具有用于定位和交互的繩組件的飛行攝像機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及空中成像，尤其涉及裝備有旋轉(zhuǎn)翼和繩組件的飛行攝像機(jī)，并且涉及 其定位、穩(wěn)定和與其交互。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，大多數(shù)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的操作受到在操作員手臂長(zhǎng)度所達(dá)到的范圍之內(nèi)的視點(diǎn) 的限制。
[0003] 為了解決這個(gè)問題，已經(jīng)提出了各種解決方案，包括飛行的和非飛行的兩者。然 而，當(dāng)前飛行解決方案通常難以控制、要求飛行員培訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)以從期望視點(diǎn)成功獲得圖像。 它們還非常易于受到風(fēng)的影響并且易于丟失和與高物體(諸如樹、電力線或房屋）碰撞?，F(xiàn) 有的非飛行解決方案(諸如可擴(kuò)展桿）特別依賴于支撐元件(像桿、柱或基臺(tái)），其導(dǎo)致復(fù)雜 的、昂貴的、笨重的或其它不實(shí)際的解決方案。它們通常不昂貴并且易于使用，但是運(yùn)輸麻 煩并且極其限制可能的視點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 根據(jù)本發(fā)明，針對(duì)空中成像的先前方法的限制已被基本減小或消除。具體來(lái)說(shuō)，本 發(fā)明目標(biāo)是提供改進(jìn)的系統(tǒng)和方法用于飛翔主體（volitant body)的位置和姿態(tài)穩(wěn)定，飛 翔主體包括使用繩組件的飛行攝像機(jī)。此外，本發(fā)明目標(biāo)是提供改進(jìn)的用戶交互以用于包 括飛行攝像機(jī)的飛翔主體。
[0005] 在本發(fā)明的情境中，這樣的用戶交互通常實(shí)現(xiàn)用戶意圖翻譯以執(zhí)行飛翔主體的動(dòng) 作或改變飛翔主體的操作。這通常通過(guò)用戶的特定物理動(dòng)作（例如拉繩）并且通過(guò)飛翔主 體的特定物理動(dòng)作(例如向后拉相同的繩）實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明的情境中，用戶交互包括但不限 于：由用戶或由飛翔主體或由這兩者施加的力、用戶對(duì)開關(guān)或按鈕的激活、來(lái)自用戶或來(lái)自 飛翔主體的視覺或聽覺信號(hào)、或者上面的預(yù)編碼序列和樣式。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，其提供一種設(shè)備，包括：飛翔主體，包括至少一個(gè)致動(dòng)器； 控制單元，用于控制所述致動(dòng)器；和機(jī)械設(shè)備，用于可操作地把所述飛翔主體連接到距所述 飛翔主體遙遠(yuǎn)的參考點(diǎn)。
[0007] 飛翔主體優(yōu)選地包括用于飛行的裝置。
[0008] 優(yōu)選地，至少一個(gè)致動(dòng)器被配置為驅(qū)動(dòng)所述用于飛行的裝置。
[0009] 優(yōu)選地，所述飛翔主體還包括攝像機(jī)。
[0010] 可操作連接可以具有機(jī)械性質(zhì)。
[0011] 優(yōu)選地，所述機(jī)械設(shè)備把所述飛翔主體以機(jī)械方式連接到參考點(diǎn)。
[0012] 所述機(jī)械設(shè)備可以可操作地連接到所述控制單元。
[0013] 所述設(shè)備可以包括評(píng)估單元，其可操作為向所述控制單元提供表示如下各項(xiàng)中至 少一個(gè)的數(shù)據(jù)：所述飛翔主體相對(duì)于所述參考點(diǎn)的（a)姿態(tài)；或（b)位置，并且其中所述控 制單元被配置為基于所述數(shù)據(jù)控制所述至少一個(gè)致動(dòng)器。
[0014] 在本申請(qǐng)中，姿態(tài)意指剛性主體相對(duì)于慣性坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)的完全定義，即所述主 體在所有三維中的定向。示例性慣性坐標(biāo)系是通常使用的局部重力-地參考東北天坐標(biāo) 系。
[0015] 優(yōu)選地，評(píng)估單元被包括在機(jī)械設(shè)備中并且優(yōu)選地被定位在飛翔主體上。由評(píng)估 單元提供的所述數(shù)據(jù)優(yōu)選地基于施加到所述機(jī)械設(shè)備的機(jī)械力。
[0016] 優(yōu)選地，評(píng)估單元被定位在飛翔主體上。
[0017] 所述設(shè)備還可以包括：感測(cè)單元，可操作為向所述評(píng)估單元提供表示施加到所述 機(jī)械設(shè)備的機(jī)械力的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述機(jī)械設(shè)備包括所述感測(cè)單元。
[0018] 優(yōu)選地，所述感測(cè)單元被定位在所述飛翔主體上。
[0019] 所述感測(cè)單元可以以機(jī)械方式連接到所述飛翔主體。
[0020] 所述設(shè)備可以包括：力傳感器，用于確定所述機(jī)械力，可操作地連接到感測(cè)單元。 優(yōu)選地，所述機(jī)械設(shè)備包括所述力傳感器。
[0021] 優(yōu)選地，所述力傳感器被定位在所述飛翔主體上。
[0022] 所述設(shè)備可以包括用于提供表示如下各項(xiàng)中至少一個(gè)的數(shù)據(jù)的傳感器：飛翔主體 的加速度、姿態(tài)或旋轉(zhuǎn)速率，所述傳感器可操作地連接到感測(cè)單元。所述設(shè)備可以包括用于 提供表示所述飛翔主體相對(duì)于所述參考點(diǎn)的所述位置的數(shù)據(jù)的傳感器，所述傳感器可操作 地連接到感測(cè)單元。
[0023] 所述設(shè)備可以包括可操作地連接到所述評(píng)估單元的存儲(chǔ)器單元，存儲(chǔ)器單元中存 儲(chǔ)有與所述機(jī)械設(shè)備的屬性有關(guān)的第一數(shù)據(jù)和與所述飛翔主體的屬性有關(guān)的第二數(shù)據(jù)，其 中所述評(píng)估單元被配置用于使用所述第一或第二數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)來(lái)執(zhí)行評(píng)估，以便提供 表示如下各項(xiàng)中至少一個(gè)的所述數(shù)據(jù)：所述飛翔主體相對(duì)于所述參考點(diǎn)的（a)姿態(tài)或（b) 位置。
[0024] 所述設(shè)備還可以包括主動(dòng)安全裝置和/或被動(dòng)安全裝置。
[0025] 所述設(shè)備還可以包括主動(dòng)用戶交互裝置和/或被動(dòng)用戶交互裝置。
[0026] 優(yōu)選地，所述機(jī)械設(shè)備限定用戶交互裝置。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，其提供了任何上面提到的機(jī)械設(shè)備基于施加到機(jī)械設(shè)備 的機(jī)械力作為通信信道的用途。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，其提供了任何上面提到的機(jī)械設(shè)備用于空中成像的用 途。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，其提供了用于操作任何上面提到的機(jī)械設(shè)備的方法，所 述方法包括如下步驟：控制所述至少一個(gè)致動(dòng)器以使得所述飛翔主體飛行遠(yuǎn)離所述參考 點(diǎn)。
[0030] 優(yōu)選地，控制所述至少一個(gè)致動(dòng)器的步驟使用機(jī)械設(shè)備來(lái)完成。
[0031] 所述方法可以包括如下附加步驟： 使用評(píng)估單元來(lái)提供表示如下各項(xiàng)中至少一個(gè)的數(shù)據(jù)：所述飛翔主體相對(duì)于所述參考 點(diǎn)的（a)姿態(tài)；或（b)位置；以及 向所述控制單元提供所述數(shù)據(jù)，并且其中所述控制單元基于所述數(shù)據(jù)評(píng)估的所述結(jié)果 執(zhí)行對(duì)所述至少一個(gè)致動(dòng)器的控制。
[0032] 所述方法可以包括如下步驟： 感測(cè)施加到所述機(jī)械設(shè)備的機(jī)械力；向所述評(píng)估單元提供表示施加到所述機(jī)械設(shè)備的 機(jī)械力的數(shù)據(jù)，并且其中所述評(píng)估單元執(zhí)行如下步驟：使用表示施加到所述機(jī)械設(shè)備的機(jī) 械力的所述數(shù)據(jù)來(lái)提供表示如下各項(xiàng)中至少一個(gè)的數(shù)據(jù)：所述飛翔主體相對(duì)于所述參考點(diǎn) 的（a)姿態(tài)；或（b)位置。
[0033] 所述方法還可以包括如下步驟： 記錄與所述機(jī)械設(shè)備的屬性有關(guān)的第一數(shù)據(jù)，和 記錄與所述飛翔主體的屬性有關(guān)的第二數(shù)據(jù)，和 使用所述第一或第二數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)來(lái)在評(píng)估單元處執(zhí)行評(píng)估，以便提供表示如下 各項(xiàng)中至少一個(gè)的所述數(shù)據(jù)：所述飛翔主體相對(duì)于所述參考點(diǎn)的（a)姿態(tài)；或（b)位置。
[0034] 所述方法還可以包括如下步驟： 感測(cè)施加到所述機(jī)械設(shè)備的機(jī)械力，和 評(píng)估所感測(cè)的機(jī)械力以便提供評(píng)估結(jié)果； 向所述控制單元提供評(píng)估結(jié)果，并且其中控制所述至少一個(gè)致動(dòng)器的所述步驟基于所 述評(píng)估結(jié)果來(lái)執(zhí)行。
[0035] 優(yōu)選地，機(jī)械力在參考點(diǎn)被施加到機(jī)械設(shè)備。
[0036] 優(yōu)選地，評(píng)估結(jié)果可以包括表示如下各項(xiàng)中至少一個(gè)的數(shù)據(jù)：力的量值、力的量值 的改變、力的方向和/或力序列。
[0037] 評(píng)估或控制步驟中的至少一個(gè)可以包括如下步驟：用戶與機(jī)械設(shè)備交互。
[0038] 優(yōu)選地，用戶與機(jī)械設(shè)備交互的步驟包括：用戶向機(jī)械設(shè)備施加一個(gè)或多個(gè)力或 者用戶減小被施加到機(jī)械設(shè)備的力。
[0039] 感測(cè)機(jī)械力的步驟可以包括感測(cè)如下各項(xiàng)中的至少一個(gè)：機(jī)械力的方向、量值或 時(shí)序。
[0040] 所述方法可以包括如下步驟： 通過(guò)把一個(gè)或多個(gè)力施加到所述機(jī)械設(shè)備來(lái)與所述參考點(diǎn)通信，其中所述至少一個(gè)致 動(dòng)器由控制單元控制以使得所述飛翔主體把所述一個(gè)或多個(gè)力施加到機(jī)械設(shè)備。
[0041] 控制所述至少一個(gè)致動(dòng)器的步驟可以包括如下各項(xiàng)中的至少一個(gè)：執(zhí)行緊急機(jī) 動(dòng)、執(zhí)行主動(dòng)機(jī)動(dòng)、檢測(cè)連續(xù)用戶輸入、或檢測(cè)并行用戶輸入。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，其提供了在評(píng)估單元中實(shí)施的、計(jì)算飛翔主體相對(duì)于參 考點(diǎn)的姿態(tài)或相對(duì)位置中至少一個(gè)的方法。所述方法可以包括：第一步驟，從安裝在所述飛 翔主體上的慣性傳感器接收第一數(shù)據(jù)?？蛇x地，所述方法可以包括第二步驟，從包括以前數(shù) 據(jù)或計(jì)算的存儲(chǔ)器單元取回第二數(shù)據(jù)。所述方法可以包括如下步驟：使用所述第一和/或 第二數(shù)據(jù)以便：（a)預(yù)測(cè)飛行器的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)，和（b)計(jì)算飛翔主體相對(duì)于參考點(diǎn)的近似位置 和/或飛翔主體的姿態(tài)?？蛇x地，可以使用關(guān)于設(shè)備的動(dòng)態(tài)特性的現(xiàn)有知識(shí)來(lái)改進(jìn)這個(gè)預(yù) 測(cè)和計(jì)算。附加傳感器(諸如繩長(zhǎng)