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TW201810203A - 全方向無人飛行載具之控制天線方位定向的系統與裝置 - Google Patents

全方向無人飛行載具之控制天線方位定向的系統與裝置 Download PDF

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TW201810203A
TW201810203A TW106123960A TW106123960A TW201810203A TW 201810203 A TW201810203 A TW 201810203A TW 106123960 A TW106123960 A TW 106123960A TW 106123960 A TW106123960 A TW 106123960A TW 201810203 A TW201810203 A TW 201810203A
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TW
Taiwan
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unmanned aerial
aerial vehicle
base station
absolute position
orientation
Prior art date
Application number
TW106123960A
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English (en)
Inventor
克里斯多福Ｍ 安德森
Original Assignee
愛爾蘭商陶格拉斯集團控股公司
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Publication date
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Abstract

揭露了使用架設在全方向UAV表面上的固定、方向性天線。UAV的定向由於UAV所執行的俯仰-橫滾-偏航命令而改變，以將固定、方向性天線最佳地朝基地台定位。

Description

全方向無人飛行載具之控制天線方位定向的系統與裝置 【相關專利參照】
本申請案主張在2017年7月12日申請之美國發明專利申請案15/647,480的優先權，其主張2016年7月19日申請之美國臨時申請案62/363,936的優先權，發明名稱為「全方向無人飛行載具之控制天線方位定向的系統與裝置(Systems and Devices to Control Antenna Azimuth Orientation in an Omni-Directional Unmanned Aerial Vehicle)」，此申請案的內容以引用的方式併入本文。
本發明是有關於一種無人飛行載具的系統與裝置，且特別是有關於一種全方向無人飛行載具的系統與裝置。
隨著無人飛行載具(unmanned aerial vehicle，UAV)或無人機(drone)技術的進步，相繼的每一代都受到更低成本及更高可靠度需求的驅動，特別是商業及娛樂的應用。降低UAV組件及系統的重量及複雜度將獲得額外的好處。實現這些目標將產生形式為更高效率以及更大範圍及負載能力的額外好處。
所有UAV應用的關鍵方面為載具與其地面站之間通訊的堅固性及可靠性。通常，這需要使用複雜或多個相對龐大的天線來提供可接受的三維(3D)增益。另一方法包含使用天線轉向系統，以將一方向性天線定向至較佳的對準方向以進行可靠的通訊。這些解決方案與降低複雜度及重量並增加UAVs的系統可靠度相互衝突。
所需要的是將相對簡單、輕便固定的方向性天線整合至UAV並維持UAV的較佳對準以在UAV飛行期間在UAV及基地台之間進行可靠通訊的方法。
一固定、方向性天線架設在全方向UAV(例如四旋翼機)的表面上。經由發出至載具的飛行控制系統並由其執行的至少一個俯仰-橫滾-偏航軸校正命令以將UAV及其固定天線沿所需方位相對地面控制台定向，可實現對基地台的較佳天線對準。正確方位的計算以及軸校正命令的發出係基於UAV及地面控制台的相對位置且可在地面控制台或在UAV本身上執行。
本發明的一態樣關於無人飛行載具系統。合適的系統包含：一無人飛行載具，具有一固定、方向性天線、一旋轉定向偵測器、一絕對位置偵測系統、及一飛行控制系統；一基地台，具有一RF收發器、一方位計算單元、一旋轉定向偵測器、及一絕對位置偵測系統，基地台與無人飛行載具無線通訊，其中基地台組態以從無人飛行載具旋轉定向偵測器接收絕對位置資料(如羅盤資料)並計算無人飛行載具的一定向。無人飛行載具可更包含俯仰(pitch)、橫滾(roll)及偏航(yaw)校正器中的至少一個。指令可基於例如羅盤航向(compass heading)而從基地台傳送。基地台可組態以回應於無人飛行載具的計算定向而產生一指令至無人飛行載具。在其他組態中，指令可由無人飛行載具上的一CPU產生。無人飛行載具可為自主的， 使得系統用以根據所需來保持天線指向。到無人飛行載具的指令可改變無人飛行載具的俯仰、橫滾及偏航的其中一或多個。
本發明的另一態樣關於無人飛行載具系統，其包含：一無人飛行載具，具有一固定、方向性天線、一旋轉定向偵測器、一絕對位置偵測系統、一飛行控制系統及一方位計算單元；一基地台，具有一RF收發器、及一控制台絕對位置偵測系統，基地台與無人飛行載具無線通訊，其中基地台組態以從無人飛行載具旋轉定向偵測器接收一絕對位置資料並計算無人飛行載具的一定向。在某些組態中，無人飛行載具更包含俯仰、橫滾及偏航校正器中的至少一個。指令可基於例如羅盤航向而從基地台傳送。此外，基地台可組態以回應於無人飛行載具的計算定向及/或位置而產生一指令至無人飛行載具。在其他組態中，指令可由無人飛行載具上的一CPU產生。到無人飛行載具的指令可改變無人飛行載具的俯仰、橫滾及偏航的其中一或多個。
本發明的另一態樣關於用以控制一無人飛行載具系統的方法，其包含：一無人飛行載具，具有一固定、方向性天線、一旋轉定向偵測器、一絕對位置偵測系統、及一飛行控制系統；一基地台，具有一RF收發器、一方位計算單元、一旋轉定向偵測器、及一絕對位置偵測系統，基地台與無人飛行載具無線通訊，其中基地台組態以從旋轉定向偵測器接收一絕對位置資料並計算無人飛行載具的一定向，方法步驟包含：建立飛行載具與基地台之間的一無線通訊連結；決定無人飛行載具的一位置及定向；計算飛行控制系統的一指令，以改變無人飛行載具的俯仰、橫滾及偏航的其中一或多個，以改變固定、方向性天線的一定向。額外的步驟可包含回應於無人飛行載具的計算定向及/或位置而產生一指令至無人飛行載具。額外的步驟可包含從基地台傳送指令至無人飛行載具。
本發明的另一態樣關於用以控制一無人飛行載具系統的方法，其包含：一無人飛行載具，具有一固定、方向性天線、一旋轉定向偵 測器、一絕對位置偵測系統、一飛行控制系統及一方位計算單元；一基地台，具有一RF收發器、及一控制台絕對位置偵測系統，基地台與無人飛行載具無線通訊，其中基地台組態以從旋轉定向偵測器接收一絕對位置資料並計算無人飛行載具的一定向，方法步驟包含：建立無人飛行載具與基地台之間的一無線通訊連結；決定無人飛行載具的一位置；計算飛行控制系統的一指令，以改變無人飛行載具的俯仰、橫滾及偏航的其中一或多個，以改變固定、方向性天線的一定向。額外的步驟可包含回應於無人飛行載具的計算定向而產生一指令至無人飛行載具。方法也可包含從基地台傳送指令至無人飛行載具。
本發明的一態樣關於無人飛行載具系統。適當的系統包含：一無人飛行載具，具有一固定、方向性天線裝置、一旋轉定向偵測器裝置、一絕對位置偵測系統、及一飛行控制系統；一基地台，具有一RF收發器、一方位計算單元、一旋轉定向偵測器、及一絕對位置偵測系統，基地台與無人飛行載具無線通訊，其中基地台組態以從旋轉定向偵測器接收一絕對位置資料並計算無人飛行載具的一定向。無人飛行載具可更包含俯仰、橫滾及偏航校正器的其中至少一個。基地台可組態以回應於無人飛行載具的計算定向而產生一指令至無人飛行載具。在替代組態中，指令可由一機載CPU產生。無人飛行載具可為自主的，使得系統用以根據所需來保持天線指向。到無人飛行載具的指令可改變無人飛行載具的俯仰、橫滾及偏航的其中一或多個。
本發明的另一態樣關於無人飛行載具系統，其包含：一無人飛行載具，具有一固定、方向性天線裝置、一旋轉定向偵測器裝置、一絕對位置偵測系統、一飛行控制系統及一方位計算單元；一基地台，具有一RF收發器、及一控制台絕對位置偵測系統，基地台與無人飛行載具無線通訊，其中基地台組態以從旋轉定向偵測器裝置接收一絕對位置資料並計算無人飛行載具的一定向。在某些組態中，無人飛行載具更包含俯仰、橫 滾及偏航校正器的其中至少一個。此外，基地台可組態以回應於無人飛行載具的計算定向而產生一指令至無人飛行載具。在替代組態中，指令可由一機載CPU產生。到無人飛行載具的指令可改變無人飛行載具的俯仰、橫滾及偏航的其中一或多個。
本發明的另一態樣關於用以控制一無人飛行載具系統的方法，其包含：一無人飛行載具，具有一固定、方向性天線裝置、一旋轉定向偵測器裝置、一絕對位置偵測系統、及一飛行控制系統；一基地台，具有一RF收發器、一方位計算單元、一旋轉定向偵測器、及一絕對位置偵測系統，基地台裝置與無人飛行載具無線通訊，其中基地台裝置組態以從無人飛行載具旋轉定向偵測器裝置接收一絕對位置資料並計算無人飛行載具的一定向，方法步驟包含：建立無人飛行載具與基地台之間的一無線通訊連結；決定無人飛行載具的一位置；計算飛行控制系統的一指令，以改變無人飛行載具的俯仰、橫滾及偏航的其中一或多個，以改變固定、方向性天線的一定向。額外的步驟可包含回應於無人飛行載具的計算定向而產生一指令至無人飛行載具。額外的步驟可包含從基地台傳送指令至無人飛行載具。
本發明的另一態樣關於用以控制一無人飛行載具系統的方法，其包含：一無人飛行載具，具有一固定、方向性天線裝置、一旋轉定向偵測器裝置、一絕對位置偵測系統、一飛行控制系統及一方位計算單元；一基地台，具有一RF收發器、及一控制台絕對位置偵測系統，基地台與無人飛行載具無線通訊，其中基地台組態以從旋轉定向偵測器裝置接收一絕對位置資料並計算無人飛行載具的一定向，方法步驟包含：建立無人飛行載具與基地台之間的一無線通訊連結；決定無人飛行載具的一位置；計算飛行控制系統的一指令，以改變無人飛行載具的俯仰、橫滾及偏航的其中一或多個，以改變固定、方向性天線裝置的一定向。額外的步驟可包含回應於無人飛行載具的計算定向而產生一指令至無人飛行載具。方法也可包 含從基地台傳送指令至無人飛行載具。
【引用合併】
本說明書中提到的所有出版物、專利及專利申請均以引用的方式併入本文，其程度如同特別地且單獨地指出單獨的出版物、專利及專利申請以引用的方式併入。舉例來說，參考：2001年4月17日頒發給Johnson的US 6,219,004 B1，針對具有對水平線上的峰值增益最佳化的半球輻射的天線；2004年8月10日頒發給Downs的US 6,774,860 B2，針對提供雙極的UAV(無人機)；2007年11月27日頒發給Beard等人的US 7,302,316 B2，針對無人飛行載具的自動飛行的可程式化自動駕駛系統；2012年9月11日頒發給Garrec等人的US 8,265,808 B2，針對無人機的自主及自動著陸系統；2014年12月9日頒發給Tillotson等人的US 8,904,880 B1，針對低成本的空中中繼站的方法及系統；2014年12月9日頒發給Sharawi等人的US 8,907,846 B2，針對用於多轉子平台的單一天線方向找尋系統；2015年7月7日頒發給Kugelmass的US 9,075,415 B2，針對無人飛行載具及控制其的方法；2015年12月15日頒發給Miralles的US 9,211,947 B2，針對無人飛行載具重新定向；2014年9月18日頒發給Metzger的US 2014/0266882 A1，針對用以決定載具姿態的系統及程序；以及2015年8月20日頒發給Jalali的US 2015/0236779 A1，針對經由無人機/UAV平台的寬頻存取系統。
100‧‧‧無人飛行載具
110‧‧‧控制電子
120‧‧‧固定方向性天線
122‧‧‧第一端
124‧‧‧第二端
126‧‧‧信號
130‧‧‧結構臂
140‧‧‧馬達
150‧‧‧螺旋槳
160‧‧‧UAV平台底座
162‧‧‧上表面
164‧‧‧側表面
166‧‧‧下表面
170‧‧‧地面控制台
172‧‧‧使用者
200‧‧‧地面控制台
202‧‧‧無線通訊
204‧‧‧GPS接收器
210‧‧‧主控制系統
220‧‧‧方位計算單元
230‧‧‧控制台天線
240‧‧‧控制台RF收發器
250‧‧‧UAV
260‧‧‧飛行控制系統
262‧‧‧UAV絕對定位系統接收器
264‧‧‧旋轉偵測器
270‧‧‧校正控制器
280‧‧‧UAV方向性天線
290‧‧‧UAV RF收發器
300‧‧‧地面控制台
302‧‧‧無線通訊
304‧‧‧GPS接收器
310‧‧‧主控制系統
320‧‧‧天線
330‧‧‧控制台RF收發器
340‧‧‧UAV
342‧‧‧GPS接收器
344‧‧‧數位羅盤
350‧‧‧RF收發器
360‧‧‧方位計算單元
370‧‧‧方向性天線
380‧‧‧飛行控制系統
390‧‧‧校正控制器
620‧‧‧天線
650‧‧‧收發器
670‧‧‧第一基地台
671‧‧‧第二基地台
690‧‧‧平面
本發明的新穎特徵在附隨的申請專利範圍中具體闡述。藉由參考下文對利用本發明原理的說明性具體實施例加以闡述的詳細描述及其附圖，將可更佳地理解本發明的特徵及優點，其中：圖1A為具有架設於一表面上的固定、方向性天線的根據本發明的一範例全方向無人飛行載具(UAV)的透視圖；圖1B為具有由其延伸之範例天線輻射圖案的一範例全方向UAV的透視圖；圖1C為一UAV的側視圖的一部份，其描述UAV的表面以及從UAV表面延伸的天線之間的一範例角度；圖2為描述根據本發明之系統的一具體實施例的主要組件的方塊圖；圖3為描述根據本發明之系統的第二具體實施例的主要組件的方塊圖；圖4A-4C為根據本發明之UAV的側視圖，其具有架設於相對使用者(或基地台)定位的表面上的一固定、方向性天線，其描述回應於至少一俯仰-橫滾-偏航命令之UAV定向的變化，以最佳化固定天線定向至基地台；圖5A-5D為根據本發明之UAV的側視圖，其具有以一角度架設在UAV表面上的固定、方向性天線，其描述回應於至少一俯仰-橫滾-偏航命令之UAV定向的變化；以及圖6為與相對於平行地面的一平面定位的兩個基地台通訊的一UAV的視圖。
如圖1A-1C所示，系統的範例無人飛行載具100包含例如具有多轉子平台的殼體，其包含從其延伸的四個結構臂130以及附接到每一結構臂130的轉子，藉此形成一全方向UAV(無人飛行載具)或無人機。合適的UAV包含例如圖中所示的四旋翼機。在不偏離本發明的範疇下也可使用UAV的其他組態。參考x-y-z圖描述相對的繞y軸的俯仰旋轉、繞z軸的偏航旋轉、及繞x軸的橫滾旋轉。
控制電子110整合至UAV平台底座160。如所示，UAV平台底座160具有上表面162、四個側表面164、及下表面166。這些表面可定位使得上表面162平行於下表面166且側表面164至少部分地垂直上表面162及下表面166的一部份。在不偏離本發明的範疇下，可使用UAV平台底座160的其他形狀及組態。熟此技藝者將理解到，在不偏離本發明的範疇下也可使用UAV的其他組態。
如所示，馬達140及螺旋槳150架設於每一結構臂130的末端。控制電子110組態以控制架設在每一結構臂130末端的每一馬達140的速率，以造成四轉子平台的運動。
固定的方向性天線120產生來自UAV 100的信號126。適當的固定方向性天線120可為如圖中所示的Yagi天線或任何其他合適的天線。如熟此技藝者將理解到，當固定的方向性天線120的末端最佳地導向至基地台，信號126的強度將增加。
附接至UAV平台的為單一的固定方向性天線120，其在一較佳定向上展現良好的接收。固定方向性天線120可定位使得第一端122組態以接合UAV平台底座160的一表面且第二端124在第一端122的相對端。藉由控制UAV繞例如其偏航軸的旋轉，系統將天線定向並維持在一較佳的方位定向上，使地面控制台有最佳的接收。
固定方向性天線120可在任何表面上附接至UAV平台底座160。此外，固定方向性天線120可定位使得固定方向性天線120的俯仰與 UAV平台底座160表面上的附接點的位置成15到90度角。如圖1C所示，UAV平台底座160具有複數個平面表面，且固定方向性天線120以與固定方向性天線架設表面成α角的方式定位在下表面166上，其實質垂直於平面下表面166。角度顯示為與附接點成90度。在不偏離本發明的範疇下也可使用其他角度。固定方向性天線120的角度可為固定的或電子或機械地鉸接。
多個方向性天線適合與此裝置一起使用。範例包含軸向模式螺旋天線、Yagi天線、微帶天線、行進波喇叭式天線、反射碟形天線、及微帶、領結型或雙極元件天線的面板陣列。方向性天線可具有例如7-60度輻射圖案、0.25-3英里範圍、及8-24dBi增益。然而，如熟此技藝者將理解到，方向性天線有意地將能量沿一線集中在一特定方向上。確切的增益、輻射圖案及功能性範圍可能與所提供的範例不同。
圖2為根據本發明的系統的具體實施例的方塊圖。系統包含地面控制台200及UAV 250(如圖1A-1C所述的UAV)。地面控制台200能夠經由例如射頻(RF)與UAV 250無線通訊202。
地面控制台200包含一控制台絕對定位系統接收器(例如GPS接收器204)及一主控制系統210。主控制系統210包含方位計算單元220、控制台天線230及用以與UAV 250通訊的控制台RF收發器240。
UAV 250包含UAV絕對定位系統接收器262、旋轉偵測器264(例如偵測旋轉定向的數位羅盤)、UAV方向性天線280、及用以與地面控制台200通訊的UAV RF收發器290。飛行控制系統260包含俯仰-橫滾-偏航校正控制器270，其控制UAV 250繞至少一軸的旋轉。當UAV 250穿過其飛行路徑時，地面控制台200經由RF傳輸接收UAV 250的絕對定位座標及數位羅盤航向。從經由控制台絕對定位系統接收器(例如GPS接收器204)的UAV 250的絕對位置及其本身的絕對定位位置，方位計算單元220計算代表從無人機到地面站的路徑的一向量。此向量與基於數位羅盤航向的無人機的當前定向的比較允許計算校正命令。校正命令經由控制台RF收發器240傳送至UAV RF收發器290，其轉而將校正命令路由至飛行控制系統260的校正控制器270。定向校正由飛行控制系統260執行，以達到相對地面控制台200的所需天線定向。以適當間隔定期地重複此程序使得UAV 250能夠維持相對地面控制台200的所需天線定向。UAV及地面站皆具有絕對定位系統，例如GPS。在不偏離本發明範疇的情況下，可在UAV及地面站的其中一者或兩者中使用其他絕對定位系統。此外，UAV及地面站可皆具有旋轉定向偵測器，例如數位羅盤。在不偏離本發明範疇的情況下，可在UAV及地面站的其中一者或兩者中使用其他旋轉定向偵測器。
圖3為根據本發明的系統的另一具體實施例的方塊圖。系統包含地面控制台300及UAV 340，如圖1A-1C中所描述的UAV。地面控制台300能夠經由例如射頻(RF)與UAV RF收發器350無線通訊302。
地面控制台300包含控制台絕對定位系統接收器(例如GPS接收器304)、主控制系統310、天線320及用以與UAV 340通訊的控制台RF收發器330。UAV 340包含絕對定位接收器(例如UAV GPS接收器342)、旋轉定向偵測器(例如數位羅盤344)、用以與地面控制台300通訊的UAV RF收發器350、方位計算單元360、方向性天線370及飛行控制系統380(其本身包含校正控制器390)。當UAV 340穿過其飛行路徑時，其接收來自地面控制台300的絕對定位座標，例如GPS座標。在地面控制台300為靜止的情況下，座標僅需在飛行前由UAV 340輸入並記錄一次。這可經由RF傳輸來實現、或經由許多其他方式來實現，包含有線連接、紅外線傳輸、或甚至UAV 340上的開關的手動設定。
使用來自地面控制台300的絕對定位座標(例如GPS座標)，連同來自UAV GPS接收器342的絕對定位座標，方位計算單元360計算代表從無人機到地面站之路經的一向量。基於從數位羅盤344的讀取，此向量與方向性天線370的當前定向的比較允許方位計算單元計算校正命令。校正命令傳送至飛行控制系統380的校正控制器390，其執行校正命令以維持方向 性天線370相對地面控制台300的較佳方位定向。以適當間隔定期地重複此程序使得UAV 340能夠維持相對地面控制台300的所需天線定向。
UAV飛行控制系統可組態以維持位置、定向、及信號品質資料的週期記錄。在因為任何原因而失去與地面控制台300的通訊的情況下，飛行控制系統380將命令UAV 340回到其具有可接受信號品質的最後位置及定向，以重建與地面控制台300的通訊。
圖4A-4C為根據本發明之UAV平台底座160的側視圖，其具有架設在相對於使用者172(或地面控制台170)定位的表面上的一固定、方向性天線120。固定、方向性天線120附接至UAV平台底座160的下表面166，使得天線與UAV平台底座160的表面成90度α角從UAV平台底座延伸。信號126從固定、方向性天線120發射。信號126從固定、方向性天線120的末端延伸並涵蓋一定義的信號區域。當UAV 100遠離地面控制台170，信號126的強度將變化。在一組態中，當UAV 100遠離地面控制台170，將決定UAV 100的位置及信號126的強度。信號126的強度可為一感知的信號強度，其可與天線的已知信號強度範圍比較。地面控制台170經由固定、方向性天線120與UAV 100通訊。因為天線為一固定、方向性天線120，從地面控制台170傳送到UAV 100的指令可包含改變UAV 100相對地面控制台170的定向的指示，以最佳化信號強度。
若固定、方向性天線120以對UAV 100的下表面成小於90的角度架設，當UAV向上移動(例如沿y軸)遠離地面控制台170(例如基地台)，可預期一或多個橫滾及偏航的校正，如圖5A-5D所示。然而，當UAV遠離基地台(例如沿x軸)，可命令一或多個偏航、橫滾及俯仰的校正，以最佳化固定、方向性天線朝基地台的定向。
圖6顯示具有一收發器650的UAV，用以經由天線620與第一基地台670及第二基地台671通訊。UAV旋轉至平行地表的一平面690。旋轉UAV可藉由使用無線電測向、可視羅盤、經由UAV的可見地標的視覺識別、 天文體(如月亮、太陽、星星)的觀測來實現。UAV天線的方位的計算可在其中一地面控制台或在UAV本身上執行。
方法包含：(1)啟動UAV；(2)由基地台決定信號強度；(3)導引UAV在一想要的方向上移動；(4)當UAV遠離基地台時，決定信號強度的變化；(5)回應於信號強度的變化，指示UAV繞x-y-z軸的其中至少一者旋轉；(6)繼續指示UAV旋轉，直到接收到最佳信號強度。UAV繞一或多軸旋轉以指向天線，不論UAV的飛行方向為何。
另一方法可包含：(1)啟動UAV；(2)由基地台決定信號強度；(3)導引UAV在一想要的方向上移動；(4)基於指示UAV相對基地台移動的方向，計算信號強度的預期變化；(5)由於信號強度的預期變化，指示UAV繞x-y-z軸的其中至少一者旋轉；(6)量測實際信號強度；(7)繼續指示UAV旋轉，直到接收到最佳信號強度。
另一方法可包含：(1)啟動UAV；(2)由基地台決定信號強度；(3)導引UAV在一想要的方向上移動；(4)從基地台維持UAV的物體位置及信號強度的記錄；(5)確認UAV及基地台之間的通訊鏈路；(6)若失去與基地台的信號鏈路，UAV將參考物理位置及信號強度的記錄並回到通訊鏈路處於活動狀態的最近位置並假設定向、繼續通過先前的位置，直到保持信號連接。當UAV經由位置記錄而移動時，此方法也可跳過位置。此外，UAV可假設與記錄上位置相關的定向，接著若位置及定向沒有導致連接，則繞一或多軸旋轉以定位信號，因而補償基地台的任何移動。
另一方法可包含以下情況：UAV自動地建立通訊鏈路、決定基地台的位置並接著定位UAV使得固定方向性天線指向基地台。
熟此技藝者將理解到，所揭露的系統及方法也可利用各種電腦及計算系統、通訊裝置、網路及/或數位/邏輯裝置進行操作。每一個可轉而組態以利用可用某些儲存裝置製造、加載及/或從某些儲存裝置抓取的合適計算裝置，並接著執行使計算裝置執行根據所揭露標的各態樣的方法 的指令。
計算裝置可包含但不限於行動用戶裝置，例如行動電話、智慧型手機、手機、個人數位助理(PDA)、例如智能手機(如iPhone®)、平板電腦、筆記型電腦等。在至少某些組態中，使用者可透過網路(如網際網路)執行瀏覽器應用程式，以查看並與數位內容互動，例如螢幕顯示器。舉例來說，顯示器包含允許來自計算裝置的資料的可視呈現的一介面。存取可能是通過或部分通過其他形式的計算及/或通訊網路。使用者可存取網路瀏覽器，例如提供對應用程式及資料及位在一網站或網站的網頁上的其他內容的存取。
合適的計算裝置可包含一處理器以執行邏輯及其他計算操作，例如獨立的電腦處理單元(CPU)、或如在微控制器中的硬體接線邏輯、或兩者的組合，且可根據其操作系統及指令來執行指令，以執行方法步驟或程序要素。使用者的計算裝置可為計算裝置的網路的部分，且所揭露標的的方法可由關聯於網路的不同計算裝置執行，可能在不同物理位置，協作或以其他方式互動以執行所揭露方法。舉例來說，使用者的可攜式計算裝置可單獨執行一應用程式或與一遠端計算裝置(如網際網路上的伺服器)一起執行。為本申請案的目的，術語「計算裝置」包含任何及所有上述的邏輯電路、通訊裝置及數位處理性能或這些的結合。
所揭露標的的某些具體實施例可為說明目的而描述為可在執行軟體的計算裝置上執行的方法步驟，且僅以例示的方式顯示為程序流程的方塊圖。這也可被認為是軟體流程圖。這類方塊圖及執行方法或計算裝置操作的類似操作描述及方塊圖中方塊的任何組合可描述例如可提供至計算裝置的軟體程式碼/指令或至少功能性的簡短陳述及計算裝置載執行指令時所進行的操作。某些可能的替代實施可包含沒有按照方塊圖所註明的順序發生之方塊圖中的方塊所註明的功能、功能性及操作，包含同時或接近發生、或以其他順序發生或完全不發生。所揭露標的的態樣可在硬體、 韌體、軟體或其任何組合中並行或串行地實現，其通過互聯網絡(包含網際網路等)共位或至少部分地彼此遠端地定位在例如計算裝置的陣列或網路中。
指令可儲存於計算裝置內的合適「機器可讀媒體」或可與計算裝置通訊或可以其他方式由計算裝置存取。如本申請案所使用，機器可讀媒體為一有形儲存裝置且指令以非短暫的方式儲存。同時，在操作期間，指令有時可為短暫的，例如從遠端儲存裝置經由通訊鏈路傳送到計算裝置。然而，當機器可讀媒體為有形且非短暫的，指令將在記憶體儲存裝置中儲存至少一段時間，例如隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、磁碟或光碟儲存裝置等，其陣列及/或組合可形成本地快取記憶體(例如常駐於處理器積體電路)、本地主記憶體(例如容納在用於計算裝置的處理器的機殼內)、本地電子或硬碟驅動，連接到本地伺服器或經由網路存取的遠端伺服器的遠端儲存位置等。當這樣儲存時，軟體將構成「機器可讀媒體」，其為有形且以非短暫的形式儲存指令。因此，儲存執行供在相關計算裝置上執行的機器可讀媒體至少在指令由計算裝置的處理器執行的時間及當指令被儲存供計算裝置的後續存取時將為「有形」且「非短暫」。
雖然本文已顯示並描述本發明的較佳具體實施例，但熟此技藝者將明白這些具體實施例只是作為範例而提供的。在不偏離本發明的情況下，熟此技藝者現在將會想到許多變化、改變、及替換。應理解到，本文所述的本發明具體實施例的各種替代方案可在實施本發明中使用。以下申請專利範圍旨在定義本發明範疇，且由此而涵蓋這些申請專利範圍範疇內的方法及結構及其均等。

Claims (28)

  1. 一種無人飛行載具系統，包含：一無人飛行載具，具有一固定、方向性天線、一旋轉定向偵測器、一絕對位置偵測系統、及一飛行控制系統；一基地台，具有一RF收發器、一方位計算單元、一旋轉定向偵測器、及一絕對位置偵測系統，該基地台與該無人飛行載具無線通訊，其中該基地台組態以從該無人飛行載具接收一絕對位置資料並計算該無人飛行載具的一定向。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之無人飛行載具系統，其中該無人飛行載具更包含一偏航校正器。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之無人飛行載具系統，其中該基地台組態以回應於該無人飛行載具的該計算定向而產生一指令至該無人飛行載具。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之無人飛行載具系統，其中到該無人飛行載具的該指令改變該無人飛行載具的俯仰、橫滾及偏航的其中一或多個。
  5. 一種無人飛行載具系統，包含：一無人飛行載具，具有一固定、方向性天線、一旋轉定向偵測器、一絕對位置偵測系統、一飛行控制系統及一方位計算單元；一基地台，具有一RF收發器、及一控制台絕對位置偵測系統，該基地台與該無人飛行載具無線通訊，其中該基地台組態以從該無人飛行載具旋 轉定向偵測器接收一絕對位置資料並計算該無人飛行載具的一定向。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之無人飛行載具系統，其中該無人飛行載具更包含一偏航校正器。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之無人飛行載具系統，其中該基地台組態以回應於該無人飛行載具的該計算定向而產生一指令至該無人飛行載具。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之無人飛行載具系統，其中到該無人飛行載具的該指令改變該無人飛行載具的俯仰、橫滾及偏航的其中一或多個。
  9. 一種用以控制一無人飛行載具系統的方法，包含：一無人飛行載具，具有一固定、方向性天線、一旋轉定向偵測器、一絕對位置偵測系統、及一飛行控制系統；一基地台，具有一RF收發器、一方位計算單元、一旋轉定向偵測器、及一絕對位置偵測系統，該基地台與該無人飛行載具無線通訊，其中該基地台組態以從該無人飛行載具接收一絕對位置資料並計算該無人飛行載具的一定向，該方法步驟包含：建立該無人飛行載具與該基地台之間的一無線通訊連結；決定該無人飛行載具的一位置及定向；計算該飛行控制系統的一指令，以改變該無人飛行載具的俯仰、橫滾及偏航的其中一或多個，以改變該固定、方向性天線的一定向。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，更包含回應於該無人飛行載具的該計算定向及該無人飛行載具的該位置的其中至少一者而產生一指令至該無人飛行載具。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，更包含從該基地台傳送該指令至該無人飛行載具。
  12. 一種用以控制一無人飛行載具系統的方法，包含：一無人飛行載具，具有一固定、方向性天線、一旋轉定向偵測器、一絕對位置偵測系統、一飛行控制系統及一方位計算單元；一基地台，具有一RF收發器、及一控制台絕對位置偵測系統，該基地台與該無人飛行載具無線通訊，其中該基地台組態以從該無人飛行載具旋轉定向偵測器接收一絕對位置資料並計算該無人飛行載具的一定向，該方法包含：建立該無人飛行載具與該基地台之間的一無線通訊連結；決定該無人飛行載具的一位置；計算該飛行控制系統的一指令，以改變該無人飛行載具的俯仰、橫滾及偏航的其中一或多個，以改變該固定、方向性天線的一定向。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，更包含回應於該無人飛行載具的該計算定向而產生一指令至該無人飛行載具。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之方法，更包含從該基地台傳送該指令至該無人飛行載具。
  15. 一種無人飛行載具系統，包含： 一無人飛行載具裝置，具有一固定、方向性天線、一旋轉定向偵測器、一絕對位置偵測系統、及一飛行控制系統；一基地台裝置，具有一RF收發器、一方位計算單元、一旋轉定向偵測器、及一絕對位置偵測系統，該基地台裝置與該無人飛行載具無線通訊，其中該基地台裝置組態以從該無人飛行載具接收一絕對位置資料並計算該無人飛行載具的一定向。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之無人飛行載具系統，其中該無人飛行載具更包含一偏航校正器。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之無人飛行載具系統，其中該基地台組態以回應於該無人飛行載具的該計算定向而產生一指令至該無人飛行載具。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之無人飛行載具系統，其中到該無人飛行載具的該指令改變該無人飛行載具的俯仰、橫滾及偏航的其中一或多個。
  19. 一種無人飛行載具系統，包含：一無人飛行載具裝置，具有一固定、方向性天線裝置、一旋轉定向偵測器、一絕對位置偵測系統、一飛行控制系統及一方位計算單元；一基地台裝置，具有一RF收發器、及一控制台絕對位置偵測系統，該基地台裝置與該無人飛行載具無線通訊，其中該基地台裝置組態以從該無人飛行載具旋轉定向偵測器接收一絕對位置資料並計算該無人飛行載具的一定向。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之無人飛行載具系統，其中該無人飛行載具更包含一偏航校正器。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之無人飛行載具系統，其中該基地台組態以回應於該無人飛行載具的該計算定向而產生一指令至該無人飛行載具。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之無人飛行載具系統，其中到該無人飛行載具的該指令改變該無人飛行載具的俯仰、橫滾及偏航的其中一或多個。
  23. 一種用以控制一無人飛行載具系統的方法，包含：一無人飛行載具裝置，具有一固定、方向性天線裝置、一旋轉定向偵測器、一絕對位置偵測系統、及一飛行控制系統；一基地台裝置，具有一RF收發器、一方位計算單元、一旋轉定向偵測器、及一絕對位置偵測系統，該基地台裝置與該無人飛行載具無線通訊，其中該基地台裝置組態以從該無人飛行載具接收一絕對位置資料並計算該無人飛行載具的一定向，該方法步驟包含：建立該無人飛行載具與該基地台之間的一無線通訊連結；決定該無人飛行載具的一位置；計算該飛行控制系統的一指令，以改變該無人飛行載具的俯仰、橫滾及偏航的其中一或多個，以改變該固定、方向性天線的一定向。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之方法，更包含回應於該無人飛行載具的該計算定向而產生一指令至該無人飛行載具。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之方法，更包含從該基地台傳送該指令至該無人飛行載具。
  26. 一種用以控制一無人飛行載具系統的方法，包含：一無人飛行載具裝置，具有一固定、方向性天線裝置、一旋轉定向偵測器、一絕對位置偵測系統、一飛行控制系統及一方位計算單元；一基地台裝置，具有一RF收發器、及一控制台絕對位置偵測系統，該基地台裝置與該無人飛行載具無線通訊，其中該基地台裝置組態以從該無人飛行載具旋轉定向偵測器接收一絕對位置資料並計算該無人飛行載具的一定向，該方法包含：建立該無人飛行載具與該基地台之間的一無線通訊連結；決定該無人飛行載具的一位置；計算該飛行控制系統的一指令，以改變該無人飛行載具的俯仰、橫滾及偏航的其中一或多個，以改變該固定、方向性天線的一定向。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之方法，更包含回應於該無人飛行載具的該計算定向而產生一指令至該無人飛行載具。
  28. 如申請專利範圍第26項所述之方法，更包含從該基地台傳送該指令至該無人飛行載具。
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