背景技术：
随着对无人驾驶飞机(ua)、无人驾驶飞行器(uav)、无人机等等(下文被称为“ua”或“uas”)的使用变得越来越普遍，在各种飞行模式下控制ua变得越来越重要。
在国家空域系统(nas)中，ua飞行由联邦航空管理局(faa)进行管理。在当前的监管环境下，faa要求每个ua由至少一名领航员领航，通常同时维持针对ua飞行器的视觉视线。但是，在不久的将来，期望法规允许ua的自主飞行。
即使在自主飞行期间，也可能产生领航员对ua进行控制的需求，例如，在飞行异常、拐弯情况、或者预先编程的指令不足以保持ua的安全飞行的不利条件期间。在这些情况下，仍然存在针对充分地促使ua从自主飞行切换到领航飞行的挑战。
技术实现要素：
各个实施例包括用于管理对无人驾驶飞机(ua)的控制的方法、以及实现这些方法的设备(其可以包括服务器)。一种实施例方法可以包括：当ua处于自主飞行时，从处于自主飞行的ua接收关于需要从自主飞行转变到领航员控制飞行的指示；以及基于领航标准来选择领航站以提供对ua的领航员控制飞行。一种实施例方法还可以包括：将所选择的领航站链接到ua；以及将来自ua的飞行数据中继到所选择的领航站，并且将来自领航站的飞行控制数据中继到ua。
在各个实施例中，所述领航标准或者领航标准集可以包括以下各项中的一项或多项：领航经验的总长度；与从自主飞行到领航员控制飞行的转变所基于的条件相关联的领航经验的长度；与所述ua相关联的领航经验的长度；领航员身体状况；领航员精神状况；领航员飞行新近度；领航员归属关系；领航员资格；领航员的飞行证明状态；领航员医疗证明状态；领航员准备状态；领航事故历史；领航坠毁历史；领航员可用性状态；领航员到所述ua的地理接近度；以及领航员的网络连接的质量。
在一种实施例方法中，从ua接收关于需要从自主飞行转变到领航员控制飞行的指示可以包括：使用所述指示接收需要从自主飞行到领航员控制飞行的转变的状况；基于需要从自主飞行到领航员控制飞行的转变的所述状况，建立用于包括在所述领航标准中的标准。在各个实施例中，所述状况可以包括以下各项中的一项或多项：天气状况；地理状况；能见度状况；ua机械状况；ua仪器状况；通信链路质量状况；任务要求状况；ua类型；ua特性；以及紧急状况。在一种实施例方法中，基于所述领航标准来选择领航站以提供所述ua的领航员控制飞行可以包括：基于所述领航标准，选择一个或多个领航候选人来领航所述ua；以及向所述一个或多个领航候选人发送用于向所述一个或多个领航候选人提供领航所述ua的任务的消息。
一种实施例方法还可以包括：从接受领航所述ua的所提供的任务的所述一个或多个领航候选人接收一个或多个接受；以及基于所述领航标准以及需要从自主飞行到领航员控制飞行的转变的所述状况，选择接受领航所述ua的所提供的任务的领航候选人中的一个领航候选人。
另外的实施例可以包括具有至少收发机和处理器的装置，其中该处理器被配置有处理器可执行指令以执行上面描述的实施例方法的操作。另外的实施例可以包括一种服务器，该服务器具有用于执行上面描述的实施例方法的操作的单元。另外的实施例可以包括一种非暂时性处理器可读存储介质，其中在该非暂时性处理器可读存储介质上存储有处理器可执行指令以执行上面描述的实施例方法的操作。
各个实施例还可以包括用于管理对ua的控制的方法和设备，其中该设备可以包括无人驾驶飞机(ua)。一些实施例方法可以包括：当ua处于自主飞行时，检测需要从自主飞行转变到领航员控制飞行的状况；以及基于所检测到的状况来建立用于提供所述ua的领航员控制飞行的领航标准。一些实施例方法还可以包括：发送针对领航员执行所述ua的领航员控制飞行的请求，针对领航员的所述请求包括所述领航标准和关于所述状况的信息。一些实施例方法还可以包括：接收用于领航站的映射信息，其中所述映射信息是基于所述请求而被选择为执行所述ua的领航员控制飞行的；基于所接收的映射信息，建立到所述领航站的链路。一些实施例方法还可以包括：在所建立的到所述领航站的链路上，接收被配置为控制所述ua的飞行的飞行控制数据；以及在所建立的到所述领航站的链路上，将飞行控制反馈数据中继到所选择的领航站。
在一些实施例方法中，所述飞行控制数据可以包括用于实现所述ua的领航员控制飞行的飞行命令，并且所述飞行控制反馈数据可以包括以下各项中的一项：ua飞行仪器数据馈送和ua飞行视频数据馈送。
另外的实施例可以包括具有至少收发机和处理器的ua，其中该处理器被配置有处理器可执行指令以执行上面描述的实施例方法的操作。另外的实施例可以包括一种ua，该ua具有用于执行上面描述的实施例方法的操作的单元。另外的实施例可以包括一种非暂时性处理器可读存储介质，其中在该非暂时性处理器可读存储介质上存储有处理器可执行指令以执行上面描述的实施例方法的操作。
附图说明
被并入本文并且构成本说明书的一部分的附图，示出了权利要求的示例性实施例，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用来解释权利要求的特征。
图1a-图1c是示出了适合于在各个实施例中使用的无人驾驶飞机(ua)的组件的图。
图1d是示出了适合于在各个实施例中使用的包括无线通信接收机的典型ua的电气组件和电子组件的图。
图1e是示出了适合于在各个实施例中使用的服务器的电气组件和电子组件的图。
图2a是示出了适合于在各个实施例中使用的、ua在具有与控制系统的通信链路情况下处于自主飞行的示例的图。
图2b是示出了在各个实施例中，ua基于转变条件从自主飞行转变到领航飞行的示例的图。
图2c是示出了在各个实施例中，基于转变条件，控制系统向满足领航标准的领航员提供领航任务的示例的图。
图2d是示出了在各个实施例中，控制系统从向其提供ua任务的一个或多个领航员接收任务接受，并向接受的领航站指派该任务的示例的图。
图3a和图3b是示出了各个实施例中的ua、领航站和控制系统组件的图。
图3c是示出了在各个实施例中的向领航站提供ua任务的图。
图3d是示出了在各个替代的实施例中，向ua提供ua任务的图。
图4a-图4c是示出了在各种实施例中，在ua分布式控制系统的组件之间交换的消息的消息流图。
图5a是根据各个实施例示出了用于将ua转变到领航飞行的方法的过程流程图。
图5b是根据各个实施例示出了在领航飞行中指挥ua的方法的过程流程图。
图5c是根据各个实施例示出了领航站接收并且接受ua任务，并进行领航ua飞行的方法的过程流程图。
图6a是根据各个实施例示出了控制系统/服务器/网关与ua客户端和领航站进行通信，以向领航站提供提议并从领航站接收针对ua任务的接受的方法的过程流程图。
图6b是根据各个实施例示出了控制系统/服务器/网关从ua客户端接收与ua任务有关的数据，并且将与ua任务有关的数据中继到领航站，并从领航站接收飞行控制数据，以及将飞行控制数据中继到ua客户端的方法的过程流程图。
图7是适合于与各个实施例一起使用的示例移动计算设备的组件图。
图8是适合于与各个实施例一起使用的示例移动计算设备的组件图。
图9是适合于与各个实施例一起使用的示例服务器的组件图。
具体实施方式
将参照附图来详细地描述各个实施例。在任何可以的地方，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件。对于特定示例和实现方式的提及是出于说明性的目的的，并不旨在限制权利要求的范围。
各个实施例涉及用于选择适当的领航员来控制无人机、无人驾驶飞行器(uav)或者无人驾驶飞机(其在下文可以被可互换地称为“ua”)的系统和方法。当ua基于给定的条件(其可以被称为转变条件)认识到需要领航员时，该ua可能处于自主飞行模式。针对转变到领航飞行的需求可能是出于许多种原因的，例如，由于(但不限于)特定的触发条件、不利的天气、设备问题、ua通信信道劣化等等。替代地或另外地，该转变条件可以是例如通过天气监测系统来外部地确定的，当不利的天气状况即将到来时，天气监测系统可以警告ua可能需要领航飞行。当检测到触发或转变条件时，ua可以向控制系统(例如，网关/服务器/中央节点)发出对领航员的请求。
在一些实施例中，ua可以建立与所检测到的状况相对应的领航标准或者一组标准。替代地或另外地，该领航标准可以是基于ua的类型(例如，转子、固定翼等等)、ua的特性(例如，尺寸、型号、装备的雷达、装备的导航等等)的。换言之，特定的ua可能需要特定的领航员或者特定的领航标准。替代地或另外地，控制系统(例如，网关/服务器/中央节点)可以确定与所检测到的状况相对应的领航标准，并向ua通知该状况。例如，所检测到的状况可能是恶劣的天气警报，这可能需要具有在所检测到的天气状况(例如，风切变等等)下飞行两年以上经验的领航员。因此，领航标准可以包括：领航员在所检测到的天气状况下飞行必须具有两年以上。网关/服务器/中央节点可以向满足所需标准的任何领航员提供任务。替代地或另外地，网关/服务器/中央节点可以从许多待命的领航员之中选择用于该ua任务的最合适的一个领航员或多个领航员，例如，已经满足标准并且已经表明他们可用于ua任务的领航员和/或领航站。
领航员可以接受或者拒绝来自网关/服务器/中央节点的ua任务提议。如果多个领航员接受该任务，则网关/服务器/中央节点可以从这些接受的领航员之中进行进一步地选择。例如，网关/服务器/中央节点可以从这些接受的领航员之中选择最具资格的。网关/服务器/中央节点可以半途将接受领航的领航站连接到ua和/或ua客户端，使得该领航员能够控制该ua。可以基于各种标准(例如(但不限于)经验、隶属关系、仪器飞行等级、使用ua的经验、在ua位置中飞行该ua的经验和/或其任意组合)，为请求的ua选择领航员。用于选择领航员的其它标准可以包括领航员到该无人机(或者该无人机目的地、路线等)的地理接近度、到领航站模块的网络连接的质量、或者可能影响领航员的控制该ua的能力的其它因素。例如，ua和领航员之间的较大距离，可能会导致控制能力降低，或者由于慢的或者质量差的网络连接而造成的滞后导致的响应能力降低。因此，尽管跑了半个地球的领航员针对该任务可能是最佳领航员，但由于与该领航站模块的网络连接可能具有不可接受的延迟和/或是或者变得不可靠的可能性，领航标准可以排除该领航员。因此，各个实施例提供了一些方法和分布式控制系统或中央网关，其从ua接收领航请求，将ua领航任务提供给满足该状况的标准的选择的领航员，并如果该任务被接受，则选择最佳领航员来接管并建立该领航员与ua之间的通信链路。
在各个实施例中，控制系统、服务器、网关节点或者类似的元件可以被配置为执行各种操作。控制系统可以是领航站、ua和潜在的控制器站可以例如通过专用网络或者互联网与其连接的面向外部的服务器/设备。该控制系统可以负责基于各种条件，选择领航员/领航站并将其连接到需要现场领航员的ua。该控制系统还可以路由或者促进ua和领航站之间的数据、消息等等的路由，可以促进领航站和ua的认证等等。该控制系统可以例如在向领航员提供或者指派任务时，向领航员提供诸如更新的飞行计划、天气、临时飞行限制、交通警报等等之类的数据。
ua可以被配置为飞行到某个位置或者目的地(例如，用于递送包裹)。根据各个实施例，ua的飞行可以包括从自主飞行转变到领航飞行。在图1a至图1d中示出了被配置用于基本包裹递送的ua100的示例。在一些实施例中，ua100可以包括多个转子101、框架103和着陆滑橇105。框架103可以为与转子101相关联的马达和着陆滑撬105提供结构支撑。框架103的结构支撑可能足够结实以支撑ua100的组件和包裹或负载109(在一些情况下)的组合的最大负荷重量。
为了便于描述和说明起见，省略了ua100的一些详细的方面，例如，接线、框架结构互连或者本领域技术人员已知的其它特征。例如，虽然将框架103示出并描述成具有多个支撑构件或框架结构，但可以使用通过模塑的结构获得支撑的模塑的框架来构造ua100。在所示出的“四轴飞行器”实施例中，ua100具有四个转子101。但是，可以使用比四个更多或者更少的转子101。此外，可能与“直升机”配置部分地或者完全地脱离的不同的物理构造也是可行的，同时通常保持与本文描述的实施例相一致。
例如，在一些实施例中，ua100可以是具有前部、后部和/或机翼安装的面向前面/后面/可变物的推进单元的有翼的飞机构造。此外，不同于或者除了如描述的包裹递送之外，ua100可以被配置用于不同的任务。例如，ua100可以被配备用于天气探测、视频监视和图像捕获、农业喷洒或者其它任务。
ua100可以在自主飞行中行进，并且可以基于确定存在需要领航员(还被称为“领航飞行”)至少部分地控制ua100的某些条件，而转变到领航飞行。在一些实施例中，导致需要转变到领航飞行的条件可能直接与ua100正在执行的任务有关。在其它实施例中，ua100正在执行的任务可以形成导致确定需要转变到领航飞行的条件的至少一部分，并且可以形成用于提供用于领航该ua的领航任务的标准的至少一部分。在一些实施例中，这些条件可以是与特定任务无关的一般条件。
如图1b中示出的，在一些实施例中，可以向ua100的着陆滑撬105提供着陆传感器155。参照图1a-1b，着陆传感器155可以是光学传感器、无线电传感器、照相机传感器或其它传感器。替代地或另外地，着陆传感器155可以是接触或压力传感器，其可以提供用于指示ua100何时已经与表面接触的信号。在一些实施例中，着陆传感器155可以适于在ua100位于适当的停机坪上时，提供对ua100的电池(例如，图1d中的电源模块150)进行充电的能力(例如，通过充电连接器)。在一些实施例中，着陆传感器155可以提供与停机坪的另外的连接(例如，有线通信或者控制连接)。ua100还可以包括可以容纳各种电路和设备的控制单元110，其中这些电路和设备用于供电和控制ua100的操作，包括用于为转子101提供电力的马达、电池、通信模块等等。
如图1c中示出的，在一些实施例中，ua100还可以装备有负载固定单元107。参照图1a-1c，负载固定单元107可以包括驱动马达(未示出)，该驱动马达响应于控制单元110来驱动夹持和释放机械装置以及相关的控制装置，以便响应于来自控制单元110的命令来夹持和释放负载109。虽然在包裹递送任务实施例中，负载固定单元107可以夹持和释放负载109，但根据ua100的特定任务，可以存在其它另外的或者替代的机械装置。为了完成该给定的任务，例如，在领航飞行中，可以对ua100进行自主地或者远程地控制，如将更详细地描述的。
在图1d中示出了适合于与各个实施例一起使用的ua(例如，ua100)的控制单元110的示例。参照图1a-1d，控制单元110可以包括处理器120、无线电模块130和电源模块150。
处理器120可以包括或者耦合到存储器单元121和导航单元125。处理器120可以被配置有处理器可执行指令以控制ua100的飞行和其它操作(其包括各个实施例的操作)。处理器120可以被配置为进行ua100的自主飞行。在一些实施例中，处理器120可以被配置为实现或者促进ua100的领航飞行。例如，处理器120可以被配置为接收飞行命令，并且提供飞行控制反馈和/或状态。在包裹递送任务实施例中，处理器120可以耦合到负载固定单元107和/或着陆传感器155。在这样的实施例中，着陆传感器155可以指示ua100何时已经着陆，何时可以激活负载固定单元107，以及何时可以释放负载109。
可以从电源模块150(例如，电池)向处理器120供电。处理器120可以被配置有处理器可执行指令以例如，通过使用充电控制电路来执行充电控制算法，控制对电源模块150的充电。替代地或另外地，电源模块150可以被配置为管理其自己的充电。处理器120可以耦合到马达控制单元123，后者被配置为对用于驱动转子101的马达进行管理。
通过控制转子101的各个马达，随着ua100朝着目的地前进或者以其它方式行进，可以在飞行中(例如，自主地或者领航控制地)对ua100进行控制。处理器120可以从导航单元125接收数据，并且使用这样的数据以便确定ua100的目前位置和方位，以及朝向目的地的适当航线。在一些实施例中，导航单元125可以包括使得ua100能够使用gnss信号进行导航的gnss接收机系统(例如，一个或多个gps接收机)。
替代地或另外地，导航单元125可以装备有无线电导航接收机，以便从诸如导航信标(例如，甚高频(vhf)全向范围(vor)信标)、wi-fi接入点、蜂窝网络站点、无线电站等等之类的无线电节点接收导航信标或者其它信号。另外，处理器120和/或导航单元125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，以便接收在导航中有用的数据，以及提供实时位置报告。在一些实施例中，需要从自主飞行转变到领航飞行的条件可以由服务器或者对于服务器可访问的系统来确定。
耦合到处理器120和/或导航单元125的航空电子模块129可以被配置为提供与飞行控制有关的信息，例如，高度、姿态、空速、航向和导航单元125可以用于导航目的的类似信息(例如，gnss位置更新之间的航位推测法)。航空电子模块129可以包括或者接收来自陀螺仪/加速计单元127的数据，陀螺仪/加速计单元127提供在导航计算时可以使用的关于ua100的方位和加速度的数据。飞行控制有关的信息可以在领航飞行期间被中继到领航站。
无线电模块130(其还被称为“射频(rf)模块”)可以被配置为(例如，经由天线131)接收导航信号(例如，来自受限制区域的信标信号、来自航空电子导航设施的信号等等)，并且向处理器120和/或导航单元125提供这样的信号以辅助ua导航。在一些实施例中，导航单元125可以使用从远离ua100的可识别的rf发射器(例如，am/fm无线电站、wi-fi接入点、蜂窝网络基站等等)接收的信号。可以将这样的rf发射器的位置、唯一标识符、单一强度、频率和其它特性信息存储在数据库中，并在无线电模块130接收到rf信号时，使用这些信息来(例如，经由三角测量和/或三边测量)确定位置。可以将这样的rf发射器的数据库存储在ua100的存储器单元121中，经由无线通信链路存储在与处理器120相通信的基于地面的服务器中，或者存储在存储器单元121和基于地面的服务器的组合中。
使用关于rf发射器的信息进行导航，可以利用多种传统方法中的任何一种。例如，在经由无线电模块130接收到rf信号时，处理器120可以获得信号的唯一标识符(例如，服务扇区标识(ssid)、介质访问控制(mac)地址、无线电站呼叫标记、小区id等等)，并使用该信息从rf发射器特性的数据库中获得所检测到的rf发射器的地面坐标和信号强度。如果数据库被存储在机载存储器(例如，存储器单元121)中，则处理器120可以使用发射器标识符信息来在数据库中执行表查找。在一些实施例中，处理器120可以使用无线电模块130向位置信息服务(lis)服务器发送所检测到的rf发射器标识符，lis服务器可以返回获得的rf发射器位置数据库的该rf发射器的位置。使用rf发射器坐标和可选地信号强度特性，处理器120(或者导航单元125)可以估计ua100相对于这些坐标的位置。利用由无线电模块130检测到的三个或更多rf发射器的位置，处理器可以经由三边测量来确定更精确的位置。可以将根据接收的基于地面rf发射器的位置估计与来自gnss接收机的位置信息进行组合，以提供比利用单独的任何一种方法可实现的更精确且更可靠的位置估计。
处理器120可以使用无线电模块130来与各种各样的无线通信设备(例如，信标、服务器、智能电话、平板设备或者ua100可以与之相通信的其它远程设备)进行无线通信。在各个实施例中，处理器120可以与诸如网关/服务器/中央节点之类的控制系统建立通信以促进操作，其包括向领航员提供任务，并且一旦选择了领航员，就中继命令和控制反馈。可以在无线电模块130的发送/接收天线131和无线通信设备170的发送/接收天线171之间建立双向无线通信链路132。例如，在一些实施例中，无线通信设备170可以是用于控制系统的接入节点，如本文描述的。
在一些实施例中，无线通信设备170可以是用于在领航飞行中控制ua100的领航站，如本文描述的。在一些实施例中，无线通信设备170可以是蜂窝网络基站或者蜂窝塔，其提供与控制系统和/或领航站的直接或者间接连接。无线电模块130可以被配置为：支持与具有不同的无线电接入技术的不同无线通信设备170的多个连接。
在一些实施例中，无线通信设备170可以连接到服务器，或者提供对服务器的访问。在一些实施例中，无线通信设备170可以是ua操作者的服务器、控制系统操作者的服务器、第三方服务(例如，包裹递送、计费等等)或者领航站。ua100可以通过中间通信链路(例如，一个或多个网络节点或其它通信设备)，与服务器进行通信。
在一些实施例中，无线电模块130可以被配置为根据ua100的位置和高度，在无线广域网连接和wi-fi连接之间进行切换。例如，当在被指定用于ua交通的高度处飞行时，无线电模块130可以与蜂窝基础设施进行通信，以便维持与控制系统或者服务器的通信。用于ua100的飞行高度的示例可以是在大约400英尺或者更少处，例如，其可以被政府机构(例如，faa)指定用于ua飞行交通。在该高度处，可能很难使用短距离无线电通信链路(例如，wi-fi)来与无线通信设备170中的一些建立通信。因此，当ua100在飞行高度处时，可以使用蜂窝电话网络(或者诸如卫星通信网络之类的其它适当通信网络)来建立与其它无线通信设备170的通信。当ua100移动到更靠近无线通信设备170时，无线电模块130和无线通信设备170之间的通信可以转变到短距离通信链路(例如，wi-fi、蓝牙等等)。
在一些实施例中，无线通信设备170可以与禁止或者限制ua操作的区域(其通常被称为“受限制区域”)相关联。例如，无线通信设备170可以是发射用于标识或者指示受限制区域的导航信号的信标设备。作为另一个示例，无线通信设备170可以是耦合到与受限制区域相关联的服务器的无线接入点或者蜂窝网络基站。当ua100位于受限制区域之中或者在其附近时，服务器可以使用无线通信设备170与ua100进行通信，或者通过与ua100建立的数据连接(例如，通过由ua100与蜂窝网络维持的蜂窝数据连接)，向ua100发送受限制区域的坐标。在这样的情况下，ua100存在于受限制区域中或者需要飞行通过受限制区域，可以被包括成需要领航飞行的条件之一。例如，ua100的操作者可以决定受限制区域的条件(例如，具有活动飞行操作的机场)，可以需要用于ua100的领航员。在其它示例中，作为进入受限制区域的条件，受限制区域的操作者可能需要针对ua100的领航飞行。
在一些实施例中，无线通信设备170还可以是与ua100的操作者相关联的服务器，其通过本地接入节点或者通过经由蜂窝连接维持的数据连接来直接地与ua100进行通信。
虽然在图1d中将控制单元110的各个组件示作单独的组件，但可以将这些组件中的一些或者全部(例如，处理器120、马达控制单元123、无线电模块130和其它单元)一起集成在单一设备或模块(例如，片上系统模块)中。
在图1e中示出了适合于与各个实施例一起使用的服务器240的示例，其可以用于管理从自主飞行转变到ua的领航员控制飞行(或者从领航飞行转变到用不同领航员的领航飞行)。
参照图1a-1e，服务器240可以包括处理器2420，后者可以被配置有处理器可执行指令以执行用于以下各项的操作：与ua(例如，ua100)进行通信，以及管理ua从自主飞行到领航员控制飞行的转变或者从领航员控制飞行到用新领航员的领航员控制飞行的转变。处理器2420可以被配置有能够存储指令和/或数据的存储器2421。存储器2421可以是内部或外部存储器。该存储器可以是易失性存储器或者非易失性存储器或者其组合。服务器240还可以包括辅助存储元件2440(例如，硬盘驱动器或者硬盘驱动器系列)。替代地或另外地，辅助存储元件2440可以包括光盘驱动器、电子驱动器或者其它类型的存储元件或大容量存储元件。辅助存储元件2440可以由存储器控制器(未示出)来控制。
服务器240可以包括用于经由无线通信，与ua进行通信的无线电模块2430(其还被称为“射频(rf)模块”)。无线电模块2430可以被配置为(例如，经由天线2431)发送和接收用于与ua100或者其它无线通信节点交换数据和控制命令的通信信号。虽然图1e将无线电模块2430示作服务器240中的组件，但无线电模块2430可以是经由网络或者电缆(未示出)耦合到服务器240的单独的组件，例如，位于建筑物或者发射塔上的无线电单元。
在一些实施例中，服务器240可以被配置为使用无线电模块2430，直接与ua100进行通信。除了无线电模块2430之外，服务器240可以使用网络连接2407，通过网络(例如，互联网和/或蜂窝数据网络)进行通信，其中网络连接2407可以是有线、光纤、电缆或者其它有线连接中的一种或者组合。例如，当ua位于无线电单元的信号的接收范围之内时，服务器240可以使用无线电模块2430与ua100进行通信，以及当ua远离服务器240时，经由蜂窝数据连接(例如，通过蜂窝数据网络携带的互联网连接)与ua100进行通信。
用于ua(例如，图1a-1d中的ua100)的操作环境200可以包括目的地210和起点(例如，如图2a中示出的ua基地250)。参照图1a-2a，ua基地250可以是用于ua100的“家”的位置，例如，配送中心或者中央操作设施。在另外的或替代的实施例中，ua基地250可以是用于由ua100进行运输的任何预先确定的或指定的起点(例如，其包括先前的“目的地”)。ua基地250还可以是ua100可以被配置为返回到的预先确定的或指定的区域。目的地210的坐标可以由服务器240(例如，无线通信设备170)提供给ua100。在一些实施例中，ua100可以被编程有其目的地210的坐标，例如，当向ua100指派任务时或者当ua100在飞行中时。在一些实施例中，目的地210可以是ua100可以前进到的和/或保持监测或者目的地210的区域内的其它操作的游荡位置的坐标。
例如，当ua100在ua基地250处时，ua100可以建立和维持与服务器240的通信，以促进ua100到目的地210的派遣。在各个实施例中，当ua100在ua基地250处时，可以与服务器240建立直接连接，和/或可以通过网络连接来与服务器240进行通信。例如，ua100可以与蜂窝服务提供商的蜂窝基础设施组件230建立无线连接232。无线连接232可以是用于通过公共网络(例如，互联网241以及连接231和242)来提供与服务器240的连接的数据连接，当ua100在地面上和/或在飞行中。ua100可以同时地建立多个无线连接(例如，无线连接232)，并且另外地或替代地，与沿着路线的无线接入点或一些接入点建立无线连接。这些无线接入点可以提供到互联网241的独立连接，ua处理器(例如，处理器120)可以通过互联网241来访问服务器240。在一些实施例中，目的地210还可以包括到互联网241的连接211，通过互联网241可以建立与服务器240的通信。
在各个实施例中，ua100可以从控制系统(例如，服务器240)接收关于目的地210的信息。在一些实施例中，包括目的地210的任务可以被预先计划并下载或上传到ua100。例如，该任务可以由人来计划，或者可以由诸如服务器240或其它服务器之类的设备来计划。可以从ua基地250派遣ua100自主地飞行到目的地210。替代地或另外地，目的地210可以代替涉及执行操作或操作集并返回ua基地250的任务。ua100可以根据所计划的路线前进。替代地或另外地，ua100可以基于各种约束(例如，地面安全考虑、高度限制、障碍物(例如，建筑物、山脉、塔楼等)、天气状况、可回收性考虑、效率(例如，最燃油高效的路线、最短行进距离)、以及避开受限制区域的需要)自主地确定去往目的地210的路线和/或任务路线。在自主飞行期间，ua100可以对路线进行调整。如将更详细地描述的，各种状况和/或这些状况的变化可能导致针对领航飞行的需求。
在自主飞行期间，如果ua100在去往或离开其目的地的行进时着陆或坠毁，则在一些实施例中，ua100可以被配置为在将最不可能引起人类安全问题或者财产损失的区域中、和/或在可能最容易找回ua100(和/或负载109)的区域中等等这样做。ua100可以使用来自gnss卫星的gnss信号(或者任何其它适当的方法)来确定朝向目的地210的进展、关于任务计划或飞行计划的当前位置(其包括朝向规定ua100的计划飞行路线的航点的进展)。
在自主飞行期间，ua100可以在飞行时，与蜂窝基础设施组件230建立无线连接232，以促进通过互联网241与控制系统(例如，服务器240)的通信。在各个实施例中，ua100可以使用来自服务器240的信息来获得状况更新、传送当前位置、任务进展等等。在一些实施例中，ua100可以接收关于可能导致针对领航飞行的需求的飞行状况的信息。在其它实施例中，ua100可以确定针对领航飞行的需求。
在一些实施例中，例如在图2b中示出的环境201中，ua100a(其可以与图1-2a中的ua100相对应)可以在自主飞行中行进。参见图1a-2b，ua100a可以通过经由无线连接232监测与服务器240的通信，来定期地或连续地监测状况。ua100a可以被配置为定期地检查导航单元125的功能和/或与服务器240的通信链路。例如，ua100a可以从服务器240接收用于指示无线连接232仍然被维持并是可行的定期通信。在一些实施例中，ua100a可以向服务器240发送定期通信，其提供ua100a的位置坐标和/或指示导航单元125和其它ua系统仍然在工作。如果ua100a的处理器120确定导航单元125和其它ua系统不在工作，则可以采取校正动作。例如，如果ua100a失去与gnss卫星235的联系，并且ua100a没有其它方式来确定位置，则ua100a可以向服务器240和地面发出警报。
ua100a可以基于监测的状况和/或从服务器240接收到的状况，确定已经发生了转变条件事件220。例如，ua100a可以确定需要从自主飞行转变到领航飞行的事件。当检测到转变条件事件220时，ua100a可以转变为如示出的ua100b的领航飞行。转变条件事件220可以是(但不限于)天气事件、任务事件、飞行系统事件(例如，故障)等等。转变条件事件的其它示例可以包括但不限于：地理状况(例如，接近山脉)、能见度状况(例如，雾)、ua机械状况(例如，发动机/马达故障)、ua仪器状况(例如，高度计损毁)、通信链路质量状况(例如，创建控制/反馈延迟)，任务需求状况、紧急状况(例如，火灾)、来自服务器240或其它设备的触发请求等等。另外，ua的类型和/或特性可以被认为是领航标准的条件。
在领航飞行中，ua100b在飞行中可以由领航站260来指导。领航站260可以包括领航员265、领航控制装置267和领航显示器263。在一些实施例中，领航站260可以通过互联网241、通过连接262和242，耦合到控制系统(例如，服务器240)。在一些实施例中，领航站260可以被直接地连接到服务器240。在一些实施例中，服务器240可以充当控制网络中的本地节点，其提供在领航站260与ua100b之间的命令和反馈的中继功能。在一些实施例中，领航站260和ua100b之间的连接261、262和242以及其它网络连接可以是安全连接，以防止篡改和劫持。在其它实施例中，ua100b可以与领航站260直接通信。
在一些实施例中，例如在如图2c中示出的环境203中，ua100a处于自主飞行时可能遇到可能导致需要转变到领航飞行的状况。参照图1-2c，在自主飞行期间，ua100a的处理器120可以接收来自各种传感器(其包括天气传感器(例如，风速、风向、气压等等)、飞行姿态传感器、气象雷达、系统状况传感器或其它传感器)的输入。替代地或另外地，ua100a可以从诸如服务器240之类的控制系统接收状况信息。例如，ua100a可以从传感器接收信息，该信息与来自可能与转变条件事件220相关联的状况223之中的转变条件221相对应。状况223可以包括但不限于：天气和/或能见度、一天中的时间、空中交通水平、领航员切换(领航员休息等等)、链路质量、特定任务要求、当前位置、飞行阶段(例如，着陆、起飞、进场等)等等。
转变条件221可以指示可能需要领航飞行的即将发生的转变条件事件220中的一个。例如，ua100a可以确定：诸如一天中的时间状况之类的状况223指示转变条件221(例如，日落)正在接近。假定ua110a没有被配置为在夜间自主飞行，则与夜间飞行相对应的转变条件221可能需要领航飞行。在各个实施例中，为了执行诸如管理对转变条件的检测以及从自主飞行到领航飞行的转变之类的操作，ua100a可以通过互联网241，保持连接到诸如服务器240之类的控制系统。该连接可以通过到蜂窝基础设施组件230的无线连接232以及连接231和242来促进。在一些实施例中，可以以其它方式来维持该连接，例如，通过包括专用无线电网络、公共或专用接入点等等或者其组合的其它接入机制来促进的连接。
在各个实施例中，在框243中，服务器240、ua100a或者服务器240和ua100a的组合可以确定转变条件221。当确定了转变条件221时，在框245中，服务器240、ua110a或者服务器240和ua100a的组合可以确定用于在当前或预期状况下选择用于领航飞行的领航员的领航标准。例如，如果转变条件221涉及特定的恶劣天气事件，那么领航标准可以包括在给定的天气事件中成功地领航ua的经验水平(例如，总共500小时)。如果将特定水平的经验识别成用于在给定的天气状况下领航ua100a的领航员选择标准(例如，具有特定状况的10个小时，总共500小时)，则可以在领航标准中包括具有该给定状况的经验水平。如果要求特定的等级(例如，仪器飞行等级)或者该特定的等级适合于成功地领航转变条件221，那么领航标准可以包括该等级。其它领航标准可以包括但不限于：领航经验的总长度(例如，小时数)；与该状况(例如，25小时的风切变)相关联的领航经验的长度；与ua(例如，用于该任务的ua、类似的ua或ua的类型)相关联的领航经验的长度；领航员身体状况；领航员精神状况；领航员飞行新近度(例如，在8小时内的上一次飞行)；领航员归属关系；领航员资格(例如，仪器飞行等级等等)；领航员证明状态(其包括医疗证明和/或飞行证明)；领航员准备状态；领航事故历史；领航坠毁历史；领航员可用性状态；领航员的位置；领航员(领航站)的网络连接的质量等等。
在一些实施例中，控制系统的元件可以提供并且评估针对所描述的因素中的各种因素或者其它因素的加权。假定领航员候选人是经过认证的，则替代地或另外地，领航员执照证明状态可以被用作一个因素。通常情况下，领航员的执照包括领航员证书和医疗证书，其表明领航员的飞行证明状态和医疗证明状态。因此，在一些实施例中，可以对医疗证书的类型和/或状态(例如，领航员的医疗证明状态)进行评估并将其加权成一个因素。此外，可以对领航员证书的类型和/或状态(例如，领航员的飞行证明状态)进行评估和加权。
例如，控制系统可以对领航员的医疗证书状态进行加权，这可以是基于由合格的体检医生执行的体检。该体检可能考虑到领航员的身体状况，其包括诸如握手、夜晚视力降低、差的精神状态等等体力限制。
在美国，可以按照等级来发放医疗证书。行使私人、休闲、学生或飞行教员领航员执照或证书的权限需要三等医疗证书，并且四十岁以下领航员在六十个日历月后期满，或者四十岁以上领航员在二十四个日历月后期满。三级医疗证书需要满足以下医学标准：远视力：每只眼睛分别为20/40或者更好、有或者没有矫正；近视力：如在16英寸(410毫米)的距离处测量的，每只眼睛分别为20/40或者更好、有或者没有矫正；颜色视觉：展示感知针对飞行员职责的安全执行所必需的颜色的能力；听力：展示在一个安静的房间里，使用双耳在六英尺的距离处听到平均会话声音的能力(在他们的背部转向检查者的情况下)，或者通过认可的听力测试；耳朵、鼻子和喉咙：没有表现出通过言语或保持平衡的能力的眩晕或错乱显露的耳部疾病或状况，或者可以合理地预期通过言语或保持平衡的能力的眩晕或错乱显露的耳部疾病或状况；血压：在155/95以下；精神状态：无精神疾病、双相情感障碍或者严重的人格障碍的诊断；物质依赖：在前两年中对酒精或者任何药理学物质没有依赖性。
在美国中要行使商业领航员执照或证书的权限需要二等医疗证书，并在12个日历月后期满。二等医疗证书需要满足以下标准：远视力：每只眼睛分别必须为20/20或者更高、有或者没有矫正；中间视力：在50岁或以上的时候，如在32英寸处测量时，每只眼睛分别必须为20/40或者更好、有或者没有矫正。
在美国要行使航空公司运输领航员执照或证书的权限需要一等医疗证书，并且1)对于那些需要一等医疗证书的操作而言，对于年龄在40岁以下的领航员在12个日历月之后期满，或者对于年龄在40岁以上的领航员在6个日历月之后期满；2)对于那些只需要二等医疗证书的操作而言，不论年龄大小，在12个日历月之后期满；或者3)对于那些只需要三等医疗证书的操作而言，根据其它规则，在24或60个日历月之后期满。一等医疗证书需要满足以下医学标准：心脏功能：在35岁时心电图必须显示正常的心脏功能一次，并且对于那些40岁及以上的领航员而言，心电图必须每年显示正常的心脏功能。
尽管如此，不满足医疗证书标准的领航员可能在“特殊签发”状态下被签发医疗证书。因此，在各个实施例中，具有处于“特殊签发”状态下的医疗证书的领航员可以基于特殊签发条件的性质来评估。此外，基于某些身体缺陷，医疗证书可能具有限制，例如，对于视力受损的领航员要求佩戴矫正镜片、对夜间飞行的限制、或者限制色盲领航员飞行使用彩色信号控制的飞行器。因此，在各个实施例中，针对ua任务的适合性，在对领航员进行加权时，可以注意并且使用关于医疗证明状态的任何限制。
除了医疗证书状态以外，可以考虑并加权具有各种状况(例如，闪电、山区地形、水上飞行、城市上空飞行等等)的领航员经验。控制系统可以对领航ua经验水平进行加权。例如，可以将领航员经验权重与所有ua类型、针对任务需要领航员的当前ua、与针对任务需要领航员的ua类似类型的ua的经验相关联，或者可以针对上述经验导出领航员经验权重。
诸如服务器240之类的控制系统可以确定或者学习对需要领航飞行的转变条件221的确定，并基于所述标准，向值班或者以别的方式可用于接管领航该ua的一个或多个领航员提出针对领航任务的提议。在框247中，服务器240可以向一个或多个领航站260a、260b和260c发送针对领航ua100a的提议，其中所述一个或多个领航站260a、260b和2460c中的一个或多个与领航站260相对应。诸如服务器240之类的控制系统还可以确定领航站260a、260b和260c是否拥有满足领航标准的功能或者资格，并且可以处理转变条件事件220的转变条件221。
在一些实施例中，领航站260a、260b和260c可以向它们将从其接收针对领航任务的提议的服务(例如，其与控制系统相关联)注册。结合向服务注册，领航站260a、260b和260c可以提供相应领航员的经验水平和资格。领航站260a、260b和260c还可以注册它们的领航站功能(例如，软件模块、软件版本等等)、性能(例如，连接速度、处理速度、显示分辨率等等)和硬件能力(例如，控制设备特性、控制输入速度、按键配置等等)、或者可以与领航标准相关的其它能力。
在一些实施例中，例如，在如图2d中示出的环境205中，领航站260a、260b和260c可以接受由服务器240提议的任务。参照图1a-2d，领航站260a、260b和260c中的一个或多个可以接受来自于服务器240的针对领航ua100a的提议(其是基于转变条件221和与所检测到的状况相关联的领航标准来作出的)。在框249中，诸如服务器240之类的控制系统可以从领航站260b接收任务接受。在所示出的示例中，领航站260b已经接受了该提议。在其它实施例中，当领航站中的几个接受了该任务时，控制系统可以选择单一的领航员来执行该领航任务。在这样的实施例中，可以将没有被选择用于该领航任务的领航站放置在“备用”列表上。如果主领航员不能进行或者完成该任务，则可以选择备用列表上的领航员。此外，备用列表上的领航员可以撤回它们对于该提议的接受，并且可以从备用列表中删除。
在框251中，服务器240可以执行操作以将处于领航飞行的ua100b与领航站260b进行链接。在从自主飞行转变到领航飞行期间，ua100b可以继续执行自主飞行操作，直到领航站260b确认其已接管对ua100b的控制为止。在框253中，领航站260b可以确认该链路是操作的，并接管对ua100b的控制。例如，可以在ua100b和领航站260b之间建立通信链路，但可能需要一段时间来确认该链路是操作的。这样的确认可以包括：确认ua100b接收到了领航控制，并且确认领航站260b从ua100b接收到飞行信息。当该链路是操作的时，领航站260b可以执行确认操作(例如，消息的交换)以确认领航站260b已接管了对ua100b的控制。
图3a示出了包括用于执行控制和任务提议操作的客户端和控制系统模块的配置的环境301。参照图1a-3a，ua100(例如，100a)可以耦合到ua模块300，后者可以是可以包括嵌入式飞行仪器和控制系统的低水平硬件模块。在一些实施例中，ua模块300可以耦合到并且存在于ua100中。在一些实施例中，ua模块300可以存在于ua100之外。ua模块300可以包括嵌入式软件模块，后者负责提供和/或应用用于控制飞行马达或其它飞行控制装置、ua系统和其它控件装置或仪器的信号。ua模块300还可以负责收集关于飞行控制装置的状态的反馈。例如，ua模块300可以应用信号以控制ua100的飞行高度，并且可以收集高度计读数。
ua模块300可以逻辑地耦合到ua客户端模块310。在一些实施例中，ua客户端模块310可以耦合到并存在于ua100中。在一些实施例中，ua客户端模块310可以存在于ua100之外。在一些实施例中，ua客户端模块310可以是相对于ua模块300的更高级软件模块。ua客户端模块310可以负责与外部系统进行通信，并且中继ua100和领航站(例如，领航站260)之间的信息。
ua客户端模块310可以逻辑地耦合到控制系统模块340。在一些实施例中，控制系统模块340可以耦合到并存在于ua100中。在一些实施例中，控制系统模块340可以存在于ua100之外。控制系统模块340可以控制各个实施例中的各个操作。例如，控制系统模块340可以促进对于导致需要或者建议从自主飞行转变到领航飞行的状况的检测。控制系统模块340可以促进向候选领航站提供领航飞行任务。控制系统模块340可以促进从领航站或者一些领航站接受提议，以及为任务选择领航员。控制系统模块340可以促进与ua100和领航站260建立链路。一旦建立了链路，控制系统模块340就可以促进将飞行控制数据从领航站260中继到ua100。控制系统模块340可以促进将飞行状态和/或反馈从ua100中继到领航站260。
控制系统模块340可以例如通过领航数据模块331和领航显示模块333，逻辑地连接到领航站260。在一些实施例中，领航数据模块331和领航显示模块333可以联合地耦合到领航站模块330，或者位于其之内。领航站模块330可以例如通过网络连接，耦合到控制系统模块340。领航站模块330可以是实现领航站260的操作的硬件。在一些实施例中，领航站模块330可以是诸如工作站、操作站、个人计算机或者其它计算设备或设备集之类的计算设备。领航数据模块331可以耦合到领航控制装置267。领航控制装置267可以包括诸如控制杆、操纵杆或者类似控制设备之类的飞行控制设备。领航控制装置267可以将领航员输入转变成飞行中的ua100能够进行响应的控制信号，例如，控制飞行马达或者其它控制系统或表面(副翼等等)。领航控制装置267可以包括诸如按键、滑块之类的另外的控制装置、或者可以操作诸如照相机、包裹释放机械装置或其它系统之类的另外的ua系统的其它控制装置。
领航显示模块333可以提供对ua100的飞行状况的显示。例如，在一些实施例中，领航显示模块333可以提供飞行状况的视图(例如，通过机载照相机提供的)，如同领航员实际在ua100中那样。在其它实施例中，领航显示模块333可以提供足以使得与领航站260相关联的领航员265能够在当前飞行状况下飞行ua100的ua100的飞行状况的视图。
在各个实施例中，领航显示模块333的质量可以主要由ua100的图像捕获能力的质量来驱动。在一些实施例中，ua100可以提供来自于一系列机载照相机的一系列照相机视图。在这样的实施例中，领航显示模块333可以选择最适合于领航员265的需求的特定视图。在一些实施例中，控制系统模块340可以收集多个照相机馈送，并且向领航显示模块333提供这些馈送中的一个(例如，基于由领航员265作出的选择或者请求)。在其它实施例中，控制系统模块340可以将所有的照相机馈送提供给领航显示模块333，并且领航员可以访问所有的照相机馈送或者其子集。领航显示模块333还可以被配置为使得领航员265能够执行本地缩放。在一些实施例中，领航控制装置267可以允许领航员265控制对机载照相机的缩放。
本文描述的各种模块可以存在于各种物理组件中，或者分布在各种物理组件之中，如通过环境301中的虚线示出的。各个模块之间的通信可以通过诸如无线和/或有线通信连接之类的通信连接来进行，或者可以通过诸如数据总线或者连接之类的数据连接来进行(当这些模块存在于同一硬件上时)。
在图3b中示出了环境303中的物理组件之间的示例关系。参照图1a-3b，这些模块可以独占地位于各个硬件组中，或者可以分布在各个硬件组或组件之间。例如，ua模块300和ua客户端模块310中的一些或者全部可以存在于硬件组360中，硬件组360可以包括ua100的硬件。例如，在一些实施例中，ua模块300可以存在于ua100上，并且ua客户端模块310也可以存在于ua100上。在一些实施例中，ua客户端模块310的全部或者一部分可以位于ua100之外。ua客户端模块310中的一些或全部和控制系统模块340、以及与领航站260相关的模块中的一些或全部，可以存在于硬件组380中。在一些实施例中，硬件组380可以只包括控制系统模块340。硬件组380可以包括服务器240、以及与服务器240的通信硬件和连接(例如，蜂窝基础设施组件230、互联网241和连接231和242)。领航数据模块331和领航显示模块333中的一些或全部可以存在于硬件组370中。这些硬件组可以通过连接361和381进行交互操作，其中连接361和381可以是无线连接和/或有线连接，如描述的。
在各个实施例中，控制系统模块340可以向如图3c中示出的各种各样的候选领航站提供针对ua100a的领航飞行任务提议。参照图1a-3c，当ua100a转变到领航飞行(ua100b)时和/或当ua已经在领航飞行中时，可以进行针对领航飞行任务的这样的提议。例如，当控制ua的领航员已经达到最大授权领航时间时，当领航员的经验水平不匹配新检测到的转变条件时，或者当出现其它情形时，可以向一个或多个领航员进行提议。在一些实施例中，领航员可以接受以特定的任务时间为条件的任务提议。在一些实施例中，领航员可以接受任务片段，其可以包括执行该任务，直到转变条件已经减弱为止(例如，天气事件被清除)。
在一些实施例中，控制系统模块340可以被配置为提供任务，或者从一系列ua100d、100e、100f(它们中的一个或多个可以对应于图1-3c中的ua100、100a/100b)之中进行选择，如图3d中示出的。参照图1a-3d，领航站260g(其可以对应于领航站260(260a-260c))可以向用于ua的控制系统模块340提供用于完成给定任务的请求。该请求可以包括：用于ua能够完成该任务的标准。例如，该任务可能需要ua具有红外成像能力。控制系统模块340可以向ua100d、100e、100f提供任务提议。ua100d、100e、100f的操作者可以接受该任务。控制系统模块340可以从其操作者接受了该任务的ua100d、100e、100f之中进行选择。替代地，ua100d、100e、100f可以被配置为评估它们自己的可用性状态，并自动地接受任务。
图4a示出了可以在飞行期间，在各个实施例中实现的消息流。参照图1a-4a，可以根据各个实施例，在包括ua(例如，100、100a-100g)、服务器(例如，240)、ua客户端(例如，310)、控制系统模块(例如，340)和领航站模块(例如，330)(其包括领航显示模块(例如，331)和领航数据模块(例如，333))的任务控制系统的组件之间交换消息。在操作可以开始之前，ua客户端模块310可以通过发送消息411，打开与ua100(例如，与ua模块300)的通信连接。ua客户端模块310还可以通过发送消息413，打开与控制系统模块340(例如，与服务器240)的通信连接。
ua客户端模块310可以根据信号或者操作415在自主飞行中行进。ua客户端模块310可以通过向ua100发送消息417(或者消息集)来发送飞行控制数据，例如，用于控制ua100的飞行的命令。消息417可以由ua100接收并执行，以实现与飞行控制数据相关联的飞行状况(例如，实现命令或者命令集)。ua100可以通过向ua客户端模块310发送消息403(或者消息集)来发送飞行控制反馈，其中该飞行控制反馈可以包括仪器数据、图像数据和/或其它数据。可以在ua100的自主飞行期间，继续交换消息417和403。
在各个实施例中，控制系统模块340(例如，通过服务器240)可以通过发送消息431(或者消息集)，打开与领航数据模块331的通信连接。控制系统模块340还可以通过发送消息433(或者消息集)，打开与领航显示模块333的通信连接。通过打开各种连接，控制系统模块340可以被配置为与ua100和领航站260进行通信。
图4b示出了在各个实施例中，用于确定转变条件和提供领航任务的任务控制系统的组件之间的消息流。参照图1a-4b，处于自主飞行的ua100可以检测转变条件419。替代地或另外地，服务器240可以检测转变条件443，并且可以通过发送消息444来通知ua客户端模块310。响应于检测到该转变条件或者被通知了该转变条件，ua客户端模块310可以通过发送消息421，针对所检测到的转变条件来请求领航员。消息421可以包括足以解决所检测到的转变条件的领航标准。
响应于接收到消息421，控制系统模块340可以通过发送消息445a、445b和445c，向各个领航站提议领航任务。控制系统模块340可以根据满足领航标准的领航员的数量，发送另外的消息。在一些实施例中，控制系统模块340可以查阅领航员/领航站列表，连同已注册来接收提议的领航员的领航资格。
图4c示出了在各个实施例中，用于从已接受领航任务的领航员之中选择领航员的任务控制系统的组件之间的进一步的消息流。在所示出的实施例中，为了便于描述起见，假定领航站接受了并且是由控制模块基于拥有执行该领航任务的必需资格来选择的。参照图1a-4c，领航数据模块331可以通过向控制系统模块340发送消息435来接受领航任务提议。控制系统模块340(例如，通过服务器240)可以通过向ua客户端模块310发送消息447来向ua客户端模块310通知已找到领航员。当正在进行该提议、接受和选择过程时，ua100可以在自主飞行中行进(例如，继续其原始路线或者游荡)或者着陆，直到能够建立领航飞行为止。结合发送消息447，控制系统模块340可以将领航站映射(449)到ua100，这可以包括链接ua100和领航站模块330(其包括领航数据模块331和领航显示模块333)。
响应于接收到已找到领航员的通知，ua客户端模块310可以通过发送视频数据消息405和仪器数据消息407，向领航站发送飞行控制反馈数据。在一些实施例中，可以在不同的消息中提供仪器数据和视频数据，这是由于这些消息的数据速率可能是不同的。例如，视频数据可以是连续地生成的。仪器数据可能是不太频繁地生成的。在一些实施例中，可以利用单一消息、一系列消息或者数据馈送或馈送集，向领航站发送ua100的视频和仪器数据。响应于接收到视频数据消息405，控制系统模块340通过服务器240可以发送用于将该视频数据馈送中继到领航显示模块333的消息451。响应于接收到仪器数据消息407，控制系统模块340可以通过服务器240发送用于将该仪器数据馈送中继到领航数据模块331的消息453。
在领航飞行操作期间，领航员265可以与领航控制装置267进行交互，并且生成诸如飞行命令之类的飞行控制数据。领航数据模块331可以通过向服务器240发送消息437来向控制系统模块340发送诸如飞行命令之类的飞行控制数据。控制系统模块340可以通过向ua客户端模块310发送消息455来将飞行控制数据中继到ua100。响应于接收到消息455，ua客户端模块310可以通过发送消息418，将飞行控制数据中继到ua100。ua100可以接收该飞行控制数据，实现相关联的控制命令，并且生成飞行控制反馈数据(其反映由于执行该控制命令所导致的飞行姿态的改变)。如上面讨论的，飞行控制反馈数据可以包括仪器数据和视频数据。ua100可以通过向ua客户端模块310发送消息403来发送飞行控制反馈数据。如描述的，可以通过发送消息405、407、451、453，通过ua客户端模块310和控制系统模块340，将飞行控制反馈数据中继到领航站，其中在领航飞行期间，可以继续接收和应用飞行控制数据(例如，控制命令)以及生成和发送飞行控制反馈数据的循环。
图5a根据各个实施例示出了用于将ua(例如，图1-4c中的100、100a-100g)转变到领航飞行的方法500。参照图1a-5a，为了执行方法500的操作，ua100的处理器(例如，处理器120)可以在框505中，对诸如导航系统之类的系统进行初始化。在框507中，ua100的处理器可以执行或者初始化ua客户端模块(例如，ua客户端模块310)，以便与ua100的硬件和/或与嵌入式客户端模块(例如，ua模块300)建立通信。在框509中，处理器还可以使得ua客户端模块与控制系统模块(例如，控制系统模块340、服务器240)建立通信。在一些实施例中，处理器可以使得ua客户端能够对来自控制系统模块的请求进行响应，以建立通信。
在确定框511中，处理器可以确定ua是否被配置用于自主飞行。响应于确定ua被配置用于自主飞行(即，确定框511＝“是”)，在框513中，处理器可以促进ua客户端模块进行自主飞行(例如，通过向ua发送适当的飞行控制数据/命令)。替代地，处理器可以进行自主飞行，并且ua客户端模块可以监测该自主飞行，并且更新控制系统模块。响应于确定ua没有被配置用于自主飞行(即，确定框511＝“否”)，处理器可以执行方法501中的操作里的一个或多个(例如，参照图5b描述的)。
在框515中，处理器可以促进ua客户端模块从ua，例如，直接从ua系统或者从嵌入式ua模块(例如，300)，接收飞行控制反馈数据。在确定框517中，处理器可以确定飞行状况是否正确(例如，基于飞行控制反馈数据)。响应于确定飞行状况正确(即，确定框517＝“是”)，处理器可以促进ua客户端模块从ua仪器和/或从控制系统模块接收状况信息(例如，天气、时间等等)。响应于确定飞行状况不正确(即，确定框517＝“否”)，在框513中，处理器可以促进ua客户端模块继续向ua发送自主飞行控制数据命令。
在确定框521中，处理器可以确定是否已经检测到转变条件。例如，处理器可以确定已经检测到需要转变到领航飞行的恶劣天气状况。响应于确定已经检测到转变条件(即，确定框521＝“是”)，在框523中，处理器可以促进ua客户端模块确定转变条件的本质。在框524中，处理器可以建立领航标准，以包括在飞行任务提议中。该领航标准可以包括：对于处理该转变条件的本质可能是必需的资格和/或经验水平。在框525中，处理器可以促进ua客户端模块向控制系统模块发送领航请求。例如，响应于确定检测到转变条件、以及确定该状况的本质(其包括领航标准)，ua客户端模块可以发送针对领航员的请求连同用于处理该状况所必需的领航标准。处理器可以执行方法501的操作(例如，参照图5b描述的)以便转变到领航飞行。
响应于确定尚未检测到转变条件(即，确定框521＝“否”)，在确定框527中，处理器可以确定该任务是否完成。例如，处理器可以确定可能到达了特定的目的地位置(其可以包括在完成了任务之后返回到基地台)。在其它实施例中，处理器可以接收关于任务完成的某种其它指示。响应于确定任务完成(即，确定框527＝“是”)，在框529中，处理器可以促进ua控制模块将ua的飞行控制返回到无人机基地或者指定的终点目的地(其可以包括起始位置)。响应于确定任务没有完成(即，确定框527＝“否”)，在框513中，处理器可以促进ua客户端模块继续向ua发送飞行控制数据/命令。
根据各个实施例，在图5b中示出了用于转变到领航飞行的方法501。参照图1a-5b，在框525，处理器可以促进ua客户端模块发送领航请求。控制系统模块可以处理该请求，进行领航提议、接收接受、以及选择领航员，如下文更详细地描述的。
在框531中，处理器可以促进ua客户端模块接收已找到领航员的通知。例如，控制系统模块可以发送用于ua客户端模块的领航员/领航站的识别信息以进行通信。在框533中，处理器可以促进ua客户端模块接收领航站映射信息，其指示诸如地址、端口标识符、安全套接字标识符和/或其它映射信息之类的与领航站相关联的信息。
在框534中，处理器可以基于该映射信息，与领航站建立链路。例如，可以在ua客户端模块、控制系统模块和领航站模块之间建立链路。因此，可以在ua客户端模块、控制系统模块和领航站模块之间中继通信。如本文使用的，“建立链路”可以指代参与形成链路。例如，控制系统模块的处理器可以通过将映射信息传递到ua客户端模块，来管理对该链路的建立，同时已经建立了与所选择的领航站模块的链路的分支(leg)。因此，在与所选择的领航站模块建立链路时，ua客户端模块的处理器可以基于所选择的领航站映射信息来建立连接(例如，通过接受从控制系统模块发送的连接请求)。一旦接受了该连接请求，就可以在ua客户端模块和所选择的领航站模块之间建立链路。
在框535中，处理器可以促进ua客户端模块从ua接收飞行控制反馈数据。该飞行控制反馈数据可以包括飞行仪器数据馈送、飞行视频数据馈送和/或来自ua的其它数据。在框537中，处理器可以促进ua客户端模块将飞行视频数据馈送中继到控制系统模块。在框539中，处理器可以促进ua客户端模块将飞行仪器数据馈送中继到控制系统模块。在框540中，处理器可以促进ua客户端接收飞行控制数据(例如，来自控制系统模块的飞行命令)。在一些实施例中，控制系统模块可以从领航站模块接收飞行控制数据(例如，飞行命令)，并且将飞行控制数据中继到ua客户端模块。在框541中，处理器可以促进ua客户端模块将ua飞行控制数据中继到ua。
在确定框543中，处理器可以确定领航任务是否完成。确定框543对应于方法500的确定框527，并且因此为了简洁起见，省略了描述。响应于确定领航任务还没有完成(即，确定框543＝“否”)，如描述的，处理器可以在框535中，促进ua客户端模块接收飞行控制反馈数据。响应于确定领航任务完成(即，确定框543＝“是”)，在框545中，处理器可以促进ua客户端模块拿回对ua的控制以继续自主飞行。在框529中，处理器可以促进ua客户端模块控制ua返回到无人机基地、终点目的地或者继续自主飞行。
图5c根据各个实施例示出了领航站(其包括领航站的处理器)可以接收针对任务的提议、接受该提议，并进行ua(例如，图1-4c中的100、100a-100g)的领航飞行的方法503。参照图1a-5c，在框547中，领航站模块或者模块集的处理器可以对领航站系统(例如，领航显示系统和领航仪器系统)进行初始化。例如，领航站模块的处理器可以至少对使得领航站模块能够接收任务提议的系统进行初始化。在一些实施例中，领航站模块的处理器可以对领航站模块(例如，领航站模块330)和/或各个领航站仪器客户端或者领航数据模块(例如，领航数据模块331)和领航站显示器、视频客户端或者领航显示模块(例如，领航显示模块333)进行初始化。在一些实施例中，领航站模块、领航数据模块和领航显示模块中的一个或多个可以共享共同的处理器，或者可以具有各自的处理器。因此，例如，对于“领航数据模块的处理器”、“领航显示模块的处理器”等等的提及，可以指代各自的处理器或者共享的处理器。
在框549中，领航数据模块的处理器可以与控制系统模块(例如，控制系统模块340)建立通信。在框551中，领航显示模块的处理器可以与控制系统模块建立通信。
在框533中，领航站模块的处理器可以从控制系统模块接收领航任务提议。在一些实施例中，任务提议可能是时间敏感的，其需要领航站模块的处理器在某一时间段内提供接受。该时间段可能取决于该任务要求的紧急性。在一些情形下，例如当任务的紧急性较高时，该时间段可能是相对较短的(例如，几分钟或者几小时)。在一些情形下，例如当紧急性较低或者当任务计划时间范围较长时，该时间段可能是相对较长的(例如，几天、几周、几个月或者更长)。当用于该任务提议的时间段期满时，可以发送具有相同标准的新的任务提议。替代地，可以发送具有不同的领航标准的新的任务提议(例如，当状况发生改变时)。在一些情形下，例如当任务提议是基于天气状况时，在该任务提议期满之后不再发送新的任务提议(例如，当该转变条件减弱时)。
在确定框555中，领航站模块的处理器可以确定该任务是否可接受。例如，当领航员有资格但是不可用于该任务时，领航站模块的处理器可以确定该任务是不可接受的。领航员或者其它授权的个人可以通过用户界面与领航站模块进行交互，其中可以通过该用户界面来提供关于领航员的可用性或者任务的接受的信息。
响应于确定该任务是不可接受的(即，确定框555＝“否”)，在框559中，领航站模块的处理器可以拒绝或者忽略该任务提议，并继续在框553中接收任务提议。
响应于确定该任务是可接受的(即，确定框555＝“是”)，在框557中，领航站模块的处理器可以向控制系统模块发送接受。在框561中，领航站模块的处理器可以等待对该任务的确认。例如，领航站模块的处理器可以连同一个或多个另外的领航站模块一起来发送对该任务的接受。控制系统模块可以对多个接受进行评估，并且可以从接受的领航站之中选择领航站。可以将接受的领航站中的未被选择的领航站放置在备用列表上，以便以后选择。
在确定框563中，领航站模块的处理器可以确定是否已经接收到的任务确认。例如，领航站模块的处理器可以从控制系统模块接收对选择的确认。响应于确定尚未接收到确认(即，确定框563＝“否”)，在框561中，领航站模块的处理器可以继续等待确认。
响应于确定已经接收到确认(即，确定框563＝“是”)，在框565中，领航站模块的处理器可以从控制系统模块接收映射确认。在框567中，领航数据模块的处理器可以从控制系统模块接收ua飞行仪器数据馈送。例如，控制系统模块可以对来自ua客户端模块的ua飞行仪器数据馈送进行中继，如本文描述的。替代地或另外地，在框569中，领航显示模块的处理器从控制系统模块接收ua飞行视频数据馈送。例如，控制系统模块可以对来自ua客户端模块的ua飞行视频数据馈送进行中继，如本文描述的。通过接收可以在领航站显示器上显示的ua飞行仪器数据馈送和飞行视频数据馈送，操作领航站的领航员可以观测该ua的飞行状况。在一些实施例中，飞行视频数据馈送和飞行仪器数据馈送二者可以由领航站模块进行接收和处理。在一些实施例中，飞行视频数据馈送或者飞行仪器数据馈送中的仅仅一个可以由领航站模块接收，并用于对ua的控制。
在确定框571中，领航站模块的处理器可以确定ua飞行状况是否正确(例如，针对给定的飞行控制数据/命令)。换言之，领航站模块的处理器可以接收和评估反馈，其中该反馈使得领航站模块的处理器能够确定发送的与飞行控制数据相关联的飞行命令是否已经被ua执行。例如，领航站模块的处理器和/或领航数据模块的处理器可以接收仪器数据，其中这些处理器可以对该数据进行分析，以确定ua是否正在以与所发送的飞行命令相一致的方式进行机动飞行。替代地或另外地，领航员可以对ua的飞行状况进行观测(例如，在由领航显示模块的处理器驱动的领航站显示器上)，以确认飞行命令已被执行。例如，领航员可以将右转控制应用于操纵杆或轭(yoke)，并在接收到飞行控制反馈数据的飞行视频馈送部分时，可以确认ua成功执行了右转。响应于确定ua飞行状况是正确的(即，确定框571＝“是”)，在框567中，领航站模块的处理器可以继续接收ua仪器数据。
响应于确定ua飞行状况是不正确的(即，确定框571＝“否”)，在框573中，领航站模块的处理器可以向控制系统模块发送飞行控制数据/命令或者另外的飞行控制数据/命令。控制系统模块可以将该飞行控制数据中继到ua，如本文描述的。
在确定框575中，领航站模块的处理器可以确定ua领航任务是否完成。例如，领航站模块的处理器可以从控制系统模块接收转变条件已经减弱或者出现了不再需要领航员的新状况、或者需要不同领航员的通知。响应于确定领航任务还没有完成(即，确定框575＝“否”)，在框567中，领航站模块的处理器可以继续接收ua仪器数据。响应于确定领航任务完成(即，确定框575＝“是”)，在框579中，领航站模块的处理器可以将ua控制到指定位置，或者可以简单地放弃对ua的控制。
图6a根据各个实施例示出了可以在服务器中实现的，用于向ua提供从自主飞行到领航飞行的转变的方法600。参照图1a-6a，方法600可以由控制系统模块(例如，服务器240、控制系统模块340)和ua100、100a-100g来执行。
在框601中，控制系统模块的处理器可以与ua客户端模块建立通信。例如，控制系统模块的处理器可以通过ua上的rf模块来连接到该ua客户端模块，其中ua上的rf模块被配置为支持多种通信连接，例如，wi-fi、局域网(lan)或其它短距离通信、蜂窝或广域网(wan)连接、或者当ua耦合到基站、充电站或者其它静止通信站时可能的有线连接。ua可以支持使用互联网协议(ip)或者类似的网络协议的网络连接和通信。在一些实施例中，控制系统模块的处理器可以通过一系列中间节点，与ua建立连接。控制系统模块的处理器可以接受来自ua的基于互联网的连接。与ua客户端和领航站客户端的通信可以是通过安全套接字通信以防止入侵的。
在框603中，控制系统模块的处理器可以与领航数据模块建立通信。在框605中，控制系统模块的处理器可以与领航数据模块建立通信。例如，控制系统模块的处理器可以通过领航站上的rf模块(没有示出)或者有线连接接口，连接到领航数据模块和领航显示模块。领航站的rf模块可以被配置为支持多种通信连接，例如，wi-fi、局域网(lan)或者其它短距离通信、蜂窝或广域网(wan)连接。替代地或另外地，领航站可以被配置用于有线连接。领航站可以使用互联网协议(ip)或者类似的网络协议来支持网络连接和通信。在一些实施例中，服务器可以通过一系列的中间节点，与领航站建立连接。服务器可以接受来自领航站的基于互联网的连接。
在可选的确定框607中，控制系统模块的处理器可以确定是否已经检测到转变条件。例如，控制系统模块的处理器可以确定ua是否已经检测到即将来临的可能需要转变的天气状况或者其它状况。响应于确定已经检测到转变条件(即，可选的确定框607＝“是”)，在框609中，控制系统模块的处理器可以可选地向ua客户端模块通知该转变条件。
响应于确定尚未检测到转变条件(即，确定框607＝“否”)或者在框605之后，控制模块服务器的处理器可以在框611中，从ua客户端模块接收关于需要从自主飞行转变到领航员控制飞行的指示，其中该指示包括与该转变相关联的领航标准和状况。例如，该指示可以是来自于ua客户端模块的针对领航员的请求(其包括要求的领航标准)。例如，ua客户端模块可以从ua上的仪器来检测到发生了转变条件或者即将来临，并且作为响应，其可以向控制系统模块发送领航请求，如本文描述的。在一些实施例中，不是从自主飞行进行转变，该转变可以是基于领航飞行到具有新的领航标准的领航飞行。
在框612中，控制系统模块的处理器可以基于该转变条件，建立用于与领航标准包括在一起的标准。例如，控制系统模块的处理器可以对转变条件进行评估，并且确定需要另外的领航标准，并且建立另外的标准以便被包括在领航标准与任务提议中。在框613中，控制系统模块的处理器可以向满足领航标准的一个或多个领航员发送ua领航任务提议。
在框615中，控制系统模块的处理器可以针对来自一个或多个领航员的接受进行监测。在确定框617中，控制系统模块的处理器可以确定是否已经接收到任务接受。响应于确定尚未接收到任务接受(即，确定框617＝“否”)，在框615中，控制系统模块的处理器可以继续对接受进行监测。
响应于确定已接收到任务接受(即，确定框617＝“是”)，在框619中，控制系统模块的处理器可以选择接受的领航站中的一个。如果仅仅一个领航站接受该任务，则控制系统模块的处理器可以选择该接受的领航站，或者可以等待接收更多的接受，一直到指定的时间。如描述的，可以在期满时间段的情况下发送任务提议。当该时间段期满时，可以认为该任务提议被撤回或者无效。替代地，可以接受期满的任务提议。如果期满的任务提议尚未被履行，并且针对该任务仍然需要领航员，则在期满之后的接受可以导致领航员选择。在任务提议期满时，可以生成或者可以不生成新的/替换的任务提议。如果转变条件是紧急的，则控制站模块的处理器可以立即选择第一领航站来接受该任务提议。在一些实施例中，尽管接收到某一数量的接受，但如果已经接收到不可接受数量的接受，或者如果接受的领航员/领航站模块的资格是临界的，则控制系统模块的处理器可以继续对接受进行监测。换言之，尽管接受的领航员/领航站模块满足基本领航标准，但控制系统模块的处理器可以在进行选择之前，等待最高资格的领航员/领航站模块进行接受。
在框621中，控制系统模块的处理器可以将领航站模块映射到ua客户端模块。例如，控制系统模块的处理器可以映射通信地址信息、端口信息、套接字信息或者其它与通信有关的信息，使得可以在领航站模块和ua客户端模块之间成功地中继通信。在框623中，控制系统模块的处理器可以向ua客户端模块发送已找到领航员的通知。控制系统模块的处理器还可以向ua客户端模块提供用于领航站模块的映射信息。
图6b根据各个实施例示出了用于进行领航飞行的方法602。参照图1a-6b，方法602可以由用于进行ua(例如，ua100、100a、100b和100c-100g)的领航飞行的控制系统模块(例如，服务器240、控制系统模块340)来执行。方法602可以是方法600的继续。应当注意到的是，方法600和602中的框的顺序只是出于说明目的的，而该顺序不旨在是限制性的。
在框631中，控制系统模块的处理器可以例如从ua客户端模块接收ua飞行视频数据馈送。在框633中，控制系统模块的处理器可以例如从ua客户端模块接收ua飞行仪器数据馈送。在框635中，控制系统模块的处理器可以将ua飞行视频数据馈送中继到领航站(例如，中继到领航显示模块)。在框636中，控制系统模块的处理器可以将ua飞行仪器数据馈送中继到领航站(例如，领航数据模块)。框631、633、635和636的操作可以同时地或者几乎同时地执行，或者以非特定的顺序来执行。例如，控制系统模块的处理器可以同时地接收飞行仪器数据馈送和飞行视频数据馈送，并可以立即将飞行仪器数据馈送和飞行视频数据馈送中继到领航站模块和/或领航数据模块和领航显示模块中的相应的模块。
对数据进行中继的速度对于领航有效性来说是关键的。去往ua的飞行控制数据和来自ua的飞行控制反馈数据的数据传送的任何延迟都可能导致控制滞后，例如，应用控制的延迟、执行控制的延迟、以及观察或者检测执行控制的反馈的延迟。在一些实施例中，ua和控制系统模块之间以及控制系统模块和领航站模块之间的通信链路的质量可以确定延迟。在一些实施例中，通信链路的质量可能是已知的，并且可能导致控制的应用和反馈的接收之间的已知程度的延迟。由于延迟可能提供失真的控制感，因此一些领航员在较高程度的延迟的情况下，可能具有更多的领航经验。因此，在由于低链路状况而导致的高延迟环境下的领航，可以形成领航员选择标准之一。此外，在一些实施例中，由于低链路质量而造成的高延迟可以被包括在转变条件中。
在框637中，控制系统模块的处理器可以从领航站(例如，领航数据模块)接收飞行控制数据。在框639中，控制系统模块的处理器可以将飞行控制数据中继到ua(例如，到ua客户端模块)。在框641中，控制系统服务器可以对例如，来自于领航站和ua中的一者或二者的错误状况进行监测。该错误状况可以包括新的转变条件，或者可能导致转变条件或者另一个错误状况。
在确定框643中，控制系统模块的处理器可以确定错误状况是否存在。响应于确定错误状况不存在(即，确定框643＝“否”)，在确定框645中，控制系统模块的处理器可以确定任务是否完成。响应于确定任务没有完成(即，确定框645＝“否”)，在框631中，控制系统模块的处理器可以继续从ua客户端接收ua飞行视频数据馈送。响应于确定任务完成(即，确定框645＝“是”)，控制系统模块的处理器可以提供终止数据并且关闭通信。例如，控制系统模块的处理器可以提供最终飞行目的地信息、最终天气信息、或者足以使得ua能够返回到自主飞行的其它信息。在一些实施例中，控制系统模块的处理器可以只关闭与领航站的通信，并且可以在需要进一步的领航飞行时，维持与ua的通信。
响应于确定错误状况存在(即，确定框643＝“是”)，在框649中，控制系统模块的处理器可以针对新领航员的需求，对错误状况进行评估。例如，如描述的，链路质量可能下降到下面情形的点：产生的延迟呈现领航员不具有特殊资格的问题。在确定框651中，控制系统模块的处理器可以基于错误状况来确定是否需要新的领航员。
响应于确定需要新的领航员(即，确定框651＝“是”)，在框653中，控制系统模块的处理器可以从后备列表中选择备用领航员，或者可以发送新的任务提议，并且执行方法600以便转变到新的领航员，如描述的。响应于确定不需要新的领航员(即，确定框651＝“否”)，在框655中，控制系统模块的处理器可以报告、解决或者继续监测错误状况，并且通过返回到框631来继续执行方法602。在一些实施例中，如果错误状况非常严重(例如，火灾或者其它紧急情形)，则控制系统模块的处理器可以尝试执行补救措施，其包括(但不限于)向ua和领航站或者其它实体提供紧急警报、提供用于自主或领航紧急着陆的指令、向官方提供警报、或者这些动作的组合。
在各个实施例中，领航站可以使用各种各样的移动计算设备(例如，智能电话、平板设备等等)中的任何一个来控制ua100，通过接入设备、蜂窝网络或者其它通信链路进行通信，图7中示出了智能电话或者移动计算设备700的形式的示例。参照图1-7，移动计算设备700可以包括耦合到移动计算设备700的各个系统的处理器702。例如，处理器702可以耦合到触摸屏控制器704、无线电通信元件、扬声器和麦克风、以及内部存储器706。处理器702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706可以是易失性或者非易失性存储器，并且还可以是安全的和/或加密的存储器，或者非安全的和/或非加密的存储器、或者其任意组合。在另一个实施例中(没有示出)，移动计算设备700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704和处理器702还可以耦合到触摸屏面板712，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，移动计算设备700的显示器不需要具有触摸屏能力。移动计算设备700可以具有用于发送和接收通信的一个或多个无线电信号收发机708(例如，peanut、蓝牙(bluetooth)、bluetoothle、紫蜂(zigbee)、wi-fi、rf无线电单元等等)和天线710，它们彼此相耦合和/或耦合到处理器702。收发机708和天线710可以与上面提及的电路一起使用，以实现各种无线传输协议栈和接口。移动计算设备700可以包括蜂窝网络无线调制解调器芯片716，后者经由蜂窝网络实现通信并耦合到处理器。
移动计算设备700可以包括耦合到处理器702的外围设备连接接口718。外围设备连接接口718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各种类型的物理和通信连接、共同或专有连接(例如，usb、火线(firewire)、thunderbolt或pcie)。外围设备连接接口718还可以耦合到类似配置的外围设备连接端口(没有示出)。
在一些实施例中，移动计算设备700可以包括麦克风715。例如，该移动计算设备可以具有传统的麦克风715a，以便在呼叫期间从用户接收语音或者其它音频能量。移动计算设备700还可以被配置有另外的麦克风715b和715c，它们可以被配置为接收包括超声波信号的音频。替代地，所有麦克风715a、715b和715c都可以被配置为接收超声波信号。麦克风715可以是压电换能器或者其它传统的麦克风元件。由于可以使用一个以上的麦克风715，因此可以通过各种三角测量方法，结合接收的超声波信号来得到相对位置信息。被配置为接收超声波信号的至少两个麦克风715，可以用于生成针对超声波能量的辐射器的位置信息。
移动计算设备700还可以包括用于提供音频输出的扬声器714。移动计算设备700还可以包括用塑料、金属、或材料的组合构成的壳体720，以容纳本文讨论的所有组件或者一些组件。移动计算设备700可以包括耦合到处理器702的电源722，例如一次性或可充电电池。该可充电电池还可以耦合到外围设备连接端口，以便从移动计算设备700之外的源接收充电电流。移动计算设备700还可以包括用于接收用户输入的物理按键724。移动计算设备700还可以包括用于打开和关闭移动计算设备700的电源按键726。
在一些实施例中，移动计算设备700还可以包括加速计728，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728可以用于确定移动计算设备700的x、y和z位置。使用来自加速计的信息，可以检测移动计算设备700的指向方向。
各个实施例可以在各种各样的平板移动计算设备中的任何一种中实现，图8中示出了其示例(800)。例如，参照图1-8，平板移动计算设备800可以包括耦合到内部存储器802的处理器801。内部存储器802可以是易失性存储器或非易失性存储器，并且还可以是安全的和/或加密的存储器，或者非安全的和/或非加密的存储器、或者其任意组合。处理器801还可以耦合到触摸屏显示器810，例如，电阻式感应触摸屏、电容式感应触摸屏、红外线感测触摸屏等等。平板移动计算设备800可以具有用于发送和接收无线信号的一个或多个无线电信号收发机804(例如，peanut、bluetooth、zigbee、wi-fi、rf无线电单元)和天线808。收发机804和天线808可以与上面提及的电路一起使用，以实现各种无线传输协议栈和接口。平板移动计算设备800可以包括蜂窝网络无线调制解调器芯片820，后者经由蜂窝网络来实现通信。平板移动计算设备800还可以包括用于接收用户输入的物理按键806。平板移动计算设备800还可以包括耦合到处理器801的各种传感器，例如，照相机822、一个麦克风或一些麦克风823和加速计824。
例如，平板移动计算设备800可以具有传统的麦克风823a，以便在呼叫或者其它语音频率活动期间，从用户接收语音或者其它音频能量。平板移动计算设备800还可以被配置有另外的麦克风823b和823c，它们可以被配置为接收包括超声波信号的音频。替代地，所有麦克风823a、823b和823c都可以被配置为接收超声波信号。麦克风823可以是压电换能器或者其它传统的麦克风元件。由于可以使用一个以上的麦克风823，因此可以通过各种方法(例如，飞行时间测量、三角测量和类似的方法)，结合接收的超声波信号来得到相对位置信息。被配置为接收超声波信号的至少两个麦克风823，可以用于生成针对超声波能量的辐射器的位置信息。
此外，在一些实施例中，平板移动计算设备800还可以包括加速计824，后者通过检测加速度的多方向值以及其改变的能力，来感测平板移动计算设备800的移动、振动和其它方面。在各个实施例中，加速计824可以用于确定平板移动计算设备800的x、y和z位置。使用来自加速计824的信息，可以检测平板移动计算设备800的指向方向。
各个实施例还可以实现在各种各样的商业可用的服务器移动设备中的任何一种上(例如，图9中示出的服务器900)。参照图1-9，这样的服务器900通常包括耦合到易失性存储器902和大容量非易失性存储器(例如，磁盘驱动器903)的处理器901。服务器900还可以包括耦合到处理器901的软盘驱动器、压缩光盘(cd)或者dvd光盘驱动器904。服务器900还可以包括耦合到处理器901的网络接入端口906，以便与网络907(例如，耦合到其它广播系统计算机和服务器的局域网、互联网、公用交换电话网、和/或蜂窝数据网络(例如，cdma、tdma、gsm、pcs、3g、4g、lte或者任何其它类型的蜂窝数据网络))建立网络接口连接。
处理器702、801和901可以是任何可编程微处理器、微计算机或多处理器芯片或芯片集，它们可以由软件指令(应用)进行配置以执行各种各样的功能，其包括上面描述的各个实施例的功能。在一些移动设备中，可以提供多个处理器，例如，一个处理器专用于无线通信功能，以及一个处理器专用于运行其它应用。通常，在访问软件应用并将它们装载到处理器702、801和901之前，可以将这些软件应用存储在内部存储器706、811、813、902和903中。处理器702、801和901可以包括足以存储这些应用软件指令的内部存储器。在很多移动设备中，内部存储器可以是易失性存储器或者非易失性存储器(例如，闪存)、或者二者的混合。出于该描述的目的，对于存储器的一般提及指代：处理器702、801和901可访问的存储器，其包括内部存储器或者插入在移动设备之中的可移动存储器、以及处理器702、801和901自身中的存储器。
上述的方法描述和过程流程图仅仅作为说明性的示例来提供，而不是旨在要求或者隐含必须以给出的顺序来执行各个实施例的操作。如本领域技术人员将意识到的，可以以任何顺序来执行上述的实施例中的操作的顺序。诸如“其后”、“然后”、“接着”等等之类的词语，并不旨在限制这些操作的顺序；这些词语仅仅用于引导读者遍历该方法的描述。此外，任何以单数形式对权利要求元素的提及(例如，使用冠词“一个(a)”、“一(an)”或者“所述(the)”)，不应被解释为将该元素限制为单数形式。
结合本文公开的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法操作均可以被实现成电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，对各种说明性的组件、框、模块、电路和操作均围绕其功能进行了总体描述。至于这样的功能是被实现成硬件还是软件，取决于特定的应用和对整个系统施加的设计约束。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，这样的实现决策不应被解释为导致背离权利要求的范围。
可以利用被设计为执行本文描述的功能的通用处理器、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、分立硬件组件或者其任意组合，来实现或执行结合本文公开的方面描述的用于实现各种说明性的逻辑、逻辑框、模块和电路的硬件。通用处理器可以是微处理器，但是，在替代方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器还可以被实现为接收机智能对象的组合，例如，dsp和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与dsp内核的结合，或者任何其它这样的配置。替代地，一些操作或方法可以由特定于给定功能的电路来执行。
在一个或多个示例性方面，描述的功能可以用硬件、软件、固件或其任意组合的方式来实现。如果用软件的方式来实现，则可以将这些功能存储成非暂时性计算机可读存储介质或者非暂时性处理器可读存储介质上的一个或多个指令或代码。本文公开的方法或算法的操作，可以被体现在处理器可执行的软件模块中，后者可以存在于非暂时性计算机可读存储介质或处理器可读存储介质上。非暂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。通过示例而非限制的方式，这样的非暂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、磁盘存储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存取的任何其它介质。如本文使用的，磁盘和光盘包括压缩光盘(cd)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(dvd)、软盘和蓝光光盘，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。上述的组合也被包括在非暂时性计算机可读介质和处理器可读介质的范围之内。另外，一种方法或算法的操作可以作为一个代码和/或指令集或者其任意组合，存在于非暂时性处理器可读存储介质和/或计算机可读存储介质上，其中该非暂时性处理器可读存储介质和/或计算机可读存储介质可以被并入到计算机程序产品中。
提供对所公开的实施例的在前描述，以使得本领域任何技术人员能够实现或者使用权利要求。对于本领域技术人员来说，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可以在不背离权利要求的范围的情况下被应用于其它实施例。因此，本发明不旨在被限制到本文示出的实施例，而是要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宽的范围。