无人空中飞行器(UAV)(其还称为“无人机”)通常用于传递、测量、摄影和/或电力或通信中继器功能。一些UAV包括瞄准特定方向进行操作的平面部件(例如，天线和太阳能面板)。作为正常飞行的一部分，旋翼驱动的UAV(例如，四轴飞行器)下俯以便沿行进方向施加来自飞行旋翼的推力。但是，下俯导致平面阵列平台也发生倾斜，这可能为UAV产生负升力。虽然为了产生更多升力以补偿由于倾斜面板所产生的负升力，可以增加用于旋翼的功率，但这也会由于电池的功率消耗增加而造成UAV的操作范围和飞行时间缩短。
技术实现要素：
各种实施例包括具有枢轴平台、倾斜组件和处理器的UAV，以及用于操作这种UAV的方法。枢轴平台可以枢轴地耦合到UAV的框架并被配置为相对于框架选择性地倾斜，倾斜组件可以被配置为改变枢轴平台的倾斜角度。处理器可以耦合到倾斜组件，处理器可以配置有处理器可执行指令以确定是否实现枢轴平台的倾斜角度的第一改变，以便引起UAV的升力/阻力概况的第一调整。响应于确定应该实现第一改变，处理器可以激活倾斜组件以实现所确定的枢轴平台的倾斜角度的第一改变。
在一些实施例中，瞄准组件可以固定到枢轴平台或者以其它方式由枢轴平台进行支撑，瞄准组件可以包括在第一瞄准方向上背对着枢轴平台的瞄准表面。当第一瞄准方向在远离UAV延伸的第一方向弧内延伸时，瞄准组件可以操作在可接受的水平。倾斜角度的第一改变可以引起第一瞄准方向的相应改变。此外，处理器还可以配置有处理器可执行指令以基于第一瞄准方向、第一方向弧以及针对升力/阻力概况的第一调整，来确定是否实现枢轴平台的倾斜角度的第一改变。
在一些实施例中，枢轴平台可以以中心式地被安装在框架的上侧，第一瞄准方向可以在UAV上方延伸。在一些实施例中，枢轴平台可以以中心式地被安装在框架的下侧，第一瞄准方向可以在UAV下方延伸。在一些实施例中，枢轴平台可以是围绕框架的环形结构。
在一些实施例中，瞄准组件可以包括平面天线、反射器、太阳能面板、照相机和/或无线电力链路。在一些实施例中，枢轴平台可以包括空心圆锥形结构，其中，空心圆锥形结构的较宽开口端与倾斜组件间隔开，以及瞄准组件可以是被配置为接收用于对UAV再充电的电力的无线再充电目标。在一些实施例中，该空心圆锥形结构充当UAV的主起落架组件。
在一些实施例中，倾斜组件可以包括伺服机构，该伺服机构被配置为将枢轴平台驱动到所确定的倾斜角度的第一改变。在一些实施例中，倾斜组件一旦被激活，则其可以允许倾斜角度响应于施加在UAV上的外力而改变。在一些实施例中，倾斜组件可以包括被配置为引起所确定的倾斜角度的第一改变的偏置元件。
在一些实施例中，UAV可以包括耦合到处理器的传感器，所述处理器可以配置有处理器可执行指令以接收来自该传感器的输入，以及使用从该传感器接收的输入来确定用于确定是否应当调整倾斜角度的至少一个倾斜角度调整因子。在一些实施例中，UAV可以包括耦合到处理器的接收器，所述处理器可以配置有处理器可执行指令以接收来自接收器的输入，以及使用从接收器接收的输入来确定用于确定是否应该调整倾斜角度的至少一个倾斜角度调整因子。
一些实施例包括一种操作UAV的方法，其包括：在处理器中，接收用于评估枢轴平台相对于所述UAV的框架的倾斜角度的第一输入；使所述枢轴平台相对于所述框架选择性地倾斜，所述倾斜角度的第一改变引起所述UAV的升力/阻力概况的第一调整。基于所述第一输入，所述处理器可以确定从包括以下各项的组中选定的至少一个倾斜角度调整因子：所述第一瞄准方向、所述第一方向弧以及所述升力/阻力概况的所述第一调整。在一些实施例中，可以基于所述第一瞄准方向、所述第一方向弧以及针对所述升力/阻力概况的第一调整，来确定所述倾斜角度的第一改变；以及可以激活倾斜组件以根据所述第一改变，改变所述倾斜角度。
在一些实施例中，激活所述倾斜组件以改变所述倾斜角度可以包括：激活伺服机构和/或允许偏置元件、环境力和空气动力中的至少一个来引起所述倾斜角度的改变，这可以包括：从第一固定位置释放所述枢轴平台。在一些实施例中，当所述枢轴平台到达第二位置时，可以检测到所述倾斜角度实现了所述第一改变，在该时间点，可以将所述枢轴平台锁定在第二位置。可以激活所述UAV的元件以发起基于所述倾斜角度的第一改变的空中机动。
另外的实施例可以包括具有用于执行上述方法操作的功能的单元的UAV。另外的实施例包括其上存储有处理器可执行指令的非临时性处理器可读存储介质，该处理器可执行指令被配置为使处理器执行上面所讨论方法操作的操作。
附图说明
被并入本文并且构成本说明书一部分的附图，描绘了示例性实施例，并且连同上面给出的概括描述以及下面给出的详细描述一起来解释各个实施例的特征。
图1A是根据各种实施例，具有瞄准组件和枢轴平台并在UAV的上侧的UAV的透视图。
图1B是根据各种实施例的图1A中的UAV的侧视图。
图1C是根据各种实施例，具有倾斜的枢轴平台的图1A中的UAV的侧视图。
图1D是根据各种实施例，在一侧下俯并且枢轴平台倾斜的图1中的UAV的侧视图。
图2是根据各种实施例的枢轴平台、瞄准组件、倾斜组件以及UAV框架的一部分的侧视图孤立视图。
图3是根据各种实施例的枢轴平台、瞄准组件、另一倾斜组件以及UAV框架的一部分的侧视图孤立视图。
图4是根据各种实施例的枢轴平台、瞄准组件、另一倾斜组件以及UAV框架的一部分的侧视图孤立视图。
图5是适合于结合各个实施例使用的UAV的控制单元的组件图。
图6A是根据各种实施例，在UAV的下侧上具有瞄准组件和枢轴平台的UAV的侧视图。
图6B是根据各种实施例，具有倾斜的枢轴平台的图6A中的UAV的侧视图。
图6C是根据各种实施例，在一侧下俯并且枢轴平台倾斜的图6A中的UAV的侧视图。
图7A是根据各种实施例，在UAV的下侧上具有圆锥形枢轴平台和瞄准组件的UAV的侧视图。
图7B是根据各种实施例，具有倾斜的圆锥形枢轴平台的图6A中的UAV的侧视图。
图8是根据各种实施例，具有上侧和下侧枢轴平台以及UAV的相应瞄准组件的UAV的侧视图。
图9A是根据各种实施例，具有环形瞄准组件和枢轴平台的UAV的平面图。
图9B是根据各种实施例的图9A中的UAV的侧视图。
图9C是根据各种实施例，具有倾斜的枢轴平台的图9A中的UAV的侧视图。
图9D是根据各种实施例，在一侧下俯并且枢轴平台倾斜的图9A中的UAV的侧视图。
图9E是根据各种实施例，在一侧下俯并且枢轴平台向上倾斜以进行正向升力的图9A中的UAV的侧视图。
图9F是根据各种实施例，在一侧下俯并且枢轴平台在低阻力结构中侧向倾斜的图9A中的UAV的侧视图。
图10是根据各种实施例，示出操作UAV的方法的处理流程图。
图11是根据各种实施例，示出操作UAV的方法的处理流程图。
图12是根据各种实施例，示出操作UAV的方法的处理流程图。
图13是适合于结合各个实施例使用的无线通信设备的组件图。
图14是适合于结合各个实施例使用的示例性服务器的组件图。
具体实施方式
现在参照附图来详细地描述各个实施例。在可以的地方，将贯穿附图使用相同的附图标记来指代相同或者类似的部分。对于特定示例和实现的引用是用于说明目的，而不是旨在限制权利要求的保护范围。
各种实施例包括一种UAV，该UAV包括枢轴地耦合到UAV并且被配置为相对于UAV的框架选择性地倾斜的枢轴平台。改变枢轴平台相对于框架的倾斜角度可以使得UAV能够调整UAV的升力/阻力概况。另外，UAV可以包括固定到枢轴平台的瞄准组件。瞄准组件可以包括瞄准表面的聚焦方向，该瞄准表面在倾斜角度处背对着枢轴平台。可以提供被配置为改变倾斜角度的倾斜组件。此外，UAV还可以包括耦合到倾斜组件的处理器，其配置有处理器可执行指令以基于聚焦方向和升力/阻力概况的加权优先级，来判断在当前飞行和操作条件下对倾斜角度的改变是否适当。响应于确定倾斜角度的改变是适当的，处理器可以激活倾斜组件以实施所确定的倾斜角度改变。
如本文所使用的，术语“UAV”指代各种类型的无人空中飞行器中的一种。UAV可以包括机载计算设备，其中该机载计算设备被配置为：在没有例如来自人类操作员或远程计算设备的远程操作指令的情况下(即，自主地)，来飞行和/或操作UAV。替代地，机载计算设备可以被配置为利用一些远程操作指令或者针对存储在机载计算设备的存储器中的指令的更新，来飞行和/或操作UAV。可以利用众多已知方式中的任何一种来推进UAV飞行。例如，多个推进单元(其中每个推进单元包括一个或多个旋翼)可以为UAV以及UAV承载的任何有效载荷提供推进力或提升力。另外，UAV可以包括轮子、坦克履带或其它非空中运动机构，以使得能够在地面上、在水上或在水中以及其组合方式进行移动。UAV可以由一种或多种类型的电源(例如，电、化学、电化学或者其它动力储备)来供电，其中该电源可以为推进单元、机载计算设备和/或其它机载部件供电。
本文使用术语“计算设备”来指代装备有至少一个处理器的电子设备。计算设备的示例可以包括：位于UAV上的UAV飞行控制和/或任务管理计算机、以及与被配置为执行各种实施例的操作的UAV进行通信的远程计算设备。远程计算设备可以包括无线通信设备(例如，蜂窝电话、可穿戴设备、智能电话、网络平板电脑、平板计算机、具备互联网能力的蜂窝电话、具备能力的电子设备、个人数据助理(PDA)、膝上型计算机等等)、个人计算机和服务器。在各个实施例中，计算设备可以配置有存储器和/或存储设备以及无线通信能力，比如被配置为建立广域网(WAN)连接(例如，蜂窝网络连接等等)和/或局域网(LAN)连接(例如，经由路由器到互联网的无线连接等等)的网络收发器和天线。
如本文所使用的术语“服务器”指代能够实现服务器功能的任何计算设备，例如，主交换服务器、web服务器、以及配置有软件以执行服务器功能的个人或商业计算设备(例如，“轻量服务器”)。因此，诸如以下各项中的任何一项或全部之类的各种计算设备都可以充当为服务器：蜂窝电话、智能电话、网络平板电脑、平板计算机、具备互联网能力的蜂窝电话、具备Wi-Fi能力的电子设备、膝上型计算机、个人计算机、以及至少装备有处理器、存储器并被配置为与UAV通信的类似电子设备。服务器可以是专用计算设备或者包括服务器模块的计算设备(例如，运行可以使得该计算设备操作成服务器的应用)。服务器模块(或者服务器应用)可以是全功能服务器模块，也可以是轻量或辅助服务器模块(例如，轻量或辅助服务器应用)。轻量服务器或辅助服务器可以是能在个人或商业计算设备(例如，智能电话)上实现的精简版的服务器类型功能，从而使其能够以有限程度来充当互联网服务器(例如，企业电子邮件服务器)，诸如，为了提供本文所描述的功能所必需的程度。参照图9来描述了适合于结合各个实施例来使用的服务器的例子。
本文所使用的“示例性的”一词意味着“用作例子、例证或说明”。本文中描述为“示例性”的任何实现方式不一定被解释为比其它实现方式更优选或更具优势。
图1A-1C根据一些实施例，示出了具有瞄准组件130和枢轴地耦合到UAV 100的上侧的枢轴平台140的UAV 100。UAV 100可以包括框架110、多个旋翼120以及安装在枢轴平台140上或者以其它方式由枢轴平台140支撑的瞄准组件130。框架110可以为枢轴平台140和与旋翼120相关联的电动机提供结构支撑。另外，枢轴平台140可以支撑和/或保持瞄准组件130，使得瞄准组件130相对于枢轴平台140是固定的。相对于瞄准组件130，枢轴平台140可以更小、更大或者具有与其相等的大小。可选地，枢轴平台140可以形成瞄准组件130的壳体的全部或一部分。
为了便于描述和说明起见，省略了UAV 100的一些细节方面，诸如布线、框架结构互连、着陆柱/架或者本领域普通技术人员已知的其它特征。例如，虽然将UAV 100示出和描述为具有包含多个支撑构件或框架结构的框架110，但是可以使用模制框架来构造UAV 100，其中通过模制结构来获得支撑。在所示出的实施例中，UAV 100具有四个旋翼120。但是，可以使用多于或少于四个旋翼120。
瞄准组件130可以包括在第一瞄准方向α(如图1B中所示)背对着枢轴平台140的瞄准表面131。特定瞄准组件类型的示例包括瞄准目标并且具有操作瞄准标准的平面天线、太阳能面板/收集器、照相机、无线电力链路、反射器或其它组件。根据平台的类型，操作瞄准标准可以限制瞄准组件130将倾斜的方向和角度。例如，仅当第一瞄准方向α在远离UAV 100延伸的第一方向弧β内延伸时，瞄准组件130可以可接受地操作。例如，当第一瞄准方向α(其通常垂直于瞄准表面131)不在第一方向弧β内延伸时，瞄准组件130可能不运行或者可能在最佳或可接受水平以下运行。第一方向弧β通常朝着瞄准组件130意图瞄准的目标进行延伸。例如，平面天线可以瞄准远程收发器目标，太阳能面板可以瞄准太阳光，照相机可以瞄准物理目标，无线电力链路可以瞄准电源。因此，第一方向弧β的角度范围可以取决于瞄准组件的类型、以及预期目标关于UAV的相对位置。与其它类型的瞄准组件相比，某些类型的瞄准组件可能具有用于可接受的操作的更小的第一方向弧β。在将瞄准组件130固定到枢轴平台140的情况下，UAV 100的倾斜角度A的任何变化都会引起对第一瞄准方向α的相应改变。因此，改变倾斜角度A可以将第一瞄准方向α保持在第一方向弧β内。
当空气通过UAV结构时，枢轴平台140(以及瞄准组件130)的大小、形状和方位可能影响UAV 100在平移飞行期间的升力/阻力概况。平移飞行包括在飞行中空气相对于UAV 100移动的任何情况，其既包括UAV在通过时也包括在顶风维持在固定地理位置上时。
UAV 100的升力/阻力概况反映由UAV 100的一个或多个飞行表面产生的升力量L除以整个UAV的阻力量D的比率。平面结构包括宽阔的飞行表面，并因此具有显著地影响UAV 100的升力/阻力概况的潜在性，其中，升力量潜在性取决于这种平面结构的大小和定向。枢轴平台140连同瞄准组件130的定向可以增加、减少UAV 100的升力/阻力概况，或者对其几乎没有贡献。例如，如果枢轴平台140的前缘(即，面向风向的一侧)在平移飞行期间相对于行进方向向上倾斜(如图1C中所示)，则经过枢轴平台140的空气将有助于提升，其中该提升可以增加UAV 100的升力/阻力概况。相反，向下倾斜的前缘(相对于行进方向)可以产生负升力，这可能降低UAV 100的升力/阻力概况。
在各个实施例中，枢轴平台140可以耦合到倾斜组件145，并被配置为控制枢轴平台140和框架110之间的倾斜角度A。位于UAV 100上的处理器可以致动或者以其它方式控制倾斜组件145，以改变和/或锁定倾斜角度A来调整UAV 100的升力/阻力概况。另外，当枢轴平台140相对于框架110倾斜时，瞄准构件130也相对于框架110倾斜。因此，倾斜角度A的变化也可能改变瞄准组件130的第一瞄准方向α。
图1D示出了如何在平移飞行期间对枢轴平台140进行定向，以便最小化阻力而不增加升力。参见图1A-1D，可以将框架100的中心平面F(其示出为远离UAV 100进行延伸的线)用作框架110相对于枢轴平台140的基准框架。当UAV 100在原地盘旋或已经降落时，中心平面F可以是大致水平的。另外，中心平面F可以平行于一个或多个旋翼120旋转的旋翼平面。类似地，平台平面P(其示出为远离枢轴平台140延伸的线)可以表示相对于布置枢轴平台140或者其表面的平面是固定的另一个平面基准框架。中心平面F和平台平面P之间的倾斜角度A可以表示框架110和枢轴平台140之间的倾斜角度的测量值(如图1C和1D中所示)。相反，图1B示出了在平行于框架110布置时的枢轴平台140(即，没有倾斜角度A或者倾斜角度A＝0)。
参见图1A-1D，可以使用各种UAV 100配置来实现各种实施例。用于UAV 100的飞行推进系统可以包括：产生足以提升UAV 100(其包括UAV结构、电动机、电子装置和电源)以及可以附在UAV 100的任何负载(例如，有效载荷)的提升力的一个或多个旋翼120。该飞行推进系统可以由诸如电池之类的电源供电。此外，该飞行推进系统可以包括补充燃料马达(例如，一个或多个内燃机)。
根据UAV的飞行模式，飞行推进系统可以是垂直或水平安装的。适用于在各种实施例中使用的通用UAV 100配置是“四轴飞行器”配置。在示例性四轴飞行器配置中(图1A中示出)，四个(因此的术语“四轴飞行器”)水平配置的旋翼120由固定到框架110的电动机进行驱动。框架110可以包括具有起落橇的框架结构，其支撑旋翼120、电源(例如，图5中的电源模块170)、有效载荷紧固机构(例如，图5中的有效载荷紧固单元175)以及其它设备。可以附接有效载荷(例如，在UAV 100的框架110下方的中心区域中)，例如由框架110以及在飞行动力源或推进单元下方的起落橇包围的区域。四轴飞行器式水平旋翼可以使UAV 100能够以任何无障碍的水平和垂直方向进行飞行以及悬停。在本文所描述的示例中，使用四轴飞行器配置是用于说明目的；但是，也可以使用其它UAV设计方案。
UAV 100可以使用由旋翼120产生的差动推力来进行控制。例如，在四旋翼设计方案(即，四轴飞行器)中，所有四个旋翼通常用于产生足够的飞行推力。调整每个旋翼产生的升力量，使得UAV 100能够控制姿态。例如，暂时地减小由两个第一相邻旋翼(例如，在图1A所示出的定向上的两个右侧旋翼120)产生的推力，和/或增加由与第一相邻旋翼相对的两个第二相邻旋翼(例如，在图1A所示出的定向上的两个左侧旋翼120)产生的推力，使得UAV在第一相邻旋翼侧(即，产生较小推力的旋翼)下俯。作为该俯仰的结果，旋翼产生呈现水平推力矢量分量的升力，该水平推力矢量分量可以沿着与UAV 100下俯的一侧相对应的行进方向TD来驱动UAV 100(如图1D中所示)。
通过改变一致动作、相反动作或者其组合的旋翼对120，UAV 100可以控制任何方向的滚动和偏航。通过确保总电动机功率保持不变以维持水平飞行，差动控制可以控制UAV的姿态而不影响总垂直推力。通过一起控制所有旋翼，UAV 100可以增加或减少推力，并从而改变高度。通常通过使所有旋翼“向前”运转来获得控制，这导致产生升力的向下推力(其包括在悬停时)。有时旋翼可以“向后”运转(即，倒转旋翼)以产生可用于使UAV 100下降的向上推力，这在向下的重力不可用时特别有用。
当UAV 100在一侧下俯时，枢轴平台140的平台平面P与水平面H之间的平台角度B可以不同于倾斜角度A(如图1D中所示)。在各个实施例中，UAV的处理器或者耦合到UAV的处理器可以基于以下情形，来判断是否执行枢轴平台140的倾斜角度A的第一改变：瞄准表面131当前或者应当瞄准的第一瞄准方向α、适合于瞄准预期目标的第一方向弧β、以及由枢轴平台140相对于经过UAV 100的空气的角度所产生的升力/阻力概况。处理器可以确保或者尝试确保瞄准组件130在枢轴平台140的可接受的倾斜角度下进行操作。在各种飞行条件下，枢轴平台140的某些倾斜角度可能导致太大的升力、负升力和/或阻力。如果处理器确定枢轴平台140的当前倾斜角度对升力和阻力的影响不适用于当前飞行条件，则处理器可以确定枢轴平台140的倾斜角度A的变化是适当的。替代地或另外地，枢轴平台140相对于UAV 100的某些目标倾斜角度可能将第一方向弧β放置在瞄准表面131的瞄准方向的范围之外，在该情况下，处理器可以确定枢轴平台140的倾斜角度A的改变是适当的。因此，在判断是否改变第一倾斜角度A时，处理器可以对使瞄准组件130进行操作的需要、瞄准组件130需要操作的水平、以及作为改变倾斜角度A的结果而对升力/阻力概况产生的影响的优先级进行加权。
在飞行期间，UAV 100的处理器可以调整枢轴平台140的倾斜角度A，使得平台的前缘对于相对风呈现最小轮廓，或者产生一些升力。由平台产生的少量升力可能使得UAV 100使用的总能量减少，这是因为来自电动机的所需功率将降低。这可以通过将枢轴平台140向上倾斜以稍微高于水平平面H来实现(例如，如图1D中所示)。处理器可以在确定应当施加到枢轴平台140的倾斜量时，考虑UAV的姿态。
图2示出了用于UAV(例如，图1A-1D中的UAV 100)的倾斜组件245。参见图1A-2，倾斜组件145、245可以包括伺服机构250，其中该伺服机构250被配置为调整和维持枢轴平台140(连同位于其上的瞄准组件130)的倾斜角度A。可以对伺服机构250进行驱动，直到伺服机构250指示的倾斜角度A达到枢轴平台140的期望倾斜角度为止。通常，枢轴平台140可以以枢轴平台140的中心、组合的枢轴平台140和瞄准组件130的重心、和/或枢轴平台140的中心压力点为枢轴。枢轴平台140的中心压力点可以是基于质心和空气动力二者。在一些实施例中，可以将倾斜组件245与枢轴平台140之间的连接设计成：当改变倾斜角度A时，使伺服负载最小化。
图3示出了用于UAV(例如，图1A-1D中的UAV 100)的倾斜组件345。参见图1A-3，倾斜组件145、245、345可以包括枢轴机构350，其中该枢轴机构350被配置为允许枢轴平台140连同瞄准组件130一起响应于外力(例如，相对于UAV 100的风动、动量、重力和/或空气动力)来改变倾斜角度A’。在一些实施例中，可以允许枢轴平台140进行自然地枢轴，以在有限程度上与气流对齐。
在一些实施例中，枢轴机构350可以在偏离中心的枢轴点处附接到枢轴平台140，使得瞄准组件130和枢轴平台140的第一侧133短于或者重量小于瞄准组件130和枢轴平台140的第二侧135。这种构造可有利于朝向较重侧(例如，135)的枢轴运动。不过，枢轴机构350可以通过包括偏置元件(例如，弹簧)来限制枢轴运动的范围。施加到枢轴平台140或者枢轴机构350内部的偏置元件可以引起平台沿着一个方向移动，例如以便抵消较重一侧要“下垂”的倾向，或者当在这些表面上没有力作用时，使得枢轴平台140返回到缺省位置(例如，平行于中心平面F)。
图4示出了用于UAV(例如，图1A-1D中的UAV 100)的倾斜组件445。参见图1A-4，倾斜组件145、245、345、445可以包括枢轴机构450，其中该枢轴机构450被配置为允许枢轴平台140响应于施加的空气动力和重力而自由地枢轴以改变倾斜角度A”。一旦枢轴平台140达到可通过倾斜角度A”测量的目标定向，则可以通过诸如离合器或其它方式将枢轴机构450“锁定”在该倾斜角度。由于UAV 100可以通过各种飞行状态(爬升、下降、向前运动)实现各种各样的相对风向角度，所以枢轴机构450可以用于频繁地改变和锁定倾斜角度A”。
各种实施例的倾斜组件145、245、345、445可以是一维耦合(即，被配置成围绕单个轴进行枢轴)或者更复杂的耦合(例如，通用或柔性接头(即，被配置为围绕一个以上的轴进行枢轴))。倾斜组件145、245、345、445可以被配置为沿着至少一个轴来调整枢轴平台140的倾斜角度。UAV 100可以对平台进行周期性调整，例如跟踪太阳(在平台拥有太阳能电池阵的情况下)或者针对改变的风向来重新修整平台。选择枢轴的位置可以使用UAV 100的“鼻子”和“尾巴”进行有效地限定，这是因为可能需要相对风来自特定方向以实现枢轴平台140的精确定位。在使用被配置为允许围绕多轴的枢轴运动或者甚至360度的枢轴运动的倾斜组件145、245、345、445时，可以给出额外的考虑。
图5示出了可以用于结合各个实施例使用的UAV 100的配置。参见图1A-5，UAV 100可以包括控制单元150，后者可以容纳用于为UAV 100的操作供电以及进行控制的各种电路和设备。控制单元150可以包括处理器160、电源模块170、有效载荷紧固单元175、输入模块180、传感器182、输出模块185、以及耦合到天线191的无线电模块190。处理器160可以包括或者耦合到存储器161和导航单元163。处理器160可以配置有处理器可执行指令以控制UAV 100的飞行和其它操作(其包括各个实施例的操作)。处理器160可以耦合到一个或多个有效载荷紧固单元175和传感器182。有效载荷紧固单元175可以包括致动器马达，该致动器马达用于驱动抓放机构和相关的控件，其响应于控制单元150以响应来自控制单元150的命令来抓住和释放有效载荷。
传感器182可以是光传感器、无线电传感器、照相机、旋转编码器、压力传感器(即，用于检测风、升力、阻力、或者其改变)或者其它传感器。替代地或另外地，传感器182可以是接触或压力传感器，其可以提供用于指示UAV 100何时已经着陆的信号。
电源模块170可以包括能够向包括处理器160、有效载荷紧固单元175、输入模块180、传感器182、输出模块185和无线电模块190的各种组件供电的一个或多个电池。另外，电源模块170可以包括能量存储部件(例如，可充电电池)。用此方式，处理器160可以配置有处理器可执行指令，以诸如通过使用充电控制电路执行充电控制算法，来控制电源模块170的充电(即，在紧急恢复模式下降期间从空气流收集的能量的存储)。替代地或另外地，电源模块170可以被配置为管理其自己的充电。处理器160可以耦合到输出模块185，输出模块185可以输出用于管理对旋翼120和其它部件进行驱动的电动机的控制信号。
通过对旋翼120的各个电动机进行控制，随着UAV 100朝向目的地前进和/或以各种模式(例如，紧急恢复模式或制动模式)进行操作，UAV 100可以在飞行中受到控制。处理器160可以从导航单元163接收数据，使用该数据来确定UAV 100的当前位置和方位、以及朝向目的地或着陆点的适当航线。在各个实施例中，导航单元163可以包括全球导航卫星系统(GNSS)接收器系统(例如，一个或多个全球定位系统(GPS)接收器)，其使得UAV 100能够使用GNSS信号进行导航。替代地或另外地，导航单元163可以配备有无线电导航接收器，以用于接收来自无线电节点、Wi-Fi接入点、蜂窝网站、无线电台、远程计算设备、其它UAV等等的导航信标或其它信号(例如，导航信标(如，甚高频(VHF)全向无线电范围(VOR)信标))。
处理器160和/或导航单元163可以被配置为通过无线连接(例如，蜂窝数据网络)与服务器进行通信，以接收用于使用或停止使用扩展飞行协议的命令、接收对于导航有用的数据、提供实时位置高度报告、以及评估数据。耦合到处理器160和/或导航单元163的航空电子模块167可以被配置为提供诸如高度、姿态、空速、航向和类似信息之类的与飞行控制相关的信息，其中导航单元163可以使用这些信息来用于导航目的(例如，GNSS位置更新之间的航位推算)。航空电子模块167可以包括或者接收来自陀螺仪/加速度计单元165的数据，其提供关于可以在导航和定位计算中可以使用的UAV 100的定向和加速度的数据。
无线电模块190可以被配置为经由天线191接收信号(例如，用于启动、继续或中止使用扩展飞行协议的命令信号)，从航空导航设施等等接收信号，以及将这些信号提供给处理器160和/或导航单元163以辅助UAV 100的操作。在一些实施例中，可以经由无线电模块190来接收用于调整枢轴平台140的倾斜角度A的命令。在一些实施例中，当UAV 100处于飞行中或静止时，UAV 100可以从无线通信设备1300接收信号以用于通过无线信号1355来改变倾斜角度(例如，A)。例如，无线信号1355可以包括来自知识库的关于以下情形的输入：当前状况、UAV 100或其元件的当前定向、预测的未来状况、用于特定UAV机动或任务的要求、瞄准组件的瞄准参数(例如，最佳方向弧)或者甚至关于瞄准组件的目标的信息。
在各个实施例中，无线电模块190可以被配置为根据UAV 100的位置和高度，在蜂窝连接和Wi-Fi或其它形式的无线电连接之间切换。例如，当在为UAV交通指定的高度进行飞行时，无线电模块190可以与蜂窝基础设施通信，以便维持与服务器的通信。UAV 100的飞行高度的示例可以在大约400英尺或更小，例如其可以由政府机构(如，FAA)为UAV飞行交通指定。在该高度，使用短距离无线电通信链路(例如，Wi-Fi)建立与一些无线通信设备1300的通信可能是困难的。因此，当UAV 100处于飞行高度时，可以使用蜂窝电话网络来建立与其它无线通信设备1300的通信。在UAV 100移动到更靠近无线通信设备1300时，无线电模块190和无线通信设备1300之间的通信可以转换到短距离通信链路(例如，Wi-Fi或蓝牙)。类似地，UAV 100可以包括和采用其它形式的无线电通信，例如与其它UAV的网状连接或者与其它信息源(例如，用于收集和/或分发天气或其它数据收集信息的气球或其它站)的连接。
在各个实施例中，控制单元150可以配备有输入模块180，后者可以用于各种应用。例如，输入模块180可以从机载照相机或传感器接收图像或数据，或者可以从其它组件(例如，有效载荷)接收电子信号。输入模块180可以接收用于使100UAV上的致动器部署着陆垫或用于影响紧急着陆的类似部件的激活信号。另外，输出模块185可以用于激活组件(例如，能量单元、致动器、指示器、电路元件、传感器和/或能量收集元件)。
虽然在图5中将控制单元150的各种组件示出成分别的组件，但可以将这些组件中的一些或全部(例如，处理器160、输出模块185、无线电模块190和其它单元)一起集成在单个设备或模块(例如，片上系统模块)中。
图6A-6C根据一些实施例，示出了在UAV 600的下侧上具有瞄准组件630和枢轴平台640的UAV 600的侧视图。参见图1A-6C，UAV 600在很多方面可以类似于UAV 100。UAV 600可以包括框架610、多个旋翼120、以及安装在枢轴平台640上的瞄准组件630。框架610可以为枢轴平台640和与旋翼120相关联的电动机提供结构支撑。另外，枢轴平台640可以支撑和/或保持瞄准组件630，使得瞄准组件相对于枢轴平台640是固定的。与瞄准组件630相比，枢轴平台640可以更小、更大或者具有与其相等的大小。可选地，枢轴平台640可以形成瞄准组件630的壳体的全部或一部分。
瞄准组件630可以包括瞄准表面631，瞄准表面631在第一瞄准方向α上朝下且背对着枢轴平台640(如图6A所示)。瞄准组件630可以类似于关于瞄准组件130所描述的那些。因此，仅在第一瞄准方向α在远离UAV 600延伸的第一方向弧β内延伸时，瞄准组件630才可接受地操作。用此方式，当第一瞄准方向α(其通常垂直于瞄准表面631)没有在第一方向弧β内延伸时，瞄准组件630可能不操作，或者可能在最佳或可接受水平以下操作。第一方向弧β通常朝着瞄准组件630意图瞄准的目标进行延伸。例如，平面天线可以瞄准远程的基于地面的发射器、接收器或收发器目标，照相机可以瞄准物理目标，以及无线电力链路可以瞄准电源。
在瞄准组件630固定到枢轴平台640的情况下，倾斜角度A的任何改变都会导致第一瞄准方向α的相应变化(如图6B中所示)。这可能会导致链接失败，因为倾斜角度超出了β的范围。改变倾斜角度A可以将第一瞄准方向α保持在第一方向弧β内。在平移飞行期间，如果枢轴平台640的前缘(即，面向风的一侧)向上倾斜(如图6B中所示)，则经过枢轴平台640的空气将有助于提升，从而增加UAV 600的升力/阻力概况。相比而言，向下倾斜的前缘可以产生负升力，这可以降低UAV 600的升力/阻力概况。在平移飞行期间，UAV 600可以在一侧下俯以提供在行进方向TD上的水平推力矢量(如图6C中所示)。随后，可以对倾斜角度A进行调整以保持期望的正迎角，从而增加UAV 600的升力/阻力概况。在UAV 600在一侧下俯时，平台平面P和水平平面H之间的平台角度b可以不同于倾斜角度A。
图7A-7B根据一些实施例，示出了具有圆锥形枢轴平台740和位于枢轴平台740内的瞄准组件730(两者均在UAV 700的下侧)的UAV 700的侧视图。参见图1A-7B，UAV 700可以在很多方面类似于UAV 100、600。例如，圆锥形枢轴平台740和位于其中的瞄准组件730可以提供用作起落架和捕获圆锥形无线充电夹具的双重功能。圆锥形枢轴平台740可以包括足够的结构完整性，以支撑UAV 700的重量以及甚至某一范围的有效载荷。瞄准组件730可以指向地面上的发射器(例如，无线再充电发射器)，以用于通过从无线电力发射波束(例如，微波波束)收集能量来为UAV 700的机载电池(例如，电源模块170)再充电。另外地或替代地，瞄准组件730可以物理地捕获包含无线充电系统的圆锥形目标。
虽然瞄准组件730位于圆锥形枢轴平台740内部，但瞄准组件730可包括在第一瞄准方向α上朝下且背对着圆锥形枢轴平台740的瞄准表面(如图7A中所示)。当第一瞄准方向α在延伸离开UAV 700的第一方向弧内延伸时(例如，朝向功率发射器)，瞄准组件730可以可接受地操作。圆锥形枢轴平台740可以在平移飞行期间在圆锥形枢轴平台740朝下的情况下产生阻力(如图7A中所示)。因此，根据一些实施例，圆锥形枢轴平台740可以倾斜，使得第一瞄准方向α朝向后方(如图7B中所示)。使圆锥形枢轴平台740倾斜，使得其朝向后方可以减小平台在平移飞行期间的总体阻力。类似于其它实施例，UAV 700可以包括具有锁定机构的倾斜组件，其中该锁定机构被配置为将圆锥形枢轴平台740锁定在用于平移飞行的向后定向上。在着陆之前，UAV 700可以减小空气速度，解锁圆锥形枢轴平台740，允许圆锥形枢轴平台740摆动到面向下的结构，以及再次将圆锥形枢轴平台740锁定在面朝下的结构以便着陆。替代地，圆锥形枢轴平台740的机械特征可以被配置为：当来自地面或着陆表面的压力施加在UAV 700上时，自动锁定倾斜组件。
图8根据各种实施例，示出了具有上侧枢轴平台841和下侧枢轴平台842的UAV 800的侧视图。参见图1A-8，UAV 800在很多方面可以类似于UAV 100、600、700。UAV 800可以包括集成到上侧枢轴平台841和下侧枢轴平台842中的相应枢轴平台里的瞄准组件。上侧枢轴平台841和下侧枢轴平台842中的每一个可以包括相同或不同类型的瞄准组件。例如，上侧枢轴平台841可以包括太阳能阵列，而下侧枢轴平台842可以包括天线阵列。另外，可以独立地改变上侧枢轴平台841和下侧枢轴平台842的各自的倾斜角度。对于上侧枢轴平台841或下侧枢轴平台842中的任何一个的任何改变，都可以是基于类似于分别针对UAV 100和600所描述那些的考虑。
图9A-9F根据一些实施例，示出了具有环形瞄准组件930和匹配的环形枢轴平台940的UAV 900。参见图1A-9F，UAV 900可以在很多方面类似于UAV 100、600、700、800。UAV 900可以包括框架910和多个旋翼120。框架910的外部末端可以包括倾斜组件945，其为枢轴平台940提供结构支撑和枢轴运动。UAV 900中的倾斜组件945可以包括用于允许360度或者无限制旋转的布线。例如，可以使用滑环。
另外，枢轴平台940可以支撑和/或保持一个或多个瞄准组件930。利用这种环形设计，可以将一个瞄准组件930可布置在枢轴平台940的一个平面表面上，而将另一个瞄准组件930布置在枢轴平台940的相对的平面表面上。另外，如果使用两个相对朝向的瞄准组件930，则可以包括两种不同的瞄准组件类型。例如，一个瞄准组件930可以包括太阳能面板，而另一个瞄准组件930可以包括天线阵列。替代地，两个相对朝向的瞄准组件930可以都是天线(但是两种不同的类型)。在这些结构中，可以将枢轴平台940翻转过来(～180度)以使用两个相对朝向的瞄准组件930中的适当的一个。针对枢轴平台940的任何倾斜角度变化都可以是基于类似于针对UAV 100、600、700、800所描述那些的考虑。
一个或多个瞄准组件930可以类似于关于瞄准组件130所描述的那些。因此，仅在第一瞄准方向α在远离UAV 900延伸的第一方向弧β内延伸时(图9B中示出)，瞄准组件930才可接受地操作。用此方式，当第一瞄准方向α(其通常垂直于瞄准组件930的表面)没有在第一方向弧β内延伸时，瞄准组件930可能不操作，或者可能在最佳或可接受水平以下操作。
在瞄准组件930固定到枢轴平台940的情况下，倾斜角度的任何改变都会导致第一瞄准方向α的相应变化(如图9C中所示)。用此方式，改变倾斜角度可以将第一瞄准方向α保持在第一方向弧β内。另外，在平移飞行期间，如果枢轴平台940的前缘(即，面向风的一侧)向上倾斜(如图9C中所示)，则在枢轴平台940下方捕获的空气将有助于提升，从而增加UAV 900的升力/阻力概况。相比而言，向下倾斜的前缘可以产生负升力，这可以降低UAV 900的升力/阻力概况。另外，在平移飞行期间，UAV 900可以在一侧下俯以产生用于在方向TD上行进的水平推力矢量(如图9D和9E中所示)。UAV 900在一侧下俯时，平台平面P和水平平面H之间的平台角度可以不同于倾斜角度。虽然图9D示出了平行于水平平面P的平台平面P，但图9E示出了从水平平面P向上仰的平台平面P。使平台平面P在朝着行进方向TD的一侧向上仰起，可以提供正升力。
另外，UAV 900可以被配置为采用如图9F中所示出的低阻力配置操作模式。在低阻力配置中，可以将枢轴平台940垂直地定向，这在大致水平的行进方向TD上行进时，将稳定UAV 900的横向移动。
图10根据各个实施例，示出了操作UAV(例如，图1A-9F中的100、600、700、800、900)的方法1000，其可以改变枢轴平台(例如，140)相对于UAV框架(例如，110)的倾斜角度(例如，A、A’、A”)。参见图1-10，方法1000的操作可以由UAV控制单元150或者与UAV 100通信的另一个计算设备(例如，图13中的无线通信设备1300和/或图14中的服务器1400)来执行。
在方框1010中，UAV的处理器(例如，控制单元150中的处理器160或者诸如无线通信设备1300或服务器1400之类的远程设备中的处理器)可以接收用于评估枢轴平台(例如，140)相对于UAV(例如，100)的框架(例如，110)的倾斜角度(例如，A)的输入。用于评估倾斜角度的输入可以来自传感器、远程源(例如，经由接收器)、知识库(例如，在机载和/或远程数据库中)或者控制UAV的操作的系统。
在方框1020中，UAV的处理器可以基于在方框1010中接收到的输入，来确定用于判断是否应当调整倾斜角度的至少一个倾斜角度调整因子。该倾斜角度调整因子可以包括第一瞄准方向(例如，α)、第一方向弧(例如，β)、UAV的升力/阻力概况的第一调整、或者其一个或多个的任意组合。第一瞄准方向可以对应于瞄准组件(例如，130)的瞄准表面(例如，131)面对的方向。第一方向弧可以对应于瞄准组件在其中可接受地操作的角度范围。关于是否改变枢轴平台的倾斜角度的判断可以是基于处理器接收的一个或多个输入，其可以提供关于倾斜角度调整因子的信息。例如，传感器(例如，182)可以检测枢轴平台的当前的倾斜角度或者倾斜角度的变化。另外地或替代地，传感器可以检测风速/压力、升力、阻力或者其中的变化。此外，处理器接收的一个或多个输入可以是来自于关于以下的信息的知识库：当前状况、UAV或其元件的当前方位、预测的未来状况、特定UAV机动或任务的需求、瞄准组件的瞄准参数(例如，最佳方向弧)和/或关于瞄准组件的目标的信息。
在方框1030中，UAV的处理器可以确定对于瞄准组件在可接受水平下操作而言所适合或者所需要的目标倾斜角度或者倾斜角度的目标变化。可以根据在方框1020中确定的第一瞄准方向、第一方向弧和/或针对升力/阻力概况的第一调整来确定倾斜角度。
在判断框1040中，处理器可以基于在方框1020中确定的相对于UAV任务参数加权的倾斜角度，来判断是否改变枢轴平台的当前倾斜角度(例如，A)。用此方式，如果在方框1030中确定的倾斜角度会导致UAV未履行一个或多个任务参数，则处理器可以确定不改变当前倾斜角度。类似地，如果UAV未被配置为实现在方框1030中确定的倾斜角度，则处理器可以确定当前倾斜角度不应当被改变。否则，处理器可以确定应当改变当前的倾斜角度。
响应于确定不应当改变倾斜角度(即，判断框1030＝“否”)，处理器可以等待在方框1010中接收新的输入。或者，可以确定新的倾斜角度调整因子。
响应于确定应当改变倾斜角度(即，判断框1030＝“是”)，在方框1050中，处理器可以激活倾斜组件以实现所确定的倾斜角度的改变。倾斜组件的激活可以通过激活伺服机构(例如，250)以通过致动器来驱动枢轴平台，来实现期望的倾斜。替代地或另外地，倾斜组件的激活可以允许来自偏置元件、环境力和空气动力中的至少一个的力来改变倾斜角度。例如，倾斜组件可以通过以下方式来实现期望的倾斜：解锁(即，释放)枢轴平台以允许其枢轴运动，当枢轴平台由于其惯性而保持原位时快速地俯仰UAV，随后重新锁定枢轴平台并将UAV重新俯仰回到其原始姿态。在实现所确定的倾斜角度的变化或者一旦实现所确定的倾斜角度变化时，处理器可以去激活倾斜组件以及在方框1010中等待接收新的输入。
图11根据各种实施例，示出了使用UAV(例如，图1A-9F中的100、600、700、800、900)的倾斜组件来改变倾斜角度的方法1100，其中倾斜组件可以改变枢轴平台(例如，140)相对于UAV框架(例如，110)的倾斜角度(例如，A)。参见图1-11，方法1100的操作可以由UAV控制单元150或者与UAV 100通信的另一个计算设备(例如，图13中的无线通信设备1300和/或图14中的服务器1400)来执行。
在方框1110中，UAV的处理器(例如，控制单元150中的处理器160或者诸如无线通信设备1300或服务器1400之类的远程设备中的处理器)可以接收激活倾斜组件(例如，145)的输入。
在方框1120中，UAV的处理器可以释放枢轴平台(例如，140)。枢轴平台的释放可以解锁用于防止枢轴平台相对于框架(例如，110)进行枢轴的机构。
在方框1130中，响应于释放枢轴平台，传感器(例如，182)可以检测枢轴平台的当前倾斜角度或者枢轴平台的倾斜角度的改变。该传感器可以是使用测量倾斜角度和/或倾斜角度变化的一种或多种技术的UAV的机载传感器或者远程源(例如，经由接收器)。处理器可以接收由传感器检测到的倾斜角度或倾斜角度的改变。
在判断框1140中，基于来自传感器的关于倾斜角度的输入，处理器可以判断是否已经实现目标倾斜角度或者目标倾斜角度变化。响应于确定尚未实现目标倾斜角度/变化(即，判断框1140＝“否”)，在方框1130中，传感器可以继续检测当前倾斜角度。
响应于确定已经实现目标倾斜角度/变化(即，判断框1140＝“是”)，在方框1150中，处理器可以就地将倾斜组件锁定。替代地，可以使用目标倾斜角度范围或者倾斜角度变化的范围，使得如果倾斜角度或倾斜角度变化落入该范围内，则认为倾斜角度/变化已经达到了目标倾斜角度/变化。
在方框1160中，处理器可以对倾斜组件的任何另外的活动部件去激活。例如，可以对被配置为检测倾斜角度改变或当前倾斜角度的一个或多个传感器去激活。
图12根据各种实施例，示出了使用UAV(例如，图1A-9F中的100、600、700、800、900)的倾斜组件来改变倾斜角度的方法1200，其中倾斜组件可以改变枢轴平台(例如，140)相对于UAV框架(例如，110)的倾斜角度(例如，A)。参见图1-12，方法1200的操作可以由UAV控制单元150或者与UAV 100通信的另一个计算设备(例如，图13中的无线通信设备1300和/或图14中的服务器1400)来执行。
在方框1210中，UAV的处理器(例如，控制单元150中的处理器160或者诸如无线通信设备1300或服务器1400之类的远程设备中的处理器)可以接收激活倾斜组件(例如，145)的输入。
在可选框1215中，UAV的处理器可以释放枢轴平台(例如，140)。枢轴平台的释放可以解锁用于防止枢轴平台相对于框架(例如，110)枢轴的机构。在不锁定枢轴平台的枢轴运动(例如，当偏置元件或其它机构引起、限制或限定枢轴运动时)的一些实施例中，不需要实现可选框1215。
在方框1220中，UAV的处理器可以激活UAV(例如，100)的元件以发起空中机动。该空中机动可以包括为了实现目标倾斜角度/变化而计算的姿态、速度和/或位置中的一个或多个变化。
在方框1230中，响应于发起空中机动，传感器(例如，182)可以检测枢轴平台的当前倾斜角度或者枢轴平台的倾斜角度的变化。该传感器可以是使用测量倾斜角度和/或倾斜角度变化的一种或多种技术的UAV的机载传感器或者远程源(例如，经由接收器)。处理器可以接收由传感器检测到的倾斜角度或倾斜角度的改变。
在判断框1240中，基于来自传感器的关于倾斜角度的输入，处理器可以判断是否已经实现目标倾斜角度或者目标倾斜角度变化。响应于确定尚未实现目标倾斜角度/变化(即，判断框1240＝“否”)，在方框1220中，处理器可以确保UAV继续空中机动，或者执行新的空中机动。
响应于确定已经实现目标倾斜角度/变化(即，判断框1240＝“是”)，在可选框1250中，处理器可以可选地锁定倾斜组件。否则，如果倾斜组件没有锁定、不能被锁定或者不需要被锁定时，则在方框1260中，可以对倾斜组件去激活。可以使用目标倾斜角度范围或者倾斜角度变化的范围，使得如果倾斜角度或倾斜角度变化落入该范围内，则认为倾斜角度/变化已经达到了目标倾斜角度/变化。
如上所述，用于判断是否需要改变枢轴平台的倾斜角度的处理器可以处于与UAV进行通信的分别的计算设备中。在这些实施例中，可以使用各种无线通信设备(例如，智能电话、平板设备、智能手表等等)中的任何一个来实现与UAV(例如，图1A-9F中的100、600、700、800、900)的通信，图13示出了其中的一个例子。无线通信设备1300可以包括与无线通信设备1300的各个系统相耦合的处理器1302，以便与之通信并对其进行控制。例如，处理器1302可以耦合到触摸屏控制器1304、无线电通信元件、扬声器和麦克风、以及内部存储器1306。处理器1302可以是被指定用于通用或特定处理任务的一个或多个多核集成电路。内部存储器1306可以是易失性或者非易失性存储器，还可以是安全和/或加密存储器，或者非安全和/或非加密存储器、或者其任意组合。在另一个实施例中(没有示出)，无线通信设备1300还可以耦合到外部存储器(例如，外部硬盘驱动器)。
触摸屏控制器1304和处理器1302还可以耦合到触摸屏面板1312，例如，电阻式感应触摸屏、电容式感应触摸屏、红外线感应触摸屏等等。另外，无线通信设备1300的显示器并不需要具有触摸屏能力。无线通信设备1300可以具有用于发送和接收通信的一个或多个无线信号收发器1308(例如，Peanut、Bluetooth、Bluetooth LE、Zigbee、射频(RF)无线电装置等等)和天线、无线通信设备天线1310，它们彼此之间相耦合和/或耦合到处理器1302。无线信号收发器1308和无线通信设备天线1310可以结合上面所提及的电路来使用，以实现各种无线传输协议栈和接口。无线通信设备1300可以包括蜂窝网络无线调制解调器芯片1316，后者耦合到处理器、用于经由蜂窝网络来实现通信。
无线通信设备1300可以包括耦合到处理器1302的外围设备连接接口1318。外围设备连接接口1318可以被单独地配置为接受一种类型的连接，或者可以被配置为接受多种类型的物理和通信连接(共同或专有)(例如，USB、火线、Thunderbolt或PCIe)。此外，外围设备连接接口1318还可以耦合到类似配置的外围设备连接端口(没有示出)。
在各个实施例中，无线通信设备1300可以包括一个或多个麦克风1315。例如，无线通信设备可以具有麦克风1315，后者通常用于在呼叫期间从用户接收语音或者其它音频频率能量。
此外，无线通信设备1300还可以包括用于提供音频输出的扬声器1314。此外，无线通信设备1300还可以包括使用塑料、金属、或材料组合所构成的壳体1320，以包含本文所讨论的所有部件或者一些部件。无线通信设备1300可以包括耦合到处理器1302的电源1322，例如一次性或可充电电池。此外，该可充电电池还可以耦合到外围设备连接端口，以便从无线通信设备1300之外的源接收充电电流。此外，无线通信设备1300还可以包括用于接收用户输入的物理按键1324。此外，无线通信设备1300还可以包括用于打开和关闭无线通信设备1300的电源按键1326。
在各个实施例中，无线通信设备1300还可以包括加速计1328，后者通过检测加速度的多方向值以及其改变的能力，来感测设备的移动、振动和其它方面。在各个实施例中，加速计1328可以用于确定无线通信设备1300的x、y和z位置。使用来自加速计的信息，可以检测无线通信设备1300的指向方向。
可以使用各种形式的计算设备(其包括个人计算机、无线通信设备(例如，智能电话等等)、服务器、膝上型计算机等等)与UAV的处理器进行通信，以实现各种实施例(其包括参照图1A-14所描述的实施例)。通常，这些计算设备可以至少包括图14中所示出的组件，其中图14示出了一种示例性服务器计算设备。参见图1A-14，服务器1400通常包括耦合到易失性存储器1402和大容量非易失性存储器(例如，硬盘驱动器1403)的处理器1401。此外，服务器1400还可以包括耦合到处理器1401的软盘驱动器、压缩光盘(CD)或者DVD光盘驱动器1406。此外，服务器1400还可以包括耦合到处理器1401的网络接入端口1404(或者接口)，以便与网络1405(例如，互联网和/或耦合到其它系统计算机和服务器的局域网)建立数据连接。类似地，服务器1400可以包括诸如USB、火线、Thunderbolt等等之类的额外接入端口，以耦合到外围设备、外部存储器或其它设备。
在各个实施例中，UAV(例如，100)可以被配置为定期地检查导航单元(例如，163)的功能和/或与服务器1400的通信链路。可以通过定期的心跳检查来检查该功能。例如，UAV可以从服务器1400接收用于指示无线连接仍然在维持并可行的定期通信。替代地或另外地，UAV可以向服务器1400发送定期通信，以提供UAV的当前位置坐标和/或指示导航单元和其它UAV系统仍然在工作。如果UAV的处理器(例如，160)确定导航单元和其它UAV系统没有在工作，则可以采取校正动作。例如，在UAV与信息源或其它通信链路失去联系的情况下(例如，由于干扰、盗用信号、建筑物的摭蔽或者UAV的篡改)，并且UAV没有其它方法来确定位置时，UAV可以向服务器1400发出警报并且着陆。在该着陆期间，如果条件允许，则UAV可以利用紧急恢复模式获取。用此方式，UAV可以自主地确定下降剖面，包括识别临时潜在着陆点，或者使用其已经具有的信息来定位指定的着陆点。
所示出和描述的各种实施例只是被提供成示例，以说明权利要求的各种特征。但是，关于任何给定实施例所示出和描述的特征并不一定限于相关联的实施例，其可以与所示出和描述的其它实施例一起使用或者组合。此外，权利要求并不意图受到任何一个示例性实施例的限制。
上述的方法描述和处理流程图仅仅是用作为说明性例子来提供的，而不是旨在要求或者隐含着必须以所给出的顺序来执行各个实施例的步骤。如本领域普通技术人员所应当理解的，可以以任何顺序来执行上述的实施例中的操作顺序。诸如“其后”、“转而”、“接着”等等之类的词语，并不旨在限制这些操作的顺序；这些词语用于引导读者遍历该方法的描述。此外，任何对权利要求元素的单数引用(例如，使用冠词“一个(a)”、“某个(an)”或者“该(the)”)，不应被解释为将该元素限制为单数形式。
结合本文所公开的实施例描述的各种示例性逻辑框、模块、电路和算法操作可以实现成电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地表示硬件和软件之间的这种可交换性，对各种示例性组件、框、模块、电路和操作在上面围绕其功能进行了总体描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应被解释为使得背离权利要求的保护范围。
可以通过被设计为执行本文所述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件部件或者其任意组合，来实现或执行用于实现结合本文所公开的方面描述的各种示例性逻辑单元、逻辑框、模块和电路的硬件。通用处理器可以是微处理器，或者，该处理器也可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器还可以实现为接收器智能对象的组合，例如，DSP和微处理器的组合、若干微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其它此种结构。替代地，一些操作或方法可以由特定于给定的功能的电路来执行。
在一个或多个示例性方面，本文所述功能可以用硬件、软件、固件或它们任意组合的方式来实现。如果以软件方式实现，则可以将这些功能存储成非临时性计算机可读存储介质或者非临时性处理器可读存储介质上的一个或多个指令或代码。本文所公开的方法或算法的操作，可以体现在处理器可执行软件模块或者处理器可执行指令中，其可以位于非临时性计算机可读存储介质或处理器可读存储介质上。非临时性计算机可读或处理器可读存储介质可以是计算机或处理器能够存取的任何存储介质。举例而言，但非做出限制，这种非临时性计算机可读存储介质或者处理器可读存储介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、闪存、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁存储智能对象、或者能够用于存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机进行存取的任何其它介质。如本文所使用的，磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光盘、光盘、数字通用光盘(DVD)、软盘和蓝光盘，其中磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则用激光来光学地复制数据。上面的组合也包括在非临时性计算机可读介质和处理器可读介质的范围之内。另外，方法或算法的操作可以作为代码和/或指令中的一个或者任意组合或者集合，位于非临时性处理器可读存储介质和/或计算机可读存储介质上，其中该非临时性处理器可读存储介质和/或计算机可读存储介质可以并入到计算机程序产品中。
为使本领域任何普通技术人员能够实现或者使用本发明，上面围绕所公开的实施例进行了描述。对于本领域普通技术人员来说，对这些实施例的各种修改将是显而易见的，并且，本文定义的总体原理也可以在不脱离权利要求的保护范围的基础上应用于其它实施例。因此，本公开内容并不限于本文所示出的实施例，而是符合与所附权利要求书和本文公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。