[发明专利]用于多取向飞行的系统和方法

说明书

提供了用于多取向飞行的系统和方法。无人机(UAV)可以第一取向和可能不同于第一取向的第二取向飞行。例如，无人机可包括一个或多个电调(ESC)单元(1204a、1204b)，所述一个或多个电调(ESC)单元(1204a、1204b)可根据无人机的取向控制一个或多个推进单元(1206a)的旋转方向，以生成无人机的升力。所述一个或多个推进单元(1206a)可包括保护罩，当无人机以第一取向或第二取向处于着陆表面时，保护罩可保护推进单元(1206a)的一个或多个旋转部件。响应于感测的条件和/或来自远程用户的指令，无人机可在着陆表面上或在飞行中改变取向。

背景技术

例如无人机(UAV)的飞行器在包括监视、侦察、勘探、物流运输、救灾、航空摄影、大型农业自动化、实时视频广播等方面具有广泛的实际应用。在一些情况下，由于例如恶劣的天气条件、与另一物体或地形的碰撞、或无人机的故障等各种因素，无人机的取向可能受到干扰。这可能导致无人机在飞行中或坠毁后处于颠倒位置。在大多数情况下，无人机可能不能从上下颠倒位置或倾斜位置飞行和/或起飞。用户可能需要手动将无人机的取向改变到正面朝上位置以允许无人机起飞。这对用户重新启动无人机可能是不方便的，特别是当无人机远离用户时，或在用户不知道或用户不可接近的某个位置时。

发明内容

需要改进用于例如无人机(UAV)的飞行器的飞行的系统和方法。可以为飞行器提供多取向飞行，这可允许无人机以不同取向起飞、着陆或飞行。例如，无人机可能能够在第一取向和第二取向上飞行。在一些实施例中，第一取向和第二取向可以是彼此横向相反的。例如，在一些情况下，无人机在第一取向时可以上下颠倒，并且当无人机在第二取向时可以正面朝上。通过改变无人机的一个或多个推进单元的旋转方向和/或速度以改变生成升力的方向，无人机可适应不同的飞行取向。一个或多个电调(ESC)单元可帮助改变推进单元的旋转方向和/或速度。在一些实施例中，推进单元可由一个或多个保护罩保护。保护罩可用于保护推进单元的一个或多个部件免受外部表面的冲击。推进单元的部件可包括旋翼叶片和/或致动器(例如电机)。保护罩的使用可允许无人机降落在着陆表面而不损坏推进单元。这在坠毁着陆情况下特别有用，在这种情况下，无人机着陆到表面的取向可能是未知的。本文所述的系统和方法可以允许无人机从着陆表面起飞，而不管无人机在该表面上的取向如何。着陆表面可以是平面、斜面或曲面。在一些情况下，着陆表面可以是具有起伏地形的粗糙表面。

在本发明的一个方面，提供了一种操作无人机(UAV)的方法。所述方法可包括：提供信号以控制一个或多个对应的推进单元，从而控制所述一个或多个推进单元的第一组旋转部件和第二组旋转部件的旋转方向，其中，当无人机处于第一取向时，所述第一组旋转部件配置为沿第一方向旋转，并且所述第二组旋转部件配置为沿第二方向旋转，以及当无人机处于与第一取向相反的第二取向时，所述第一组旋转部件配置为沿第二方向旋转，并且所述第二组旋转部件配置为沿第一方向旋转；以及用一个或多个防止推进单元直接接触外部物体的保护罩来保护一个或多个推进单元。

在一些实施例中，该方法还可包括控制一个或多个推进单元的第一组旋转部件和第二组旋转部件的方向以生成无人机的升力。在一些实施例中，该方法还可包括在无人机处于第一取向或第二取向时，当无人机从下垫面起飞时生成升力。在一些情况下，所述一个或多个保护罩的高度大于无人机主体的高度。在一些情况下，所述一个或多个保护罩的高度大于所述一个或多个推进单元的高度。在一些情况下，当无人机处于第一取向时，一个或多个保护罩的第一部分与下垫面接触，并且当无人机处于第二取向时，一个或多个保护罩的第二部分与下垫面接触。在一些情况下，一个或多个保护罩的第一部分和第二部分相对于穿过无人机主体的水平面彼此横向相对。在一些情况下，当无人机处于第一取向时，第二部分在一个或多个推进单元生成的升力方向上位于主体上方。在一些情况下，当无人机处于第二取向时，第一部分在一个或多个推进单元生成的升力方向上位于主体上方。