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    摘要
    申请专利号:

    CN201480002508.3

    申请日:

    2014.03.19

    公开号:

    CN104718509A

    公开日:

    2015.06.17

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G05D 1/10申请日:20140319|||公开
    IPC分类号: G05D1/10; G08C17/02 主分类号: G05D1/10
    申请人: 深圳市大疆创新科技有限公司
    发明人: 黄志聪; 王洪涛
    地址: 518057中国广东省深圳市南山区高新区南区粤兴一道9号香港科大深圳产学研大楼6楼
    优先权: 2013104687390 2013.10.09 CN
    专利代理机构: 深圳市赛恩倍吉知识产权代理有限公司44334 代理人: 谢志为
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201480002508.3

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.09.07|||2015.07.15|||2015.06.17

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供了用于防止??叵低持杏捎谑萃贝涞母扇诺姆椒ê拖低?。受控终端通常用于从控制终端接收控制数据,并向监控终端传输反馈数据。为了防止由控制数据和反馈数据的同时传输所造成的干扰,所述控制终端可以将所述控制数据传输至所述监控终端,所述监控终端继而将所述控制数据传输至所述受控终端。这样的控制数据的传输能够以与所述反馈数据的传输互不干扰的方式来进行。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种监控终端,其特征在于,所述监控终端包括:
    第一通信???,在第一频带上与受控终端之间具有第一通信链路,所述第一通信??橥ü龅谝煌ㄐ帕绰酚胨鍪芸囟私兴蛲ㄐ?;以及
    第二通信???,用于经由第二通信链路从控制终端接收控制数据,所述第二通信链路与所述第一通信链路互不干扰;
    其中,所述控制数据经由所述第一通信链路传送至所述受控终端,并使用在所述控制终端处生成的所述控制数据来控制所述受控终端。

    2.  如权利要求1所述的监控终端,其特征在于,所述受控终端是可移动物体。

    3.  如权利要求2所述的监控终端,其特征在于,所述可移动物体是无人飞行器(UAV)。

    4.  如权利要求1所述的监控终端,其特征在于,所述控制数据用于控制所述受控终端的功能。

    5.  如权利要求1所述的监控终端,其特征在于,所述控制终端通过第三通信链路向所述受控终端传输所述控制数据,从而控制所述受控终端。

    6.  如权利要求5所述的监控终端,其特征在于,所述控制终端不能从所述受控终端接收数据。

    7.  如权利要求1所述的监控终端,其特征在于,通过所述第一通信链路与所述受控端进行的所述双向通信是基于时分复用(TDM)方案的通信。

    8.  如权利要求1所述的监控终端,其特征在于,通过所述第一通信链路与所述受控端进行的所述双向通信是基于频分复用(FDM)方案的通信。

    9.  如权利要求1所述的监控终端,其特征在于,所述第一通信??橛糜诖铀鍪芸刂斩私邮辗蠢∈?。

    10.  如权利要求9所述的监控终端,其特征在于,所述反馈数据报括传感器数据。

    11.  如权利要求9所述的监控终端,其特征在于,所述反馈数据指示出所述受控终端的操作状态。

    12.  如权利要求9所述的监控终端,其特征在于,所述监控终端进一步包括显示器,所述显示器用于显示通过所述第一通信链路从所述受控终端接收的所述反馈数据。

    13.  如权利要求1所述的监控终端,其特征在于,所述第二通信链路是有线通信链路。

    14.  如权利要求1所述的监控终端,其特征在于,所述第二通信链路是无线通信链路,其使用不同于所述第一频带的第二频带。

    15.  如权利要求1所述的监控终端,其特征在于,所述第二通信??榘ń塘方涌?,所述教练接口用于从所述控制终端的教练接口接收所述控制数据。

    16.  一种用于控制受控终端的系统,其特征在于,所述系统包括:
    如权利要求1所述的监控终端;
    所述受控终端,用于通过所述第一通信链路向所述第一通信??榉⑺头蠢∈?;以及
    所述控制终端,包括处理器,所述处理器使得所述控制数据经由所述第二通信链路而传输,同时阻止所述控制数据经由第三通信链路直接向所述受控终端传输。

    17.  如权利要求16所述的系统,其特征在于,所述控制终端包括用户接口,用于接收有助于所述控制数据生成的用户输入。

    18.  如权利要求16所述的系统,其特征在于,所述用户接口用于显示从所述受控终端接收的所述反馈数据。

    19.  一种用于与受控终端通信的方法,其特征在于,所述方法包括:
    通过第一通信链路,从受控终端接收反馈数据;
    通过与所述第一通信链路互不干扰的第二通信链路,从控制终端接收控制数据;以及
    通过所述第一通信链路,向所述受控终端发送所述控制数据,从而使用在所述控制终端处生成的所述控制数据来控制所述受控终端。

    20.  如权利要求19所述的方法,其特征在于,在第一频带上通过所述第一通信链路接收所述受控终端的所述反馈数据以及发送所述控制数据至所述受控终端。

    21.  如权利要求20所述的方法,其特征在于,在第二频带上,从所述控制终端接收所述控制数据,所述第二频带不同于所述第一频带。

    22.  如权利要求20所述的方法,其特征在于,使用有线通信链路,从所述控制终端接收所述控制数据。

    23.  如权利要求19所述的方法,其特征在于,经由教练接口,从所述控制终端接收所述控制数据。

    24.  一种控制受控终端的方法,其特征在于,所述方法包括:
    在第一频带上经由第一通信链路从控制终端接收控制数据,从而使用在所述控制终端处生成的所述控制数据来控制所述受控终端;
    在所述第一频带上通过第二通信链路向监控终端传输反馈数据;
    通过处理器判断何时在的第一频带上同时发生接收和传输;以及
    当在第一频带上同时发生接收和传输时,终止所述第一通信链路,并使得来自所述控制终端的所述控制数据经由第三通信链路传输至所述监控终端,所述第三通信链路与所述第一通信链路或所述第二通信链路互不干扰。

    25.  如权利要求24所述的方法,其特征在于,所述第三通信链路为有线通信链路。

    26.  如权利要求24所述的方法,其特征在于,所述第三通信链路为无线通信链路,其使用不同于所述第一频带的第二频带。

    27.  如权利要求24所述的方法,其特征在于,所述第三通信链路使用教练接口。

    28.  如权利要求24所述的方法,其特征在于,判断何时在第一频带上同时发生接收和传输是基于一个或多个通信环境特性。

    29.  如权利要求24所述的方法,其特征在于,实现所述第一通信链路的终止包括停止与所述控制终端相关联的通信??榈牟僮?,所述通信??橛糜谙蛩鍪芸刂斩舜淇刂剖?。

    30.  如权利要求29所述的方法,其特征在于,终止所述第一通信链路包括停止与所述受控终端相关联的通信??榈牟僮?,所述通信??橛糜诖铀隹刂浦斩私邮湛刂剖?。

    说明书

    说明书??胤椒ê拖低?
    交叉引用
    本申请要求2013年10月9日提交的中国申请CN201310468739.0的权益,其全部公开内容在此引入作为参考。
    背景技术
    现代无人飞行器(UAV)以其小尺寸和灵活性,在诸如监视与跟踪、遥感、搜救、科研等多种军事和民用应用中得到了广泛的运用。通常通过??厣璞负?或通过机载控制程序来无线控制UAV。
    大部分UAV具有至少两个无线通信???。所述无线通信??橹械囊桓隹捎糜诮邮沼煽刂浦斩舜涞目刂剖??;诮邮盏降目刂剖?,可以调节UAV的各种操作状态,包括位置、姿态、速度等。另一无线??榭捎糜谙蚣嗫刂斩舜浞蠢∈?。所述反馈数据可包括UAV的操作状态、由UAV获取的传感器数据(例如,由机载相机捕捉的图像数据),以及其他类似的数据。所述监控终端可包括支持无线的计算设备(例如,膝上型计算机、服务器,或者其他记录/存储设备)。
    通常,相同的频带(例如,2.4GHz频带)既用于控制数据传输,又用于反馈数据传输。然而,当在共享频带上与反馈数据同时传输控制数据时可能会发生干扰,从造成数据接收不良、正常操作中断或者甚至UAV失控。
    发明内容
    有鉴于此,需要减少在数据的同时传输之间的干扰。本发明提供了用于减少在数据的同时传输之间的干扰的方法、系统和设备。在一些实施方式中,本文描述的系统、方法和设备提供了基于通信环境条件在多个通信链路之间的动态切换。有利地,本文公开的动态通信链路切换可用于防止 干扰和提高数据传输的稳健性。
    根据本发明的一个方面,提供了一种监控终端。所述监控终端可包括第一通信???,在第一频带上与受控终端之间具有第一通信链路,所述第一通信??橥ü龅谝煌ㄐ帕绰酚胨鍪芸囟私兴蛲ㄐ?;以及第二通信???,所述第二通信??橛糜诰傻诙ㄐ帕绰反涌刂浦斩私邮湛刂剖?,所述第二通信链路与所述第一通信链路互不干扰。在一些实施方式中,所述控制数据经由所述第一通信链路传送至所述受控终端,并使用在所述控制终端处生成的控制数据来控制所述受控终端。
    在一些实施方式中,所述受控终端是可移动物体。所述可移动物体可以是无人飞行器(UAV)。所述控制数据用于控制所述可移动物体的推进。备选地或附加地,所述控制数据用于控制由所述可移动物体所携带的有效载荷。一般而言,所述控制数据用于控制所述受控终端的功能。
    在一些实施方式中,所述控制终端能够经由第三通信链路向所述受控终端传输所述控制数据,从而控制所述受控终端。所述第三通信链路可在第一频带上操作。在一些实施方式中,所述控制终端不能够从所述受控终端接收数据。
    在一些实施方式中,通过所述第一通信链路与所述受控端进行的所述双向通信是基于时分复用(TDM)方案的通信。所述第一通信??榭赏ü芷谛灾馗吹腡DM帧的子集从所述受控终端接收数据。在一些实施方式中,通过所述第一通信链路与所述受控端进行的所述双向通信是基于频分复用(FDM)方案的通信。
    在一些实施方式中,所述第一通信??橛糜诖铀鍪芸刂斩私邮辗蠢∈?。所述反馈数据可包括传感器数据。所述传感器数据可包括图像传感器数据。在一些实施方式中,所述反馈数据指示出所述受控终端的操作状态、位置或姿态。
    在一些实施方式中,本文描述的监控终端进一步包括显示器,所述显示器用于显示经由所述第一通信链路从所述受控终端接收到的反馈数据。所述显示器可用于显示由所述受控终端的一个或多个图像传感器所捕捉的图像。所述显示器还可用于显示指示出所述受控终端位置的信息。
    在一些实施方式中,所述第二通信链路是有线通信链路。在一些其他的实施方式中,所述第二通信链路是无线通信链路,所述无线通信链路使用不同于所述第一频带的第二频带。在一些实施方式中,所述第二通信??榭砂ń塘方涌?trainer interface),所述教练接口用于接收来自所述控制终端的教练接口的控制数据。
    根据本发明的另一方面,提供了一种用于控制受控终端的系统。所述系统包括本文所描述的监控终端;受控终端,其中所述受控终端用于经由所述第一通信链路向所述第一通信??榉⑺头蠢∈?;以及控制终端。
    在一些实施方式中,所述控制终端包括处理器,所述处理器使得控制数据经由所述第二通信链路传输,同时阻止所述控制数据经由第三通信链路直接向所述受控终端传输。
    在一些实施方式中,所述控制终端包括用户接口,所述用户接口能够接收有助于所述控制数据的生成的用户输入,诸如操纵杆、触摸屏等。在一些实施方式中,所述用户接口能够显示从所述受控终端接收到的反馈数据。
    根据本发明的又一方面,提供了一种用于与受控终端通信的方法。所述方法包括经由第一通信链路从受控终端接收反馈数据;经由与所述第一通信链路互不干扰的第二通信链路从控制终端接收控制数据;以及经由所述第一通信链路向所述受控终端发送所述控制数据,并使用在所述控制终端处生成的控制数据来控制所述受控终端。
    在一些实施方式中,所述受控终端是可移动物体。所述可移动物体可以是无人飞行器(UAV)。所述控制数据能够用于控制所述可移动物体的组件。备选地或附加地,所述控制数据能够用于控制由所述可移动物体携带的有效载荷。
    在一些实施方式中,所述控制终端能够经由第三通信链路向所述受控终端传输控制数据,从而控制所述受控终端的活动。所述第三通信链路可在与所述第一通信链路所使用的相同的频带上操作。在一些实施方式中,所述控制终端不能够从所述受控终端接收数据。
    在一些实施方式中,通过所述第一通信链路与所述受控端进行的所述 双向通信是基于时分复用(TDM)方案的通信。所述第一通信??榭赏ü芷谛灾馗吹腡DM帧的子集接收来自所述受控终端的数据。在一些实施方式中,通过所述第一通信链路与所述受控端进行的所述双向通信是基于频分复用(FDM)方案的通信。
    在一些实施方式中,所述反馈数据可包括传感器数据。所述传感器数据可包括图像传感器数据。在一些实施方式中,所述反馈数据指示出所述受控终端的操作状态、位置或姿态。
    在一些实施方式中,本文描述的方法进一步包括提供显示器,所述显示器用于显示经由所述第一通信链路从所述受控终端接收到的反馈数据。所述显示器可用于显示由所述受控终端的一个或多个图像传感器所捕捉的图像。所述显示器还可配置用于显示指示出所述受控终端位置的信息。
    在一些实施方式中,在第一频带上经由第一通信链路接收所述反馈数据,并且在所述第一频带上向所述受控终端发送所述控制数据。在一些实施方式中,在不同于所述第一频带的第二频带上从所述控制终端接收控制数据。在一些实施方式中,使用有线通信链路从所述控制终端接收控制数据。在一些实施方式中,经由教练接口从所述控制终端接收控制数据。
    根据本发明的另一方面,提供了一种控制受控终端的方法。所述方法包括在第一频带上经由第一通信链路从控制终端接收控制数据,从而使用在所述控制终端处生成的控制数据来控制所述受控终端的活动;在第一频带上经由第二通信链路向监控终端传输反馈数据;借助处理器,确定何时在相同的第一频带上同时发生接收和传输;以及当在相同的第一频带上同时发生接收和发射时,实现所述第一通信链路的终止,并造成来自所述控制终端的控制数据经由第三通信链路向所述监控终端传输,所述第三通信链路与所述第一通信链路或第二通信链路互不干扰。
    在一些实施方式中,所述受控终端是可移动物体。所述可移动物体可以是无人飞行器(UAV)。所述控制数据能够用于控制所述可移动物体的推进。备选地或附加地,所述控制数据能够用于控制由所述可移动物体携带的有效载荷。
    在一些实施方式中,所述方法进一步包括使用第二通信链路使得所述 控制数据从监控终端向受控终端传输。通过所述第二通信链路与所述受控端进行的所述双向通信是基于时分复用(TDM)方案的通信?;蛘?,通过所述第二通信链路与所述受控端进行的所述双向通信是基于频分复用(FDM)方案的通信。
    在一些实施方式中,所述反馈数据可包括传感器数据。所述传感器数据可包括图像传感器数据。在一些实施方式中,所述反馈数据指示出所述受控终端的操作状态、位置或姿态。
    在一些实施方式中,所述第三通信链路是有线通信链路。在一些其他的实施方式中,所述第三通信链路是无线通信链路,所述无线通信链路使用不同于所述第一频带的第二频带。在一些实施方式中,所述第三通信链路采用教练接口。
    在一些实施方式中,基于一个或多个通信环境特性来确定何时在相同的第一频带上同时发生接收和传输。所述一个或多个通信环境特性可包括检测到的能量水平、信噪比或误码率中的至少一个。
    在一些实施方式中,实现所述第一通信链路的终止可包括停止与所述控制终端相关联的通信??榈牟僮?,所述通信??橛糜谙蛩鍪芸刂斩舜淇刂剖?。备选地或附加地,实现所述第一通信链路的终止可包括停止与所述受控终端相关联的通信??榈牟僮?,所述通信??橛糜诖铀隹刂浦斩私邮湛刂剖?。
    在各个实施方式中,所述处理器可存在于监控终端、受控终端或控制终端之中。
    应当明白,本发明的不同方面可以被单独地、共同地或彼此结合地理解。本文所描述的本发明的各个方面可应用于下面阐述的任何特定应用或者任何其他类型的可移动和/或静止物体之间的数据通信。通过考察说明书、权利要求书和附图,本发明的其他目标和特征将会变得显而易见。
    援引并入
    本说明书中所提及的所有出版物、专利和专利申请均以相同程度通过引用而并入于此,程度犹如具体地和个别地指出要通过引用而并入每一个 别出版物、专利或专利申请。
    附图说明
    在所附权利要求书中具体阐述了本发明的新颖特征。通过参考对在其中利用到本发明原理的说明性实施方式加以阐述的以下详细描述和附图,将会对本发明的特征和优点获得更好的理解;在附图中:
    图1示出了本发明一实施方式中的通信系统。
    图2a示出了本发明一实施方式中减少数据传输之间的干扰的方法。
    图2b示出了本发明另一实施方式中的通信系统。
    图3示出了本发明一实施方式中实现干扰避免的流程。
    图4示出了本发明一实施方式中数据通信的流程。
    图5示出了本发明另一实施方式中数据通信的流程。
    图6示出了本发明又一实施方式中数据通信的流程。
    图7示出了本发明实施方式中的受控终端。
    图8示出了本发明实施方式中的控制终端。
    图9示出了本发明实施方式的监控终端。
    图10示出了本发明实施方式中的无人飞行器(UAV)。
    具体实施方式
    本发明提供了减少在数据的同时传输之间的干扰的??叵低澈头椒?。诸如无人飞行器(UAV)等受控终端可用于从诸如??刂斩说瓤刂浦斩私邮湛刂剖?。所述控制数据可用于控制受控终端的状态或操作。例如,所述控制数据可导致对UAV的位置、姿态、速度、加速度等的调节。受控终端还可用于向诸如基站处的服务器等监控终端传输反馈数据。反馈数据可包括UAV的操作状态、由UAV获取的传感器数据(例如,由机载相机捕捉的图像数据)以及其他类似的数据。然而,当控制数据的传输和反馈数据的传输同时发生在同一频带上时可能发生干扰。为了防止由控制数据和反馈数据的同时传输所造成的干扰,控制终端可首先使用与反馈数据的传输互不干扰的通信链路——诸如通过有线连接或者通过使用不同频带 的无线连接——将控制数据传输至监控终端。在一些实施方式中,现有的教练接口可用于这样的控制数据传输。随后,监控终端可通过使用干扰避免技术——诸如时分复用(TDM)或频分复用(FDM)——在与反馈数据的传输互不干扰的情况下将控制数据传输至受控终端。
    图1示出了根据一个实施方式的、用于实现本发明的示例性通信系统100。所述系统100包括受控终端102、控制终端104和监控终端106。受控终端102可包括任何能够根据远程传输的控制数据进行操作以及提供反馈数据的物体或设备。例如,受控终端102可以包括任何可移动物体、作为其一部分、与其附接或者以其他方式与其相关联。这样的可移动物体可以包括配备视觉传感器或其他类型传感器的有人或无人载具、机器人或者可用于执行监视与跟踪、遥感、搜救、科研和其他功能的有生命或无生命物体,或者被包括在它们之中。在本文其他各处将会进一步描述可移动物体的示例。
    控制终端104可以包括任何能够向受控终端102传输??刂噶罨蚩刂剖莸奈锾寤蛏璞?、作为其一部分、与其附接或者以其他方式与其相关联??梢杂煽刂浦斩烁萦刹僮魉隹刂浦斩说氖褂谜咚峁┑氖淙肜瓷煽刂浦噶罨蚩刂剖?。备选地或附加地,可以基于不是由用户提供的信息——诸如受控终端的状态信息——来生成控制数据。在一些情况下,可以在无需任何使用者输入的情况下自动生成控制数据??刂浦斩丝梢园ㄎ挥诨局械囊桓龌蚨喔黾扑闵璞??;蛘?,控制终端可以是手持型或可穿戴式设备。例如,控制终端可包括服务器、台式计算机、智能电话、平板计算机、膝上型计算机、眼镜、手套、头盔或者它们的适当组合??刂浦斩丝砂ㄓ没Ы涌?,诸如键盘、鼠标、操纵杆、触摸屏或显示屏等,用于让使用者与控制终端进行交互,诸如通过手动输入命令、语音控制、手势控制、位置控制(例如,经由控制终端的移动、定位或倾斜度)等进行交互。
    监控终端106可以包括任何能够从受控终端102接收反馈数据的物体或设备、作为其一部分、与其附接或者以其他方式与其相关联。此外,监控终端106可用于显示、存储、传输或以其他方式处理接收到的反馈数据。 例如,监控终端可包括用于处理接收到的数据的处理器,以及用于存储接收到的数据的内存。在一些实施方式中,监控终端108可用于将接收到的经处理或未经处理的数据传输至另一设备(诸如与远程或云存储或服务相关联的远程服务器)。
    监控终端106可包括用于查看从受控终端接收的信息的显示单元。例如,监控终端可用于显示受控终端或由受控终端所携带的有效载荷的状态信息,所述状态信息关于位置、平移速度、平移加速度、方向、角速度、角加速度或者它们的任何适当组合。在一些实施方式中,监控终端可用于显示由受控终端和/或受控终端所携带的有效载荷获取的信息。受控终端所携带的有效载荷可包括各种传感器,诸如全球定位系统(GPS)传感器、运动传感器、惯性传感器、接近传感器、图像传感器、压力传感器、热传感器、化学传感器等。
    在一个实施方式中,不同于控制终端104,监控终端106不具有用于接收用户命令或指令以便生成用于受控终端的控制数据的接口。相反,监控终端106主要用于显示、存储和/或处理从受控终端102接收到的反馈数据。然而,在备选的实施方式中,监控终端106也可包括这样的用于向受控终端提供用户控制的用户接口。
    在各个实施方式中,控制数据可包括任何提供给受控终端的信息。在一些实施方式中,这样的信息可用于控制受控终端的功能,诸如受控终端的组件的操作。例如,控制数据可用于沿着六个自由度(例如,三个平移自由度,三个旋转自由度)中的一个、两个或更多个自由度移动受控终端、受控终端所携带的有效载荷和/或受控终端的组件。举例而言,控制数据可包括信息,所述信息用于:调节受控终端和/或其任何组件的位置、姿态、速度或加速度,控制受控终端的推进单元,造成受控终端、受控终端所携带的有效载荷和/或受控终端的组件的物理变形或重构。举例而言,控制数据可包括如下指令,所述指令用于:开启或关闭受控终端所携带的传感器,启动或停止运行于受控终端上的设备(例如,旋翼)或处理。作为另一示例,控制数据可用于控制由控制终端所携带的有效载荷(例如,图像捕捉设备)的操作。此类操作可包括:拍摄静止或移动的图片、放大或缩小、 开启或关闭、切换成像模式、改变图像分辨率、改变聚焦、改变景深、改变曝光时间、改变视角或视野等。应当理解,术语“控制数据”应广义地解释为包括任何由远程终端(例如,控制终端、监控终端)提供给受控终端的信息,而不仅限于用于控制受控终端的信息。例如,控制数据可包括同步信息、错误信息和其他可用于建立、维持或终止受控终端与诸如受控终端等远程设备之间的通信的信息。
    在一些情况下,来自控制终端的控制数据可包括与可移动物体、载体和/或有效载荷的空间方位、移动、致动或控制有关的指令。例如,控制数据可导致可移动物体的位置和/或方向的更改(例如,经由一个或多个推进机构的控制),或者有效载荷相对于可移动物体的移动(例如,经由载体的控制)。在一些情况下,受控终端可包括推进系统,所述推进系统包括一个或多个旋翼,所述旋翼用于为受控终端提供升力或推力。在此类情况下,控制数据可用于控制所述一个或多个旋翼的旋转速度或角度。来自控制终端的控制数据可实现对有效载荷的控制,诸如对相机或其他图像捕捉设备的操作的控制(例如,拍摄静态或移动的图片、放大或缩小、开启或关闭、切换成像模式、改变图像分辨率、改变聚焦、改变景深、改变曝光时间、改变视角或视野)。
    在各个实施方式中,反馈数据可包括任何由受控终端传输的信息。在一些情况下,反馈数据可包括关于受控终端或其组件的状态的信息、由受控终端获取的数据(例如,传感器数据)等。这样的反馈数据可指示出受控终端的操作状态或受控终端周围的环境。特别地,反馈数据可包括关于受控终端在任何给定的时间点上或给定的时间段中的速度、加速度、位置、高度等的信息。反馈数据还可包括由受控终端机载的传感器所获取或采集的信息,诸如视频或音频数据、GPS信息、接近度信息等。由受控终端提供的传感器数据可用于控制受控终端的空间方位、速度和/或方向?;蛘?,所述传感器数据可用于提供关于可移动物体周围的环境的数据,诸如气象条件、对潜在障碍物的接近度、地理特征的位置、人工建筑物的位置等。此外,反馈数据可以包括可用于建立、维持或终止与诸如监控终端等远程设备的通信的信息。
    如图1中所示,受控终端102可包括第一通信???08和第二通信???10??刂浦斩?04可包括第一通信???12和第二通信???14。监控终端106可包括第一通信???16和第二通信???18。
    受控终端102的第一通信???08和控制终端104的第一通信???12可用于通过通信链路120进行通信。通信链路120亦可称为受控-控制链路,用于实现受控终端与控制终端之间的通信。通常,通信链路120是单向的,仅允许从控制终端104向受控终端102传输控制数据。在这样的情况下,控制终端104的第一通信???12仅用于当发射器使用,而受控终端102的第一通信???08仅用于当接收器的使用。在一些其他情况下,通信链路120可以是双向的,从而允许数据在受控终端102与控制终端104之间双向传输。在这样的情况下,控制终端104的第一通信???12和受控终端102的第一通信???08可各自能够传输和接收数据。
    受控终端102的第二通信???10和监控终端106的第二通信???18可用于通过通信链路122进行通信。所述通信链路122亦可称为受控-监控链路,用于实现受控终端与监控终端之间的通信。在一个实施方式中,通信链路122是双向的,从而既允许从受控终端102向监控终端106传输反馈数据,又允许从监控终端106向受控终端102传输控制数据。因此,受控终端102的第二通信???10和监控终端106的第二通信???18可各自同时包括发射器和接收器,或者为收发器。在一些实施方式中,通信链路122用于支持时分复用(TDM)、频分复用(FDM)或其他促进双向数据传输的技术的实现。在典型的实施方式中,监控终端106不生成或者不能够生成要传输至受控终端102的控制数据。相反,这样的控制数据由控制终端104来提供。在其他实施方式中,监控终端106可类似于控制终端104那样能够生成控制数据。
    在一些实施方式中,由控制终端104提供的控制数据可不经更改地传输至受控终端102。在其他实施方式中,由控制终端104提供的控制数据在其被传输至受控终端102之前,可由监控终端106进行更改或以其他方式进行处理。例如,可以基于从受控终端102接收到的反馈数据更改或处理控制数据。
    或者,监控终端106可生成其自己的控制数据。例如,监控终端106可提供用户接口,用于接收受控终端的使用者控制?;谡庋氖褂谜呖刂?,监控终端106可生成控制数据。在其他实施方式中,还可以基于从受控终端102接收到的反馈数据、从其他来源接收到的数据或者它们的任何组合来生成控制数据??梢越嗫刂斩?06所生成的这样的控制数据提供给受控终端102,以附加或替代于控制终端104所提供的控制数据。
    通常,用于通信链路120或122的传输介质是无线的,诸如无线电、微波、红外线、卫星等。在其他情况下,用于通信链路120或122的传输介质是有线的,诸如双绞线、线缆、光纤线缆等。在其他情况下,通信链路120或122的传输介质可以为无线介质与有线介质的组合。
    控制终端104的第二通信???14和所述监控终端106的第一通信???16可用于通过通信链路124进行通信。通信链路124亦可称为控制-监控链路,用于实现控制终端与监控终端之间的通信。所述通信链路124通常是单向的,从而允许从控制终端104向监控终端106传输控制数据。在其他情况下,通信链路124可以是双向的。在一些实施方式中,所述通信链路可以使用教练接口或教练端口来建立。这样的教练接口通常由??刂斩怂峁?,以允许两个??刂斩司山塘废弑舜宋锢砹?。这两个设备中之一可以是教练设备,而另一个可以是受训设备。通过将两个设备由它们相应的教练接口连接起来,可以经由教练线从所述设备中之一向另一设备传送控制命令。在一些情况下,受训命令可以经由教练线传送至教练设备,而教练设备可以决定是将所述受训命令传输至被??匚锾?例如,UAV),还是替代地传输由教练设备所生成的命令,以便校正或防止由受训命令所造成的错误(例如,UAV故障或者甚至坠毁)。在其他情况下,教练命令可以经由教练线传送至受训设备,以覆盖受训命令成为控制命令。除了教练端口之外,其他合适的数据输入/输出端口——诸如通用串行总线(USB)端口、并行或串行端口等——也可用于将控制数据从控制终端传送至监控终端。在各个实施方式中,本文所讨论的教练接口可支持有线或无线通信协议。例如,在两个教练接口之间的通信链路可以是无线通信链路,而不是教练线或线缆。
    使用诸如教练端口等现有端口在控制终端104与监控终端106之间传输控制数据可有利地降低实现本发明的成本、避免重复开发工作,并减少本发明的复杂度,这是因为此类端口中的一些端口通常预设是由终端的制造商来提供。然而,应当明白,对于本发明而言,此类现有端口的使用既不必需也不要求。任何合适的通信方法都可用于从控制终端向监控终端传送控制数据,只要所述方法减少控制数据与反馈数据同时传输之间的干扰即可。在一个实施方式中,用于传送反馈数据的通信链路122可以是无线(例如,无线电)链路,而用于传送控制数据的通信链路124可以是有线链路(例如,教练线)。在另一实施方式中,用于传送反馈数据的通信链路122和用于传送控制数据的通信链路124都可以是无线(例如,无线电)链路,但两者使用不同的频带,在无线电频谱上没有重叠。例如,通信链路122可使用工业、科学和医疗(ISM)无线电频带中的之一,诸如2.4GHz频带;而通信链路124可使用不同的频带,诸如不同的ISM频带、空中频带、船用频带、业余无线电频带、民用频带、个人无线电服务频带或者其他执照或免执照频带。在这样的实施方式中,控制终端104的第二通信???14和监控终端的第一通信???16都支持无线数据通信。
    在各个实施方式中,任何合适的模拟或数字调制方案都可用于此类控制和/或反馈数据的传输,诸如脉宽调制(PWM)、脉位调制(PPM)、脉幅调制(PAM)、相移键控(PSK)、频移键控(FSK)、幅移键控(ASK)、正交调幅(QAM)、扩频调制方案诸如跳频扩频(FHSS)等。
    应当理解的是,变化和替代的实现方式也在本文公开的范围之内。例如,受控终端可具有一个能够与控制终端和监控终端两者通信的通信???,而不是具有如图1中所示的两个通信???。作为另一示例,图1中所描述的任何通信链路均可在发射终端与接收终端之间涉及零个、一个或多个中间设备。此类中间设备可以或可以包括作为诸如因特网、蜂窝网、广域网(WAN)、局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)等公用网络或专用网络的一部分的网络设备。例如,控制终端可经由一个或多个此类中间设备与监控终端通信。作为另一示例,控制终端可经由诸如无线网络等网络与受控终端通信。类似地,受控终端可经由诸如LAN或WLAN等网络与监 控终端通信。
    图2a示出了本发明一实施方式中减少数据传输之间的干扰的方法。图2a中的组件可类似于联系图1描述的那些组件。加粗的通信链路用来指示用于数据传输的活动链路。如图所示,在时间t1,控制终端104经由通信链路120向受控终端102传输控制数据。所述受控终端102经由通信链路122向监控终端106传输反馈数据。所述控制数据可用于控制受控终端的功能,诸如位置、方向、姿态、速度等。所述反馈数据可包括或指示出与受控终端的状态和/或受控终端的当前环境有关的信息。例如,反馈数据可包括与受控终端有关的诸如速度、位置、姿态、姿态等作为整体的状态信息,或者与关联于受控终端的诸如电机、电池、内存、处理器等一个或多个组件有关的状态数据。所述组件可以是受控终端的一部分,或者使用有线或无线连接而可操作地与受控终端相连。作为另一示例,反馈数据可包括由诸如GPS传感器、运动传感器、惯性传感器、接近传感器、图像传感器等一个或多个传感器所采集的传感器数据。在各个实施方式中,反馈数据可包括原始的、未处理的数据(诸如原始传感器数据),或者经处理的数据(诸如计算结果)。
    当控制数据在通信链路120上的传输与反馈数据在通信链路122上的传输同时发生时,通信链路可能彼此干扰,例如,当通信链路120所使用的频带与通信链路122所使用的频带相同或重叠时可能彼此干扰。由于这样的干扰,受控终端102可能无法接收正确的控制数据,从而影响受控终端102的操作。例如,受控终端(例如,UAV)的失控可造成受控终端的故障或损坏(例如,UAV坠毁)。类似地,由于干扰,监控终端106可能无法接收正确的反馈数据。
    为了减少或消除这样的干扰,在t2时,可以终止、关闭或以其他方式禁用通信链路120。在一些实施方式中,关闭通信链路120可包括关闭或禁用用于向受控终端传输控制数据的控制终端104的通信???12。此外,还可关闭或禁用受控终端102的通信???08,以阻止其接收控制数据。替代地,控制终端104可以经由较不可能与通信链路122相干扰的通信链路124向监控终端106传输控制数据。监控终端106可继而将接收到的控 制数据传输至受控终端102。在一些实施方式中,可以使用与用于反馈数据传输的相同的通信链路122从监控终端传输控制数据。为了防止同一通信链路的传输共享所造成的干扰,可以采用诸如时分复用(TDM)或频分复用(FDM)等技术或者任何其他合适的技术。例如,在TDM方案中,将时间分割成多个周期性重复的帧。每个帧的某一部分可被分配用于控制数据从监控终端到受控终端的传输,同时所述帧的另一非重叠部分可被分配用于反馈数据从受控终端到监控终端的传输。在FDM方案中,将通信链路的传输介质的总带宽分割成一系列非重叠的子频带。所述子频带中的一些子频带可用于控制数据从监控终端到受控终端的传输,同时其他子频带可用于反馈数据从受控终端到监控终端的传输。
    使用监控终端来传输生成于控制终端处的控制数据的一个优点是,所述监控终端具有能够与受控终端进行双向通信的通信???。所述双向通信??槟谥昧酥钊鏣DM和/或FDM等干扰避免算法,以防止双向通信干扰。
    在一些实施方式中,受控终端与控制终端之间的通信链路(即,受控-控制链路)可以是可选的。例如,受控终端和控制终端可完全依赖于监控终端来转发控制数据。有利地,这样的方法消除了对于让受控终端和/或控制终端各自维持用于控制数据通信的单独的和/或专用的通信??榈男枰?,从而减小了受控终端和/或控制终端的尺寸、重量、成本和/或复杂度。
    图2b示出了根据一个实施方式的、用于实现本发明的示例性通信系统200。所示的通信系统200与图1中所示的示例性通信系统100相似,区别在于受控终端102和控制终端104并不配备有彼此直接通信的专用通信???。例如,受控终端102不包括用于直接从控制终端104接收控制数据的通信???,诸如图1中所示的通信???08;类似地,控制终端104不具有用于向受控终端102传输控制数据的通信???,诸如图1中所示的通信???12。
    在所示的实施方式中,如图2a中所讨论,在t2时经由监控终端106来实现控制数据从控制终端104到受控终端102的传输??刂剖荽涌刂浦斩?04到监控终端106的传输可经由有线或无线控制-监控链路124来实现??梢耘渲每刂?监控链路124以便不与受控终端102和监控终端106 之间的受控-监控链路122相干扰。举例而言,控制-监控链路124可以是有线链路(例如,教练线或线缆),而受控-监控链路122可以是无线链路。作为另一示例,控制-监控链路124和受控-监控链路122都可以是无线链路,但具有不同的频带或范围。
    图3示出了本发明一实施方式中实现干扰避免的流程300。流程300的各个方面可通过联系图1-图2讨论的受控终端102、控制终端104和/或监控终端106来执行。流程300(或者本文所描述的任何其他流程,或者其变更和/或组合)的一些方面或所有方面可以在一个或多个配置有可执行指令的计算机/控制系统的控制下执行,并且可以实现成共同在一个或多个处理器上执行的代码(例如,可执行指令、一个或多个计算机程序或者一个或多个应用),由硬件或者它们的组合来执行。例如,所述代码能够以包含多个可由一个或多个处理器执行的指令的计算机程序的形式存储
    在计算机可读存储介质上。所述计算机可读存储介质可以是非暂时性的。所描述的操作顺序并不旨在被解释为限制性的,并且任何数目的所描述的操作能够以任何顺序和/或并行地结合以实现所述流程。
    流程300包括终止或关闭受控终端与控制终端之间的通信链路302。所述通信链路可用于从控制终端向受控终端传送控制数据,类似于联系图1-图2所讨论的通信链路120。终止或关闭所述通信链路可包括停止负责传输控制数据的通信???诸如图1-图2的控制终端104的通信???12)的操作或以其他方式禁用所述通信???,以及/或者关闭或以其他方式禁用负责接收控制数据的通信???诸如图1-图2的受控终端102的通信???08)。
    在一些实施方式中,当通信链路正在遭受或者很可能将会遭受包括射频干扰在内的电磁干扰时,关闭或终止受控终端与控制终端之间的通信链路。这样的干扰可能是由于繁忙频带上的同时传输数据而导致的。例如,在使用同一频带(例如,2.4GHz频带)同时传输控制数据和反馈数据可能发生干扰??梢允褂酶髦稚璞咐慈范ɑ蚣觳獯死嗤贝?。例如,控制终端、受控终端和/或监控终端可以检测出特定频带是否繁忙或有噪声干扰?;蛘?,控制终端、受控终端和/或监控终端可以接收来自另一终端或一些其 他设备的指示——反馈数据的传输正在进行或即将开始。在一些实施方式中,所述确定可以基于观察到的通信环境的特性或条件,诸如检测到的能量水平、信噪比、误码率等。在一些其他实施方式中,所述确定可以基于与数据传输有关的预定定时信息。例如,此类定时信息可指示出控制数据和/或反馈数据传输的预定起始时间、长度和/或频率。如果已知反馈数据正在传输或即将传输,则如果控制终端要使用与反馈数据的传输相同的频带来开始或继续传输控制数据,那么干扰的风险就会很高。在各个实施方式中,可以通过一个或多个存在于控制终端、受控终端、监控终端、一些其他设备或者它们的任何组合上的处理器来判断控制数据和反馈数据的是否同时传输和/或决定将控制数据的传输从一个通信链路切换至另一通信链路。
    在一些实施方式中,当控制终端与监控终端之间的(有线或无线)通信链路(诸如图1-图2的控制-监控通信链路124)的建立时,关闭或终止受控终端与控制终端之间的通信链路。例如,控制终端可以检测指示出此类通往监控终端的链路的建立的信号,并自动停止其用于向受控终端传输控制数据的传输??榈牟僮?。
    在一些实施方式中,在通信链路恢复之前,可以将所述通信链路暂时关闭或终止一段预定时间(例如,1秒、2秒、5秒或10秒)或一段任意时间。在一些情况下,可以关闭通信链路,直至干扰的风险得到降低。例如,当反馈数据传输停止时,或者当反馈数据传输使用与控制数据传输不同的频带时,可以恢复图1-图2的通信链路120用于控制数据传输。在各个实施方式中,可以通过一个或多个存在于控制终端、受控终端、监控终端、一些其他设备或者它们的任何组合上的处理器来做出对通信条件和干扰风险的评估和/或对恢复被关闭或被终止的通信链路的决定。
    仍参考图3,流程300还包括从控制终端向监控终端传送控制数据304,以及从监控终端向受控终端传送所述控制数据306??刂剖菥杉嗫刂斩说拇死嘀匦侣酚煽梢园镏跎倩蛳衔乃致鄣脑诳刂剖莸拇溆敕蠢∈莸拇渲涞母扇?。特别是,可以使用与用于反馈数据传输的通信链路(例如,图1-图2的受控-监控链路122)互不干扰或较不可能与 之相干扰的通信链路(例如,图1-图2的控制-监控链路124)来实现控制数据从控制终端到监控终端的传送。例如,用于传送控制数据的通信链路(例如,通信链路124)可以是有线链路(例如,经由教练线),而用于传送反馈数据的通信链路(例如,通信链路122)可以是无线链路?;蛘?,这两个通信链路可以是使用不同频带的无线链路。
    此外,当从监控终端向受控终端传送控制数据时,可以使用诸如TDM和FDM等干扰减少技术来减少控制数据的传输与反馈数据的传输之间的干扰。在备选实施方式中,监控终端可以使用与用于反馈数据传输的通信链路不同的用于控制数据传输的单独通信链路。
    在各个实施方式中,由控制终端生成并由监控终端接收的控制数据在其被传输至受控终端之前可以被保存或者可以不被保存、显示、修改或以其他方式处理。例如,可以基于由监控终端接收到的反馈数据在监控终端修改控制数据。例如,可以基于由监控终端接收到的反馈数据来修改控制数据。在典型的实施方式中,监控终端不生成其自己的用于受控终端的控制数据。例如,监控终端可不具有用于向受控终端提供用户控制的用户接口。然而,在一些实施方式中,监控终端能够生成控制数据??梢越杉嗫刂斩松傻目刂剖萏峁└芸刂斩?,以附加或替代于由控制终端生成的控制数据。
    在先前关闭的通信链路于控制终端和受控终端之间被恢复之前,这样的经由监控终端的控制数据的传输可以持续一段预定时间(例如,1秒、2秒、5秒或10秒)或者一段任意时间。例如,当干扰的威胁得到降低时,诸如当使用相同频带的从受控终端到监控终端的反馈数据传输停止时,可以再次从控制终端向受控终端直接传输控制数据,而不是经由监控终端。
    在一些实施方式中,控制数据从监控终端到受控终端的传送的频带可与控制数据从控制终端到监控终端的传送的频带不同。在一些实施方式中,相比于控制数据从控制终端到监控终端的传输,控制数据从监控终端到受控终端的传送的步调比控制数据从控制终端到监控终端的传输的步调慢。例如,控制终端可以每K毫秒(ms)向监控终端传输控制数据,而监控终端每L ms向受控终端传输控制数据,其中L>K。在其他实施反案中, 情况可能相反,并且控制数据从监控终端到受控终端的传送能够以相比于控制数据从控制终端到监控终端的传送更快的步调发生,换言之,L<K。在另一实施方式中,L=K。在各个实施方式中,可以将K和L设置成任何合适的值。例如,在一个实施方式中,K为10毫秒而L为21毫秒。
    图4图示了本发明另一实施方式中数据通信流程400。流程400可由控制终端(诸如联系图1-图2讨论的控制终端104)来实现,以传输控制数据来减少或避免干扰。
    流程400包括向受控终端传输控制数据402??刂剖菘梢杂煽刂浦斩瞬?,其中至少一部分控制数据是基于控制终端的用户接口所接收到的用户输入而产生。在一些情况下,控制数据还可来自于其他外部来源??刂剖莸拇淇梢允褂弥钊?.4GHz频带等特定频带,通过通信链路(诸如联系图1-图2讨论的通信链路120)来进行。
    根据干扰的测定结果停止使用现有通信链路的控制数据的传输404。干扰的测定结果可指示出当前传输的控制数据的所存在干扰或潜在的干扰风险??梢曰谕ㄐ磐ǖ赖牡鼻盎蛟げ獾牧髁孔刺醋龀鏊鋈范?。举例而言,如果正在或者将会与使用同一频带的控制数据传输同时地传输反馈数据,则干扰的风险可能很高。在各个实施方式中,这样的对干扰的测定可以由控制终端、监控终端、受控终端或其他合适的设备来进行?;诙愿扇诺牟舛ń峁?,可以通过停止通信??橄蚴芸刂斩舜淇刂剖?,来停止控制数据的传输。在一些实施方式中,还停止在受控终端处的接收通信??榈牟僮?。
    最后,流程400包括将控制数据传输至监控终端406。所述传输优选地以减少例如与反馈数据的传输的干扰的方式来进行。例如,用于从控制终端向监控终端传送控制数据的通信链路可以是有线链路(例如,教练线),而用于传送反馈数据的通信链路可以是无线(例如,无线电)链路?;蛘?,用于传送反馈数据的通信链路和用于从控制终端向监控终端传送控制数据的通信链路都可以是使用不同频带的无线(例如,无线电)链路。随后,可以如图5中所描述,将控制数据传输至受控终端。
    图5图示了本发明又一实施方式中数据通信的流程500。流程500可 由监控终端(诸如联系图1-图2讨论的监控终端106)来实现,以从受控终端接收反馈数据,从控制终端接收控制数据。
    流程500包括从受控终端(诸如图1-图2中讨论的受控终端102)接收反馈数据502??梢允褂猛ㄐ帕绰?诸如联系图1-图2讨论的通信链路122)传送所述反馈数据。所述通信链路可以是采用诸如2.4GHz频带等特定频带的无线链路。反馈数据可以由通信???诸如图1中所示的通信???18)所接收。所述通信??榭赡苣芄挥胧芸刂斩私兴蛲ㄐ?。
    此外,流程500包括从控制终端接收控制数据504。所述控制数据可以通过单独的通信链路(诸如图1中所示的通信链路124)来接收。因此,可以避免控制终端和监控终端之间的通信链路干扰监控终端与受控终端之间的通信链路。例如,在一个实施方式中,接收控制数据的通信链路可以通过有线连接(例如,经由教练接口),而接收反馈数据的通信链路可以通过无线连接?;蛘?,接收控制数据的通信链路和接收反馈数据的通信链路都可以是无线的,但使用不同的频带以避免相互干扰。
    在一些实施方式中,监控终端可用于在接到指示时开始从特定的通信链路接收控制数据。所述指示可以由控制终端、受控终端或任何其他合适的设备从外部提供。所述指示还可以由在监控终端本身内运行的内部流程来提供。不论是从外部还是从内部提供指示,对开始接收控制数据的指示均可基于一个或多个指示出干扰的通信条件,诸如是否存在使用了相同频带的控制数据和反馈数据的同时传输、信噪比、误码率等。在其他实施方式中,对开始接收控制数据的指示可以简单地基于已存在的传入数据(例如,经由教练端口)。
    一旦已从控制终端接收到控制数据,即可将所述控制数据传输至受控终端506,从而控制受控终端。在一些实施方式中,可以不经任何修改而将控制数据传输至受控终端?;蛘?,可以在控制数据被传输至受控终端之前,例如基于从受控终端接收到的反馈数据来修改或者以其他方式处理所述控制数据。当控制数据的传输和反馈数据的传输发生在同一通信链路(诸如图1-图2中所示的通信链路122)上时,可以使用诸如TDM、FDM等各种技术来避免传输之间的干扰。因此,在一些实施方式中,当不存在 来自控制数据的传输的干扰时,监控终端仅接收反馈数据。
    图6图示了本发明一实施方式中数据通信流程600。流程600可由受控终端(诸如联系图1-图2讨论的受控终端102)来实现,以接收控制数据和传输反馈数据。
    流程600包括从控制终端(诸如图1-图2中所示的控制终端104)接收控制数据602??梢允褂猛ㄐ帕绰?诸如联系图1-图2讨论的通信链路120)来传送所述控制数据。所述通信链路可以是采用诸如2.4GHz频带等特定频带的无线链路??刂剖菘梢杂山瞿芄恢С钟肟刂浦斩说牡ハ蛲ㄐ诺耐ㄐ拍??诸如图1中所示的通信???08)所接收?;蛘?,控制???08可能能够支持双向通信。
    流程600还包括向监控终端(诸如图1中所示的监控终端106)传输反馈数据604??梢允褂猛ㄐ帕绰?诸如联系图1-图2讨论的通信链路122)来传送所述反馈数据。所述通信链路可以是采用与受控终端与控制终端之间的通信链路相同的频带(例如,2.4GHz频带)的无线链路。反馈数据可以由通信???诸如图1中所示的通信???10)所传输。所述通信??榭赡苣芄恢С钟爰嗫刂斩私兴蛲ㄐ?。
    最后,流程600包括从监控终端而不是从控制终端接收控制数据606。所述切换在判断同一频带在传输反馈数据的同时接收控制数据时执行。例如,所述确定可以由一个或多个位于受控终端上或位于其他位置的处理器来实现。根据判断结果,终止控制终端(例如,通过关闭控制数据的发射器)、受控终端(例如,通过关闭控制数据的接收器)或通过这二者共同实现受控终端与控制终端之间的通信链路。随后,从监控终端而不是从控制终端接收控制数据,诸如使用传输反馈数据的相同的通信链路来接收控制数据。诸如TDM和FDM等干扰避免技术可以用于控制数据和反馈数据的传输,以防止在相同的通信链路上的数据传输的干扰。因此,在一些实施方式中,当不存在来自控制数据的传输的干扰时,监控终端仅接收反馈数据。如上文所讨论,从监控终端接收的控制数据通常是由控制终端所生成,但使用不与反馈数据的传输相干扰的通信链路(例如,经由教练接口,或者使用不同的频带)传输至监控终端。在一些情况下,由受控终端所接 收的控制数据可能已被监控终端修改或以其他方式处理。
    图7图示了本发明实施方式中的受控终端700。受控终端700可以与本文所公开的系统、设备和方法的任何合适的实施方式相结合使用。受控终端700可以包括感测???02、处理单元704、内存706、控制???08以及一个或多个通信???10。
    感测???02可以采用以不同方式采集与受控终端有关的信息的不同类型的传感器。不同类型的传感器可以感测不同类型的信号或来自不同来源的信号。例如,所述传感器可以包括惯性传感器、GPS传感器、接近传感器(例如,LIDAR)或视觉/图像传感器(例如,相机)。感测???02可以可操作地耦合至具有一个或多个处理器的处理单元704。
    处理单元704可具有一个或多个处理器,诸如可程序设计处理器(例如,中央处理器(CPU))。处理单元704可以可操作地耦合至内存706。内存706可包括暂时性和/或非暂时性存储介质,所述存储介质用于存储数据,以及/或者可由处理单元704执行用以执行一个或多个例程或功能的逻辑、代码和/或程序指令。内存可以包括一个或多个内存单元(例如,诸如SD卡等可移动介质或外部存储、随机存取内存(RAM)、只读存储器(ROM)等)。在一些实施方式中,来自感测???02的数据可以直接传送至并存储在内存706的内存单元内。内存706的内存单元可以存储可由处理单元704执行用以执行本文所述方法的任何合适的实施方式的逻辑、代码和/或程序指令。例如,处理单元704可用于执行指令,从而使得处理单元704中的一个或多个处理器准备数据(例如,由感测??樗袢〉拇衅魇?以供传输(例如,通过对数据进行编码和/或调制),处理由通信???10所接收的数据(例如,通过对接收到的控制数据进行译码和/或解调),使得通信???10传输和/或接收数据等。例如,处理单元704可用于执行指令,以便实现图6中所讨论的流程600。内存单元可以存储要由处理单元704所处理的、来自感测??榈拇衅魇?。在一些实施方式中,内存706的内存单元可以用于存储由处理单元704所产生的处理结果。虽然图7描绘了单个处理单元704和单个内存706,但本领域技术人员将会理解,这并不旨在成为限制性的,并且系统700可以包括多个处理单元和/或内存的 内存单元。
    在一些实施方式中,处理单元704可以连接至控制???08,所述控制???08用于控制受控终端的状态。例如,控制???08可用于控制受控终端的推进机构,以调节受控终端关于六个自由度的空间方位、速度和/或加速度。备选地或组合地,控制???08可以控制受控终端的一个或多个组件(例如,感测???或由受控终端所携带的物体(例如,有效载荷设备,诸如相机)的状态。在一些实施方式中,控制??榭梢杂纱又钊绫疚乃致鄣目刂浦斩嘶蚣嗫刂斩说韧獠可璞柑峁┑目刂剖堇纯刂???刂剖菘捎糜诳刂仆平?、感测??榛蛘呤芸刂斩说钠渌榧?。在一些情况下,控制数据是控制受控终端的操作的关键,并且需要被正确地传输和接收。
    处理单元704可以可操作地耦合至通信???10,所述通信???10用于传输数据和/或从一个或多个远程设备(例如,控制终端、监控终端、基站、手持??刂斩说?接收数据。例如,通信???10可以传输和/或接收来自感测???02的传感器数据、由处理单元704所产生的处理结果、控制数据、同步信息等之中的一项或多项。通信???10可以包括发射器714和接收器716,它们相应地用于向远程设备传输数据和从远程设备接收数据。在一些实施方式中,发射器714还用于从远程设备(例如,监控终端)接收数据(例如,控制数据)。在一些实施方式中,通信??榭梢园ń岷狭朔⑸淦骱徒邮掌鞯墓δ艿氖辗⑵?。在一些实施方式中,发射器和接收器可以彼此通信,以及与处理单元704或本文所述的其他组件通信。
    图8图示了本发明实施方式中的控制终端800??刂浦斩?00可以用于??刂钊缤?中所描述的受控终端??刂浦斩?00可以安置或固定至支撑平台。例如,控制终端800可以包括基站中的一个或多个计算设备?;蛘?,控制终端800可以是手持型或可穿戴式设备。例如,控制终端可以包括智能电话、平板计算机、膝上型计算机、计算机、眼镜、手套、头盔、麦克风或者它们的合适组合。在一个实施方式中,控制终端是现成的??仄?,所述??仄鞑恍枰乇鹕杓朴布?。例如,控制终端可能不能够从受控终端接收反馈数据。在另一实施方式中,可以提供专用硬件以实现本文所 述的功能。在一个示例说明性的实施方式中,控制终端800可以包括输入???02、处理单元804、内存806、一个或多个通信???10以及可选的显示???08。
    用户可使用输入???02以提供可用于控制物体的命令。输入??榭梢园?、鼠标、操纵杆、触摸屏、麦克风、视觉传感器、接近传感器等。用户可以使用输入??槔从肟刂浦斩私换?,诸如通过操纵杆移动、按钮按下、键盘敲击、鼠标点击或移动、语音控制、面部表情、肢体动作或手势控制、位置控制(例如,经由控制终端的移动、位置或倾斜)或者它们的组合来进行交互。
    控制终端800可以可选地包括显示器808用于显示信息,诸如由用户所输入的控制命令的可视化、针对用户的指令或指导、关于受控制物体的信息,或者任何其他信息。在一些实施方式中,控制终端不包括显示器。
    输入???02和可选的显示器808可以连接至处理单元804,处理单元804连接至内存806。处理单元804和内存806可以类似于图7中所描述的处理单元704和内存706。具体而言,内存806可以包括暂时性和/或非暂时性存储介质,所述存储介质用于存储数据和/或逻辑、代码和/或程序指令,所述数据和/或逻辑、代码和/或程序指令可由处理单元804执行用以执行本文所述的一个或多个例程或功能,诸如图4中所描述的流程400。另外,内存806可以用于存储向受控终端发送的控制数据,例如,基于用户通过输入???0输入提供的控制数据。
    处理单元804可以连接至通信???10,所述通信???10用于向一个或多个外部设备(例如,受控终端、监控终端)传输数据。例如,通信???10可以包括用于向受控终端传输控制数据的通信???14,以及用于向监控终端传输控制数据的另一通信???16。在一些实施方式中,通信??榭梢韵嗷ネㄐ?,以及与处理单元804或本文所述的其他组件通信。通信??榭梢灾С植煌耐ㄐ欧椒?。例如,通信???14可支持无线通信(例如,经由射频);而通信???16可支持有线通信(例如,经由本文所述的教练接口或任何其他合适的端口)?;蛘?,通信??榭梢灾С窒嗤耐ㄐ欧椒?例如,无线通信),但具有不同的特性(例如,不同的频带)。 在一些实施方式中,通信???10可能仅能够支持单向通信(例如,数据的传输)。在一些其他实施方式中,通信???10中的至少一个可能能够支持双向通信(例如,数据的传输和接收)。
    图9图示了本发明实施方式中的监控终端900。监控终端900可以用于从远程终端(诸如从图7中所描述的受控终端)接收反馈数据。此外,如上所述,监控终端900可以用于从诸如图8中所描述的控制终端接收控制数据并将所述控制数据传输至受控终端。监控终端900可以安置或固定至支撑平台。例如,监控终端900可以包括基站中的一个或多个计算设备?;蛘?,监控终端900可以是手持型或可穿戴式设备。例如,监控终端可以包括服务器、台式计算机、智能电话、平板计算机、膝上型计算机、眼镜、手套、头盔或者它们的合适组合。在一个实施方式中,监控终端是现成的设备,不需要特别设计硬件。例如,监控终端不能够基于使用者输入而生成控制数据?;蛘?,监控终端能够基于使用者输入而生成控制数据。在另一实施方式中,监控终端可以提供专用硬件以实现本文所述的功能。在一个示例说明性的实施方式中,监控终端900可以包括可选的输入???02、处理单元904、内存906、一个或多个通信???10以及显示器908。
    处理单元904和内存906可类似于图7中所描述的处理单元804和内存806。具体而言,内存906可以包括暂时性和/或非暂时性存储介质,所述存储介质用于存储数据和/或逻辑、代码和/或程序指令,所述数据和/或逻辑、代码和/或程序指令可由处理单元904执行以实现本文描述的一个或多个例程或功能,诸如图5中所描述的流程500。另外,内存906可用于存储从受控终端接收的反馈数据和/或从控制终端接收的控制数据。
    处理单元904可以连接至通信???10,所述通信???10用于接收和/或传输数据。在一些实施方式中,通信??榭梢韵嗷ネㄐ?,以及与处理单元904或本文所述的其他组件通信。通信???10包括用于从受控终端接收反馈数据并用于向受控终端传输控制数据的通信???14。因此,通信???14能够与受控终端进行双向通信??刂剖菘捎煽刂浦斩?、监控终端或由二者的结合所生成。通信???10还包括用于从控制终端接收控制数据的通信???16。在一些实施方式中,通信???16可能仅能够进 行单向通信。在其他实施方式中,控制???16可能能够支持双向通信。通信??榭梢灾С植煌耐ㄐ欧椒?。例如,通信???14可支持无线通信(例如,经由射频);而通信???16可支持有线通信(例如,经由本文所述的教练接口或任何其他合适的端口)?;蛘?,通信??榭梢灾С窒嗤耐ㄐ欧椒?例如,无线通信),但具有不同的特性(例如,不同的频带)。
    显示器908可以连接至处理单元904,能够用于查看远程物体(诸如图7中所描述的受控终端)的信息。由显示器908所提供的信息可基于从受控终端接收的反馈数据。例如,显示器908可用于显示受控终端关于位置、平移速度、平移加速度、方向、角速度、角加速度或它们的任何合适组合的信息。在一些实施方式中,显示器908可以用于显示由受控终端所获取或捕捉的信息,诸如传感器数据(例如,由相机或其他图像捕捉设备记录的图像)。
    可选地,监控设备900可以包括输入???02,用于让用户提供指令。然而,输入???02可以类似于或者可以不类似于图8中所描述的输入???02。例如,不同于图8的输入???02,输入???02可能不允许用户提供可用于对受控终端进行控制的控制数据。
    本文所述的系统和方法可以应用于多种受控终端的通信。在一些实现中,受控终端可以是可移动物体。本发明的可移动物体可以用于在任何合适的环境中移动,诸如在空气中(例如,固定翼航空器、旋翼航空器或者既不具有固定翼也不具有旋翼的航空器)、在水中(例如,船舶或潜艇)、在地面上(例如,机动车,诸如轿车、卡车、公交车、厢式货车、摩托车;可移动结构或框架,诸如棒状物、钓鱼竿;或者火车)、在地下(例如,地铁)、在太空(例如,航天飞机、卫星、探测器),或者这些环境的任何组合??梢贫锾蹇梢允窃鼐?,诸如本文其他各处所描述的载具??梢贫锾蹇梢园沧霸谥钊缛死嗷蚨锏然钐迳砩?。合适的动物可以包括禽类、犬类、猫类、马类、牛类、羊类、猪类、海豚、啮齿类或昆虫。
    可移动物体可能能够在所述环境内关于六个自由度(例如,三个平移自由度和三个旋转自由度)而自由移动?;蛘?,可移动物体的移动可能关于一个或多个自由度受到约束,诸如由预定路径、轨?;蚍较蛩际?。所 述运动可由诸如引擎或电机等任何合适的致动机构所致动??梢贫锾宓闹露箍捎扇魏魏鲜实哪茉刺峁┒?,诸如电能、磁能、太阳能、风能、引力能、化学能、核能或者它们的任何合适组合??梢贫锾蹇梢匀绫疚钠渌鞔λ?,经由推进系统而自我推进。所述推进系统可以可选地依靠能源运行,所述能源诸如为电能、磁能、太阳能、风能、引力能、化学能、核能或者它们的任何合适组合?;蛘?,可移动物体可以由生物所携带。
    在一些情况下,可移动物体可以是载具。合适的载具可以包括水上载具、航空载具、太空载具或地面载具。例如,航空载具可以是固定翼飞行器(例如,飞机、滑翔机)、旋翼飞行器(例如,直升机、旋翼机)、同时具有固定翼和旋翼的飞行器或者既无固定翼又无旋翼的飞行器(例如,飞艇、热气球)。载具可以是自我推进式,诸如在空中、在水上或水中、在太空中或者在地面上或地下自我推进。自我推进式载具可以采用推进系统,诸如包括一个或多个引擎、电机、轮子、轮轴、磁体、旋翼、螺旋桨、桨叶、喷嘴或者它们的任何合适组合的推进系统。在一些情况下,推进系统可以用于使可移动物体能够从表面起飞、降落在表面上、维持其当前位置和/或方向(例如,悬停)、改变方向和/或改变位置。
    所述可移动物体可由用户来???。例如,可以借助于控制终端和/或监控终端来控制可移动物体。在使用控制终端和/或监控终端来控制可移动物体时,所述用户可以远离所述可移动物体,或者身处所述可移动物体之上或之中??梢贫锾蹇梢允俏奕说目梢贫锾?,诸如UAV。无人的可移动物体(诸如UAV)可以不具有搭乘所述可移动物体的乘员??梢贫锾蹇梢杂扇死嗷蜃灾骺刂葡低?例如,计算机控制系统)或者它们的任何合适组合来控制??梢贫锾蹇梢允亲灾魇交虬胱灾魇交魅?,诸如配置具有人工智能的机器人。
    可移动物体可以具有任何合适的大小和/或尺寸。在一些实施方式中,可移动物体可以具有能容人类乘员身处载具之内或之上的大小和/或尺寸?;蛘?,可移动物体可以具有比能容人类乘员身处载具之内或之上的大小和/或尺寸更小的大小和/或尺寸??梢贫锾蹇梢跃哂惺屎嫌谟扇死喟嵩嘶蛐拇笮『?或尺寸?;蛘?,可移动物体可以具有比适合于由人类搬运或 携带的大小和/或尺寸更大的大小和/或尺寸。在一些情况下,可移动物体可以具有的最大尺寸(例如,长度、宽度、高度、直径、对角线)小于或等于约:2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。所述最大尺寸可以大于或等于约:2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。例如,可移动物体的相对的旋翼的轴之间的距离可以小于或等于约:2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m?;蛘?,相对的旋翼的轴之间的距离可以大于或等于约:2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。
    在一些实施方式中,可移动物体可以具有小于100cm x 100cm x 100cm、小于50cm x 50cm x 30cm或小于5cm x 5cm x 3cm的体积??梢贫锾宓淖芴寤梢孕∮诨虻扔谠迹?cm3、2cm3、5cm3、10cm3、20cm3、30cm3、40cm3、50cm3、60cm3、70cm3、80cm3、90cm3、100cm3、150cm3、200cm3、300cm3、500cm3、750cm3、700cm3、5000cm3、10,000cm3、100,000cm3、1m3或10m3。相反地,可移动物体的总体积可以大于或等于约:1cm3、2cm3、5cm3、10cm3、20cm3、30cm3、40cm3、50cm3、60cm3、70cm3、80cm3、90cm3、100cm3、150cm3、200cm3、300cm3、500cm3、750cm3、700cm3、5000cm3、10,000cm3、100,000cm3、1m3或10m3。
    在一些实施方式中,可移动物体可以具有的占位面积(这可以使指由所述可移动物体所包围的横截面面积)小于或等于约:32,000cm2、20,000cm2、10,000cm2、1,000cm2、500cm2、100cm2、50cm2、10cm2或5cm2。相反地,所述占位面积可以大于或等于约:32,000cm2、20,000cm2、10,000cm2、1,000cm2、500cm2、100cm2、50cm2、10cm2或5cm2。
    在一些情况下,可移动物体可以不超过700kg重??梢贫锾宓闹亓靠梢孕∮诨虻扔谠迹?00kg、750kg、500kg、200kg、150kg、100kg、80kg、70kg、60kg、50kg、45kg、40kg、35kg、30kg、25kg、20kg、15kg、12kg、10kg、9kg、8kg、7kg、6kg、5kg、4kg、3kg、2kg、1kg、0.5kg、0.1kg、0.05kg或0.01kg。相反地,所述重量可以大于或等于约:700kg、750kg、500kg、200kg、150kg、100kg、80kg、70kg、 60kg、50kg、45kg、40kg、35kg、30kg、25kg、20kg、15kg、12kg、10kg、9kg、8kg、7kg、6kg、5kg、4kg、3kg、2kg、1kg、0.5kg、0.1kg、0.05kg或0.01kg。
    在一些实施方式中,可移动物体相对于所述可移动物体所携带的负载可以较小。如下文所进一步详述,所述负载可以包括有效载荷和/或载体。在一些示例中,可移动物体的重量与负载重量之比可以大于、小于或等于约1:1。在一些情况下,可移动物体的重量与负载重量之比可以大于、小于或等于约1:1??裳〉?,载体重量与负载重量之比可以大于、小于或等于约1:1。当需要时,可移动物体的重量与负载重量之比可以小于或等于:1:2、1:3、1:4、1:5、1:10或者甚至更小。相反地,可移动物体的重量与负载重量之比还可大于或等于:2:1、3:1、4:1、5:1、10:1或者甚至更大。
    在一些实施方式中,可移动物体可以具有低能耗。例如,可移动物体可以使用小于约:5W/h、4W/h、3W/h、2W/h、1W/h或更小。在一些情况下,可移动物体的载体可以具有低能耗。例如,所述载体可以使用小于约:W/h、4W/h、3W/h、2W/h、1W/h或更小??裳〉?,可移动物体的有效载荷可以具有低能耗,诸如小于约:5W/h、4W/h、3W/h、2W/h、1W/h或更小。
    图10图示了根据一些实施方式的无人飞行器(UAV)1000。所述无人飞行器可以是本文所述的可移动物体的一个示例。UAV 1000可以包括具有四个旋翼1002、1004、1006和1008的推进系统??梢蕴峁┤魏问康男?例如,一个、两个、三个、四个、五个、六个或更多个)。所述旋翼可以是本文其他各处所述的自紧旋翼的实施方式。所述无人飞行器的旋翼、旋翼总成或其他推进系统可使所述无人飞行器能够悬停/保持位置、改变方向和/或改变位置。相对的旋翼的轴之间的距离可以是任何合适的长度1010。例如,长度1010可以小于或等于2m,或者小于或等于5m。在一些实施方式中,长度1010可处于从40cm到7m、从70cm到2m或者从5cm到5m的范围内。本文对UAV的任何描述均可应用于可移动物体,诸如不同类型的可移动物体,并且反之亦然。
    在一些实施方式中,可移动物体可被用于携带负载1012。所述负载可 以包括乘客、货物、设备、仪器等之中的一种或多种。所述负载可以提供在外壳内。所述外壳可以与可移动物体的外壳相分离,或者是可移动物体的外壳的一部分?;蛘?,负载可被提供有外壳,而可移动物体则不具有外壳?;蛘?,负载的一些部分或者整个负载可在不具有外壳的情况下提供。负载可以相对于可移动物体刚性固定??裳〉?,负载可以相对于可移动物体移动(例如,可以相对于可移动物体平移或旋转)。
    在一些实施方式中,负载包括有效载荷。所述有效载荷可被配置成不执行任何操作或功能?;蛘?,有效载荷可以是用于执行操作或功能的有效载荷,亦称为功能性有效载荷。例如,有效载荷可以包括一个或多个传感器,用于勘测一个或多个目标。例如,有效载荷可以是图像捕捉设备。任何合适的传感器均可合并到有效载荷中,诸如图像捕捉设备(例如,相机)、音频捕捉设备(例如,抛物面麦克风)、红外成像设备或紫外成像设备。所述传感器可以提供静态感测数据(例如,照片)或动态探测数据(例如,视频)。在一些实施方式中,传感器提供针对有效载荷的目标的感测数据。备选地或组合地,有效载荷可以包括一个或多个发射体,用于向一个或多个目标提供信号??梢允褂萌魏魏鲜实姆⑸涮?,诸如照明源或声源。在一些实施方式中,有效载荷包括一个或多个收发器,诸如用于与远离可移动物体的??橥ㄐ诺氖辗⑵?。例如,通信可以是与本文所述的监控终端进行的??裳〉?,有效载荷可用于与环境或目标交互。例如,有效载荷可以包括能够操纵物体的工具、仪器或机构,诸如机械臂。
    可选地,负载可以包括载体??梢晕行г睾商峁┰靥?,并且所述有效载荷可经由所述载体直接地(例如,直接接触可移动物体)或间接地(例如,不接触可移动物体)耦合至可移动物体。相反地,有效载荷可在无需载体的情况下安装在可移动物体上。有效载荷可与载体形成整体?;蛘?,有效载荷可以可拆卸地耦合至载体。在一些实施方式中,有效载荷可以包括一个或多个有效载荷组件,并且所述有效载荷组件中的一个或多个可以如上文所述相对于可移动物体和/或载体移动。
    载体可以与可移动物体形成整体?;蛘?,载体可以可拆卸地耦合至可移动物体。载体可以直接地或间接地耦合至可移动物体。载体可以向有效 载荷提供支撑(例如,承载所述有效载荷的重量的至少一部分)。载体可以包括能够稳定和/或引导有效载荷的移动的合适的安装结构(例如,万向架平台)。在一些实施方式中,载体可以适于控制有效载荷相对于可移动物体的状态(例如,位置和/或方向)。例如,载体可用于相对于可移动物体而移动(例如,关于一个、两个或三个平移自由度和/或一个、两个或三个旋转自由度),以使得有效载荷与可移动物体的移动无关地保持其相对于合适的参考系的位置和/或方向。所述参考系可以是固定参考系(例如,周围环境)?;蛘?,所述参考系可以是移动参考系(例如,可移动物体、有效载荷目标)。
    在一些实施方式中,载体可用于允许有效载荷相对于载体和/或可移动物体的移动。所述移动可以是关于多达三个自由度的平移(例如,沿着一个、两个或三个轴),或者是关于多达三个自由度的旋转(例如,围绕一个、两个或三个轴),或者是它们的任何合适组合。
    在一些情况下,载体可以包括载体机架总成和载体致动总成。所述载体机架总成可向有效载荷提供结构支撑。载体机架总成可以包括单个的载体机架组件,其中一些组件可相对于彼此移动。所述载体致动总成可以包括一个或多个致动器(例如,电机),所述致动器致动单个载体机架组件的移动。驱动器可允许多个载体机架构件的同时移动,或者可用于每次允许单个载体机架组件的移动。载体机架组件的移动可以产生有效载荷的相应运动。例如,载体致动总成可以致动一个或多个载体机架组件围绕一个或多个旋转轴(例如,滚转轴、俯仰轴或偏航轴)的旋转。所述一个或多个载体机架组件的旋转可以使得有效载荷相对于可移动物体围绕一个或多个旋转轴旋转。备选地或组合地,载体致动总成可以致动一个或多个载体机架组件沿着一个或多个平移轴的平移,并从而产生有效载荷相对于可移动物体沿着一个或多个对应的轴的平移。
    虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施方式,但对于本领域技术人员显而易见的是,这样的实施方式只是以示例的方式提供的。本领域技术人员现将在不偏离本发明的情况下想到许多更改、改变和替代实施例。应当理解,在实践本发明的过程中可以采用对本文所描述的本发明实施方 式的各种替代方案。以下权利要求旨在限定本发明的范围,并因此覆盖这些权利要求范围内的方法和结构及其等效项。

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