲存媒體可以包括RAM、ROM、EEPROM、快閃記憶體、CD-ROM或其他光碟儲存、磁碟儲存或其他磁儲存智慧物件、或者可以用於以指令或資料結構的形式儲存期望的程式碼並且可以由電腦存取的任何其他媒體。如本文所使用的，磁碟和光碟包括壓縮光碟（CD）、鐳射光碟、光碟、數位多功能光碟（DVD）和藍光光碟，其中磁碟通常磁性地複製資料，而光碟則用鐳射來光學地複製資料。上述的組合亦被包括在非暫時性電腦可讀和處理器可讀取媒體的範疇之內。此外，方法或演算法的操作可以作為代碼及/或指令中的一個或任何組合、或代碼及/或指令集常駐在非暫時性處理器可讀儲存媒體及/或電腦可讀取儲存媒體上，其可以併入電腦程式產品中。
提供所揭示的實施例的先前描述，以使得本發明所屬領域中任何具有通常知識者能夠實施或使用請求項。對於本發明所屬領域中具有通常知識者來說，對該等實施例的各種修改將是顯而易見的，並且在不脫離請求項的精神或範疇的情況下，可以將本文定義的整體原理應用於其他實施例。因此，本案內容並不意欲限於本文示出的實施例，而是被賦予與隨後的請求項和本文所揭示的原理和新穎特徵相一致的最寬範疇。
10‧‧‧環境 31‧‧‧樹 32‧‧‧樹 33‧‧‧樹 34‧‧‧樹 40‧‧‧人 50‧‧‧遛狗 60‧‧‧第一路徑 61‧‧‧第一虛擬路徑邊界 62‧‧‧第二路徑 63‧‧‧第二虛擬路徑邊界 64‧‧‧初始路徑 65‧‧‧避開路徑 66‧‧‧避開路徑 70‧‧‧基地台 75‧‧‧遠端計算設備 80‧‧‧遠端伺服器 90‧‧‧通訊網路 100‧‧‧空中機器人式運載工具 110‧‧‧主體 120‧‧‧轉子 125‧‧‧電動機 200‧‧‧空中機器人式運載工具 210‧‧‧處理設備 215‧‧‧片上系統（SoC） 220‧‧‧處理器 222‧‧‧記憶體 224‧‧‧通訊介面 225‧‧‧匯流排 226‧‧‧輸入單元 230‧‧‧非揮發性儲存記憶體 232‧‧‧通訊部件 234‧‧‧硬體介面 235‧‧‧匯流排 236‧‧‧相機 250‧‧‧螺旋槳防護裝置 350‧‧‧螺旋槳防護裝置 351‧‧‧螺旋槳防護裝置 400‧‧‧方法 405‧‧‧方塊 410‧‧‧方塊 420‧‧‧方塊 425‧‧‧方塊 430‧‧‧方塊 440‧‧‧方塊 445‧‧‧方塊 450‧‧‧方塊 500‧‧‧方法 530‧‧‧決定方塊 600‧‧‧方法 700‧‧‧方法 710‧‧‧方塊 720‧‧‧方塊 730‧‧‧方塊 740‧‧‧方塊 745‧‧‧決定方塊 750‧‧‧方塊 755‧‧‧決定方塊 800‧‧‧智慧型電話 802‧‧‧處理器 804‧‧‧觸控式螢幕控制器 806‧‧‧內部記憶體 808‧‧‧無線電信號收發機 810‧‧‧遠端計算設備天線 812‧‧‧觸控式螢幕面板 814‧‧‧揚聲器 815‧‧‧麥克風 816‧‧‧蜂巢網路無線數據機晶片 818‧‧‧周邊設備連接介面 820‧‧‧殼體 822‧‧‧電源 824‧‧‧實體按鈕 A‧‧‧位置 B‧‧‧位置 C‧‧‧位置 D1‧‧‧第一距離 D2‧‧‧第二距離 D11‧‧‧第一距離 D12‧‧‧第二距離 D21‧‧‧第三距離 D22‧‧‧第四距離
被併入本文並且構成本說明書的一部分的附圖圖示本發明的示例性實施例，並且連同上文提供的概括描述和下文提供的具體實施方式一起用於解釋本發明的特徵。
圖1A是根據各個實施例的其中不具有螺旋槳防護裝置的空中機器人式運載工具正在沿著在各個障礙物周圍的迂回路徑行進的環境的平面圖。
圖1B是根據各個實施例的圖1A的環境的平面圖，在該環境中，其上安裝有螺旋槳防護裝置的空中機器人式運載工具正在沿著穿過各個障礙物的更加直達的路徑行進。
圖1C是根據各個實施例的圖1A-1B的環境的平面圖，在該環境中，其上沒有安裝螺旋槳防護裝置的空中機器人式運載工具執行路徑規劃，以沿著避開各個障礙物的迂回路徑行進。
圖1D是根據各個實施例的圖1A-1C的環境的平面圖，在該環境中，其上安裝有螺旋槳防護裝置的空中機器人式運載工具執行路徑規劃，以沿著穿過各個障礙物的更加直達的路徑行進。
圖2是示出適於在各個實施例中使用的空中機器人式運載工具的部件和地面站的方塊圖。
圖3A-3C是示出根據各個實施例的其中可以在空中機器人式運載工具上安裝螺旋槳防護裝置的一些狀況的圖。
圖4是示出根據一些實施例的用於回應於決定在空中機器人式運載工具上是否安裝了螺旋槳防護裝置而操作空中機器人式運載工具的方法的程序流程圖。
圖5是示出根據一些實施例的用於回應於決定偵測到的螺旋槳防護裝置是否滿足標準而操作空中機器人式運載工具的方法的程序流程圖。
圖6是示出根據一些實施例的用於回應於決定在空中機器人式運載工具上是否安裝了螺旋槳防護裝置以及偵測到的螺旋槳防護裝置是否滿足標準而操作空中機器人式運載工具的方法的程序流程圖。
圖7是示出根據一些實施例的用於分析從影像感測器獲得的資料的方法的程序流程圖。
圖8是適於在一些實施例中使用的遠端計算設備的部件方塊圖。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
400:方法
405:方塊
410:方塊
420:方塊
425:方塊
430:方塊
440:方塊
445:方塊
450:方塊

Claims (29)

  1. 一種用於操作一空中機器人式運載工具的方法，包括以下步驟：由該空中機器人式運載工具的一處理器從一感測器獲得資料，該感測器被配置為偵測在該空中機器人式運載工具上是否安裝了一螺旋槳防護裝置；及分析該所獲得的資料以決定該空中機器人式運載工具上是否安裝了該螺旋槳防護裝置；由該處理器基於關於在該空中機器人式運載工具上是否安裝了該螺旋槳防護裝置的該決定，來設置用於碰撞避免的一接近度閥值；及由該處理器使用用於碰撞避免的該接近度閥值來控制該空中機器人式運載工具的一或多個電動機。
  2. 根據請求項1之方法，其中設置用於碰撞避免的該接近度閥值包括以下步驟：回應於決定沒有安裝該螺旋槳防護裝置，來將該接近度閥值從一第一值提高到高於該第一值的一第二值。
  3. 根據請求項1之方法，其中設置用於碰撞避免的該接近度閥值包括以下步驟：回應於決定安裝了該螺旋槳防護裝置，來將該接近度閥值從高於一第一值的一第二值降低到該第一值。
  4. 根據請求項1之方法，其中設置用於碰撞避免的該接近度閥值包括以下步驟：將該接近度閥值維持在一當前設置的值處。
  5. 根據請求項1之方法，亦包括以下步驟：回應於決定安裝了該螺旋槳防護裝置，來決定該螺旋槳防護裝置是否損壞，其中設置該接近度閥值還是基於對該螺旋槳防護裝置是否損壞的該決定的。
  6. 根據請求項1之方法，亦包括以下步驟：回應於決定安裝了一螺旋槳防護裝置，來決定該螺旋槳防護裝置是否滿足一預定標準，其中設置該接近度閥值還是基於對該螺旋槳防護裝置是否滿足該預定標準的該決定的。
  7. 根據請求項6之方法，其中該預定標準包括螺旋槳防護裝置的一最小尺寸。
  8. 根據請求項6之方法，其中該預定標準包括該螺旋槳防護裝置的一樣式。
  9. 根據請求項1之方法，其中該感測器是以下各項中的至少一項：一接觸感測器、一重量感測器、一影像感測器或一射頻辨識標籤讀取器。
  10. 根據請求項1之方法，其中分析該所獲得的資料包括以下步驟：將該所獲得的資料與先前收集的指示安裝了該螺旋槳防護裝置的資料進行比較，其中 回應於該所獲得的資料與該先前收集的指示安裝了該螺旋槳防護裝置的資料相匹配，來決定安裝了該螺旋槳防護裝置，以及回應該於所獲得的資料與該先前收集的指示安裝了該螺旋槳防護裝置的資料不匹配，來決定沒有安裝該螺旋槳防護裝置。
  11. 根據請求項1之方法，其中分析該所獲得的資料包括以下步驟：將該所獲得的資料與指示安裝了該螺旋槳防護裝置的預定參數進行比較，其中回應於該所獲得的資料與該等指示安裝了該螺旋槳防護裝置的預定參數相匹配，來決定安裝了該螺旋槳防護裝置，以及回應於該所獲得的資料與該指示安裝了該螺旋槳防護裝置的預定參數不匹配，來決定沒有安裝該螺旋槳防護裝置。
  12. 根據請求項1之方法，亦包括以下步驟：由該處理器從該一或多個電動機獲得指示相應的一或多個電動機的一轉速的資料；及分析該所獲得的資料以決定是否安裝了該螺旋槳防護裝置。
  13. 根據請求項12之方法，其中分析該所獲得的資料包括以下步驟：決定在該空中機器人式運載工具上安裝了多少個螺旋槳防護裝置。
  14. 根據請求項1之方法，亦包括以下步驟： 由該處理器接收指示安裝了該螺旋槳防護裝置還是沒有安裝該螺旋槳防護裝置的一輸入覆寫，其中決定是否安裝了該螺旋槳防護裝置還是基於該所接收的輸入覆寫的。
  15. 一種空中機器人式運載工具，包括：一感測器，其被配置為偵測是否安裝了一螺旋槳防護裝置；及一處理器，其耦合到該感測器並且被配置有處理器可執行指令以進行以下操作：基於該所獲得的資料來決定在該空中機器人式運載工具上是否安裝了該螺旋槳防護裝置；基於關於在該空中機器人式運載工具上是否安裝了該螺旋槳防護裝置的該決定，來設置用於碰撞避免的一接近度閥值；及使用用於碰撞避免的該接近度閥值來控制該空中機器人式運載工具的一或多個電動機。
  16. 根據請求項15之空中機器人式運載工具，其中該處理器亦被配置有處理器可執行指令以經由以下各操作中的一個操作來設置用於碰撞避免的該接近度閥值： 回應於決定沒有安裝該螺旋槳防護裝置，來將該接近度閥值從一第一值提高到高於該第一值的一第二值；或者回應於決定安裝了該螺旋槳防護裝置，來將該接近度閥值從高於一第一值的一第二值降低到該第一值。
  17. 根據請求項15之空中機器人式運載工具，其中該處理器亦被配置有處理器可執行指令以經由以下操作來設置用於碰撞避免的該接近度閥值：將該接近度閥值維持在一當前設置的值處。
  18. 根據請求項15之空中機器人式運載工具，其中該處理器亦被配置有處理器可執行指令以進行以下操作：回應於決定安裝了該螺旋槳防護裝置，來決定該螺旋槳防護裝置是否損壞；及亦基於對該螺旋槳防護裝置是否損壞的該決定來設置該接近度閥值。
  19. 根據請求項15之空中機器人式運載工具，其中該處理器亦被配置有處理器可執行指令以進行以下操作：回應於決定安裝了一螺旋槳防護裝置，來決定該螺旋槳防護裝置是否滿足一預定標準；及 亦基於對該螺旋槳防護裝置是否滿足該預定標準的該決定來設置該接近度閥值。
  20. 根據請求項19之空中機器人式運載工具，其中該預定標準包括螺旋槳防護裝置的一最小尺寸。
  21. 根據請求項19之空中機器人式運載工具，其中該預定標準包括該螺旋槳防護裝置的一樣式。
  22. 根據請求項15之空中機器人式運載工具，其中該感測器是以下各項中的至少一項：一接觸感測器、一重量感測器、一影像感測器或一射頻辨識標籤讀取器。
  23. 根據請求項15之空中機器人式運載工具，其中該處理器亦被配置有處理器可執行指令以進行以下操作：經由將該所獲得的資料與先前收集的指示安裝了該螺旋槳防護裝置的資料進行比較來分析該所獲得的資料；及回應於該所獲得的資料與該先前收集的資料相匹配，來決定安裝了該螺旋槳防護裝置，以及回應於該所獲得的資料與該先前收集的資料不匹配，來決定沒有安裝該螺旋槳防護裝置。
  24. 根據請求項15之空中機器人式運載工具，其中該處理器亦被配置有處理器可執行指令以進行以下操作：經由將該所獲得的資料與指示安裝了該螺旋槳防護裝置的預定參數進行比較來分析該所獲得的資料；及回應於該所獲得的資料與該預定參數相匹配，來決定安裝了該螺旋槳防護裝置，以及回應於該所獲得的資料與該預定參數不匹配，來決定沒有安裝該螺旋槳防護裝置。
  25. 根據請求項15之空中機器人式運載工具，其中該處理器亦被配置有處理器可執行指令以進行以下操作：從該一或多個電動機獲得指示相應的一或多個電動機的轉速的資料；及分析該所獲得的資料以決定是否安裝了該螺旋槳防護裝置。
  26. 根據請求項25之空中機器人式運載工具，其中該處理器亦被配置有處理器可執行指令以分析該所獲得的資料，從而決定在該空中機器人式運載工具上安裝了多少個螺旋槳防護裝置。
  27. 根據請求項15之空中機器人式運載工具，其中該處理器亦被配置有處理器可執行指令以進行以下操作：接收指示安裝了該螺旋槳防護裝置還是沒有安裝該螺旋槳防護裝置的一輸入覆寫；及亦基於該所接收的輸入覆寫來決定是否安裝了該螺旋槳防護裝置。
  28. 一種被配置用於在一空中機器人式運載工具中使用的處理設備，該處理設備被配置為：從一感測器獲得資料，該感測器被配置為偵測在該空中機器人式運載工具上是否安裝了一螺旋槳防護裝置；及分析該所獲得的資料以決定該空中機器人式運載工具上是否安裝了該螺旋槳防護裝置；基於關於在該空中機器人式運載工具上是否安裝了該螺旋槳防護裝置的該決定，來設置用於碰撞避免的一接近度閥值；及使用用於碰撞避免的該接近度閥值來控制該空中機器人式運載工具的一或多個電動機。
  29. 一種空中機器人式運載工具，包括： 用於從一感測器獲得資料的單元，該感測器被配置為偵測在該空中機器人式運載工具上是否安裝了一螺旋槳防護裝置；及用於分析該所獲得的資料以決定該空中機器人式運載工具上是否安裝了該螺旋槳防護裝置的單元；用於基於關於在該空中機器人式運載工具上是否安裝了該螺旋槳防護裝置的該決定，來設置用於碰撞避免的一接近度閥值的單元；及用於使用用於碰撞避免的該接近度閥值來控制該空中機器人式運載工具的一或多個電動機的單元。
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