飞行器光学传感器配置制造技术

描述了一种飞行器，诸如无人驾驶飞行器(“UAV”)，所述飞行器包括多个传感器，诸如立体相机，所述传感器沿着所述飞行器的周边框架安装并且被布置来生成围绕所述飞行器的场景。所述传感器可安装在所述周边框架的小翼中或小翼上。所述多个传感器中的每一个具有视场，并且所述多个光学传感器被布置和/或取向成使得它们的视场贯穿围绕所述周边框架的连续空间彼此重叠。所述视场还可包括所述周边框架的一部分或与所述周边框架相邻的空间。

Optical Sensor Configuration for Aircraft

An aircraft, such as an unmanned aerial vehicle (\UAV\), is described. The aircraft comprises a plurality of sensors, such as a stereo camera, which are mounted along the peripheral frame of the aircraft and arranged to generate scenes around the aircraft. The sensor can be mounted in or on the wing of the peripheral frame. Each of the plurality of sensors has a field of view, and the plurality of optical sensors are arranged and/or oriented so that their field of view runs through the continuous space surrounding the surrounding frame and overlaps with each other. The field of view may also include a portion of the peripheral frame or space adjacent to the peripheral frame.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】飞行器光学传感器配置
技术介绍
本申请要求2016年9月14日提交的题为“AerialVehicleOpticalSensorConfiguration”的美国申请号15/265,793的权益，所述申请以引用的方式整体并入本文。已经在无人驾驶飞行器(UAV)上使用光学传感器来测量或捕获飞行器周围的空间的图像。例如，已经使用相机来检测UAV周围的物体。利用光学传感器测量UAV周围的空间传统上受到光学传感器的范围、UAV的几何形状和用于光学传感器的底座以及UAV上的光学传感器的数量的限制。将光学传感器安装在UAV上的传统安装位置，诸如在UAV的框架下方的万向节上，导致UAV周围的空间无法测量或成为“盲点”。例如，如果传感器是从在UAV中部的正上方或正下方延伸的结构安装，则盲点可能存在于UAV附近，传感器上方或下方，和/或UAV上方或下方。盲点是不良的，因为无法检测盲点中的物体。通过安装指向盲点的另外的光学传感器，可减少盲点；然而，添加光学传感器及其对应的布线和安装硬件会增加UAV的重量。另外，安装光学传感器可能会增加阻力，否则会对飞行、起飞和/或着陆性能产生负面影响。此外，添加另外的光学传感器及其安装硬件可能会产生另外的盲点。另外，将传感器添加到UAV可能会增加计算资源，并且相关地，增加处理由传感器提供的数据所需的电力。附图说明参照附图来阐述详细描述。在图中，参考标号最左侧的数字标识所述参考标号首次出现的图。图1描绘了根据一种实现方式的飞行器配置的视图。图2A和图2B描绘了根据一种实现方式的分别安装到飞行器的前小翼和后小翼的光学传感器的视图。图3描绘了根据一种实现方式的多个光学传感器和水平围绕飞行器的连续空间的视图。图4描绘了根据一种实现方式的飞行器的侧视图，所述飞行器包括光学传感器，所述光学传感器具有延伸到飞行器下方的空间中的视场。图5是示出根据一种实现方式的用于生成表示水平围绕飞行器的连续空间的场景的示例性过程的流程图。图6是可与各种实现方式一起使用的飞行器控制系统的说明性实现方式的框图。虽然在本文中通过举例来描述实现方式，但是本领域的技术人员将认识到，所述实现方式不限于所描述的示例或附图。应理解，附图及其详细描述并不意图将实现方式限制于所公开的具体形式，而正相反，其意图是涵盖属于如由所附权利要求书限定的精神和范围内的所有修改、等效物和替代方案。所使用的标题是仅出于组织的目的，而并不意图用于限制说明书或权利要求书的范围。如贯穿本申请所使用的，词语“可”是以许可性意义使用(即，意味着有可能)，而非以强制性意义使用(即，意味着必须)。类似地，术语“包括(include/including/includes)”意味着“包括但不限于”。如本文所使用的，术语“联接”可指连接在一起的两个或更多个部件，无论所述连接是永久的(例如，焊接的)还是临时的(例如，栓接的)、直接的还是间接的(即，通过中间物)、机械的、化学的、光学的还是电气的。如本文所使用的，“水平”飞行是指在基本上平行于地面(即海平面)的方向上行进的飞行，并且“竖直”飞行是指从地球中心基本上径向向外行进的飞行。普通技术人员应理解，轨迹可包括“水平”飞行矢量和“竖直”飞行矢量两种分量。如本文结合角度所使用的，“大致”意味着在+/-10度内。具体实施方式本公开描述了一种飞行器的配置，诸如无人驾驶飞行器(“UAV”)，所述飞行器具有沿着飞行器的周边框架定位的多个传感器，诸如光学传感器、相机等。传感器可附接到周边框架的小翼或其他结构。每个传感器可包括立体相机，所述立体相机以围绕飞行器的周边的配置来取向或布置，使得立体相机的视场的边缘邻近、平行于和/或包围飞行器的周边框架的一部分。同样地，配置的每个立体相机的视场与配置的至少一个其他立体相机的视场重叠。在一些实现方式中，立体相机的视场的水平对准相对于行进方向有所偏移。本文公开的配置可提供用于使用少至四个传感器来生成表示(例如，水平或竖直)围绕飞行器的连续空间的场景。本文公开的配置可提供用于将周边框架的外表面或靠近飞行器的周边框架的外表面的空间包括在传感器的视场内，这可提供用于检测在靠近飞行器的空间处的物体并减少盲点。图1示出根据一种实现方式的飞行器100的视图。在一些实现方式中，飞行器100是UAV。如所示出，飞行器100包括周边框架104，所述周边框架104包括前翼120、下后翼124、上后翼122和两个水平侧轨130-1、130-2。水平侧轨130联接到前翼120的相反端部以及上后翼122和下后翼124的相反端部。在一些实现方式中，联接可利用角接合部进行，所述角接合部诸如左前角接合部131-1、右前角接合部131-2、右后角接合部131-3和左后角接合部131-4。在这种实现方式中，角接合部是周边框架104的一部分。周边框架104的部件，诸如前翼120、下后翼124、上后翼122、侧轨130-1、130-2以及角接合部131可由任何一种或多种合适的材料形成，所述材料诸如石墨、碳纤维、铝、钛等或其任何组合。在所示出的示例中，飞行器100的周边框架104的部件各自由碳纤维形成并且在拐角处使用角接合部131接合。周边框架104的部件可使用各种各样的技术来联接。例如，如果周边框架104的部件是碳纤维，那么它们可被装配在一起并且使用二次胶合(这是本领域技术人员已知的技术)来接合。在其他实现方式中，周边框架104的部件可利用一种或多种附接机构(诸如，螺钉、铆钉、闩锁、四分之一转紧固件等)来附连，或另外以永久或可拆卸的方式固定在一起。前翼120、下后翼124和上后翼122以三翼配置来定位，并且当UAV在一个或多个方向上移动时每个机翼向飞行器100提供升力。例如，机翼可各自具有在水平飞行期间由于气流在机翼之上经过而产生升力的翼型形状。前翼120的相反端部可联接到角接合部131，诸如右前角接合部131-2和左前角接合部131-1。在一些实现方式中，前翼可包括一个或多个襟翼127(或副翼)，其可能能够单独地或与升力电机106、升力螺旋桨102、推力电机110、推力螺旋桨112和/或以下讨论的后翼上的其他襟翼相结合地调整飞行器100的俯仰、偏航和/或横滚。在一种或多种实现方式中，襟翼127可用作保护罩，以进一步阻止在飞行器100外部的物体接近升力螺旋桨102。例如，当飞行器100正在竖直方向上移动或正在悬停时，襟翼127可伸展以增加围绕升力螺旋桨102的一部分的保护屏障的大小。在一些实现方式中，前翼120可包括两对或更多对襟翼127，如图1所示。在其他实现方式中，例如，如果没有前推力电机110-1，那么前翼120可仅包括基本上沿前翼120的长度延伸的单个襟翼127。如果前翼120不包括襟翼127，那么升力电机106和升力螺旋桨102、推力电机110、推力螺旋桨112和/或后翼的襟翼可在飞行期间控制飞行器100的俯仰、偏航和/或横滚。下后翼124的相反端部可联接到角接合部131，诸如右后角接合部131-3和左后角接合部131-4。右后角接合部131-3和左后角接合部131-4可以是小翼。在一些实现方式中，下后翼可包括一个或多个襟翼123，其可单独地或与升力电机106、升力螺旋桨102、推力电机110、推力螺旋桨112和/或前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生成表示水平围绕飞行器的周边框架的连续空间的场景的方法，所述方法包括：从第一光学传感器接收第一信号，其中所述第一光学传感器从联接到所述周边框架的第一小翼的内部部分突出；从第二光学传感器接收第二信号，其中所述第二光学传感器从联接到所述周边框架的第二小翼的外部部分突出；从第三光学传感器接收第三信号，其中所述第三光学传感器从联接到所述周边框架的第三小翼突出；从第四光学传感器接收第四信号，其中所述第四光学传感器从联接到所述周边框架的第四小翼突出；以及处理所述第一信号、所述第二信号、所述第三信号和所述第四信号以生成表示围绕所述飞行器的所述周边框架的所述连续空间的所述场景。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.14 US 15/2657931.一种生成表示水平围绕飞行器的周边框架的连续空间的场景的方法，所述方法包括：从第一光学传感器接收第一信号，其中所述第一光学传感器从联接到所述周边框架的第一小翼的内部部分突出；从第二光学传感器接收第二信号，其中所述第二光学传感器从联接到所述周边框架的第二小翼的外部部分突出；从第三光学传感器接收第三信号，其中所述第三光学传感器从联接到所述周边框架的第三小翼突出；从第四光学传感器接收第四信号，其中所述第四光学传感器从联接到所述周边框架的第四小翼突出；以及处理所述第一信号、所述第二信号、所述第三信号和所述第四信号以生成表示围绕所述飞行器的所述周边框架的所述连续空间的所述场景。2.如权利要求1所述的方法，其中：所述第一光学传感器包括第一立体相机；所述第二光学传感器包括第二立体相机；所述第三光学传感器包括第三立体相机；并且所述第四光学传感器包括第四立体相机。3.如权利要求1或2中任一项所述的方法，其中：所述第一信号的第一部分和所述第二信号的第二部分表示第一相同空间；所述第二信号的第三部分和所述第三信号的第四部分表示第二相同空间；所述第三信号的第五部分和所述第四信号的第六部分表示第三相同空间；并且所述第四信号的第七部分和所述第一信号的第八部分表示第四相同空间。4.如权利要求1、2或3中任一项所述的方法，其中：所述第三光学传感器从所述第三小翼的内部部分突出；并且所述第四光学传感器从所述第四小翼的外部部分突出。5.一种飞行器，其包括：具有前部分和后部分的周边框架；具有第一视场的第一传感器，所述第一传感器联接到所述前部分；具有第二视场的第二传感器，所述第二传感器联接到所述前部分；具有第三视场的第三传感器，所述第三传感器联接到所述后部分；具有第四视场的第四传感器，所述第四传感器联接到所述后部分；并且其中：所述第四传感器取向成使得所述第四视场的边缘与容纳所述第一传感器的第一结构基本上相邻；所述第一传感器取向成使得所述第一视场的边缘与容纳所述第二传感器的第二结构基本上相邻；所述第二传感器取向成使得所述第二视场的边缘与容纳所述第三传感器的第三结构基本上相邻；并且所述第三传感器取向成使得所述第三视场的边缘与容纳所述第四传感器的第四结构基本上相邻。6.如权利要求5所述的飞行器，其中所述第一视场和所述第三视场不重叠。7.如权利要求5或6中任一项所述的飞行器，其中：所述第一视场的第一部分和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：TD格雷尼耶，LL勒格兰三世，BJ奥布里恩，JJ沃森，RD威尔什，
申请(专利权)人：亚马逊科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US