用于照相和/或摄像的无人航拍直升机制造技术

一些实施例包含用于消费型照相或摄像的无人飞行器(UAV)直升机。所述UAV直升机可确定所述UAV直升机的第一高程和操作者装置的第二高程。所述UAV直升机可通过控制一个或多个螺旋桨驱动器的推力以维持所述第一高程与所述第二高程之间的预设高程差来调整所述第一高程。所述UAV直升机可相对于所述UAV直升机定位目标主体。所述UAV直升机可调整所述螺旋桨驱动器中的至少一者以使所述UAV直升机的第一相机指向所述操作者装置。在一些实施例中，响应于检测到所述UAV直升机已经被投掷，所述UAV直升机可提供用于所述UAV直升机的螺旋桨驱动器的电力调整以使所述UAV直升机到达操作者装置上方的预定高程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开的至少一个实施例大体上涉及无人飞行器(UAV)，且特定来说涉及消费型UAV直升机。
技术介绍
用于日常消费的UAV且尤其是UAV直升机传统上已经限于作为玩具或作为业余爱好者收藏项目的娱乐。然而最近，UAV直升机已经用于个人照相和摄像。UAV直升机可配备便携式电源和图像捕捉设备，例如相机或其它类型的传感器。举例来说，当没有高空障碍时，照相师或摄像师可使用UAV直升机对参与室外活动的运动员进行照相或拍摄。UAV直升机也可用以记录特殊场合，例如婚礼、求婚以及可能在开放场地发生的其它活动。照相和摄像应用需要高度便携的仪器。然而，常规UAV直升机往往是笨重的且难以运输。UAV直升机往往以高速率消耗其电池组的电荷。UAV直升机可配备便携式电源(例如，电池组)和图像捕捉设备，例如相机。举例来说，利用常规电池组的携带高清晰度(HD)摄像机的UAV直升机可能在30分钟到一小时内用完电。在大多数情形下照相或摄像期持续比一小时长得多的时期。因此，频繁的电池组的再充电或电池组的交换是许多UAV直升机应用的必然不便。常规UAV直升机由操作者经由遥控装置手动控制。这必然要求UAV直升机的操作者以及UAV直升机拍摄的目标主体不能是同一个人。常规UAV直升机经常使操作者不能从事所述操作者正尝试捕捉的活动。举例来说，作为婚礼中的新娘和新郎的朋友的操作者无法参与所述操作者正尝试记录的婚礼。对于另一实例，正在捕捉滑雪胜地的单板滑雪特技的操作者无法在操作UAV直升机的同时进行单板滑雪。常规UAV直升机、尤其是常规消费型UAV直升机是在地面上进行校准。常规UAV直升机当其从耦合到所述UAV直升机的遥控器接收到施加额外向下推力的指令时起飞。此过程在每当UAV直升机降落但又需要在短时期内再启动时必然带来延迟。举例来说，当对运动员进行拍摄时，UAV直升机可能需要一旦收到通知就处于空中。从地面向上缓慢加速可能延迟拍摄过程并且错过原本将捕捉到的重要时刻。常规UAV直升机由操作者经由遥控装置手动控制。这必然要求UAV直升机的操作者以及UAV直升机拍摄的目标主体不能是同一个人。常规UAV直升机经常使操作者不能从事所述操作者正尝试捕捉的活动。举例来说，作为婚礼中的新娘和新郎的朋友的操作者无法参与所述操作者正尝试记录的婚礼。对于另一实例，正在捕捉滑雪胜地的单板滑雪特技的操作者无法在操作UAV直升机的同时进行单板滑雪。
技术实现思路
第三人相机视角成像本公开包含UAV直升机的设计，其具有用以自动跟随和跟踪其相机帧内的人主体的机构。常规照相经由照相师的第一人视角(即，UAV为代理)捕捉观测物。甚至适用于照相的常规手动控制UAV直升机也从照相师的第一人代理视角捕捉观测物。所公开的UAV直升机可从第三人视角捕捉观测物，从而使得照相师、目标主体和UAV直升机的操作者能够是同一个人。所公开的机构使操作者不必实时控制UAV，且使得操作者能够作为成像(例如，照相或摄像)的主体而参与。在一些实施例中，所公开的UAV直升机可在手动模式、半自动模式或全自动模式中操作。在全自动模式中，UAV直升机可实时确定其自己的轨迹、高程、偏航、俯仰和横滚。在半自动模式中，UAV直升机的操作者可通过操作者装置控制轨迹、高程、偏航、俯仰和横滚的子集。举例来说，操作者可实时设定俯仰和横滚，且异步地设定预设轨迹以及UAV直升机与目标主体之间的预设高程差。UAV直升机可根据操作者的设定而实时确定其自己的偏航和高程。此模式使得单手界面能够控制UAV直升机。举例来说，如果操作者是运动员，例如单板滑雪者，那么在参与体育活动的同时单手使用方便得多(例如，单板滑雪者仅需要移除一只手套以控制UAV直升机)。在手动模式中，UAV直升机的操作者可通过操作者装置实时控制UAV直升机的高程、偏航、俯仰和横滚。特定地，在全自动模式和半自动模式中，所公开的UAV直升机可在其一个或多个相机的相机帧中定位其操作者。一旦在相机帧中捕捉到操作者，所公开的UAV直升机便可在操作者在平的或不平的地形上走来走去时跟随和跟踪操作者。操作者可为参与活动(例如，单板滑雪、冲浪、划船等)或事件(例如，婚礼、公司事件、求婚等)的某个人。在一些实施例中，所公开的UAV直升机可被配置成在相对于操作者的预设高程盘旋。操作者可通过远程操作者装置上的界面来配置所述预设高程。所公开的UAV直升机最初使用来自UAV直升机中的传感器和来自远程操作者装置中的传感器的位置信息来对准UAV直升机以使其相机指向操作者。远程操作者装置例如可为移动电话或可穿戴装置，例如腕带装置、环、臂带装置或挂件装置。UAV直升机位置信息可从UAV直升机中的一个或多个传感器产生，例如气压计、磁力计、加速度计、陀螺仪、全球定位系统(GPS)模块或其任何组合。操作者位置信息可从操作者装置中的一个或多个传感器产生，例如气压计、磁力计、加速度计、陀螺仪、GPS模块或其任何组合。操作者位置可使用操作者装置中的传感器的传感器读数来计算。此计算可在UAV直升机中在接收传感器读数之后或者在操作者装置中进行。在后一种情况下，操作者装置可将计算的操作者位置发送到UAV直升机。在一些实施例中，UAV直升机可耦合到多个操作者装置，其各自假定在操作者个人身上。来自多个操作者装置的传感器读数可用以精炼操作者位置信息。为了瞄准操作者而对螺旋桨驱动器的调整是由UAV直升机基于操作者和UAV直升机的相对位置(例如，三维坐标)而确定。在一些实施例中，UAV直升机包含多个相机。举例来说，UAV直升机可包含侧视相机和下视相机。这些相机可为广角相机。在一些实施例中，侧视相机具有比下视相机更广的角度。在其它实施例中，下视相机具有比侧视相机更广的角度。当尝试将操作者定位到相机的相机帧中时，UAV直升机可首先使用可能具有较低分辨率的下视相机，以相对于操作者位置信息基于UAV直升机位置信息来大体上定位操作者。一旦在下视相机的相机帧内观测和检测到操作者，UAV直升机的控制系统便可使UAV直升机向旁边移动以使操作者置于可能具有较高分辨率的侧视相机的相机帧中。一旦操作者处于侧视相机的相机帧中，UAV直升机的控制系统便可使用图像辨识模块维持操作者在相机帧内。举例来说，图像辨识模块可定位相机帧内的操作者，且预测操作者的运动以确定如何导航UAV直升机以使得操作者不会脱离相机帧。用于在半空中启动UAV的机构本公开包含具有用以在半空中启动UAV直升机的机构的UAV直升机的设计。举例来说，操作者可在他/她希望启动UAV直升机时向上投掷UAV直升机。当UAV直升机接通时，其可通过分析来自其传感器的传感器读数而检测其已经被投掷。在一些实施例中，UAV直升机可利用惯性传感器来检测其已经被投掷。UAV直升机可基于其惯性传感器读数(例如加速度计读数)确定向下加速度或向上加速度。UAV直升机可基于加速度读数而接通其螺旋桨。举例来说，预定加速度水平(例如，向上或向下加速度的某一量值)可触发UAV直升机接通其螺旋桨。对于另一实例，加速度水平的预定改变可触发UAV直升机接通其螺旋桨，例如当向上加速度改变为向下加速度时。在其它实施例中，UAV直升机可基于速率读数而接通其螺旋桨。举例来说，UAV直升机可当达到预定速率(例如，预设的向上速率或向下速率)时接通其螺旋桨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作无人飞行器(UAV)直升机以用于照相或摄像的方法，其包括：确定所述UAV直升机的第一高程以及与所述UAV直升机分离的操作者装置的第二高程；通过控制所述UAV直升机的一个或多个螺旋桨驱动器的推力而调整所述第一高程以维持所述第一高程与所述第二高程之间的预设高程差；相对于所述UAV直升机定位目标主体；以及调整所述螺旋桨驱动器中的至少一者以使所述UAV直升机的第一相机指向所述操作者装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.23 US 62/002,737;2014.05.23 US 62/002,740;1.一种操作无人飞行器(UAV)直升机以用于照相或摄像的方法，其包括：确定所述UAV直升机的第一高程以及与所述UAV直升机分离的操作者装置的第二高程；通过控制所述UAV直升机的一个或多个螺旋桨驱动器的推力而调整所述第一高程以维持所述第一高程与所述第二高程之间的预设高程差；相对于所述UAV直升机定位目标主体；以及调整所述螺旋桨驱动器中的至少一者以使所述UAV直升机的第一相机指向所述操作者装置。2.根据权利要求1所述的方法，其中相对于所述UAV直升机定位所述目标主体包含基于所述UAV直升机中的全球定位系统(GPS)模块而确定所述UAV直升机的坐标位置。3.根据权利要求1所述的方法，其中相对于所述UAV直升机定位所述目标主体包含基于来自所述UAV直升机中的一个或多个惯性传感器的惯性传感器读数而确定所述UAV直升机的坐标位置。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述惯性传感器包含3轴加速度计、3轴磁力计、3轴陀螺仪或其任何组合。5.根据权利要求1所述的方法，其中相对于所述UAV直升机定位所述目标主体包含接收预期由所述目标主体所有的操作者装置的坐标位置。6.根据权利要求1所述的方法，其中相对于所述UAV直升机定位所述目标主体包含：从预期由所述目标主体所有的操作者装置接收惯性传感器读数；以及基于所述惯性传感器读数计算所述操作者装置的坐标位置。7.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述UAV直升机的所述第一高程包含基于气压计读数、GPSz轴读数、惯性传感器读数或其组合而计算所述第一高程。8.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述操作者装置的所述第二高程包含：从所述操作者装置接收传感器读数，所述传感器读数包含气压计读数、GPSz轴读数、惯性传感器读数或其组合；以及基于所述传感器读数而计算所述第二高程。9.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述操作者装置的所述第二高程包含从所述操作者装置接收所述第二高程。10.根据权利要求1所述的方法，其中相对于所述UAV直升机定位所述目标主体包含在所述UAV直升机中的第二相机的相机帧中跟踪所述目标主体。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一相机是所述第二相机。12.根据权利要求10所述的方法，其中跟踪所述目标主体是通过使用定向梯度的直方图执行人检测。13.根据权利要求1所述的方法，其中调整包含确定所述UAV直升机正在自主模式或半自主模式中操作；且其中在所述自主模式或所述半自主模式中，没有操作者控制所述UAV直升机的偏航。14.一种用于控制无人飞行器(UAV)直升机的移动装置，其包括：用户界面，其被配置成具有用以控制所述UAV直升机的俯仰和横滚的界面元素而不具有用于偏航和高程的任何控制元素；全球定位系统(GPS)模块，其被配置成报告所述移动装置的坐标和所述移动装置的高程；以及一个或多个惯性传感器，其被配置成测量用以导出所述移动装置的三维位置的惯性传感器读数。15.根据权利要求14所述的移动装置，其进一步包括用以将所述移动装置紧固到人的带。16.根据权利要求14所述的移动装置，其中所述移动装置是移动电话。17.根据权利要求14所述的移动装置，其进一步包括用以使所述移动装置防水的气密密封件。18.一种无人飞行器(UAV)直升机，其包括：侧视相机；下视相机；图像处理器组件，其被配置成在所述侧视相机或所述下视相机的相机帧中定位目标主体；以及螺旋桨控制组件，其被配置成相对于操作者装置维持恒定高程，且调整所述UAV直升机的偏航以使得所述目标主体保持大体上在所述相机帧的中心附近。19.根据权利要求18所述的UAV直升机，其中所述图像处理器组件进一步被配置成确定所述目...

【专利技术属性】
技术研发人员：亨利·W·布莱楼，安东尼·巴拉瑞斯克，罗伯特·N·恩格陵，
申请(专利权)人：莉莉机器人公司，
类型：发明
国别省市：美国;US