ES2850149T3

ES2850149T3 - Restricciones y control de altitud del vehículo

Info

Publication number: ES2850149T3
Application number: ES14909277T
Authority: ES
Inventors: Xingyu Zhang; Ketan Tang; Cong Zhao
Original assignee: SZ DJI Technology Co Ltd
Current assignee: SZ DJI Technology Co Ltd
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2014-12-31
Publication date: 2021-08-25
Anticipated expiration: 2034-12-31
Also published as: CN113342050A; DK3164774T3; US11163318B2; US12228945B2; US20220057813A1; EP4450924A2; CN113342050B; EP4450924B1; US20160327956A1; US20170068251A1; WO2016106746A1; US20190179342A1; EP4450924A3; US9501060B1; EP3164774A4; CN107209519B; EP3164774B1; EP3164774A1; EP4180898B1; US10216197B2

Abstract

Método para controlar el movimiento de un vehículo aéreo no tripulado (102, 1300, 1400), UAV, que tiene una o más unidades de propulsión (1302, 1304, 1306, 1308, 1406), comprendiendo el método: (a) emitir (702), desde uno o más procesadores, señales de control hasta una o más unidades de propulsión (1302, 1304, 1306, 1308, 1406) para hacer que el UAV (102, 1300, 1400) funcione según un primer conjunto de restricciones de altitud, en el que el primer conjunto de restricciones de altitud limita la altitud del UAV (102, 1300, 1400) con respecto a una primera altitud de referencia; (b) evaluar (704), con la ayuda del uno o más procesadores y basándose en uno o más criterios, si el UAV (102, 1300, 1400) debe funcionar según un segundo conjunto de restricciones de altitud; y (c) emitir (706), desde el uno o más procesadores, señales de control hasta la una o más unidades de propulsión (102, 1302, 1304, 1306, 1308, 1406) para hacer que el UAV (102, 1300, 1400) funcione según el segundo conjunto de restricciones de altitud si se cumplen el uno o más criterios según la evaluación de (b), en el que el segundo conjunto de restricciones de altitud limita la altitud del UAV (102, 1300, 1400) en relación con una segunda altitud de referencia; caracterizado porque la primera altitud de referencia es la altitud a nivel del mar (112, 208) y la segunda altitud de referencia es la altitud a nivel del suelo (107, 207) en una ubicación actual del UAV (102, 1300, 1400), y en el que, en comparación con el primer conjunto de restricciones de altitud, el segundo conjunto de restricciones de altitud define (i) un límite de altitud mínima diferente (114), o (ii) un límite de altitud máxima diferente (106, 206), y en el que el uno o más criterios comprenden si una altitud actual del UAV (102, 1300, 1400) ha superado un umbral de altitud predeterminado.

Description

DESCRIPCIÓN

Restricciones y control de altitud del vehículo

Antecedentes de la invención

Los vehículos aéreos tales como los vehículos aéreos no tripulados (UAV) pueden usarse para realizar tareas de vigilancia, reconocimiento y exploración para aplicaciones militares y civiles. Tales vehículos pueden transportar una carga útil configurada para realizar una función específica.

El control del tráfico aéreo de cada país (por ejemplo, en los EE. UU., es la FAA) tiene diversas normativas para el espacio aéreo. Por ejemplo, es posible que se prohíba que los UAV vuelen por encima de determinadas altitudes en determinadas jurisdicciones. Cuando se supera una altitud determinada, pueden verse afectados el vuelo de un UAV y la seguridad/estabilidad. Si falla un controlador remoto, un UAV podría continuar volando hacia arriba, lo que puede resultar peligroso.

El documento WO 2009/091431 A1 describe herramientas y técnicas para calcular planes de vuelo para vehículos aéreos no tripulados (UAV) al tiempo que realiza un recorrido alrededor de obstáculos que tienen dimensiones espaciales y temporales. Los métodos proporcionados por estas herramientas pueden recibir datos que representen los destinos que van a visitarse por los UAV, y pueden recibir datos que representan obstáculos que tienen dimensiones espaciales y temporales. Estos métodos también pueden calcular las dimensiones espaciales y temporales de las trayectorias, mediante las que el UAV puede viajar de un destino a otro, y puede al menos intentar calcular planes de vuelo para los UAV que incorporan estas trayectorias. Los métodos también pueden determinar si estas trayectorias se cruzan con algún obstáculo, y al menos intentar redireccionar las trayectorias alrededor de los obstáculos. Estas herramientas también pueden proporcionar sistemas y medios legibles por ordenador que contengan software para la realización de cualquiera de los métodos anteriores.

El documento US 2014/303884 A1 describe un ejemplo de activación rutinaria de manejo automatizado de peligros. Para determinadas realizaciones a modo de ejemplo, al menos una máquina, tal como un vehículo volador desocupado (UFV), puede: i) detectar al menos una motivación para activar al menos una rutina de manejo automatizado de peligros del UFV; o ii) activar al menos una rutina de manejo automatizado de peligros del UFV basándose al menos parcialmente en al menos una motivación.

El documento EP 2685336 A1 describe dispositivos, sistemas y técnicas para generar una interfaz gráfica de usuario que incluye un espacio de contención virtual tridimensional para el vuelo de un vehículo aéreo no tripulado (UAV). En algunos ejemplos, la interfaz gráfica de usuario puede generarse basándose en una entrada de usuario que define un límite virtual para el vuelo del UAV.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a un método según la reivindicación 1 y a un sistema según la reivindicación 10. Las reivindicaciones 2 a 9 se refieren a realizaciones específicamente ventajosas del método según la reivindicación 1, y las reivindicaciones 11 a 15 se refieren a realizaciones específicamente ventajosas del sistema según la reivindicación 10.

En algunos casos, puede ser deseable imponer restricciones de altura o controlar el vuelo de un vehículo aéreo, tal como un vehículo aéreo no tripulado (UAV), para el cumplimiento de la ley, mejorar la experiencia de usuario y/o mejorar la seguridad. Sin embargo, algunas restricciones pueden ser tanto excesivas como insuficientes. Por ejemplo, la restricción puede disponerse a una determinada altitud por encima de un nivel fijo (por ejemplo, el nivel del mar (MSL)) independientemente del terreno. Esto puede aplicarse si se usa un sistema de posicionamiento global (GPS) para medir la altitud. En este caso, el UAV puede ser capaz de volar solo una pequeña distancia por encima del nivel del suelo en una ciudad de gran altitud (por ejemplo, Denver), al tiempo que puede volar una distancia mayor sobre el nivel del suelo en una ciudad de baja altitud (por ejemplo, Washington, DC). Una medida de altitud relevante para los UAV puede ser la medición por encima del nivel del suelo. En algunas jurisdicciones (por ejemplo, Estados Unidos), el espacio aéreo no controlado en el que puede permitirse el vuelo de un UAV puede medirse desde cero. Las restricciones de altura que no tengan en cuenta el nivel del suelo pueden además no tener en cuenta el terreno complejo o los gradientes de altitud grandes en una ubicación de vuelo. Como resultado del fallo para tener en cuenta los niveles del suelo a gran altitud, terrenos complejos y grandes gradientes de altitud, el UAV puede invadir el espacio aéreo controlado o no alcanzar una altura permitida necesaria para actividades como la vigilancia, el reconocimiento, la exploración o la fotografía aérea. Por tanto, existe la necesidad de un control de altura mejorado y dinámico para altitudes con restricciones de vuelo.

Los sistemas y métodos se proporcionan para detectar y responder a altitudes con restricciones de vuelo. Las altitudes relativas de un UAV pueden determinarse. Esto puede incluir el cálculo de una distancia vertical entre el UAV y el nivel del mar (MSL) o el nivel del suelo local. La altitud del UAV puede compararse con una restricción de altitud. En base a la comparación, puede implementarse una respuesta de vuelo del UAV, tal como permitir que el UAV ascienda o descienda, aterrizar el UAV, proporcionar tiempo para permitir que el UAV cumpla con las restricciones de altitud, obligar al UAV a cumplir con las restricciones de altitud, y/o proporcionar una alerta o advertencia al usuario.

Por tanto, en un aspecto, se proporciona un método para controlar el movimiento de un vehículo aéreo no tripulado (UAV) que tiene una o más unidades de propulsión. El método puede comprender: recibir, en el uno o más procesadores, una o más restricciones de altitud para el UAV; recibir, en el uno o más procesadores, información de elevación de una zona; modificar, con ayuda del uno o más procesadores, la una o más restricciones de altitud basándose en la información de elevación para producir una o más restricciones de altitud modificadas; y emitir, desde el uno o más procesadores, señales de control a la una o más unidades de propulsión para hacer que el UAV cumpla con la una o más restricciones de altitud modificadas al tiempo que se mueve sobre la zona.

En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud comprenden un límite de altitud máxima. En algunas realizaciones, el límite de altitud máxima es de aproximadamente 120 m sobre el nivel del suelo. En algunas realizaciones, la modificación de la una o más restricciones de altitud comprende aumentar o disminuir el límite de altitud máxima basándose en la información de elevación. En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud comprenden un límite de altitud mínima. En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud comprenden un intervalo de altitud permisible. En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud están preestablecidas antes del vuelo del UAV. En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud se introducen por un usuario. En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud se almacenan en una memoria conectada operativamente al uno o más procesadores. En algunas realizaciones, la información de elevación es indicativa de la elevación del terreno en la zona. En algunas realizaciones, la información de elevación es indicativa de la altura de una o más estructuras artificiales o estructuras naturales de la zona. En algunas realizaciones, la recepción de la información de elevación comprende recibir un mapa de la zona que comprende la información de elevación. En algunas realizaciones, el mapa se almacena en una memoria conectada operativamente al uno o más procesadores. En algunas realizaciones, el mapa se recibe antes del vuelo del UAV. En algunas realizaciones, el mapa se recibe durante el vuelo del UAV. En algunas realizaciones, el método comprende, además: evaluar una ubicación actual del UAV; identificar una ubicación en el mapa correspondiente a la ubicación actual del UAV; y usar el mapa para obtener información de elevación para la ubicación. En algunas realizaciones, la ubicación actual del UAV se evalúa usando uno o más sensores GPS transportados por el UAV. En algunas realizaciones, la recepción de la información de elevación comprende recibir datos de sensor indicativos de la información de elevación para la zona. En algunas realizaciones, los datos de sensor se generan mediante uno o más sensores transportados por el UAV y configurados para medir la altura por encima del suelo del UAV. En algunas realizaciones, el uno o más sensores comprenden un sensor ultrasónico, un radar de apertura sintética, una cámara de tiempo de vuelo, un sensor de visión o un sensor LIDAR. En algunas realizaciones, los datos de sensor comprenden un promedio ponderado de mediciones de altura sobre el suelo para el UAV durante un intervalo de tiempo predeterminado. En algunas realizaciones, la etapa de modificación se realiza durante el funcionamiento del UAV.

En otro aspecto, se proporciona un sistema para controlar el movimiento de un vehículo aéreo no tripulado (UAV). El sistema puede comprender un cuerpo de vehículo; una o más unidades de propulsión acopladas al cuerpo de vehículo y adaptadas para realizar el movimiento del UAV; y uno o más procesadores acoplados operativamente a la una o más unidades de propulsión y configurados de manera individual o colectiva para: recibir una o más restricciones de altitud para el UAV; recibir información de elevación para una zona; modificar la una o más restricciones de altitud basándose en la información de elevación para producir una o más restricciones de altitud modificadas; y emitir señales de control a la una o más unidades de propulsión para hacer que el UAV cumpla la una o más restricciones de altitud modificadas al tiempo que se mueve sobre la zona.

En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud comprenden un límite de altitud máxima. En algunas realizaciones, el límite de altitud máxima es de aproximadamente 120 m sobre el nivel del suelo. En algunas realizaciones, el uno o más procesadores se configuran para modificar la una o más restricciones de altitud aumentando o disminuyendo el límite de altitud máxima basándose en la información de elevación. En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud comprenden un límite de altitud mínima. En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud comprenden un intervalo de altitud permisible. En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud están preestablecidas antes del vuelo del UAV. En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud se introducen por un usuario. En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud se almacenan en una memoria conectada operativamente al uno o más procesadores. En algunas realizaciones, la información de elevación es indicativa de la elevación del terreno en la zona. En algunas realizaciones, la información de elevación es indicativa de la altura de una o más estructuras artificiales o estructuras naturales de la zona. En algunas realizaciones, el uno o más procesadores se configuran para recibir la información de elevación mediante la recepción de un mapa de la zona que comprende la información de elevación. En algunas realizaciones, el mapa se almacena en una memoria conectada operativamente al uno o más procesadores. En algunas realizaciones, el mapa se recibe antes del vuelo del UAV. En algunas realizaciones, el mapa se recibe durante el vuelo del UAV. En algunas realizaciones, el uno o más procesadores se configuran para: evaluar la ubicación actual del UAV; identificar una ubicación en el mapa correspondiente a la ubicación actual del UAV; y usar el mapa para obtener información de elevación para la ubicación. En algunas realizaciones, la ubicación actual del UAV se evalúa usando uno o más sensores GPS transportados por el UAV. En algunas realizaciones, el uno o más procesadores se configuran para recibir la información de elevación mediante la recepción de datos de sensor indicativos de la información de elevación para la zona. En algunas realizaciones, los datos de sensor se generan mediante uno o más sensores transportados por el UAV y configurados para medir la altura por encima del suelo del UAV. En algunas realizaciones, el uno o más sensores comprenden un sensor ultrasónico, un radar de apertura sintética, una cámara de tiempo de vuelo, un sensor de visión o un sensor LIDAR. En algunas realizaciones, los datos de sensor comprenden un promedio ponderado de mediciones de altura sobre el suelo para el UAV durante un intervalo de tiempo predeterminado. En algunas realizaciones, el uno o más procesadores se configuran para modificar la una o más restricciones de altitud durante el funcionamiento del UAV.

En otro aspecto, se proporciona un método para controlar el movimiento de un vehículo aéreo no tripulado (UAV) que tiene una o más unidades de propulsión. El método puede comprender: recibir, en el uno o más procesadores, una o más restricciones de altitud para el UAV; recibir, en el uno o más procesadores, información del mapa para una zona; modificar, con ayuda del uno o más procesadores, la una o más restricciones de altitud basándose en la información del mapa para producir una o más restricciones de altitud modificadas; y emitir, desde el uno o más procesadores, señales de control hasta la una o más unidades de propulsión para hacer que el UAV cumpla con la una o más restricciones de altitud modificadas al tiempo que se mueve sobre la zona.

En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud comprenden un límite de altitud máxima. En algunas realizaciones, el límite de altitud máxima es de aproximadamente 120 m sobre el nivel del suelo. En algunas realizaciones, la modificación de la una o más restricciones de altitud comprende aumentar o disminuir el límite de altitud máxima basándose en la información del mapa. En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud comprenden un límite de altitud mínima. En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud comprenden un intervalo de altitud permisible. En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud están preestablecidas antes del vuelo del UAV. En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud se introducen por un usuario. En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud se almacenan en una memoria conectada operativamente al uno o más procesadores. En algunas realizaciones, la información del mapa comprende la información de elevación de la zona. En algunas realizaciones, la información de elevación es indicativa de la elevación del terreno en la zona. En algunas realizaciones, la información de elevación es indicativa de la altura de una o más estructuras artificiales o estructuras naturales de la zona. En algunas realizaciones, la información del mapa comprende ubicaciones de espacios aéreos restringidos. En algunas realizaciones, los espacios aéreos restringidos comprenden uno o más de un aeropuerto, una zona urbana, una instalación militar o una zona de conservación medioambiental. En algunas realizaciones, la recepción de la información del mapa comprende recibir un mapa de la zona que comprende la información del mapa. En algunas realizaciones, el mapa es un mapa topográfico. En algunas realizaciones, el mapa se almacena en una memoria conectada operativamente al uno o más procesadores. En algunas realizaciones, el mapa se recibe antes del vuelo del UAV. En algunas realizaciones, el mapa se recibe durante el vuelo del UAV. En algunas realizaciones, el método comprende, además: evaluar una ubicación actual del UAV; identificar una ubicación en el mapa correspondiente a la ubicación actual del UAV; y usar el mapa para obtener información del mapa para la ubicación. En algunas realizaciones, la ubicación actual del UAV se evalúa usando uno o más sensores GPS transportados por el UAV. En algunas realizaciones, la etapa de modificación se realiza durante el funcionamiento del UAV.

En otro aspecto, se proporciona un sistema para controlar el movimiento de un vehículo aéreo no tripulado (UAV). El sistema puede comprender: un cuerpo de vehículo; una o más unidades de propulsión acopladas al cuerpo de vehículo y adaptadas para realizar el movimiento del UAV; y uno o más procesadores acoplados operativamente a la una o más unidades de propulsión y configurados de manera individual o colectiva para: recibir una o más restricciones de altitud para el UAV; recibir información del mapa para una zona; modificar la una o más restricciones de altitud basándose en la información del mapa para producir una o más restricciones de altitud modificadas; y emitir señales de control a la una o más unidades de propulsión para hacer que el UAV cumpla la una o más restricciones de altitud modificadas al tiempo que se mueve sobre la zona.

En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud comprenden un límite de altitud máxima. En algunas realizaciones, el límite de altitud máxima es de aproximadamente 120 m sobre el nivel del suelo. En algunas realizaciones, el uno o más procesadores se configuran para modificar la una o más restricciones de altitud aumentando o disminuyendo el límite de altitud máxima basándose en la información del mapa. En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud comprenden un límite de altitud mínima. En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud comprenden un intervalo de altitud permisible. En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud están preestablecidas antes del vuelo del UAV. En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud se introducen por un usuario. En algunas realizaciones, la una o más restricciones de altitud se almacenan en una memoria conectada operativamente al uno o más procesadores. En algunas realizaciones, la información del mapa comprende la información de elevación de la zona. En algunas realizaciones, la información de elevación es indicativa de la elevación del terreno en la zona. En algunas realizaciones, la información de elevación es indicativa de la altura de una o más estructuras artificiales o estructuras naturales de la zona. En algunas realizaciones, la información del mapa comprende ubicaciones de espacios aéreos restringidos. En algunas realizaciones, los espacios aéreos restringidos comprenden uno o más de un aeropuerto, una zona urbana, una instalación militar o una zona de conservación medioambiental. En algunas realizaciones, el uno o más procesadores se configuran para recibir la información del mapa mediante la recepción de un mapa de la zona que comprende la información del mapa. En algunas realizaciones, el mapa es un mapa topográfico. En algunas realizaciones, el mapa se almacena en una memoria conectada operativamente al uno o más procesadores. En algunas realizaciones, el mapa se recibe antes del vuelo del UAV. En algunas realizaciones, el mapa se recibe durante el vuelo del UAV. En algunas realizaciones, el uno o más procesadores se configuran para: evaluar la ubicación actual del UAV; identificar una ubicación en el mapa correspondiente a la ubicación actual del UAV; y usar el mapa para obtener información del mapa para la ubicación. En algunas realizaciones, la ubicación actual del UAV se evalúa usando uno o más sensores GPS transportados por el UAV. En algunas realizaciones, el uno o más procesadores se configuran para modificar la una o más restricciones de altitud durante el funcionamiento del UAV.

En otro aspecto, se proporciona un método para controlar el movimiento de un vehículo aéreo no tripulado (UAV) que tiene una o más unidades de propulsión. El método puede comprender: (a) emitir, desde el uno o más procesadores, señales de control hasta la una o más unidades de propulsión para hacer que el UAV funcione según un primer conjunto de restricciones de altitud, en el que el primer conjunto de restricciones de altitud limita la altitud del UAV en relación con una primera altitud de referencia; (b) evaluar, con ayuda del uno o más procesadores y basándose en uno o más criterios, si el UAV debe funcionar según un segundo conjunto de restricciones de altitud; y (c) emitir, desde el uno o más procesadores, señales de control hasta la una o más unidades de propulsión para hacer que el UAV funcione según el segundo conjunto de restricciones de altitud si se cumplen el uno o más criterios según la evaluación de (b), en el que el segundo conjunto de restricciones de altitud limita la altitud del UAV con respecto a una segunda altitud de referencia.

En algunas realizaciones, la primera altitud de referencia es la altitud a nivel del mar y en el que la segunda altitud de referencia es la altitud a nivel del suelo en una ubicación actual del UAV. En algunas realizaciones, al menos uno de los conjuntos de restricciones de altitud primero o segundo comprende un límite de altitud máxima. En algunas realizaciones, el límite de altitud máxima es de unos 120 m por encima de la altitud de referencia primera o segunda. En algunas realizaciones, al menos uno de los conjuntos de restricciones de altitud primero o segundo comprende un límite de altitud mínima. En algunas realizaciones, al menos uno de los conjuntos de restricciones de altitud primero o segundo comprende un intervalo de altitud permisible. En algunas realizaciones, al menos uno de los conjuntos de restricciones de altitud primero o segundo está preestablecido antes del vuelo del UAV. En algunas realizaciones, al menos uno de los conjuntos de restricciones de altitud primero o segundo se introduce por un usuario. En algunas realizaciones, al menos uno de los conjuntos de restricciones de altitud primero o segundo se almacena en una memoria conectada operativamente al uno o más procesadores. En algunas realizaciones, el uno o más criterios comprenden si un tiempo de vuelo actual del UAV ha superado un umbral de tiempo de vuelo predeterminado. En algunas realizaciones, el umbral de tiempo de vuelo predeterminado es de aproximadamente 10 segundos. En algunas realizaciones, el uno o más criterios comprenden si una altitud actual del UAV ha superado un umbral de altitud predeterminado. En algunas realizaciones, el umbral de altitud predeterminado está a aproximadamente 100 m sobre el nivel del suelo. En algunas realizaciones, el uno o más criterios comprenden si una altitud actual del UAV es mayor que una altitud de una ubicación inicial del UAV. En algunas realizaciones, el uno o más criterios comprenden si el UAV no se encuentra actualmente dentro de un espacio aéreo restringido. En algunas realizaciones, el uno o más criterios comprenden si el segundo conjunto de restricciones de altitud no está actualmente prohibido por un controlador del UAV. En algunas realizaciones, el controlador se ubica integrado en el UAV. En algunas realizaciones, el controlador es un dispositivo de control remoto en comunicación con el UAV. En algunas realizaciones, el uno o más criterios están preestablecidos antes del vuelo del UAV. En algunas realizaciones, el uno o más criterios se introducen por un usuario. En algunas realizaciones, el uno o más criterios se almacenan en una memoria conectada operativamente al uno o más procesadores.

En otro aspecto, se proporciona un sistema para controlar el movimiento de un vehículo aéreo no tripulado (UAV). El sistema puede comprender: un cuerpo de vehículo; una o más unidades de propulsión acopladas al cuerpo de vehículo y adaptadas para realizar el movimiento del UAV; y uno o más procesadores acoplados operativamente a la una o más unidades de propulsión y configurados de manera individual o colectiva para: (a) emitir señales a la una o más unidades de propulsión para hacer que el UAV funcione según un primer conjunto de restricciones de altitud, en el que el primer conjunto de restricciones de altitud limita la altitud del UAV en relación con una primera altitud de referencia; (b) evaluar, basándose en uno o más criterios, si el UAV debe funcionar según un segundo conjunto de restricciones de altitud; y (c) emitir señales a la una o más unidades de propulsión para hacer que el UAV funcione según el segundo conjunto de restricciones de altitud si se cumplen el uno o más criterios según la evaluación de (b), en el que el segundo conjunto de restricciones de altitud limita la altitud del UAV en relación con una segunda altitud de referencia.

En algunas realizaciones, la primera altitud de referencia es la altitud a nivel del mar y en el que la segunda altitud de referencia es la altitud a nivel del suelo en una ubicación actual del UAV. En algunas realizaciones, al menos uno de los conjuntos de restricciones de altitud primero o segundo comprende un límite de altitud máxima. En algunas realizaciones, el límite de altitud máxima es de aproximadamente 120 m por encima de la altitud de referencia primera o segunda. En algunas realizaciones, al menos uno de los conjuntos de restricciones de altitud primero o segundo comprende un límite de altitud mínima. En algunas realizaciones, al menos uno de los conjuntos de restricciones de altitud primero o segundo comprende un intervalo de altitud permisible. En algunas realizaciones, al menos uno de los conjuntos de restricciones de altitud primero o segundo está preestablecido antes del vuelo del UAV. En algunas realizaciones, al menos uno de los conjuntos de restricciones de altitud primero o segundo se introduce por un usuario. En algunas realizaciones, al menos uno de los conjuntos de restricciones de altitud primero o segundo se almacena en una memoria conectada operativamente al uno o más procesadores. En algunas realizaciones, el uno o más criterios comprenden si un tiempo de vuelo actual del UAV ha superado un umbral de tiempo de vuelo predeterminado. En algunas realizaciones, el umbral de tiempo de vuelo predeterminado es de aproximadamente 10 segundos. En algunas realizaciones, el uno o más criterios comprenden si una altitud actual del UAV ha superado un umbral de altitud predeterminado. En algunas realizaciones, el umbral de altitud predeterminado está a aproximadamente 100 m sobre el nivel del suelo. En algunas realizaciones, el uno o más criterios comprenden si una altitud actual del UAV es mayor que una altitud de una ubicación inicial del UAV. En algunas realizaciones, el uno o más criterios comprenden si el UAV no se encuentra actualmente dentro de un espacio aéreo restringido. En algunas realizaciones, el uno o más criterios comprenden si el segundo conjunto de restricciones de altitud no está actualmente prohibido por un controlador del UAV. En algunas realizaciones, el controlador se ubica integrado en el UAV. En algunas realizaciones, el controlador es un dispositivo de control remoto en comunicación con el UAV. En algunas realizaciones, el uno o más criterios están preestablecidos antes del vuelo del UAV. En algunas realizaciones, el uno o más criterios se introducen por un usuario. En algunas realizaciones, el uno o más criterios se almacenan en una memoria conectada operativamente al uno o más procesadores.

Otros objetos y características de la presente invención resultarán evidentes a partir de una revisión de la memoria descriptiva, las reivindicaciones, y las figuras adjuntas.

Breve descripción de las figuras

Las características novedosas de la invención se exponen con particularidad en las reivindicaciones adjuntas. Una mejor comprensión de las características y ventajas de la presente invención se obtendrá mediante la referencia a la siguiente descripción detallada que expone realizaciones ilustrativas, en las que se utilizan los principios de la invención, y los dibujos adjuntos de la misma.

La figura 1 proporciona una ilustración de un UAV que sobrevuela un terreno sometido a una restricción de altitud, según las realizaciones.

La figura 2 proporciona una ilustración de un UAV que procesa dinámicamente mediciones de altitud que se comparan con una restricción de altitud máxima, según las realizaciones.

La figura 3 proporciona una ilustración de un UAV que procesa dinámicamente una restricción de altitud que se compara con una medición de altitud del UAV, según las realizaciones.

La figura 4 ilustra un método para controlar el movimiento de un vehículo aéreo no tripulado (UAV) que tiene una o más unidades de propulsión según las realizaciones.

La figura 5 ilustra un método para controlar el movimiento de un vehículo aéreo no tripulado (UAV) que tiene una o más unidades de propulsión según las realizaciones.

La figura 6 ilustra un método para comparar las mediciones de altitud absoluta del UAV con la una o más restricciones de altitud, según las realizaciones.

La figura 7 ilustra un método para controlar el movimiento de un vehículo aéreo no tripulado (UAV) que tiene una o más unidades de propulsión, según las realizaciones.

La figura 8 proporciona una ilustración esquemática de un vehículo aéreo no tripulado en comunicación con un dispositivo externo, según una realización de la invención.

La figura 9 proporciona un ejemplo de un vehículo aéreo no tripulado que usa un sistema de posicionamiento global (GPS) para determinar la ubicación del vehículo aéreo no tripulado, según una realización de la invención.

La figura 10 ilustra un método para comparar la una o más restricciones de altitud modificadas dinámicamente con una medición de altitud del UAV, según una realización de la invención.

La figura 11 ilustra un método para comparar una medición de altitud modificada dinámicamente del UAV con una o más restricciones de altitud, según una realización de la invención.

La figura 12 proporciona un ejemplo de vehículo aéreo no tripulado con una unidad de memoria integrada, según un aspecto de la invención.

La figura 13 ilustra un vehículo aéreo no tripulado, según una realización de la invención.

La figura 14 ilustra un objeto móvil que incluye un portador y una carga útil, según una realización de la invención. La figura 15 es una ilustración esquemática a modo de diagrama de bloques de un sistema para controlar un objeto móvil, según una realización de la invención.

La figura 16 ilustra un método para comparar las mediciones de altitud de un UAV con una o más restricciones de altitud, según una realización de la invención.

La figura 17 ilustra una restricción de altitud modificada que solo tiene en cuenta la elevación del terreno por encima de MSL, según una realización de la invención.

Descripción detallada

Los sistemas, dispositivos y métodos de la presente invención proporcionan un control para un vehículo aéreo en respuesta a una o más altitudes con restricciones de vuelo detectadas. El vehículo aéreo puede ser un vehículo aéreo no tripulado (UAV) o cualquier otro tipo de objeto móvil.

Puede resultar deseable proporcionar una o más restricciones de vuelo, tales como una restricción de altitud para un vehículo aéreo, tal como un UAV. Cuando se supera una altitud, el vuelo y la seguridad/estabilidad del UAV pueden verse afectados o comprometidos. En otro ejemplo, si el controlador remoto de un UAV fallara, el UAV podría continuar volando hacia arriba, lo que puede resultar peligroso. Por tanto, un techo de vuelo puede ser una característica ventajosa para que presente un UAV.

El vehículo aéreo puede estar sometido a diversas normativas relativas al espacio aéreo. Por ejemplo, en los EE. UU., puede haber altitudes restringidas en las que los vehículos no autorizados no pueden volar. Esto puede incluir UAV no autorizados o todos los UAV. Las altitudes con restricciones de vuelo pueden variar de una jurisdicción a otra. Algunos ejemplos de jurisdicciones pueden incluir, pero no se limitan a, continentes, sindicatos, países, estados/provincias, condados, ciudades, pueblos, propiedad privada o tierra u otros tipos de jurisdicciones. Por tanto, la proporción de restricciones de altitud sobre el UAV puede garantizar que los UAV cumplan con las normativas de diferentes jurisdicciones.

Las restricciones de altitud sobre el UAV pueden proporcionar beneficios adicionales, tales como seguridad adicional y/o la reducción de posibilidad de actividades ruidosas. Por ejemplo, al limitar la altitud máxima a la que pueden navegar los UAV, la posibilidad de colisión de UAV con otros vehículos aéreos no tripulados puede disminuir. Adicionalmente, las restricciones de altitud mínima impuestas sobre los UAV pueden disminuir las posibilidades de que los UAV choquen con obstáculos, edificios, terrenos, personas y/o gente y reducir las posibles actividades ruidosas por parte del UAV (por ejemplo, ruido o molestias debidos al UAV).

La proporción de una opción para una restricción de altitud puede otorgar beneficios al operario del UAV. Por ejemplo, un operario de UAV puede encontrarse más cómodo al hacer funcionar un UAV con restricciones de altitud si teniendo las restricciones de altitud se reducen las posibilidades de colisión con otros vehículos u objetos aéreos. Un operario de UAV puede encontrarse más cómodo al hacer funcionar un UAV con restricciones de altitud si teniendo las restricciones de altitud se reducen las posibilidades de que los UAV se pierdan, dañen, y/o dañen las propiedades de otros. Un operario de UAV puede encontrarse más cómodo al hacer funcionar un UAV si teniendo las restricciones de altitud aumenta la posibilidad de que los UAV se encuentren en conformidad con la normativa de las diferentes jurisdicciones. Un operario de UAV puede obtener mayor disfrute o utilidad al hacer funcionar un UAV con restricciones de altitud si las restricciones de altitud simplifican el proceso de control (por ejemplo, aumentando la probabilidad de que el UAV permanezca en un intervalo controlable en todo momento).

La proporción de restricciones de altitud sobre el UAV puede ser deseable para los fabricantes de UAV. Por ejemplo, al garantizar el cumplimiento de la ley, pueden reducirse posibles demandas judiciales. Al proporcionar salvaguardias adicionales para el operario de uAv , pueden reducirse quejas de clientes. Por tanto, existe la necesidad de proporcionar una función de restricción de altitud a los UAV.

Sin embargo, algunas restricciones pueden ser tanto excesivas como insuficientes. Por ejemplo, la restricción puede disponerse a una determinada altitud por encima de un nivel fijo (por ejemplo, MSL) independientemente del terreno. Esto puede aplicarse si se usa un sistema de posicionamiento global (GPS) para medir la altitud. En este caso, el UAV puede ser capaz de volar solo una pequeña distancia por encima del nivel del suelo en una ciudad de gran altitud (por ejemplo, Denver), al tiempo que puede volar una distancia mayor sobre el nivel del suelo en una ciudad de baja altitud (por ejemplo, Washington, DC).

Una medida de altitud relevante para los UAV puede ser la medición por encima del nivel del suelo. En algunas jurisdicciones (por ejemplo, Estados Unidos), el espacio aéreo no controlado en el que puede permitirse el vuelo de un UAV puede medirse desde cero. Las restricciones de altura que no tengan en cuenta el nivel del suelo pueden además no tener en cuenta el terreno complejo o los gradientes de altitud grandes en una ubicación de vuelo. Como resultado del fallo para tener en cuenta los niveles del suelo a gran altitud, terrenos complejos y grandes gradientes de altitud, el UAV puede invadir el espacio aéreo controlado o no alcanzar una altura permitida necesaria para actividades como la vigilancia, el reconocimiento, la exploración o la fotografía aérea. Por tanto, existe la necesidad de un control de altura mejorado y dinámico para altitudes con restricciones de vuelo.

Además, puede resultar ventajoso implementar restricciones de altitud dinámicas basándose en la altura de los objetos presentes en el terreno (por ejemplo, estructuras artificiales tales como edificios; estructuras naturales tales como árboles u otras plantas) con el fin de permitir que el UAV vuele a una altitud suficientemente elevada con el fin de evitar incidentes de seguridad tales como colisiones con los objetos. Esto puede resultar beneficioso cuando funcionan en regiones en las que existen estructuras altas (por ejemplo, zonas urbanas con rascacielos, zonas boscosas con árboles extremadamente altos, etc.). Además, el ajuste de las restricciones de altitud tal como se describe en el presente documento puede ser beneficioso para mejorar otros tipos de operaciones de UAV, tales como la fotografía aérea.

Los sistemas y métodos descritos en el presente documento pueden dar cuenta del terreno y/o nivel del suelo subyacente. Por tanto, los sistemas y métodos proporcionados en el presente documento pueden permitir un techo de altitud variable cuando las restricciones de altitud dependen del nivel del suelo. Los sistemas y métodos proporcionados en el presente documento también pueden tener en cuenta diferentes restricciones de altitud de vuelo que pueden estar basadas en MSL o el nivel del suelo. Los sistemas y métodos descritos en el presente documento también pueden controlar el vuelo del UAV para mantener el UAV dentro de un intervalo de altitud permitido.

Aunque las restricciones relativas a la altitud se han comentado en primer lugar en el presente documento, se entenderá que las restricciones a las operaciones de UAV pueden incluir la de posición (por ejemplo, latitud, longitud, altitud), orientación (por ejemplo, alabeo, guiñada, cabeceo), velocidad (por ejemplo, angular y/o de traslación), y/o aceleración (por ejemplo, de traslación y/o angular). Las diferentes restricciones pueden proporcionar diferentes beneficios al funcionamiento del UAV. Por ejemplo, las restricciones con respecto a la posición pueden impedir incursiones de UAV en espacios aéreos restringidos, impedir que el UAV vuele demasiado lejos de un punto de partida o permitir que el UAV solo vuele dentro de un espacio confinado. La restricción con respecto a la orientación puede impedir que el UAV asuma orientaciones no estables, lo que daría como resultado la pérdida de control y/o capacidad de vuelo. Las restricciones con respecto a la aceleración o velocidad también pueden impedir que el UAV asuma movimientos no estables, lo que daría como resultado la pérdida de control y/o capacidad de vuelo.

La figura 1 ilustra un UAV 102 que sobrevuela un terreno 104 sometido a una restricción de altitud 106, según las realizaciones. Aunque se describen diversas realizaciones en el presente documento con respecto al funcionamiento de los UAV sobre el suelo, se entenderá que la presente divulgación también puede aplicarse al funcionamiento de UAV sobre todo tipo de terrenos y superficies (por ejemplo, agua, montaña, desierto, llanura, mesetas, selvas y artificial). El UAV puede controlarse para volar dentro de diversas altitudes. La altitud puede usarse en el presente documento para referirse a la distancia vertical entre el UAV y un punto o nivel de referencia. Ejemplos de niveles de referencia incluyen el nivel del suelo, el nivel del mar (es decir, el nivel medio del mar), el nivel promedio del terreno, el nivel geoide, y similares. El nivel del suelo puede indicar una superficie subyacente de la tierra. La superficie de un objeto conectado a tierra en el suelo puede estar a nivel del suelo. En algunos ejemplos, una superficie de una carretera de asfalto puede estar a nivel del suelo, una parte superior de un edificio puede estar a nivel del suelo, una superficie de una gran roca en la cima de una cordillera puede estar a nivel del suelo. Opcionalmente, el nivel del suelo puede referirse a cualquier superficie subyacente por debajo de un UAV. Alternativamente, el nivel del suelo puede referirse a contornos principales del terreno sin incluir pequeñas desviaciones del terreno. Por ejemplo, el nivel del suelo puede referirse a la tierra subyacente, montañas, colinas, valles, sin incluir edificios o estructuras artificiales, o características naturales más pequeñas (por ejemplo, árboles, rocas, arbustos). Por ejemplo, en una ciudad, puede considerarse que las calles están a nivel del suelo mientras que los edificios no lo están. El nivel del suelo puede referirse a un nivel de suelo local de una zona en la que se encuentra el UAV. El nivel del suelo local puede ser una superficie del suelo en un punto en el que el UAV está directamente encima. La figura 1 muestra un nivel del suelo 104 que es uniforme alrededor de un nivel del suelo local 107. "Altitud absoluta" 108 puede usarse en el presente documento para referirse a la distancia vertical entre el UAV y el nivel del suelo local. "Altitud verdadera" 110 puede usarse en el presente documento para referirse a la distancia vertical entre el UAV y el nivel medio del mar (MSL) 112.

El UAV puede estar sometido a una o más restricciones de altitud. Las restricciones de altitud pueden estar predefinidas antes del vuelo del UAV. Las restricciones de altitud pueden actualizarse mientras el UAV está desactivado. Las restricciones de altitud pueden actualizarse antes del despegue del UAV. Las restricciones de altitud pueden actualizarse mientras el UAV está en vuelo. Las restricciones de altitud pueden almacenarse en una memoria conectada operativamente a un procesador integrado o no en el UAV. Las restricciones de altitud pueden descargarse desde un enrutador, desde un servidor en la nube, desde un dispositivo externo u otro servidor. El UAV puede estar sometido a un límite máximo de altitud, o "techo", sobre el que el UAV no puede volar. El techo puede ser de aproximadamente o estar por debajo de 10.000 m, 5.000 m, 2.000 m, 1.000 m, 500 m, 200 m, 140 m, 120 m, 100 m, 80 m, 60 m, 50 m, 40 m, 30 m, 20 m, 10 m o 5 m. El UAV puede estar sometido a una altitud mínima, o "suelo", por debajo del que el UAV no puede volar. El suelo puede ser de aproximadamente o estar por encima de 1 m, 2 m, 3 m, 4 m, 5 m, 7 m, 10 m, 20 m, 40 m, 100 m, o 200 m. El UAV puede estar sometido a un intervalo de altitud permisible dentro del que debe funcionar. El intervalo de altitud permisible puede ser una combinación de las restricciones de altitud mínima y máxima mencionadas en el presente documento. Por ejemplo, el intervalo de altitud permisible puede ser superior a 2 m, pero inferior a 140 m. Las restricciones de altitud pueden expresarse en relación con un nivel de referencia tal como "altitud absoluta" y "altitud verdadera" mencionados en el presente documento. La figura 1 muestra el UAV 102 sometido a un techo de altitud 106 y a un suelo de altitud 114 y al que se le permite navegar en el intervalo de altitud 116. El techo de altitud 106 y el suelo de altitud 114 pueden ser relativos a un nivel de suelo 104, MSL 112, o a cualquier otro nivel de referencia mencionado en el presente documento.

El UAV puede estar sometido a uno o más techos de altitud y/o uno o más suelos de altitud. Por ejemplo, el UAV puede tener restricciones de altitud que estén relacionadas con las leyes de la jurisdicción en la que funciona, restricciones de altitud establecidas por el fabricante de UAV (por ejemplo, preconfiguradas o descargadas), y/o restricciones de altitud establecidas por un operario de UAV (un usuario). El usuario puede introducir sus propias restricciones basándose en su preferencia. El usuario puede introducir las restricciones en una interfaz de usuario (por ejemplo, controlador remoto, dispositivo de mano y ordenador). Las preferencias pueden enviarse a un controlador de vuelo para limitar el funcionamiento del UAV. Puede impedirse al usuario inactivar o anular algunas restricciones de altitud en determinadas circunstancias (por ejemplo, cuando se requiera legalmente).

Cada una de las restricciones de altitud puede tener un techo de altitud y/o un suelo de altitud. Cuando un UAV tiene múltiples techos de altitud y/o suelos de altitud, puede existir una prioridad de las restricciones de altitud que siga el UAV. El UAV puede dar prioridad a las restricciones de altitud que están relacionadas con las leyes de la jurisdicción en la que funciona. El UAV puede dar prioridad a las restricciones de altitud establecidas por el fabricante. El UAV puede dar prioridad a las restricciones de altitud establecidas por un operario de UAV. Las prioridades de las restricciones de altitud pueden cambiar dependiendo de la ubicación del uAv . Por ejemplo, cerca de un aeropuerto, las restricciones de altitud establecidas por el fabricante pueden tener prioridad sobre las restricciones de altitud establecidas por el operario del UAV. Más lejos de un aeropuerto, las restricciones de altitud establecidas por el operario de UAV pueden tener prioridad sobre las restricciones de altitud establecidas por el fabricante de UAV. La prioridad puede disponerse de manera que el UAV funciona bajo una restricción de altitud entre las restricciones de altitud competidoras (por ejemplo, restricciones de altitud establecidas por el usuario). La prioridad puede disponerse de manera que el UAV sigue una jerarquía de restricciones de altitud (por ejemplo, las restricciones de altitud establecidas por el usuario tienen prioridad sobre las restricciones de altitud del fabricante, siempre y cuando el UAV esté funcionando dentro de las restricciones de altitud jurisdiccionales). La prioridad puede disponerse de manera que el UAV funcione en las condiciones más seguras (por ejemplo, acatar el suelo de mayor altitud de las restricciones y el techo de menor altitud de las restricciones). La prioridad puede disponerse de manera que el UAV funcione con la mayor libertad (por ejemplo, acatar el techo de mayor altitud y el suelo de menor altitud).

Las restricciones de altitud pueden o no depender de la ubicación del UAV. Por ejemplo, las prioridades de las restricciones de altitud pueden cambiar tal como se menciona en el presente documento. Además, las restricciones de altitud jurisdiccionales pueden cambiar (por ejemplo, cerca de un aeropuerto). Además, las restricciones de altitud establecidas por el fabricante pueden cambiar (por ejemplo, restricciones de altitud más altas en el campo, pero restricciones de altitud más bajas en las proximidades de las ciudades). La información relativa a las restricciones de altitud y las ubicaciones en las que las restricciones de altitud tienen un efecto particular pueden almacenarse integradas en el UAV. Alternativamente, puede accederse a la información relativa a las restricciones de altitud y las ubicaciones en las que las restricciones de altitud tienen un efecto particular desde una fuente de datos no integrada en el UAV. La información relativa a las restricciones de altitud y las ubicaciones en las que las restricciones de altitud tienen un efecto particular pueden recibirse en diversos formatos, incluyendo, pero no limitándose a, mapas, coordenadas geográficas y bases de datos.

La ubicación (por ejemplo, latitud y longitud) del UAV puede determinarse. La ubicación del UAV puede determinarse a cualquier grado de especificidad. Por ejemplo, la ubicación del UAV puede determinarse dentro de aproximadamente 2000 metros, 1500 metros, 1200 metros, 1000 metros, 750 metros, 500 metros, 300 metros, 100 metros, 75 metros, 50 metros, 20 metros, 10 metros, 7 metros, 5 metros, 3 metros, 2 metros, 1 metro, 0,5 metros, 0,1 metros, 0,05 metros, o 0,01 metros. Esto puede producirse antes del despegue del UAV y/o mientras el UAV está en vuelo. En algunos casos, el UAV puede tener un receptor GPS que puede usarse para determinar la ubicación del UAV. En otros ejemplos, el UAV puede estar en comunicación con un dispositivo externo, tal como un terminal de control móvil. La ubicación del dispositivo externo puede determinarse y usarse para aproximar la ubicación del UAV.

Puede procesarse una altitud del UAV para determinar si el UAV cumple con las restricciones de altitud. Uno o más sensores (por ejemplo, un altímetro) pueden estar integrados en el UAV para detectar la altitud. Un procesador integrado o no integrado en el UAV puede comparar los valores de altitud actuales del UAV con las restricciones de altitud. La comparación puede tener lugar a tiempo real. La comparación puede tener lugar en o dentro de cada hora, cada media hora, cada 15 minutos, cada 10 minutos, cada 5 minutos, cada 3 minutos, cada 2 minutos, cada minuto, cada 45 segundos, cada 30 segundos, cada 15 segundos, cada 12 segundos, cada 10 segundos, cada 7 segundos, cada 5 segundos, cada 3 segundos, cada segundo, cada 0,5 segundos o cada 0,1 segundo.

Las restricciones de altitud pueden afectar el funcionamiento del UAV de diversas maneras. Una vez que un UAV se aproxima a la altitud restringida, puede enviarse una advertencia al usuario para alertar al usuario del hecho. El UAV puede alertar al usuario (por ejemplo, a través de una aplicación móvil, un indicador de estado de vuelo, un indicador de audio u otro indicador) con respecto a la proximidad cercana del UAV a la altitud con restricciones de vuelo. Una alerta puede incluir una alerta visual, una alerta de audio o una alerta táctil a través de un dispositivo externo. El dispositivo externo puede ser un dispositivo móvil (por ejemplo, una tableta, un teléfono inteligente, un controlador remoto) o un dispositivo estacionario (por ejemplo, un ordenador). Por ejemplo, el dispositivo externo puede ser un teléfono inteligente o un controlador remoto que implementa una aplicación de software que proporciona la alerta, por ejemplo, como texto, imagen, audio, vibración, etc. En otros ejemplos, la alerta puede proporcionarse a través del propio UAV, por ejemplo, a través de sistemas de iluminación o sonido en el UAV. La alerta puede incluir un destello de luz, texto, imagen y/o información de vídeo, un pitido o tono, información o voz de audio, vibración, y/u otro tipo de alerta. Por ejemplo, un dispositivo móvil puede vibrar para indicar una alerta. En otro ejemplo, el UAV puede parpadear y/o emitir un ruido para indicar la alerta. Tales alertas pueden proporcionarse en combinación con otras medidas de respuesta de vuelo o por sí solas.

En el caso de un techo de altitud, la advertencia puede proporcionarse si el UAV está por encima del techo de altitud o está a una altitud inferior pero dentro de 0,5 m, 1 m, 2 m, 3 m, 4 m, 5 m, 7 m, 10 m, 20 m, 50 m, 100 m, o 200 m del techo de altitud. En el caso de un suelo de altitud, la advertencia puede proporcionarse si el UAV está por debajo del suelo de altitud o se encuentra a una altitud superior pero dentro de 0,5 m, 1 m, 2 m, 3 m, 4 m, 5 m, 7 m, 10 m, 20 m, 50 m, 100 m, o 200 m del suelo de altitud.

Alternativamente o de manera conjunta, las restricciones de altitud pueden impedir que el UAV vuele a altitudes restringidas. Por ejemplo, una entrada del usuario que indique al UAV que vuele a una altitud restringida puede ignorarse o modificarse para cumplir con las instrucciones solo en la medida en la que el vuelo de UAV esté dentro de las restricciones.

En el caso de que el UAV termine intencionada o involuntariamente por encima de un techo de altitud o por debajo de un suelo de altitud (por ejemplo, comando de usuario o debido a una corriente de aire ascendente, tal como una columna térmica), el sistema de control de UAV puede afectar automáticamente a las unidades de propulsión del UAV de manera que el UAV retrocede dentro de una altitud permitida. El cumplimiento automático de las restricciones de altitud puede producirse inmediatamente o si el UAV continúa su vuelo en un espacio aéreo restringido durante un periodo de tiempo. El periodo de tiempo puede ser de aproximadamente o estar por debajo de 10 minutos, 5 minutos, 2 minutos, 1 minuto, 30 segundos, 10 segundos, 5 segundos, 2 segundos o 1 segundo.

En algunas realizaciones, puede permitirse que el UAV descienda por debajo del suelo de altitud al aterrizar. En algunos casos, puede activarse una secuencia de aterrizaje automatizada. La activación de la secuencia de aterrizaje automatizada puede permitir que el UAV descienda por debajo del suelo de altitud. En otras realizaciones, el UAV puede aterrizarse manualmente y puede proporcionarse una indicación de que el UAV está aterrizando o el aterrizaje del UAV puede inferirse a partir de una o más características de vuelo.

Los sensores de altitud pueden reportar mediciones de altitud de un objeto en comparación con un nivel fijo. Algunos ejemplos de sensores de altitud incluyen, pero no se limitan a, altímetros de presión, altímetros sónicos, altímetros de radar, GPS y satélites. Algunos sensores de altitud, tales como un altímetro de radar, pueden medir altitudes que corresponden a la altitud absoluta. Algunos sensores de altitud, tales como un GPS, pueden medir altitudes que corresponden a la altitud real en lugar de a una altitud absoluta. Los altímetros que miden altitudes que no están relacionadas con el nivel del suelo pueden permitir que el vuelo del UAV sea tanto excesivo como insuficiente. Esto puede deberse a que el espacio aéreo en el que se permite el vuelo del UAV puede basarse en una altitud medida verticalmente desde el nivel del suelo. En los EE. UU., por ejemplo, el espacio aéreo de clase G, en el que el ATC no tiene autoridad ni responsabilidad de controlar el tráfico aéreo, se extiende desde la superficie hasta la base del espacio aéreo de clase E.

La figura 16 ilustra un método 1600 para comparar las mediciones de altitud de un UAV con una o más restricciones de altitud, según realizaciones. En la etapa 1602, pueden recibirse una o más restricciones de altitud para el UAV en el uno o más procesadores del UAV. Las restricciones de altitud pueden recibirse tal como se describió anteriormente en el presente documento (por ejemplo, a partir de memoria, entrada de usuario, etc.). Las restricciones pueden ser una altitud máxima, una altitud mínima o una combinación (por ejemplo, un intervalo). Puede haber una pluralidad de altitudes máximas (por ejemplo, altitud máxima programada previamente y una altitud máxima de entrada de usuario). Puede haber una pluralidad de altitudes mínimas. Una restricción de altitud de entrada de usuario puede o no anular las otras restricciones de altitud. La restricción de altitud puede o no depender de una ubicación lateral (por ejemplo, geografía) del UAV. Las restricciones de altitud pueden o no estar basadas en altitud absoluta o altitud verdadera del UAV, o cualquier combinación de las mismas.

En la etapa 1604, la medición de altitud del UAV puede recibirse en el uno o más procesadores. La información de altitud puede ser una medición producida por un sensor de altitud mencionado en el presente documento (por ejemplo, un GPS integrado en el UAV). La información de altitud puede ser una medición de altitud realizada en relación con un punto de referencia mencionado en el presente documento (por ejemplo, medición de altitud verdadera medida en relación con MSL, medición de altitud absoluta medida en relación con el nivel del suelo). La medición de altitud puede realizarse aproximadamente o cada hora, cada media hora, cada 15 minutos, cada 10 minutos, cada 5 minutos, cada 3 minutos, cada 2 minutos, cada minuto, cada 45 segundos, cada 30 segundos, cada 15 segundos, cada 12 segundos, cada 10 segundos, cada 7 segundos, cada 5 segundos, cada 3 segundos, cada segundo, cada 0,5 segundos, o cada 0,1 segundo.

En la etapa 1606, la medición de altitud del UAV puede compararse con la una o más restricciones de altitud usando el uno o más procesadores. La comparación puede tener lugar aproximadamente o cada hora, cada media hora, cada 15 minutos, cada 10 minutos, cada 5 minutos, cada 3 minutos, cada 2 minutos, cada minuto, cada 45 segundos, cada 30 segundos, cada 15 segundos, cada 12 segundos, cada 10 segundos, cada 7 segundos, cada 5 segundos, cada 3 segundos, cada segundo, cada 0,5 segundos o cada 0,1 segundo. Si la medición de altitud y las restricciones de altitud son de diferentes escalas (por ejemplo, una es relativa a MSL y la otra relativa al nivel del suelo), puede usarse la información sobre el terreno subyacente (por ejemplo, elevación a nivel del suelo en relación con m Sl ) para escalar adecuadamente la medición de altitud con respecto a la restricción de altitud, o viceversa. Por ejemplo, si la restricción de vuelo está a 400 m sobre el nivel del suelo y la altitud del UAV se mide como 500 m en relación con MSL, puede incorporarse información de elevación del nivel del suelo. La información de elevación del nivel del suelo puede provenir de muchas fuentes (por ejemplo, sensores, mapas, información de elevación, información de coordenadas, información topográfica), tal como se describe adicionalmente en otro lugar en el presente documento. En el ejemplo, si el nivel del suelo está a 200 m por encima de MSL, se encuentra que el UAV se encuentra a 300 m sobre el nivel del suelo, y todavía dentro de una altitud de vuelo permitida.

En la etapa 1608, las señales de control pueden emitirse desde el uno o más procesadores hasta la una o más unidades de propulsión para hacer que el UAV cumpla con la una o más restricciones de altitud al tiempo que se mueve sobre la zona. Si el UAV cumple con la una o más restricciones de altitud, puede que no haya ningún motivo para emitir señales de control y la etapa 1608 puede ser opcional. Si el UAV cumple con la una o más restricciones de altitud, pero está en proximidad cercana de las restricciones de altitud (por ejemplo, dentro de 0,5 m, 1 m, 2 m, 3 m, 4 m, 5 m, 7 m, 10 m, 20 m, 50 m, 100 m, o 200 m de la restricción de altitud), las señales de control pueden emitirse de manera que el UAV se mueve alejándose de la altitud restringida o de manera que se haga que el UAV sea incapaz de acercarse a la altitud restringida. Como alternativa o suplemento a la etapa 1608, podrá emitirse en su lugar una alerta o advertencia descrita en el presente documento. La señal de control puede afectar al funcionamiento del UAV inmediatamente después de realizar la comparación o si el UAV continúa su vuelo en una altitud restringida durante un periodo de tiempo. El periodo de tiempo puede ser de aproximadamente o estar por debajo de 10 minutos, 5 minutos, 2 minutos, 1 minuto, 30 segundos, 10 segundos, 5 segundos, 2 segundos o 1 segundo.

Si las restricciones de altitud de UAV se proporcionan en relación con el nivel del suelo, pero las mediciones de altitud son relativas a un nivel de referencia diferente (por ejemplo, MSL), el funcionamiento del UAV puede restringirse innecesariamente. Por ejemplo, en una ciudad de gran altitud (por ejemplo, Denver), puede impedirse que el UAV vuele o, si se le permite volar, puede solo permitirse volar una cantidad limitada sobre el suelo, inferior a lo permitido legalmente. Esto puede impedir que el UAV navegue adecuadamente por su zona de vuelo y alcance una altura que pueda ser necesaria para actividades de UAV tales como vigilancia, reconocimiento, exploración y fotografía aérea.

Adicionalmente, si las restricciones de altitud de UAV se proporcionan en relación con el nivel del suelo, pero las mediciones de altitud son relativas a un nivel de referencia diferente (por ejemplo, MSL), el funcionamiento del UAV puede estar inadvertidamente dentro del espacio aéreo restringido, lo que puede ser ilegal. Por ejemplo, en una ciudad de baja altitud (por ejemplo, Washington, DC), es posible que el UAV vuele en espacio aéreo restringido a pesar de las restricciones de altitud. Esto puede dar lugar a ramificaciones legales negativas y/o provocar problemas de seguridad (por ejemplo, colisión con vehículos aéreos que funcionan bajo la supervisión y autoridad del ATC).

Además, las mediciones de altitud que no se basan en el nivel del suelo pueden no tener en cuenta el terreno complejo o los gradientes de altitud grandes en una ubicación de vuelo. Por ejemplo, incluso en una ciudad de baja altitud, puede restringirse que el UAV alcance una altura legalmente permitida necesaria para explorar una montaña alta con el fin de llevar a cabo adecuadamente sus actividades mencionadas. Como resultado del fallo para tener en cuenta la altitud de los niveles locales del terreno, terrenos complejos y grandes gradientes de altitud, el UAV puede invadir el espacio aéreo controlado o no alcanzar una altura permitida necesaria para actividades tales como vigilancia, reconocimiento, exploración o fotografía aérea.

La figura 2 ilustra un único UAV en los puntos temporales T1202 y T2204 procesando dinámicamente sus mediciones de altitud que se comparan con la restricción de altitud máxima 206, según las realizaciones. La restricción de altitud 206 es constante en relación con el nivel del suelo 207, mientras que la altitud del UAV es constante en relación con el MSL 208. Es posible que los dos valores no se comparen correctamente porque sus altitudes de referencia respectivas son diferentes. Las mediciones de altitud del UAV pueden procesarse dinámicamente durante el funcionamiento del UAV para tener en cuenta la elevación del terreno local. La información de elevación y/o la información del mapa de la zona de vuelo del UAV puede almacenarse integrada en el UAV o acceder a ella desde una fuente de datos no integrada en el UAV. La información del mapa puede incluir información de elevación de la zona de vuelo del UAV. Por ejemplo, puede proporcionarse la elevación en cada punto en un mapa o características seleccionadas en un mapa. La información de elevación de un mapa puede incluir información de elevación a nivel del suelo. En algunos casos, la información de elevación puede proporcionarse por separado con respecto a un mapa. Por ejemplo, pueden proporcionarse coordenadas geográficas con información de elevación en cada coordenada. La información del mapa o la información de elevación pueden almacenarse en una memoria acoplada operativamente a uno o más procesadores. La información del mapa o la información de elevación pueden cargarse por adelantado (antes del vuelo) o en tiempo real durante el vuelo. La información del mapa o la información de elevación pueden o no ser indicativas de la altura de las estructuras naturales y/o artificiales en la zona. La información del mapa o la información de elevación pueden presentar la forma de un mapa de la zona de vuelo del UAV. El mapa puede ser un mapa topográfico. El mapa puede incluir la elevación del terreno en la zona (por ejemplo, altitud del suelo en comparación con MSL). La información del mapa puede incluir información que puede afectar a las restricciones de altitud de la zona de vuelo del UAV (por ejemplo, ubicaciones de espacios aéreos restringidos; ubicaciones de regiones con estructuras naturales y/o artificiales altas, tales como ciudades con edificios altos, bosques con árboles altos).

El UAV puede ubicarse tal como se describe en el presente documento (por ejemplo, usando un GPS) y puede identificarse una ubicación en el mapa correspondiente a la ubicación del UAV. Además, la elevación instantánea, o la altitud real 210 del terreno debajo de donde funciona el UAV en T2 o cerca de donde funciona el UAV, puede determinarse con la ayuda de un procesador (por ejemplo, leídas a partir de la información del mapa o la información de elevación). Mientras que los sensores de altitud pueden producir mediciones de altitud 212 en relación con un nivel de referencia diferente de la elevación del terreno local (por ejemplo, altitud verdadera medida usando un GPS), un procesador puede ser capaz de procesar dinámicamente (por ejemplo, durante el vuelo) las mediciones de altitud absoluta del UAV 214 restando la elevación instantánea del terreno 210 de la altitud verdadera del UAV 212.

Las restricciones de altitud pueden procesarse dinámicamente durante el funcionamiento del UAV. La figura 3 ilustra un único UAV en los puntos temporales T1 302 y T2304 procesando dinámicamente la restricción de altitud máxima que se compara con la medición de altitud del UAV. La modificación de la restricción de altitud puede implicar aumentar o disminuir la altitud máxima o mínima a la que puede navegar el UAV basándose en la información de elevación. Aunque es similar a la figura 2, en lugar de ajustar las medidas de altitud del UAV 306, 308, la restricción de altitud se ajusta según la elevación del terreno local. Por tanto, aunque el UAV está sometido a una medición de altitud constante en T1 y T2, después del ajuste, el UAV está sometido a una restricción de altitud máxima 310 en T1, pero a una restricción de altitud máxima diferente 312 en T2. En esta realización, las restricciones de altitud del UAV no se proporcionan en relación con el nivel del suelo, sino que se basan en el mismo nivel de referencia 314 que las mediciones de altitud del UAV (por ejemplo, MSL) de manera que puede realizarse una comparación adecuada entre los dos valores.

Las restricciones de altitud pueden procesarse dinámicamente durante el funcionamiento del UAV de manera que solo se tiene en cuenta una elevación del terreno por encima de un determinado nivel de referencia (por ejemplo, MSL) para el ajuste de las restricciones de altitud. Por ejemplo, la figura 17 ilustra una restricción de altitud modificada que solo tiene en cuenta la elevación del terreno por encima de un MSL, según las realizaciones. La figura 17 muestra un MSL 1702 y un terreno 1704 que varía en elevación a través del eje horizontal. Las zonas 1706, 1708, 21710 del terreno están por debajo del nivel del mar y no pueden tenerse en cuenta al ajustar la restricción de altitud del UAV. La restricción de altitud ajustada 1712 refleja una combinación de restricciones de altitud ajustadas y restricciones de altitud no ajustadas a través del eje horizontal. El UAV puede funcionar bajo diferentes ajustes de restricción de altitud para diferentes restricciones de altitud. Por ejemplo, para los techos de altitud, el UAV puede solo tener en cuenta la elevación del terreno por encima de un determinado nivel de referencia (por ejemplo, MSL), mientras que, para los suelos de altitud, el UAV puede tener en cuenta la elevación del terreno independientemente de si el terreno está por encima o por debajo del nivel de referencia anteriormente mencionado. Deberá entenderse que las mediciones de altitud del UAV también pueden procesarse dinámicamente durante el funcionamiento del UAV de manera que solo se tiene en cuenta una elevación del terreno por encima de un determinado nivel de referencia para el ajuste de las mediciones de altitud del UAV.

En algunas realizaciones, puede proporcionarse un efecto similar definiendo una restricción de altitud como una altitud particular por encima de un nivel de referencia que es el mayor del MSL o el nivel del suelo. Por ejemplo, la restricción de altitud puede definirse como una altitud particular por encima de MSL cuando el MSL es mayor que el nivel del suelo, y por encima del nivel del suelo cuando el nivel del suelo es mayor que el MSL.

Alternativamente o de manera conjunta, pueden usarse sensores de altitud que tengan en cuenta intrínsecamente el nivel del suelo para determinar la altitud del UAV (por ejemplo, altitud absoluta del UAV). La altitud absoluta del UAV puede compararse con una restricción de altitud sin un procesamiento adicional. Tales sensores de altitud incluyen, pero no se limitan a, sensores sónicos, de radar, ultrasónicos, de radar de apertura sintetizada (SAR), de tiempo de vuelo (TOF) y/o visuales que pueden estimar un promedio ponderado de distancia desde el UAV hasta el suelo u obstáculo debajo del UAV en una ventana de tiempo. Los sensores de altitud que tienen en cuenta intrínsecamente el nivel del suelo pueden ser útiles de manera independiente, o en casos en los que la ubicación del UAV no pueda determinarse (por ejemplo, GPS no disponible) y/o no pueda accederse a la información del mapa del terreno.

En algunas realizaciones, un UAV puede tener una pluralidad de sensores o tipos de sensores que pueden usarse para determinar una altitud del UAV. Opcionalmente, el UAV puede tener al menos un sensor que detecta una altitud absoluta del UAV, y al menos un sensor que detecta una altitud verdadera del UAV. Dependiendo de varios factores, pueden seleccionarse sensores particulares para usarse en la determinación de la altitud del UAV. Por ejemplo, ambos tipos de sensores pueden funcionar para recopilar datos de altitud, pero solo los datos procedentes de un subconjunto de sensores seleccionado pueden tenerse en consideración para la determinación de la altitud del UAV. Alternativamente, un subconjunto de los sensores puede funcionar para una situación dada. En algunas realizaciones, dependiendo de la ubicación del UAV, un subconjunto de los sensores puede usarse para proporcionar datos que se tienen en consideración para determinar una altitud del UAV. En otro ejemplo, dependiendo del tipo de restricciones de altitud vigentes para el UAV, un subconjunto de sensores puede usarse para proporcionar datos que se tienen en consideración para determinar una altitud del UAV. Por ejemplo, si el UAV se encuentra en una región en la que las restricciones de altitud se basan en altitud verdadera, entonces pueden usarse los datos procedentes de los sensores que detectan una altitud verdadera del UAV para determinar una altitud del UAV. Si el UAV se encuentra en una región en la que las restricciones de altitud se basan en altitud absoluta, entonces pueden usarse los datos procedentes de los sensores que detectan una altitud absoluta del UAV para determinar una altitud del UAV.

En algunas realizaciones, los datos procedentes de sensores pueden usarse para determinar la elevación del suelo relativa a MSL. Por ejemplo, los datos procedentes de un tipo de sensor que mide una altitud absoluta del UAV pueden compararse con los datos procedentes de un tipo de sensor que mide una altitud verdadera del UAV. La comparación de los datos puede usarse para calcular una elevación estimada del nivel del suelo debajo del UAV. Esto puede resultar útil en el caso de que otras fuentes de información a nivel del suelo (por ejemplo, mapas, elevaciones almacenadas) no sean accesibles u operables. En un ejemplo, un primer sensor puede medir que un UAV está volando a 200 m por encima del nivel del suelo, y un segundo sensor puede medir que un UAV está volando a 300 m por encima del MSL. En base a la comparación de los datos, puede determinarse que el nivel del suelo local es de aproximadamente 100 m. El nivel del suelo local puede ayudar a ajustar las restricciones de altitud, o a determinar una relación vertical entre la altitud del UAV y la restricción de altitud.

La figura 4 ilustra un método 400 para controlar el movimiento de un vehículo aéreo no tripulado (UAV) que tiene una o más unidades de propulsión, según las realizaciones. El método 400 puede implicar la comparación de una medición de altitud del UAV frente a una o más restricciones de altitud ajustadas con información de elevación.

En la etapa 402, pueden recibirse una o más restricciones de altitud para el UAV en el uno o más procesadores del UAV. Las restricciones de altitud pueden recibirse tal como se describió anteriormente en el presente documento (por ejemplo, a partir de memoria, entrada de usuario, etc.). Las restricciones pueden ser una altitud máxima, una altitud mínima o una combinación de las mismas (por ejemplo, un vuelo de UAV permitido en un intervalo). Puede haber una pluralidad de altitudes máximas (por ejemplo, altitud máxima programada previamente y una altitud máxima de entrada de usuario). Puede haber una pluralidad de altitudes mínimas. Una restricción de altitud de entrada de usuario puede o no anular las otras restricciones de altitud. La restricción de altitud puede o no depender de una ubicación lateral (por ejemplo, geografía) del UAV. Por ejemplo, el techo de altitud cerca de un aeropuerto puede ser 0 con respecto al suelo.

En la etapa 404, la información de elevación de una zona puede recibirse en el uno o más procesadores. La información de elevación puede ser un mapa de la zona que incluye información de elevación. La información de elevación puede ser indicativa de la altura de las estructuras artificiales en la zona (por ejemplo, edificios) y/o de las estructuras naturales en la zona (por ejemplo, árboles). La información de elevación puede ser indicativa de la elevación del terreno en la zona.

Además de las restricciones de altitud, puede haber otras restricciones aplicables a las estructuras artificiales. Por ejemplo, el UAV puede ser necesario para mantener una distancia horizontal y/o vertical especificada de las estructuras artificiales o ser necesario para mantener una velocidad y/o aceleración especificada dentro de una distancia determinada de las estructuras artificiales. Las otras restricciones anteriormente mencionadas también pueden aplicarse al terreno y a las estructuras naturales. Por ejemplo, el UAV puede ser necesario para mantener una distancia vertical y/u horizontal especificada desde un pico de montaña o ser necesario para mantener una aceleración y/o velocidad especificada dentro de una distancia determinada del pico de la montaña.

La medición de altitud del UAV puede recibirse en el uno o más procesadores. La medición de altitud puede ser una medición producida por un sensor de altitud mencionado en el presente documento (por ejemplo, un GPS integrado en el UAV). La medición de altitud puede ser una medición de altitud realizada en relación con un punto de referencia mencionado en el presente documento (por ejemplo, medición de altitud verdadera medida en relación con MSL). La medición de altitud puede hacerse aproximadamente o dentro de cada hora, cada media hora, cada 15 minutos, cada 10 minutos, cada 5 minutos, cada 3 minutos, cada 2 minutos, cada minuto, cada 45 segundos, cada 30 segundos, cada 15 segundos, cada 12 segundos, cada 10 segundos, cada 7 segundos, cada 5 segundos, cada 3 segundos, cada segundo, cada 0,5 segundos, o cada 0,1 segundo.

El UAV puede ubicarse tal como se describe en el presente documento (por ejemplo, usando un GPS). El UAV puede ubicarse en el mapa. La elevación del terreno en la ubicación del UAV puede determinarse tal como se describe en el presente documento (por ejemplo, leída de la información de elevación usando un procesador). El UAV puede ubicarse aproximadamente o cada hora, cada media hora, cada 15 minutos, cada 10 minutos, cada 5 minutos, cada 3 minutos, cada 2 minutos, cada minuto, cada 45 segundos, cada 30 segundos, cada 15 segundos, cada 12 segundos, cada 10 segundos, cada 7 segundos, cada 5 segundos, cada 3 segundos, cada segundo, cada 0,5 segundos o cada 0,1 segundo.

En la etapa 408, la restricción de altitud del UAV puede modificarse basándose en la información de elevación para producir una restricción de altitud modificada. Por ejemplo, al basarse en la información de elevación, la elevación del terreno en la ubicación del UAV (recibida en la etapa 404) puede restarse de la una o más restricciones de altitud. Los cálculos pueden tener lugar aproximadamente o cada hora, cada media hora, cada 15 minutos, cada 10 minutos, cada 5 minutos, cada 3 minutos, cada 2 minutos, cada minuto, cada 45 segundos, cada 30 segundos, cada 15 segundos, cada 12 segundos, cada 10 segundos, cada 7 segundos, cada 5 segundos, cada 3 segundos, cada segundo, cada 0,5 segundos o cada 0,1 segundo. La ubicación en la que se recibió la información de altitud del UAV y la elevación del terreno en la ubicación del UAV determinada pueden ser idénticas. La ubicación lateral en la que se recibió la información de altitud del UAV y en la que se recibió la elevación del terreno en la ubicación del UAV puede coincidir o no. Las ubicaciones laterales pueden encontrarse dentro de 1000 m, 500 m, 200 m, 100 m, 50 m, 20 m, 10 m, 5 m, 2 m, 1 m o 0,5 m. La una o más restricciones de altitud modificadas del UAV de la etapa 408 pueden compararse con la medición de altitud del UAV.

El método 400 puede repetirse en un intervalo de tiempo predeterminado durante el funcionamiento del UAV. El intervalo de tiempo puede ser de o encontrarse dentro de aproximadamente cada hora, cada media hora, cada 15 minutos, cada 10 minutos, cada 5 minutos, cada 3 minutos, cada 2 minutos, cada minuto, cada 45 segundos, cada 30 segundos, cada 15 segundos, cada 12 segundos, cada 10 segundos, cada 7 segundos, cada 5 segundos, cada 3 segundos, cada segundo, cada 0,5 segundos o cada 0,1 segundo.

En la etapa 412, las señales de control procedentes del uno o más procesadores pueden enviarse a la una o más unidades de propulsión para hacer que el UAV cumpla con las restricciones de altitud basándose en la comparación. Si el UAV cumple con la una o más restricciones de altitud ajustadas, puede que no haya ningún motivo para emitir señales de control y la etapa 412 puede ser opcional. Si el UAV cumple con la una o más restricciones de altitud ajustadas, pero está en proximidad cercana de las restricciones de altitud (por ejemplo, dentro de 0,5 m, 1 m, 2 m, 3 m, 4 m, 5 m, 7 m, 10 m, 20 m, 50 m, 100 m, o 200 m de la restricción de altitud), las señales de control pueden emitirse de manera que el UAV se aleja de la altitud restringida o de manera que se hace que el UAV sea incapaz de moverse más cerca de la altitud restringida. Como alternativa o suplemento a la etapa 412, puede emitirse en su lugar una alerta o advertencia descrita en el presente documento. La señal de control puede afectar al funcionamiento del UAV inmediatamente después de realizar la comparación o si el UAV continúa su vuelo en una altitud restringida durante un periodo de tiempo. El periodo de tiempo puede ser de aproximadamente o estar por debajo de 10 minutos, 5 minutos, 2 minutos, 1 minuto, 30 segundos, 10 segundos, 5 segundos, 2 segundos o 1 segundo. Aunque los ajustes de las restricciones de altitud se describen principalmente en el presente documento, se entenderá que la medición de altitud del UAV puede ajustarse como alternativa para lograr resultados similares a los ilustrados por la figura 10 (ajuste de la restricción de altitud) y la figura 11 (ajuste de la medición de altitud del UAV).

La figura 10 ilustra un método 1000 para comparar una o más restricciones de altitud modificadas dinámicamente con una medición de altitud de un UAV. El método puede incluir una o más de las etapas descritas en el presente documento, o puede incluir las etapas proporcionadas en un orden diferente. Por ejemplo, el método puede incluir recibir, en el uno o más procesadores, una o más restricciones de altitud para el UAV 1002. El método también puede incluir recibir, en el uno o más procesadores, información de elevación para una zona 1004. El uno o más procesadores pueden recibir la medición de altitud del UAV 1006. Esta información podrá recopilarse usando cualquiera de las técnicas descritas en otro lugar en el presente documento.

El método también puede incluir modificar, con ayuda del uno o más procesadores, la una o más restricciones de altitud basándose en la información de elevación para producir una o más restricciones de altitud modificadas 1008.

La medición de altitud puede compararse con la una o más restricciones de altitud modificadas 1010. Una comparación de este tipo puede producirse usando el uno o más procesadores, de manera individual o colectiva. El uno o más procesadores pueden emitir señales de control a la una o más unidades de propulsión para hacer que el UAV cumpla con la una o más restricciones de altitud modificadas al tiempo que se mueve sobre la zona 1012.

La figura 11 ilustra un método 1100 para comparar una o más mediciones de altitud modificadas dinámicamente con una restricción de altitud de un UAV. El método puede incluir una o más de las etapas descritas en el presente documento, o puede incluir las etapas proporcionadas en un orden diferente. Por ejemplo, el método puede incluir recibir, en el uno o más procesadores, una o más restricciones de altitud para el UAV 1102. El método también puede incluir recibir, en el uno o más procesadores, información de elevación para una zona 1104. El uno o más procesadores pueden recibir la medición de altitud del UAV 1106. Esta información podrá recopilarse usando cualquiera de las técnicas descritas en otro lugar en el presente documento.

El método también puede incluir modificar, con ayuda del uno o más procesadores, la medición de altitud basándose en la información de elevación para producir una medición de altitud modificada 1108.

La medición de altitud modificada puede compararse con la una o más restricciones de altitud 1110. Una comparación de este tipo puede producirse usando el uno o más procesadores, de manera individual o colectiva. El uno o más procesadores pueden emitir señales de control a una o más unidades de propulsión para hacer que el UAV cumpla con la una o más restricciones de altitud al tiempo que se mueve sobre la zona 1112.

La figura 5 ilustra un método 500 para controlar el movimiento de un vehículo aéreo no tripulado (UAV) que tiene una o más unidades de propulsión, según las realizaciones. El método 500 puede implicar la comparación de una medición de altitud del UAV frente una o más restricciones de altitud ajustadas con la información del mapa.

En la etapa 502, pueden recibirse una o más restricciones de altitud para el UAV en el uno o más procesadores del UAV. Las restricciones de altitud pueden recibirse tal como se describió anteriormente en el presente documento (por ejemplo, a partir de memoria, entrada de usuario, etc.). Las restricciones pueden ser una altitud máxima, una altitud mínima o una combinación (por ejemplo, un intervalo). Puede haber una pluralidad de altitudes máximas (por ejemplo, altitud máxima programada previamente y una altitud máxima de entrada de usuario). Puede haber una pluralidad de altitudes mínimas. Una restricción de altitud de entrada de usuario puede o no anular las otras restricciones de altitud. La restricción de altitud puede o no depender de una ubicación lateral (por ejemplo, geografía) del UAV. Por ejemplo, el techo de altitud cerca de un aeropuerto puede ser 0 con respecto al suelo.

En la etapa 504, la información del mapa de una zona puede recibirse en el uno o más procesadores. La información del mapa puede incluir o no información de elevación de una zona. La información de elevación puede ser indicativa de la elevación del terreno en la zona. La información de elevación puede ser indicativa de la altura de las estructuras naturales y/o artificiales en la zona. La información del mapa puede incluir otra información que pueda afectar a las restricciones de altitud, tales como ubicaciones de regiones con restricciones de vuelo (por ejemplo, aeropuertos), ubicaciones de regiones con estructuras artificiales y/o naturales altas y así sucesivamente. La recepción de información del mapa puede comprender recibir un mapa de la zona. El mapa puede ser un mapa de terreno o un mapa topográfico. La información del mapa puede cargarse previamente en el UAV antes del funcionamiento. Alternativa o adicionalmente, la información del mapa puede cargarse en el UAV durante el funcionamiento.

Las regiones con restricciones de vuelo pueden incluir espacio aéreo prohibido, que puede referirse a una zona (o volumen) del espacio aéreo dentro del cual no está permitido el vuelo de aeronaves, generalmente debido a problemas de seguridad. Las zonas prohibidas pueden contener espacio aéreo de dimensiones definidas identificadas por una zona de la superficie terrestre dentro de la cual esté prohibido el vuelo de aeronaves. Esas zonas pueden establecerse por razones de seguridad o de otro tipo relacionadas con el bienestar nacional. Estas zonas pueden publicarse en el Registro Federal y están representadas en cartas aeronáuticas de los Estados Unidos o en otras publicaciones en diversas jurisdicciones. La región con restricciones de vuelo puede incluir uno o más de espacio aéreo de uso especial (por ejemplo, cuando pueden imponerse limitaciones a las aeronaves que no participen en operaciones designadas), tal como el espacio aéreo restringido (es decir, cuando la entrada está normalmente prohibida en todo momento para todas las aeronaves y no está sometida a autorización por parte del órgano de control del espacio aéreo), zonas de operaciones militares, zonas de advertencia, zonas de alerta, zonas de restricción temporal de vuelos (TRF), zonas de seguridad nacional y zonas de tiro controlado.

Algunos ejemplos de regiones con restricciones de vuelo pueden incluir, pero no se limitan a, aeropuertos, corredores de vuelo, instalaciones militares u otras instalaciones gubernamentales, ubicaciones cercanas a personal sensible (por ejemplo, cuando el presidente u otro dirigente está visitando una ubicación), emplazamientos nucleares, instalaciones de investigación, espacio aéreo privado, zonas desmilitarizadas, determinadas jurisdicciones (por ejemplo, municipios, ciudades, condados, estados/provincias, países, masas de agua u otros puntos de referencia naturales) u otros tipos de zonas de exclusión aérea. Una región con restricciones de vuelo puede ser una zona de exclusión aérea permanente o puede ser una zona temporal en la que el vuelo está prohibido. En algunos casos, puede actualizarse una lista de regiones con restricciones de vuelo.

Algunos ejemplos de regiones con estructuras altas pueden incluir, pero no se limitan a, regiones urbanas (por ejemplo, ciudades con muchos rascacielos y otros edificios altos), regiones boscosas (por ejemplo, bosques con árboles extremadamente altos, tales como secuoyas), yacimientos arqueológicos (por ejemplo, pirámides) y similares. La información del mapa puede incluir datos GPS que indican la ubicación de tales regiones.

Además de las restricciones de altitud, puede haber otras restricciones aplicables a las estructuras artificiales. Por ejemplo, el UAV puede ser necesario para mantener una distancia horizontal y/o vertical especificada de las estructuras artificiales o ser necesario para mantener una velocidad y/o aceleración especificada dentro de una distancia determinada de las estructuras artificiales. Las otras restricciones anteriormente mencionadas también pueden aplicarse al terreno y a las estructuras naturales. Por ejemplo, el UAV puede ser necesario para mantener una distancia vertical y/u horizontal especificada desde una cordillera montañosa o ser necesario para mantener una velocidad y/o aceleración especificada dentro de una determinada distancia de la cordillera montañosa.

La medición de altitud del UAV puede recibirse en el uno o más procesadores. La información de altitud puede ser una medición producida por un sensor de altitud mencionado en el presente documento (por ejemplo, un GPS integrado en el UAV). La información de altitud puede ser una medición de altitud realizada en relación con un punto de referencia mencionado en el presente documento (por ejemplo, medición de altitud verdadera medida en relación con MSL). La medición de altitud puede realizarse aproximadamente o cada hora, cada media hora, cada 15 minutos, cada 10 minutos, cada 5 minutos, cada 3 minutos, cada 2 minutos, cada minuto, cada 45 segundos, cada 30 segundos, cada 15 segundos, cada 12 segundos, cada 10 segundos, cada 7 segundos, cada 5 segundos, cada 3 segundos, cada segundo, cada 0,5 segundos, o cada 0,1 segundo.

El UAV puede ubicarse tal como se describe en el presente documento (por ejemplo, usando un GPS). El UAV puede ubicarse en el mapa. La elevación del terreno en la ubicación del UAV puede determinarse tal como se describe en el presente documento (por ejemplo, leída de la información del mapa). El UAV puede ubicarse aproximadamente o cada hora, cada media hora, cada 15 minutos, cada 10 minutos, cada 5 minutos, cada 3 minutos, cada 2 minutos, cada minuto, cada 45 segundos, cada 30 segundos, cada 15 segundos, cada 12 segundos, cada 10 segundos, cada 7 segundos, cada 5 segundos, cada 3 segundos, cada segundo, cada 0,5 segundos o cada 0,1 segundo.

En la etapa 508, la restricción de altitud del UAV puede modificarse basándose en la información del mapa para producir una restricción de altitud modificada. Por ejemplo, al basarse en la información del mapa, el UAV puede localizar un aeropuerto cercano y disminuir la restricción de altitud máxima cerca de un aeropuerto para cumplir mejor con la restricción de vuelo en el caso de que invada una región con restricción de vuelos. Alternativa o conjuntamente, si la información del mapa contiene información de elevación, la elevación del terreno en la ubicación del UAV determinada puede restarse de la una o más restricciones de altitud. Los cálculos pueden tener lugar aproximadamente o cada hora, cada media hora, cada 15 minutos, cada 10 minutos, cada 5 minutos, cada 3 minutos, cada 2 minutos, cada minuto, cada 45 segundos, cada 30 segundos, cada 15 segundos, cada 12 segundos, cada 10 segundos, cada 7 segundos, cada 5 segundos, cada 3 segundos, cada segundo, cada 0,5 segundos o cada 0,1 segundo. La ubicación en la que se recibió la información de altitud del UAV y la elevación del terreno en la ubicación del UAV determinada pueden ser idénticas. La ubicación lateral en la que se recibió la información de altitud del UAV y en la que se recibió la elevación del terreno en la ubicación del UAV puede coincidir o no. Las ubicaciones laterales pueden encontrarse dentro de 1000 m, 500 m, 200 m, 100 m, 50 m, 20 m, 10 m, 5 m, 2 m, 1 m o 0,5 m. La una o más restricciones de altitud modificadas del UAV de la etapa 508 pueden compararse con la medición de altitud del UAV.

El método 500 puede repetirse en un intervalo de tiempo predeterminado durante el funcionamiento del UAV. El intervalo de tiempo puede estar en o aproximadamente cada hora, cada media hora, cada 15 minutos, cada 10 minutos, cada 5 minutos, cada 3 minutos, cada 2 minutos, cada minuto, cada 45 segundos, cada 30 segundos, cada 15 segundos, cada 12 segundos, cada 10 segundos, cada 7 segundos, cada 5 segundos, cada 3 segundos, cada segundo, cada 0,5 segundos o cada 0,1 segundo.

En la etapa 512, las señales de control procedentes del uno o más procesadores se envían a la una o más unidades de propulsión para hacer que el UAV cumpla con las restricciones de altitud basándose en la comparación. Si el UAV cumple con la una o más restricciones de altitud ajustadas, puede que no haya ningún motivo para emitir señales de control y la etapa 512 puede ser opcional. Si el UAV cumple con la una o más restricciones de altitud ajustadas, pero está en proximidad cercana de las restricciones de altitud (por ejemplo, dentro de 0,5 m, 1 m, 2 m, 3 m, 4 m, 5 m, 7 m, 10 m, 20 m, 50 m, 100 m, o 200 m de la restricción de altitud), las señales de control pueden emitirse de manera que el UAV se aleja de la altitud restringida o de manera que se hace que el UAV sea incapaz de moverse más cerca de la altitud restringida. Como alternativa o suplemento a la etapa 512, podrá emitirse en su lugar una alerta o advertencia descrita en el presente documento. La señal de control puede afectar al funcionamiento del UAV inmediatamente después de realizar la comparación o si el UAV continúa su vuelo en una altitud restringida durante un periodo de tiempo. El periodo de tiempo puede ser de aproximadamente o estar por debajo de 10 minutos, 5 minutos, 2 minutos, 1 minuto, 30 segundos, 10 segundos, 5 segundos, 2 segundos o 1 segundo. Aunque los ajustes de las restricciones de altitud se describen principalmente en el presente documento, se entenderá que la medición de altitud del UAV puede ajustarse como alternativa para lograr resultados similares a los ilustrados por la figura 10 (ajuste de la restricción de altitud) y la figura 11 (ajuste de la medición de altitud del UAV).

La figura 6 ilustra un método 600 para controlar el movimiento de un vehículo aéreo no tripulado (UAV) que tiene una o más unidades de propulsión, según realizaciones. El método 600 puede implicar la comparación de una o más restricciones de altitud frente a una medición de altitud del UAV medida por un sensor que contabiliza automáticamente las alturas y/o niveles del suelo local de las estructuras locales en el suelo (por ejemplo, edificios, árboles). Estos sensores pueden incluir sensores sónicos, de radar, ultrasónicos, de radar de apertura sintetizada (SAR), de tiempo de vuelo (TOF), y/o visuales que pueden estimar un promedio ponderado de la distancia desde el UAV hasta el suelo o un obstáculo debajo del UAV en una ventana de tiempo. En algunas realizaciones, los sensores están orientados verticalmente hacia abajo en relación con el UAV con el fin de facilitar la medición de la distancia entre el UAV y el nivel del suelo local y/o las estructuras locales. Esta información de distancia puede usarse como base para modificar dinámicamente las restricciones de altitud.

En la etapa 602, pueden recibirse una o más restricciones de altitud para el UAV en el uno o más procesadores. En la etapa 606, las mediciones de altitud absoluta del UAV pueden recibirse en el uno o más procesadores. En la etapa 608, las mediciones de altitud de la etapa 606 pueden compararse con la una o más restricciones de altitud. En la etapa 610, el uno o más procesadores pueden emitir señales de control a la una o más unidades de propulsión para hacer que el UAV cumpla con la una o más restricciones de altitud. El método 600 puede ser una versión especializada del método 400 o del método 500 en el que los sensores de altitud miden la altitud absoluta del UAV en lugar de la altitud verdadera. El método 600 puede implicar, opcionalmente, recibir información del mapa de la zona. La información del mapa puede utilizarse tal como se describió anteriormente en el presente documento. Puede resultar innecesario modificar la información de altitud basándose en la elevación del terreno porque los sensores de altitud del método 600 tienen en cuenta intrínsecamente la elevación del terreno.

Las restricciones de altitud pueden configurarse de manera que siempre estén activas durante el funcionamiento del UAV. Las restricciones de altitud pueden configurarse de manera que nunca estén activas durante el funcionamiento del UAV. Las restricciones de altitud pueden configurarse de manera que estén activas en ocasiones e inactivas en otras ocasiones. Por ejemplo, las restricciones de altitud pueden activarse o desactivarse automáticamente dependiendo de parámetros predefinidos (por ejemplo, estado del UAV, tiempo de vuelo, altitud actual, ubicación, etc.) y/o basarse en entradas de usuario.

La figura 7 ilustra un método 700 para controlar el movimiento de un UAV que tiene una o más unidades de propulsión, según las realizaciones. El método 700 puede implicar un UAV que tiene múltiples restricciones de altitud y la aplicación selectiva de las restricciones dependiendo de las circunstancias.

En la etapa 702, las señales de control procedentes de uno o más procesadores pueden enviarse a la una o más unidades de propulsión para hacer que el UAV funcione según un primer conjunto de restricciones de altitud. El primer conjunto de restricción de altitud puede basarse en una primera altitud de referencia. Entre los ejemplos de altitudes de referencia se incluyen el nivel del suelo, el nivel del mar (MSL), el nivel promedio del terreno, el nivel geoide, y similares. El primer conjunto de restricciones de altitud y el segundo conjunto de restricciones de altitud pueden comprender un límite de altitud máxima. El primer conjunto de restricciones de altitud y el segundo conjunto de restricciones de altitud pueden comprender un límite de altitud mínima. El límite de altitud máxima puede ser de aproximadamente o estar por debajo de 10.000 m, 5.000 m, 2.000 m, 1.000 m, 500 m, 200 m, 140 m, 120 m, 100 m, 80 m, 60 m, 50 m, 40 m, 30 m, 20 m, 10 m, o 5 m. El límite de altitud mínima puede ser de aproximadamente o estar por encima de 1 m, 2 m, 3 m, 4 m, 5 m, 7 m, 20 m, 10 m, m, 40 m, 100 m o 200 m.

En la etapa 704, si el UAV debe funcionar según un segundo conjunto de restricciones de altitud puede evaluarse con ayuda del uno o más procesadores y basarse en uno o más criterios. Los criterios pueden basarse en parámetros predefinidos (por ejemplo, estado de UAV, tiempo de vuelo, altitud actual, ubicación) y/o basarse en entrada de usuarios. Los criterios pueden disponerse antes del vuelo del UAV o pueden introducirse durante el vuelo. Por ejemplo, los criterios pueden ser si un UAV ha superado un tiempo de vuelo predeterminado. El tiempo de vuelo predeterminado puede ser de aproximadamente o menor de 6000 segundos, 3000, 1200 segundos, 600 segundos, 300 segundos, 120 segundos, 60 segundos, 30 segundos, 10 segundos o 5 segundos. El tiempo de vuelo puede medir el tiempo de vuelo total registrado por el UAV. El tiempo de vuelo puede medir el tiempo de vuelo registrado para una sesión de vuelo particular. Los criterios pueden ser si la batería del UAV se está agotando. Los criterios pueden ser si el UAV se está moviendo por encima de una velocidad o aceleración determinadas. Los criterios pueden ser si el UAV ha superado un umbral de altitud predefinido. El umbral de altitud predeterminado puede ser de aproximadamente o estar por encima de 10 m, 20 m, 40 m, 100 m, 200 m o 400 m. Los criterios pueden ser si el UAV está por debajo de un suelo de altitud predeterminado. Los criterios pueden ser si la altitud actual del UAV es mayor que una altitud en un punto anterior en el tiempo. Los criterios pueden ser si la altitud actual del UAV es mayor que una altitud de una ubicación inicial del UAV. Los criterios pueden ser si el UAV se encuentra o no dentro de un espacio aéreo restringido. Los criterios pueden ser si el UAV está cerca de un espacio aéreo restringido. Los criterios pueden ser si el segundo conjunto de restricciones de altitud no está actualmente prohibido por un controlador para el UAV. El controlador puede ubicarse integrado en el UAV. El controlador puede ser un dispositivo de control remoto en comunicación con el UAV.

En la etapa 706, las señales de control procedentes de uno o más de los procesadores pueden enviarse a la una o más unidades de propulsión para hacer que el UAV funcione según el segundo conjunto de restricciones de altitud si se cumplen el uno o más criterios según la etapa 704. Por ejemplo, cuando el tiempo de vuelo total ha superado un umbral determinado, el UAV puede funcionar bajo un segundo conjunto de restricciones de altitud con un techo de altitud más alto o un suelo de altitud más bajo que el primer conjunto de restricciones de altitud, lo que puede proporcionar a un operario de UAV una mayor libertad en el control del UAV a medida que aumenta el tiempo de vuelo total. Por ejemplo, el UAV puede funcionar bajo un segundo conjunto de restricciones de altitud con un suelo de altitud menor que el primer conjunto de restricciones de altitud a medida que la batería se agota. Por ejemplo, el UAV puede funcionar bajo un segundo conjunto de restricciones de altitud con un suelo de altitud más alto que el primer conjunto de restricciones de altitud si el UAV se mueve por encima de una velocidad determinada, lo que puede garantizar la seguridad de las personas y reducir la colisión con objetos terrestres. Por ejemplo, cuando se encuentra cerca de un espacio aéreo restringido, el UAV puede funcionar bajo un segundo conjunto de restricciones de altitud con un suelo de altitud menor en comparación con el primer conjunto de restricciones de altitud para garantizar que el UAV pueda aterrizar con seguridad antes de entrar en el espacio aéreo restringido. El segundo conjunto de restricción de altitud puede basarse en una segunda altitud de referencia. Ejemplos de altitudes de referencia incluyen el nivel del suelo, el nivel del mar (nivel medio del mar), el nivel promedio del terreno, el nivel geoide, y similares. La segunda altitud de referencia y la primera altitud de referencia pueden o no ser idénticas.

Cuando el UAV está fuera de la altitud restringida de vuelo, el UAV puede pedir al usuario (por ejemplo, a través de una aplicación móvil, un indicador de estado del vuelo, un indicador de audio u otro indicador) que aterrice dentro del periodo de tiempo predeterminado (por ejemplo, 1 minuto) o navegue hasta una altitud que cumpla con la altitud restringida. Dentro del periodo de tiempo, el operario del UAV puede proporcionar instrucciones para navegar el UAV a la altitud deseada y/o proporcionar instrucciones de aterrizaje manual. Una vez superado el periodo de tiempo predeterminado, el UAV puede navegar automáticamente para cumplir con las restricciones de altitud sin ninguna entrada de un operario del UAV, o puede incorporar entradas del operario del UAV. El UAV puede comenzar a disminuir automáticamente de altitud después del periodo de tiempo predeterminado. El UAV puede comenzar a aumentar automáticamente de altitud después del periodo de tiempo predeterminado. El UAV puede disminuir o aumentar de altitud a una velocidad predeterminada, o puede incorporar datos de ubicación para determinar la velocidad a la cual disminuir de altitud, aumentar de altitud o aterrizar. En algunos casos, las medidas de respuesta en vuelo más cercanas a una región con restricciones de vuelo pueden proporcionar una respuesta más rápida del UAV para descender o aterrizar. Esto puede reducir la autonomía del usuario en cuanto al control del vuelo de UAV, pero puede proporcionar unb mayor cumplimiento de las normas y proporcionar mayores medidas de seguridad. Las medidas de respuesta de vuelo alejadas de la región con restricciones de vuelos pueden permitir que un usuario tenga más control sobre el UAV. Esto puede proporcionar una mayor autonomía de usuario en cuanto al control del UAV y permitir que el usuario tome medidas para impedir que el UAV entre en un espacio aéreo restringido. La distancia puede usarse para medir el riesgo o la probabilidad de que el UAV caiga dentro de un espacio aéreo restringido, y basándose en la medición del riesgo tomar un nivel de medidas adecuado.

En algunas realizaciones, los métodos descritos en el presente documento para el ajuste dinámico de las restricciones de altitud tienen en consideración las leyes y normativas relativas a las altitudes permisibles para los UAV. Por ejemplo, antes de modificar una restricción de altitud según los métodos presentados en el presente documento, el uAv (por ejemplo, uno o más procesadores asociados con el UAV) puede comparar la restricción de altitud modificada con una restricción de altitud legal para determinar si la restricción de altitud modificada es legalmente compatible. Si la restricción modificada es compatible, el UAV puede proceder a implementar la restricción modificada. Si la restricción modificada no es compatible, el UAV puede mantener la restricción original o ajustar la restricción modificada para que sea compatible. Por ejemplo, si la restricción modificada establece un techo de altitud de 500 m, pero la restricción legal establece un techo de altitud de 400 m, el UAV puede implementar un techo de altitud de 400 m en lugar de 500 m para cumplir con la normativa. En algunas realizaciones, si se determina que las restricciones de altitud deben modificarse, pero la modificación no sería compatible legalmente, puede proporcionarse una alerta al usuario tal como se describió anteriormente en el presente documento (por ejemplo, a través de una aplicación en un dispositivo móvil o controlador remoto, a través del propio UAV). Las leyes y normativas aplicables pueden proporcionarse al UAV de diversas maneras, por ejemplo, cargarse previamente en el UAV antes del funcionamiento, cargarse en el UAV durante el funcionamiento, etc. En algunas realizaciones, la determinación de las leyes y normativas pertinentes puede realizarse basándose en la información de ubicación para el UAV (por ejemplo, coordenadas GPS actuales).

En algunas realizaciones, las restricciones de altitud descritas en el presente documento pueden modificarse dinámicamente antes de que el UAV se aproxime a y/o sobrevuele las estructuras y/o terreno elevado que requieran las restricciones de altitud modificadas, por ejemplo, cuando el UAV está a una distancia predeterminada de las estructuras y/o terreno elevado. Por ejemplo, si el UAV está volando hacia una zona con edificios altos, puede comenzar a aumentar el techo de altitud cuando está a una distancia predeterminada de la zona, en lugar de aumentar el techo una vez que está volando sobre la zona. Este enfoque puede permitir que el usuario aumente de manera preventiva la altitud del UAV con el fin de evitar colisiones con estructuras y/o terreno elevado, ya que puede no haber tiempo suficiente para desviar el UAV si el UAV está demasiado cerca de las estructuras y/o terreno elevado, particularmente si el UAV se está moviendo a velocidades relativamente altas.

Los UAV descritos en el presente documento pueden hacerse funcionar de manera completamente autónoma (por ejemplo, mediante un sistema informático adecuado, tal como un controlador integrado o un controlador no integrado), de manera semiautónoma (por ejemplo, con algunos aspectos controlados manualmente y algunos aspectos controlados automáticamente) o de manera manual (por ejemplo, mediante un usuario humano que utiliza un dispositivo de control remoto o un terminal). El UAV puede recibir órdenes de una entidad adecuada (por ejemplo, usuario humano o sistema de control autónomo) y responder a tales órdenes realizando una o más acciones. Por ejemplo, el UAV puede controlarse para despegar desde el suelo, moverse en el aire (por ejemplo, con hasta tres grados de libertad en traslación y hasta tres grados de libertad en rotación), moverse hasta la ubicación objetivo o hasta una secuencia de ubicaciones objetivo, flotar en el aire, aterrizar en el suelo, y así sucesivamente. Como otro ejemplo, el UAV puede controlarse para moverse a una velocidad y/o aceleración especificada (por ejemplo, con hasta tres grados de libertad en traslación y hasta tres grados de libertad en rotación) o a lo largo de una trayectoria de movimiento especificada. Además, las órdenes pueden usarse para controlar uno o más componentes de UAV, tales como los componentes descritos en el documento presente (por ejemplo, sensores, accionadores, unidades de propulsión, carga útil, etc.). Por ejemplo, algunas órdenes pueden usarse para controlar la posición, orientación, y/o funcionamiento de una carga útil de UAV tal como una cámara. Opcionalmente, el UAV puede configurarse para funcionar según una o más normas de funcionamiento predeterminadas. Las normas de funcionamiento pueden usarse para controlar cualquier aspecto adecuado del UAV, tal como la posición (por ejemplo, latitud, longitud, altitud), orientación (por ejemplo, alabeo, guiñada, cabeceo), velocidad (por ejemplo, de traslación y/o angular), y/o aceleración (por ejemplo, angular y/o de traslación) del UAV. Por ejemplo, las normas de funcionamiento pueden diseñarse de manera que no se permita que el UAV vuele más allá de una altura umbral, por ejemplo, el UAV puede configurarse para volar a una altura no superior a 400 m del suelo. En algunas realizaciones, las normas de funcionamiento pueden adaptarse para proporcionar mecanismos automatizados para mejorar la seguridad del UAV e impedir incidentes de seguridad. Por ejemplo, el UAV puede configurarse para detectar una región de vuelo restringido (por ejemplo, 1.200 pies sobre el nivel del suelo) y no volar dentro de una distancia predeterminada de la región de vuelo restringido, evitando de ese modo posibles colisiones con aeronaves y otros obstáculos, garantizando el cumplimiento de la ley y proporcionando una óptima experiencia de usuario para sus operarios.

La figura 8 proporciona una ilustración esquemática de un vehículo aéreo no tripulado 800 en comunicación con un dispositivo externo, 810 según una realización de la invención.

El UAV 800 podrá incluir una o más unidades de propulsión que pueden controlar la posición del UAV. Las unidades de propulsión pueden controlar la ubicación del UAV (por ejemplo, con respecto a hasta tres direcciones, tales como latitud, altitud) y/u orientación del UAV (por ejemplo, con respecto a hasta tres ejes de rotación, tales como alabeo, guiñada, cabeceo). Las unidades de propulsión pueden permitir que el UAV mantenga o cambie de posición. Las unidades de propulsión pueden incluir uno o más álabes de rotor que pueden rotar para generar levantamiento para el UAV. Las unidades de propulsión pueden accionarse mediante uno o más accionadores 850, tales como el uno o más motores. En algunos casos, un único motor puede accionar una única unidad de propulsión. En otros ejemplos, un único motor puede accionar múltiples unidades de propulsión, o una única unidad de propulsión puede accionarse por múltiples motores.

El funcionamiento del uno o más accionadores 850 del UAV 800 puede controlarse mediante un controlador de vuelo 820. El controlador de vuelo puede incluir uno o más procesadores y/o unidades de memoria. Las unidades de memoria pueden incluir medios legibles por ordenador no transitorios, que pueden comprender código, lógica o instrucciones para realizar una o más etapas. Los procesadores pueden ser capaces de realizar una o más etapas descritas en el presente documento. Los procesadores pueden proporcionar las etapas según los medios legibles por ordenador no transitorios. Los procesadores pueden realizar cálculos basados en ubicación y/o utilizar algoritmos para generar una orden de vuelo para el UAV.

El controlador de vuelo 820 puede recibir información procedente de un receptor 830 y/o localizador 840. El receptor 830 puede comunicarse con un dispositivo externo 810. El dispositivo externo puede ser un terminal remoto. El dispositivo externo puede ser un aparato de control que puede proporcionar uno o más conjuntos de instrucciones para controlar el vuelo del UAV. Un usuario puede interactuar con el dispositivo externo para emitir instrucciones para controlar el vuelo del UAV. El dispositivo externo puede tener una interfaz de usuario que puede aceptar una entrada de usuario que puede dar como resultado el control del vuelo del UAV. Ejemplos de dispositivos externos se describen con mayor detalle en otros lugares en el presente documento.

El dispositivo externo 810 puede comunicarse con el receptor 830 a través de una conexión inalámbrica. La comunicación inalámbrica puede producirse directamente entre el dispositivo externo y el receptor y/o puede producirse a través de una red, u otras formas de comunicación indirecta. En algunas realizaciones, las comunicaciones inalámbricas pueden ser comunicaciones basadas en proximidad. Por ejemplo, el dispositivo externo puede encontrarse dentro de una distancia predeterminada del UAV con el fin de controlar el funcionamiento del UAV. Alternativamente, el dispositivo externo no tiene que encontrarse dentro de una proximidad predeterminada del UAV. Las comunicaciones pueden producirse directamente, a través de una red de área local (LAN), red de área extensa (WAN) tal como Internet, entorno de nube, red de telecomunicaciones (por ejemplo, 3G, 4G), Wifi, Bluetooth, radiofrecuencia (RF), infrarrojos (IR) o cualquier otra técnica de comunicación. En realizaciones alternativas, las comunicaciones entre el dispositivo externo y el receptor pueden producirse a través de una conexión por cable.

Las comunicaciones entre el dispositivo externo y el UAV pueden ser comunicaciones bidireccionales y/o comunicaciones unidireccionales. Por ejemplo, el dispositivo externo puede proporcionar instrucciones al UAV que puedan controlar el vuelo del UAV. El dispositivo externo puede realizar otras funciones del UAV, tal como uno o más ajustes del UAV, uno o más sensores, funcionamiento de una o más cargas útiles, funcionamiento de un portador de la carga útil, o cualquier otra operación del UAV. El UAV puede proporcionar datos al dispositivo externo. Los datos pueden incluir información sobre la ubicación del UAV, datos detectados por uno o más sensores del UAV, imágenes captadas por una carga útil del UAV u otros datos del UAV. Las instrucciones de los datos y/o del dispositivo externo del UAV pueden transmitirse de forma simultánea o secuencial. Pueden transferirse a través del mismo canal de comunicación o de diferentes canales de comunicación. En algunos casos, las instrucciones del dispositivo externo pueden transportarse al controlador de vuelo. El controlador de vuelo puede utilizar las instrucciones de control de vuelo del dispositivo externo para generar una señal de orden al uno o más accionadores del UAV.

El UAV también puede incluir un localizador 840. El localizador puede usarse para determinar una ubicación del UAV. La ubicación puede incluir una latitud, longitud y/o altitud del vehículo aéreo. La ubicación del UAV puede determinarse en relación con un marco de referencia fijo (por ejemplo, coordenadas geográficas). La ubicación del UAV puede determinarse en relación con un mapa recibido por los procesadores que contiene información de mapa y/o información de elevación. La ubicación del UAV puede determinarse en relación con una región con restricciones de vuelo. El localizador puede usar cualquier técnica o que se desarrolle posteriormente en la técnica para determinar la ubicación del UAV. Por ejemplo, el localizador puede recibir una señal procedente de una unidad de ubicación externa 845. En un ejemplo, el localizador puede ser un receptor de sistema de posicionamiento global (GPS) y la unidad de ubicación externa puede ser un satélite GPS. En otro ejemplo, el localizador puede ser una unidad de medición inercial (IMU), un sensor ultrasónico, sensores visuales (por ejemplo, cámaras) o una unidad de comunicación que se comunica con una unidad de ubicación externa. La unidad de ubicación externa puede incluir un satélite, una torre u otra estructura que pueda ser capaz de proporcionar información de ubicación. Una o más unidades de ubicación externas pueden utilizar una o más técnicas de triangulación con el fin de proporcionar una ubicación del UAV. En algunos casos, la unidad de ubicación externa puede ser el dispositivo externo 810 u otro dispositivo de control remoto. La ubicación del dispositivo externo puede usarse como la ubicación del UAV o para determinar la ubicación del UAV. La ubicación del dispositivo externo puede determinarse usando una unidad de ubicación dentro del dispositivo externo y/o una o más estaciones base capaces de determinar la ubicación del dispositivo externo. La unidad de ubicación del dispositivo externo puede usar cualquiera de las técnicas descritas en el presente documento incluyendo, pero no limitándose a, GPS, láser, ultrasónica, visual, inercial, infrarroja u otras técnicas de detección de ubicación. La ubicación de un dispositivo externo puede determinarse usando cualquier técnica, tal como GPS, láser, ultrasónica, visual, inercial, infrarroja, triangulación, estaciones base, torres, relés, o cualquier otra técnica.

En realizaciones alternativas, es posible que no se necesite un dispositivo externo o una unidad de ubicación externa para determinar la ubicación del UAV. Por ejemplo, puede usarse la IMU para determinar la ubicación del UAV. Una IMU puede incluir uno o más acelerómetros, uno o más giroscopios, uno o más magnetómetros o combinaciones adecuadas de los mismos. Por ejemplo, la IMU puede incluir hasta tres acelerómetros ortogonales para medir la aceleración lineal del objeto móvil a lo largo de hasta tres ejes de traslación, y hasta tres giroscopios ortogonales para medir la aceleración angular de hasta tres ejes de rotación. El IMU puede acoplarse rígidamente al vehículo aéreo de manera que el movimiento del vehículo aéreo corresponde al movimiento de la IMU. Alternativamente, puede permitirse que la IMU se mueva en relación con el vehículo aéreo con respecto a hasta seis grados de libertad. La IMU puede montarse directamente sobre el vehículo aéreo o acoplarse a una estructura de soporte montada sobre el vehículo aéreo. La IMU puede proporcionarse de manera externa o dentro de un alojamiento del objeto móvil. La IMU puede fijarse de manera permanente o extraíble al objeto móvil. En algunas realizaciones, la IMU puede ser un elemento de una carga útil del vehículo aéreo. La IMU puede proporcionar una señal indicativa del movimiento del vehículo aéreo, tal como una posición, orientación, velocidad y/o aceleración del vehículo aéreo (por ejemplo, con respecto a uno, dos o tres ejes de traslación, y/o uno, dos o tres ejes de rotación). Por ejemplo, la IMU puede detectar una señal representativa de la aceleración del vehículo aéreo, y la señal puede integrarse una vez para proporcionar información de velocidad, y dos veces para proporcionar información de orientación y/o ubicación. La IMU puede determinar la aceleración, la velocidad, y/o la ubicación/orientación del vehículo aéreo sin interactuar con ningún factor ambiental externo ni recibir ninguna señal procedente del exterior del vehículo aéreo. La IMU puede usarse alternativamente junto con otros dispositivos de determinación de ubicación, tales como GPS, sensores visuales, sensores ultrasónicos o unidades de comunicación.

La ubicación determinada por el localizador 840 puede usarse por el controlador de vuelo 820 para la generación de una o más señales de orden que van a proporcionarse al accionador. Por ejemplo, la ubicación del UAV, que puede determinarse basándose en la información del localizador, puede usarse para determinar la prioridad de las restricciones de altitud en caso de que existan restricciones de altitud concurrentes. El controlador de vuelo puede determinar adicionalmente qué medida de respuesta de vuelo, si la hubiera, debe tomarse por el UAV. El controlador de vuelo puede determinar la señal de orden al/los actuador(es), lo que puede controlar el vuelo del UAV.

La figura 9 proporciona un ejemplo de un vehículo aéreo no tripulado que usa un sistema de posicionamiento global (GPS) para determinar la ubicación del vehículo aéreo no tripulado, según una realización de la invención. El UAV puede tener un módulo GPS. El módulo GPS puede incluir un receptor GPS 940 y/o una antena GPS 942. La antena GPS puede captar una o más señales procedentes de un satélite GPS u otra estructura y transportar la información captada al receptor GPS. El módulo GPS también puede incluir un microprocesador 925. El microprocesador puede recibir información procedente del receptor GPS. El microprocesador puede transportar los datos procedentes del receptor GPS en forma bruta o puede procesarlos o analizarlos. El microprocesador puede realizar cálculos usando los datos del receptor GPS y/o puede proporcionar información de ubicación basándose en los cálculos.

El módulo GPS puede estar conectado operativamente a un controlador de vuelo 920. El controlador de vuelo de un UAV puede generar señales de orden para proporcionarse a uno o más accionadores del UAV y controlar de ese modo el vuelo del UAV. Cualquier conexión puede proporcionarse entre el módulo GPS y el controlador de vuelo. Por ejemplo, puede usarse un bus de comunicación, tal como un bus de red de área de controlador (CAN) para conectar el módulo GPS y el controlador de vuelo. El receptor GPS puede recibir datos a través de la antena GPS y puede comunicar los datos al microprocesador, que puede comunicar los datos a un controlador de vuelo a través del bus de comunicaciones.

En algunos casos, una vez que el UAV está encendido, el UAV puede buscar la señal GPS. Si se encuentra la señal GPS, el UAV puede determinar su ubicación y altitud.

Algunas realizaciones pueden depender del módulo GPS de la aeronave para determinar la ubicación, incluyendo la altitud del UAV. Si el módulo GPS tarda demasiado tiempo en determinar correctamente la posición, esto afectará a las capacidades del vuelo. La funcionalidad de vuelo de UAV puede verse limitada si el módulo GPS no funciona o no puede detectarse una señal GPS. En algunos casos, pueden usarse otros sistemas y métodos para determinar una ubicación, tal como la altitud, del UAV tal como se describe en el presente documento.

La figura 12 proporciona un ejemplo de un vehículo aéreo no tripulado 1200 con una unidad de memoria integrada 1250, según un aspecto de la invención. El UAV puede tener un controlador de vuelo 1220 que puede generar uno o más señales de orden para llevar a cabo el vuelo del UAV. Una unidad de ubicación 1240 puede proporcionarse. La unidad de ubicación puede proporcionar datos indicativos de una altitud y ubicación del UAV. La unidad de ubicación puede ser un receptor GPS, un módulo de comunicación que recibe datos de ubicación procedentes de un dispositivo externo, un sensor ultrasónico, un sensor visual, un sensor de infrarrojos, un sensor inercial o cualquier otro tipo de dispositivo que pueda resultar útil para determinar la ubicación del UAV. El controlador de vuelo puede usar la ubicación del UAV para generar la señal de orden de vuelo.

La unidad de memoria 1250 puede incluir datos sobre la información de elevación o información de mapa de regiones en las que puede funcionar el UAV. Por ejemplo, pueden proporcionarse una o más bases de datos o memorias integradas 1255A, que almacenan mapas (por ejemplo, mapa topográfico) que incluyen información de altitud de las listas y/o del terreno de las regiones con restricciones de vuelo y/o su ubicación. En un ejemplo, los mapas de diversas regiones pueden almacenarse en la memoria integrada del UAV. En un ejemplo, el dispositivo de almacenamiento de memoria puede almacenar información de elevación de la zona cubierta por el mapa. Todos los mapas (por ejemplo, mapas topográficos) del mundo, continente, país o región del mundo pueden almacenarse en la unidad de memoria. Alternativa o conjuntamente, puede almacenarse información relativa a las regiones con restricciones de vuelo o cualquier otra información que pueda afectar a las restricciones de altitud del UAV. Las coordenadas pueden incluir únicamente coordenadas de latitud y longitud, pueden incluir además coordenadas de altitud, o pueden incluir límites de regiones con restricciones de vuelo. Por tanto, la información de elevación del terreno, incluyendo las ubicaciones y/o normas asociadas, puede programarse previamente en el UAV.

El UAV puede ser capaz de acceder a la memoria integrada para determinar la información del mapa y/o de elevación de una región en la que está funcionando. Esto puede resultar útil en situaciones en las que una comunicación de un UAV puede no llevarse a cabo o puede tener problemas para acceder a una fuente externa. Por ejemplo, algunos sistemas de comunicación pueden no ser fiables. En algunos casos, el acceso a la información almacenada de manera integrada puede ser más fiable y/o puede requerir menos consumo de energía. El acceso a la información almacenada de manera integrada también puede ser más rápido que descargar la información en tiempo real.

En algunos casos, pueden almacenarse otros datos de manera integrada en el UAV. Por ejemplo, pueden proporcionarse bases de datos y/o memoria 1255B acerca de las normas relativas a las altitudes con restricciones de vuelo particulares o diferentes jurisdicciones. Por ejemplo, la memoria puede almacenar información integrada sobre las normas de vuelo para diferentes jurisdicciones. Por ejemplo, el país A puede no permitir que un UAV vuele a más de 700 pies sobre el nivel del suelo, mientras que el país B puede no permitir que un UAV vuele a más de 1200 pies sobre el nivel del suelo. En algunos casos, las normas pueden ser específicas de las jurisdicciones. En algunos casos, las normas pueden ser específicas para las regiones con restricciones de vuelo, independientemente de la jurisdicción. Por ejemplo, dentro del país A, el aeropuerto A puede no permitir vuelos de UAV en cualquier momento a menos de 5 millas del aeropuerto, mientras que el aeropuerto B puede permitir vuelos UAV cerca del aeropuerto de 1:00 a 5:00 A.M. Las normas pueden almacenarse integradas en el UAV y, opcionalmente, pueden asociarse con las jurisdicciones pertinentes y/o las regiones con restricciones de vuelo.

Las normas almacenadas en las bases de datos pueden pertenecer a restricciones de altitud para diferentes jurisdicciones o diferentes regiones. Las normas pueden proporcionarse por un fabricante, un usuario o un tercero. Las normas pueden almacenarse en la base de datos y/o pueden actualizarse.

El controlador de vuelo 1220 puede acceder a la memoria integrada para calcular una altitud del UAV en relación con una restricción de altitud. En algunas realizaciones, los datos de sensor pueden usarse para determinar la altitud del UAV en comparación con la altitud del UAV con la restricción de altitud. Opcionalmente, la memoria integrada, que puede incluir datos de elevación con respecto al nivel del suelo puede usarse para ayudar en la comparación. En algunos casos, el controlador de vuelo también puede acceder a la memoria integrada para calcular una distancia entre el UAV y una región con restricciones de vuelo. El controlador de vuelo puede usar información procedente de la unidad de ubicación 1240 como la ubicación del UAV, y puede usar información procedente de la memoria integrada 1250 para la ubicación de la región con restricciones de vuelo. El controlador de vuelo puede realizar un cálculo de la distancia entre el UAV y la región con restricciones de vuelo, con la ayuda de un procesador.

El controlador de vuelo 1220 puede acceder a la memoria integrada para determinar una medida de respuesta de vuelo que va a tomarse. Por ejemplo, el UAV puede acceder a la memoria integrada sobre diferentes normas. La ubicación del UAV puede usarse para determinar la medida de respuesta de vuelo que debe tomar el UAV según las normas pertinentes. Por ejemplo, si se determina que la ubicación del UAV se encuentra dentro del país A, el controlador de vuelo puede revisar las reglas del país A para determinar la medida de respuesta al vuelo que debe tomar. Por ejemplo, esto puede incluir indicar al UAV que descienda por debajo de un techo de altitud cuando el UAV se aproxima o supera el techo de altitud. Esto puede afectar a la señal de orden generada y enviada al uno o más accionadores del UAV.

La memoria integrada 1250 del UAV puede actualizarse. Por ejemplo, puede usarse un dispositivo móvil en comunicación con el UAV para las actualizaciones. Cuando el dispositivo móvil y el UAV están conectados, puede actualizarse la memoria integrada. El dispositivo móvil y el UAV pueden actualizarse a través de una conexión inalámbrica, tal como una conexión inalámbrica directa o indirecta. En un ejemplo, la conexión puede proporcionarse a través de WiFi o Bluetooth. El dispositivo móvil puede usarse para controlar el vuelo del UAV y/o recibir datos del UAV. Puede actualizarse información tal como la información de elevación o la información del mapa de una región. Tales actualizaciones pueden producirse al tiempo que el dispositivo móvil interactúa con el UAV. Tales actualizaciones pueden producirse cuando el dispositivo móvil se conecta por primera vez con el UAV, a intervalos de tiempo periódicos, cuando se detectan situaciones o de manera continua en tiempo real.

En otro ejemplo, puede proporcionarse una conexión por cable entre el UAV y un dispositivo externo para proporcionar actualizaciones a la memoria integrada. Por ejemplo, puede usarse un puerto USB o un puerto similar en el UAV para conectarse a un ordenador personal (PC), y puede usar el software de PC para la actualización. En otro ejemplo, el dispositivo externo puede ser un dispositivo móvil u otro tipo de dispositivo externo. Las actualizaciones pueden producirse cuando el UAV se conecta por primera vez al dispositivo externo, a intervalos de tiempo periódicos al tiempo que permanece la conexión por cable, cuando se detectan situaciones, o de manera continua en tiempo real al tiempo que permanece la conexión por cable.

Un ejemplo adicional puede permitir que el UAV tenga un dispositivo de comunicación para acceder a Internet u otra red. Cada vez que se inicia el UAV, puede comprobar automáticamente si es necesario actualizar la memoria integrada. Por ejemplo, cada vez que se inicia el uAv , puede comprobar automáticamente si es necesario actualizar la información de elevación o del mapa. En algunas realizaciones, el UAV solo comprueba si existen actualizaciones que deban hacerse cuando se enciende. En otras realizaciones, el UAV puede realizar comprobaciones periódicamente, tras situaciones u órdenes detectadas, o de manera continua.

En algunos casos, diferentes jurisdicciones pueden tener diferentes restricciones de altitud. Por ejemplo, diferentes países pueden tener diferentes normas y/o algunas normas pueden ser más complicadas dependiendo de la jurisdicción, y tal vez deban llevarse a cabo paso a paso. Algunos ejemplos de jurisdicciones pueden incluir, pero no se limitan a, continentes, sindicatos, países, estados/provincias, condados, ciudades, pueblos, propiedad o terreno privados u otros tipos de jurisdicciones.

La ubicación del UAV puede usarse para determinar la jurisdicción dentro de la cual el UAV se ubica actualmente y pueden aplicarse normas completas. Por ejemplo, pueden usarse coordenadas GPS para determinar la jurisdicción en la que el UAV se ubica y qué leyes se aplican. Por ejemplo, la jurisdicción A puede prohibir el vuelo de un UAV a 700 pies sobre el suelo, mientras que la jurisdicción B puede prohibir el vuelo a 1200 pies sobre el suelo. Entonces, una vez que la aeronave obtiene las coordenadas GPS, puede determinar si actualmente está ubicada dentro de la jurisdicción A o la jurisdicción B. En base a esta determinación, puede evaluar si las restricciones de vuelo están en juego a 700 pies o 1200 pies sobre el suelo, y puede tomar una medida de respuesta de vuelo en consecuencia.

Por ejemplo, puede proporcionarse un límite entre jurisdicciones. El UAV puede determinar que se encuentra dentro de la jurisdicción A, que está a la derecha del límite, basándose en la ubicación del UAV. La jurisdicción B puede encontrarse a la izquierda del límite y puede tener normas diferentes a las de la jurisdicción A. En un ejemplo, la ubicación del UAV puede determinarse usando cualquiera de las técnicas de ubicación descritas en otro lugar en el presente documento. Las coordenadas del UAV pueden calcularse. En algunos casos, una memoria integrada en el UAV puede incluir límites para diferentes jurisdicciones. Por ejemplo, el UAV puede tener acceso a la memoria integrada para determinar en qué jurisdicción se encuentra el UAV, basándose en su ubicación. En otros ejemplos, la información sobre las diferentes jurisdicciones puede almacenarse de manera no integrada. Por ejemplo, el UAV puede comunicarse externamente para determinar en qué jurisdicción se encuentra el UAV.

Por tanto, el UAV puede ser capaz de acceder a información sobre la jurisdicción en la que se encuentra el UAV y/o a las normas de vuelo aplicables para el UAV. Las restricciones de altitud aplicables pueden usarse junto con la información de ubicación para determinar si se necesita una medida de respuesta de vuelo y/o qué medida de respuesta de vuelo debe tomarse.

Los sistemas, dispositivos y métodos descritos en el presente documento pueden aplicarse a una amplia variedad de objetos móviles. Tal como se mencionó anteriormente, cualquier descripción en el presente documento de un UAV puede aplicarse y usarse para cualquier objeto móvil. Cualquier descripción en el presente documento de un UAV puede aplicarse a cualquier vehículo aéreo. Un objeto móvil de la presente invención puede configurarse para moverse en cualquier entorno adecuado, tal como en el aire (por ejemplo, una aeronave, un helicóptero o una aeronave que no tiene alas fijas ni alas rotativas), en agua (por ejemplo, un buque o un submarino), en tierra (por ejemplo, un vehículo de motor, tal como un coche, camión, autobús, furgoneta, motocicleta, bicicleta; una estructura o armazón móvil tal como un palo, caña de pescar; o un tren), bajo tierra (por ejemplo, un metro), en el espacio (por ejemplo, un avión espacial, un satélite o una sonda), o cualquier combinación de estos entornos. El objeto móvil puede ser un vehículo, tal como un vehículo descrito en otro lugar en el presente documento. En algunas realizaciones, el objeto móvil puede transportarse por un sujeto vivo, o despegar de un sujeto vivo, tal como un humano o un animal. Animales adecuados pueden incluir avinos, caninos, felinos, equinos, bovinos, ovinos, porcinos, delfines, roedores o insectos.

El objeto móvil puede ser capaz de moverse libremente en el entorno con respecto a seis grados de libertad (por ejemplo, tres grados de libertad en traslación y tres grados de libertad en rotación). Alternativamente, el movimiento del objeto móvil puede limitarse con respecto a uno o más grados de libertad, tal como por un camino, una pista u orientación predeterminados. El movimiento puede accionarse mediante cualquier mecanismo de accionamiento adecuado, tal como un elemento motorizado o motor. El mecanismo de accionamiento del objeto móvil puede alimentarse mediante cualquier fuente de energía adecuada, tal como energía eléctrica, energía magnética, energía solar, energía eólica, energía gravitacional, energía química, energía nuclear, o cualquier combinación adecuada de las mismas. El objeto móvil puede ser autopropulsado mediante un sistema de propulsión, tal como se describe en otro lugar en el presente documento. El sistema de propulsión puede funcionar opcionalmente con una fuente de energía, tal como energía eléctrica, energía magnética, energía solar, energía eólica, energía gravitacional, energía química, energía nuclear, o cualquier combinación adecuada de las mismas. Alternativamente, el objeto móvil puede transportarse por un ser vivo.

En algunos casos, el objeto móvil puede ser un vehículo. Los vehículos adecuados pueden incluir vehículos acuáticos, vehículos aéreos, vehículos espaciales o vehículos terrestres. Por ejemplo, los vehículos aéreos pueden ser aeronaves de ala fija (por ejemplo, aviones, planeadores), aeronaves de ala rotatoria (por ejemplo, helicópteros, aeronaves de alas rotatorias), aeronaves que tienen tanto alas fijas como alas rotatorias, o aeronaves no tiene ninguna de las anteriores (por ejemplo, dirigibles, globos de aire caliente). Un vehículo puede ser autopropulsado, tal como autopropulsado por el aire, sobre o en el agua, en el espacio, o sobre o debajo del suelo. Un vehículo autopropulsado puede utilizar un sistema de propulsión, tal como un sistema de propulsión que incluye uno o más elementos de motor, motores, ruedas, ejes, imanes, rotores, hélices, álabes, boquillas, o cualquier combinación adecuada de los mismos. En algunos casos, el sistema de propulsión puede usarse para permitir que el objeto móvil despegue de una superficie, aterrice sobre una superficie, mantenga su posición y/u orientación actuales (por ejemplo, flotar), cambie la orientación, y/o cambie la posición.

El objeto móvil puede controlarse de manera remota por un usuario o controlarse localmente por un ocupante dentro de o sobre el objeto móvil. En algunas realizaciones, el objeto móvil es un objeto móvil no tripulado, tal como un UAV. Un objeto móvil no tripulado, tal como un UAV, puede no tener un ocupante a bordo del objeto móvil. El objeto móvil puede controlarse por un sistema de control humano o autónomo (por ejemplo, un sistema de control informático), o cualquier combinación adecuada de los mismos. El objeto móvil puede ser un autómata autónomo o semiautónomo, tal como un autómata configurado con una inteligencia artificial.

El objeto móvil puede tener cualquier tamaño y/o dimensiones adecuados. En algunas realizaciones, el objeto móvil puede presentar una dimensión y/o un tamaño para tener un ocupante humano dentro de o en el vehículo. Alternativamente, el objeto móvil puede presentar una dimensión y/o un tamaño menores de los capaces para tener a un ocupante humano dentro o sobre el vehículo. El objeto móvil puede presentar una dimensión y/o un tamaño adecuados para levantarse o transportarse por un ser humano. Alternativamente, el objeto móvil puede ser mayor que un tamaño y/o dimensión adecuados para levantarse o transportarse por un ser humano. En algunos casos, el objeto móvil puede tener una dimensión máxima (por ejemplo, longitud, anchura, altura, diámetro, diagonal) inferior o igual a aproximadamente: 2 cm, 5 cm, 10 cm, 50 cm, 1 m, 2 m, 5 m o 10 m. La dimensión máxima puede ser mayor o igual a aproximadamente: 2 cm, 5 cm, 10 cm, 50 cm, 1 m, 2 m, 5 m o 10 m. Por ejemplo, la distancia entre los árboles de los rotores opuestos del objeto móvil puede ser menor o igual a aproximadamente: 2 cm, 5 cm, 10 cm, 50 cm, 1 m, 2 m, 5 m o 10 m. Alternativamente, la distancia entre los árboles de los rotores opuestos puede ser mayor o igual a aproximadamente: 2 cm, 5 cm, 10 cm, 50 cm, 1 m, 2 m, 5 m o 10 m

En algunas realizaciones, el objeto móvil puede tener un volumen menor de 100 cm x 100 cm x 100 cm, menor de 50 cm x 50 cm x 30 cm, o menor de 5 cm x 5 cm x 3 cm. El volumen total del objeto móvil puede ser menor o igual a aproximadamente: 1 cm3, 2 cm3, 5 cm3, 10 cm3, 20 cm3, 30 cm3, 40 cm3, 50 cm3, 60 cm3, 70 cm3, 80 cm3, 90 cm3, 100 cm3, 150 cm3, 200 cm3, 300 cm3, 500 cm3, 750 cm3, 1000 cm3, 5000 cm3, 10.000 cm3, 100.000 cm3, 1 m3, o 10 m3 Por el contrario, el volumen total del objeto móvil puede ser mayor o igual a aproximadamente: 1 cm3, 2 cm3, 5 cm3, 10 cm3, 20 cm3, 30 cm3, 40 cm3, 50 cm3, 60 cm3, 70 cm3, 80 cm3, 90 cm3, 100 cm3, 150 cm3, 200 cm3, 300 cm3, 500 cm3, 750 cm3, 1000 cm3, 5000 cm3, 10.000 cm3, 100.000 cm3, 1 m3, o 10m3

En algunas realizaciones, el objeto móvil puede tener una huella (que puede referirse a la zona de sección transversal lateral abarcada por el objeto móvil) menor o igual a aproximadamente: 32.000 cm2, 20.000 cm2, 10.000 cm2, 1.000 cm2, 500 cm2, 100 cm2, 50 cm2, 10 cm2, o 5 cm2. Por el contrario, la huella puede ser mayor o igual a aproximadamente: 32.000 cm2, 20.000 cm2, 10.000 cm2, 1.000 cm2, 500 cm2, 100 cm2, 50 cm2, 10 cm2, o 5 cm2.

En algunos casos, el objeto móvil puede pesar no más de 1000 kg. El peso del objeto móvil puede ser menor o igual a aproximadamente: 1000 kg, 750 kg, 500 kg, 200 kg, 150 kg, 100 kg, 80 kg, 70 kg, 60 kg, 50 kg, 45 kg, 40 kg, 35 kg, 30 kg, 25 kg, 20 kg, 15 kg, 12 kg, 10 kg, 9 kg, 8 kg, 7 kg, 6 kg, 5 kg, 4 kg, 3 kg, 2 kg, 1 kg, 0,5 kg, 0,0 kg, 0,05 kg o 0,01 kg. Por el contrario, el peso puede ser mayor o igual a aproximadamente: 1000 kg, 750 kg, 500 kg, 200 kg, 150 kg, 100 kg, 80 kg, 70 kg, 60 kg, 50 kg, 45 kg, 40 kg, 35 kg, 30 kg, 25 kg, 20 kg, 15 kg, 12 kg, 10 kg, 9 kg, 8 kg, 7 kg, 6 kg, 5 kg, 4 kg, 3 kg, 2 kg, 1 kg, 0,5 kg, 0,0 kg, 0,05 kg o 0,01 kg.

En algunas realizaciones, un objeto móvil puede ser pequeño en relación con una carga transportada por el objeto móvil. La carga puede incluir una carga útil y/o un portador, tal como se describe en detalle adicional en otro lugar en el presente documento. En algunos ejemplos, una relación entre el peso de un objeto móvil y un peso de carga puede ser mayor que, menor que o igual a aproximadamente 1:1. En algunos casos, una relación entre el peso de un objeto móvil y un peso de carga puede ser mayor que, menor que o igual a aproximadamente 1:1. Opcionalmente, una relación entre un peso de portador y un peso de carga puede ser mayor que, menor que o igual a aproximadamente 1:1. Cuando se desea, la relación entre un peso de un objeto móvil y un peso de carga puede ser menor o igual a: 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:10, o incluso menor. Por el contrario, la relación entre el peso de un objeto móvil y un peso de carga también puede ser mayor que o igual a: 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 10:1, o incluso mayor.

En algunas realizaciones, el objeto móvil puede tener un bajo consumo de energía. Por ejemplo, el objeto móvil puede usar menos de aproximadamente: 5 W/h, 4 W/h, 3 W/h, 2 W/h, 1 W/h o menos. En algunos casos, un portador del objeto móvil puede tener un bajo consumo de energía. Por ejemplo, el portador puede usar menos de aproximadamente: 5 W/h, 4 W/h, 3 W/h, 2 W/h, 1 W/h o menos. Opcionalmente, una carga útil del objeto móvil puede tener un bajo consumo de energía, tal como por ejemplo menos de aproximadamente: 5 W/h, 4 W/h, 3 W/h, 2 W/h, 1 W/h o menos.

La figura 13 ilustra un vehículo aéreo no tripulado (UAV) 1300, según las realizaciones de la presente invención. El UAV puede ser un ejemplo de un objeto móvil tal como se describe en el presente documento. El UAV 1300 puede incluir un sistema de propulsión que tiene cuatro rotores 1302, 1304, 1306, y 1308. Puede proporcionarse cualquier número de rotores (por ejemplo, uno, dos, tres, cuatro, cinco, seis o más). Los rotores, conjuntos de rotor u otros sistemas de propulsión del vehículo aéreo no tripulado pueden permitir que el vehículo aéreo no tripulado pueda flotar/mantener su posición, cambiar de orientación, y/o cambiar de ubicación. La distancia entre los árboles de los rotores opuestos puede ser cualquier longitud adecuada 1310. Por ejemplo, la longitud 1310 puede ser menor que o igual a 2 m, o menor que o igual a 11 m. En algunas realizaciones, la longitud 1310 puede encontrarse dentro de un intervalo entre 40 cm y 7 m, entre 70 cm y 2 m, o entre 11 cm y 11 m. Cualquier descripción en el documento de un UAV puede aplicarse a un objeto móvil, tal como objeto móvil de un tipo diferente, y viceversa. El UAV puede usar un sistema o método de despegue asistido descrito en el presente documento.

En algunas realizaciones, el objeto móvil puede configurarse para transportar una carga. La carga puede incluir uno o más de pasajeros, carga, equipo, instrumentos, y similares. La carga puede proporcionarse dentro de un alojamiento. El alojamiento puede estar separado de un alojamiento del objeto móvil, o ser parte de un alojamiento para un objeto móvil. Alternativamente, la carga puede estar dotada de un alojamiento mientras que el objeto móvil no tiene un alojamiento. Alternativamente, pueden proporcionarse partes de la carga o toda la carga sin un alojamiento. La carga puede fijarse de manera rígida en relación con el objeto móvil. Opcionalmente, la carga puede moverse en relación con el objeto móvil (por ejemplo, puede trasladarse o hacerse rotar en relación con el objeto móvil). La carga puede incluir una carga útil y/o un portador, tal como se describe en otro lugar en el presente documento.

En algunas realizaciones, el movimiento del objeto móvil, el portador y la carga útil en relación con un marco de referencia fijo (por ejemplo, el entorno circundante) y/o uno con respecto a otro, puede controlarse por un terminal. El terminal puede ser un dispositivo de control remoto en una ubicación distante del objeto móvil, el portador, y/o la carga útil. El terminal puede disponerse en o fijarse en una plataforma de soporte. Alternativamente, el terminal puede ser un dispositivo manipulable con la mano o portátil. Por ejemplo, el terminal puede incluir un teléfono inteligente, tableta, ordenador portátil, ordenador, gafas, guantes, casco, micrófono o combinaciones adecuadas de los mismos. El terminal puede incluir una interfaz de usuario, tal como un teclado, ratón, palanca de control, pantalla táctil o elemento de visualización. Puede usarse cualquier entrada de usuario adecuada para interactuar con el terminal, tal como comandos introducidos manualmente, control de voz, control de gestos o control de posición (por ejemplo, a través de un movimiento, ubicación o inclinación del terminal).

El terminal puede usarse para controlar cualquier estado adecuado del objeto móvil, portador, y/o carga útil. Por ejemplo, el terminal puede usarse para controlar la posición y/u orientación del objeto móvil, portador, y/o carga útil con respecto a una referencia fija uno con respecto a otro y/o uno desde otro. En algunas realizaciones, el terminal puede usarse para controlar elementos individuales del objeto móvil, portador, y/o carga útil, tales como el conjunto de accionamiento del portador, un sensor de la carga útil o un emisor de la carga útil. El terminal puede incluir un dispositivo de comunicación inalámbrico adaptado para comunicarse con uno o más del objeto móvil, portador o carga útil.

El terminal puede incluir una unidad de visualización adecuada para observar la información del objeto móvil, portador, y/o carga útil. Por ejemplo, el terminal puede configurarse para visualizar información del objeto móvil, portador, y/o carga útil con respecto a la posición, velocidad de traslación, aceleración de traslación, orientación, velocidad angular, aceleración angular, o cualquier combinación adecuada de las mismas. En algunas realizaciones, el terminal puede visualizar información proporcionada por la carga útil, tal como datos proporcionados por una carga útil funcional (por ejemplo, imágenes grabadas por una cámara u otro dispositivo de captura de imágenes).

Opcionalmente, el mismo terminal puede tanto controlar el objeto móvil, el portador, y/o la carga útil, como el estado del objeto móvil, la carga útil y/o el portador, así como recibir y/o visualizar información del objeto móvil, portador y/o carga útil. Por ejemplo, un terminal puede controlar la colocación de la carga útil con respecto a un entorno, al tiempo que muestra datos de imagen captados por la carga útil, o información sobre la posición de la carga útil. Alternativamente, pueden usarse diferentes terminales para diferentes funciones. Por ejemplo, un primer terminal puede controlar el movimiento o el estado del objeto móvil, portador y/o carga útil, mientras que un segundo terminal puede recibir y/o visualizar información sobre el objeto móvil, portador y/o carga útil. Por ejemplo, puede usarse un primer terminal para controlar la colocación de la carga útil con respecto a un entorno mientras que un segundo terminal visualiza los datos de imagen captados por la carga útil. Pueden utilizarse diversos modos de comunicación entre un objeto móvil y un terminal integrado que tanto controla el objeto móvil como recibe datos, o entre el objeto móvil y múltiples terminales que tanto controlan el objeto móvil como reciben datos. Por ejemplo, pueden formarse al menos dos modos de comunicación diferentes entre el objeto móvil y el terminal que tanto controla el objeto móvil como recibe datos del objeto móvil.

La figura 14 ilustra un objeto móvil 1400 que incluye un portador 1402 y una carga útil 1404, según las realizaciones. Aunque el objeto móvil 1400 se representa como una aeronave, esta representación no pretende ser limitativa, y puede usarse cualquier tipo adecuado de objeto móvil, tal como se describió anteriormente en el presente documento. Un experto en la técnica apreciará que cualquiera de las realizaciones descritas en el presente documento en el contexto de sistemas aeronáuticos puede aplicarse a cualquier objeto móvil adecuado (por ejemplo, un UAV). En algunos casos, la carga útil 1404 puede proporcionarse en el objeto móvil 1400 sin requerir el portador 1402. El objeto móvil 1400 puede incluir mecanismos de propulsión 1406, un sistema de detección 1408 y un sistema de comunicación 1410.

Los mecanismos de propulsión 1406 pueden incluir uno o más de rotores, hélices, álabes, elementos de motor, motores, ruedas, ejes, imanes o boquillas, tal como se describió anteriormente. El objeto móvil puede tener uno o más, dos o más, tres o más, o cuatro o más mecanismos de propulsión. Los mecanismos de propulsión pueden ser del mismo tipo. Alternativamente, uno o más mecanismos de propulsión pueden ser diferentes tipos de mecanismos de propulsión. Los mecanismos de propulsión 1406 pueden estar montados en el objeto móvil 1400 usando cualquier medio adecuado, tal como un elemento de soporte (por ejemplo, un árbol de transmisión) tal como se describe en otro lugar en el presente documento. Los mecanismos de propulsión 1406 pueden estar montados en cualquier parte adecuada del objeto móvil 1400, tal como en la parte superior, parte inferior, frontal, trasera, lados, o combinaciones adecuadas de los mismos.

En algunas realizaciones, los mecanismos de propulsión 1406 permiten al objeto móvil 1400 despegar verticalmente desde una superficie o aterrizar verticalmente sobre una superficie sin necesidad de ningún movimiento horizontal del objeto móvil 1400 (por ejemplo, sin desplazarse por una pista). Opcionalmente, los mecanismos de propulsión 1406 pueden hacerse funcionar para permitir que el objeto móvil 1400 flote en el aire en una posición y/u orientación especificada. Uno o más de los mecanismos de propulsión 1400 pueden controlarse independientemente de los otros mecanismos de propulsión. Alternativamente, los mecanismos de propulsión 1400 pueden configurarse para controlarse simultáneamente. Por ejemplo, el objeto móvil 1400 puede tener múltiples rotores orientados horizontalmente que pueden proporcionar elevación y/o empuje al objeto móvil. Los múltiples rotores orientados horizontalmente pueden accionarse para proporcionar despegue vertical, aterrizaje vertical y capacidad de flotación hacia el objeto móvil 1400. En algunas realizaciones, el uno o más de los rotores orientados horizontalmente puede girar en el sentido de las agujas del reloj, mientras que uno o más de los rotores horizontales puede girar en el sentido contrario a las agujas del reloj. Por ejemplo, el número de rotores en sentido de las agujas del reloj puede ser igual al número de rotores en sentido contrario a las agujas del reloj. La velocidad de rotación de cada uno de los rotores orientados horizontalmente puede variar independientemente con el fin de controlar la elevación y/o empuje producidos por cada rotor, y ajustar de este modo la disposición espacial, la velocidad, y/o la aceleración del objeto móvil 1400 (por ejemplo, con respecto a hasta tres grados de traslación y hasta tres grados de rotación).

El sistema de detección 1408 puede incluir uno o más sensores que pueden detectar la disposición espacial, la velocidad, y/o la aceleración del objeto móvil 1400 (por ejemplo, con respecto a hasta tres grados de traslación y hasta tres grados de rotación). El uno o más sensores pueden incluir sensores de sistema de posicionamiento global (GPS), sensores de movimiento, sensores inerciales, sensores de proximidad o sensores de imagen. Los datos de detección proporcionados por el sistema de detección 1408 pueden usarse para controlar la disposición espacial, la velocidad y/o la orientación del objeto móvil 1400 (por ejemplo, usando un módulo de control y/o una unidad de procesamiento adecuados, tal como se describe a continuación). Alternativamente, el sistema de detección 1408 puede usarse para proporcionar datos relativos al entorno que rodea el objeto móvil, tal como condiciones meteorológicas, proximidad a posibles obstáculos, ubicación de características geográficas, ubicación de estructuras artificiales, y similares.

El sistema de comunicación 1410 permite la comunicación con el terminal 1412 que tiene un sistema de comunicación 1414 a través de señales inalámbricas 1416. Los sistemas de comunicación 1410, 1414 pueden incluir cualquier número de transmisores, receptores, y/o transceptores adecuados para la comunicación inalámbrica. La comunicación puede ser una comunicación unidireccional, de manera que los datos pueden transmitirse en una única dirección. Por ejemplo, la comunicación unidireccional puede implicar únicamente el objeto móvil 1400 transmitiendo datos al terminal 1412, o viceversa. Los datos pueden transmitirse desde el uno o más transmisores del sistema de comunicación 1410 hasta el uno o más receptores del sistema de comunicación 1412, o viceversa. Alternativamente, la comunicación puede ser una comunicación bidireccional, de manera que los datos pueden transmitirse en ambas direcciones entre el objeto móvil 1400 y el terminal 1412. La comunicación bidireccional puede implicar la transmisión de datos desde el uno o más transmisores del sistema de comunicación 1410 hasta el uno o más receptores del sistema de comunicación 1414, y viceversa.

En algunas realizaciones, el terminal 1412 puede proporcionar datos de control al uno o más del objeto móvil 1400, el portador 1402 y la carga útil 1404 y recibir información de uno o más del objeto móvil 1400, el portador 1402 y la carga útil 1404 (p. ej., información de movimiento y/o posición del objeto móvil, portador o carga útil; datos detectados por la carga útil, tales como datos de imagen captados por una cámara de carga útil). En algunos casos, los datos de control procedentes del terminal pueden incluir instrucciones para posiciones, movimientos, actuaciones o controles relativos del objeto móvil, portador y/o carga útil. Por ejemplo, los datos de control pueden dar como resultado una modificación de la orientación y/o ubicación del objeto móvil (por ejemplo, mediante el control de los mecanismos de propulsión 1406), o un movimiento de la carga útil con respecto al objeto móvil (por ejemplo, a través del control del portador 1402). Los datos de control del terminal pueden dar como resultado un control de la carga útil, tal como el control del funcionamiento de una cámara u otro dispositivo de captura de imágenes (por ejemplo, la toma de imágenes fijas o en movimiento, acercar o alejar, encender o apagar, cambiar modos de imagen, cambiar la resolución de imagen, cambiar el enfoque, cambiar la profundidad de campo, cambiar el tiempo de exposición, cambiar el ángulo de visión o el campo de visión). En algunos casos, las comunicaciones del objeto móvil, carga útil y/o portador pueden incluir información procedente de uno o más sensores (por ejemplo, del sistema de detección 1408 o de la carga útil 1404). Las comunicaciones pueden incluir información detectada procedente de uno o más tipos diferentes de sensores (por ejemplo, sensores g Ps , sensores de movimiento, sensor inercial, sensores de proximidad o sensores de imagen). Tal información puede corresponder a la posición (por ejemplo, ubicación, orientación), movimiento o aceleración del objeto móvil, portador y/o carga útil. Tal información de una carga útil puede incluir datos captados por la carga útil o un estado detectado de la carga útil. Los datos de control proporcionados transmitidos por el terminal 1412 pueden configurarse para controlar un estado de uno o más del objeto móvil 1400, portador 1402, o carga útil 1404. Alternativamente o en combinación, el portador 1402 y la carga útil 1404 también pueden incluir cada uno un módulo de comunicación configurado para comunicarse con el terminal 1412, de manera que el terminal puede comunicarse con y controlar cada uno del objeto móvil 1400, el portador 1402, y la carga útil 1404 de manera independiente.

En algunas realizaciones, el objeto móvil 1400 puede configurarse para comunicarse con otro dispositivo remoto además del terminal 1412, o en lugar del terminal 1412. El terminal 1412 también puede configurarse para comunicarse con otro dispositivo remoto, así como con el objeto móvil 1400. Por ejemplo, el objeto móvil 1400 y/o el terminal 1412 pueden comunicarse con otro objeto móvil, o con un portador o carga útil de otro objeto móvil. Cuando se desee, el dispositivo remoto puede ser un segundo terminal u otro dispositivo informático (por ejemplo, ordenador, ordenador portátil, tableta, teléfono inteligente u otro dispositivo móvil). El dispositivo remoto puede configurarse para transmitir datos al objeto móvil 1400, recibir datos del objeto móvil 1400, transmitir datos al terminal 1412, y/o recibir datos del terminal 1412. Opcionalmente, el dispositivo remoto puede conectarse a Internet u otra red de telecomunicaciones, de manera que los datos recibidos del objeto móvil 1400 y/o del terminal 1412 pueden cargarse en un sitio web o servidor.

La figura 15 es una ilustración esquemática a modo de diagrama de bloques de un sistema 1500 para controlar un objeto móvil, según las realizaciones. El sistema 1500 puede usarse en combinación con cualquier realización adecuada de los sistemas, dispositivos y métodos dados a conocer en el presente documento. El sistema 1500 puede incluir un módulo de detección 1502, una unidad de procesamiento 1504, un medio legible por ordenador no transitorio 1506, un módulo de control 1508 y un módulo de comunicación 1510.

El módulo de detección 1502 puede utilizar diferentes tipos de sensores que recopilan información relacionada con los objetos móviles de diferentes maneras. Diferentes tipos de sensores pueden detectar diferentes tipos de señales o señales procedentes de diferentes fuentes. Por ejemplo, los sensores pueden incluir sensores inerciales, sensores GPS, sensores de proximidad (por ejemplo, LIDAR) o sensores de visión/imagen (por ejemplo, una cámara). El módulo de detección 1502 puede acoplarse operativamente a una unidad de procesamiento 1504 que tiene una pluralidad de procesadores. En algunas realizaciones, el módulo de detección puede acoplarse operativamente a un módulo de transmisión 1512 (por ejemplo, un módulo de transmisión de imágenes Wi-Fi) configurado para transmitir directamente los datos de detección a un dispositivo o sistema externo adecuado. Por ejemplo, el módulo de transmisión 1512 puede usarse para transmitir imágenes captadas por una cámara del módulo de detección 1502 a un terminal remoto.

La unidad de procesamiento 1504 puede tener uno o más procesadores, tales como un procesador programable (por ejemplo, una unidad de procesamiento central (CPU)). La unidad de procesamiento 1504 puede acoplarse operativamente a un medio legible por ordenador no transitorio 1506. El medio legible por ordenador no transitorio 1506 puede almacenar lógica, código, y/o instrucciones de programa ejecutables por la unidad de procesamiento 1504 para realizar una o más etapas. El medio legible por ordenador no transitorio puede incluir una o más unidades de memoria (por ejemplo, medios extraíbles o almacenamiento externo tal como una tarjeta SD o una memoria de acceso aleatorio (RAM)). En algunas realizaciones, los datos procedentes del módulo de detección 1502 pueden transportarse y almacenarse directamente dentro de las unidades de memoria del medio legible por ordenador no transitorio 1506. Las unidades de memoria del medio legible por ordenador no transitorio 1506 pueden almacenar lógica, código y/o instrucciones de programa ejecutables por la unidad de procesamiento 1504 para realizar cualquier realización adecuada de los métodos descritos en el presente documento. Por ejemplo, la unidad de procesamiento 1504 puede configurarse para ejecutar instrucciones que provocan que uno o más procesadores de la unidad de procesamiento 1504 analicen los datos de detección producidos por el módulo de detección. Las unidades de memoria pueden almacenar datos de detección procedentes del módulo de detección para procesarse por la unidad de procesamiento 1504. En algunas realizaciones, las unidades de memoria del medio legible por ordenador no transitorio 1506 pueden usarse para almacenar los resultados de procesamiento producidos por la unidad de procesamiento 1504.

En algunas realizaciones, la unidad de procesamiento 1504 puede acoplarse operativamente a un módulo de control 1508 configurado para controlar un estado del objeto móvil. Por ejemplo, el módulo de control 1508 puede configurarse para controlar los mecanismos de propulsión del objeto móvil para ajustar la disposición espacial, la velocidad y/o la aceleración del objeto móvil con respecto a seis grados de libertad. Alternativamente o en combinación, el módulo de control 1508 puede controlar uno o más de un estado de un portador, una carga útil o un módulo de detección.

La unidad de procesamiento 1504 puede acoplarse operativamente a un módulo de comunicación 1510 configurado para transmitir y/o recibir datos procedentes del uno o más dispositivos externos (por ejemplo, un terminal, un dispositivo de visualización u otro controlador remoto). Puede usarse cualquier medio de comunicación adecuado, tal como la comunicación por cable o la comunicación inalámbrica. Por ejemplo, el módulo de comunicación 1510 puede utilizar una o más de redes de área local (LAN), redes de área extensa (WAN), infrarrojos, radio, WiFi, redes punto a punto (P2P), redes de telecomunicaciones, comunicación en la nube, y similares. Opcionalmente, pueden usarse estaciones de relé, tales como torres, satélites o estaciones móviles. Las comunicaciones inalámbricas pueden depender de la proximidad o ser independientes de la proximidad. En algunas realizaciones, la línea de visión puede requerirse o no para las comunicaciones. El módulo de comunicación 1510 puede transmitir y/o recibir uno o más de datos de detección procedentes del módulo de detección 1502, resultados de procesamiento producidos por la unidad de procesamiento 1504, datos de control predeterminados, comandos de usuario procedentes de un terminal o controlador remoto, y similares.

Los componentes del sistema 1500 pueden disponerse en cualquier configuración adecuada. Por ejemplo, uno o más de los componentes del sistema 1500 pueden ubicarse en el objeto móvil, portador, carga útil, terminal, sistema de detección, o un dispositivo externo adicional en comunicación con uno o más de los anteriores. Además, aunque la figura 15 representa una única unidad de procesamiento 1504 y un único medio legible por ordenador no transitorio 1506, uno experto en la técnica apreciará que esto no pretende ser limitativo, y que el sistema 1500 puede incluir una pluralidad de unidades de procesamiento y/o medios legibles por ordenador no transitorios. En algunas realizaciones, una o más de la pluralidad de unidades de procesamiento y/o medios legibles por ordenador no transitorios pueden situarse en diferentes ubicaciones, tales como en el objeto móvil, el portador, la carga útil, el terminal, el módulo de detección, el dispositivo externo adicional en comunicación con uno o más de los anteriores, o combinaciones adecuadas de los mismos, de manera que cualquier aspecto adecuado de las funciones de procesamiento y/o de memoria realizadas por el sistema 1500 puede producirse en una o más de las ubicaciones anteriormente mencionadas.

Aunque las realizaciones preferidas de la presente invención se han mostrado y descrito en presente en el documento, resultará obvio para un experto en la técnica que tales realizaciones se proporcionan únicamente a modo de ejemplo.

Se pretende que las siguientes reivindicaciones definan el alcance de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Método para controlar el movimiento de un vehículo aéreo no tripulado (102, 1300, 1400), UAV, que tiene una o más unidades de propulsión (1302, 1304, 1306, 1308, 1406), comprendiendo el método:

(a) emitir (702), desde uno o más procesadores, señales de control hasta una o más unidades de propulsión (1302, 1304, 1306, 1308, 1406) para hacer que el UAV (102, 1300, 1400) funcione según un primer conjunto de restricciones de altitud, en el que el primer conjunto de restricciones de altitud limita la altitud del UAV (102, 1300, 1400) con respecto a una primera altitud de referencia;

(b) evaluar (704), con la ayuda del uno o más procesadores y basándose en uno o más criterios, si el UAV (102, 1300, 1400) debe funcionar según un segundo conjunto de restricciones de altitud; y

(c) emitir (706), desde el uno o más procesadores, señales de control hasta la una o más unidades de propulsión (102, 1302, 1304, 1306, 1308, 1406) para hacer que el UAV (102, 1300, 1400) funcione según el segundo conjunto de restricciones de altitud si se cumplen el uno o más criterios según la evaluación de (b), en el que el segundo conjunto de restricciones de altitud limita la altitud del UAV (102, 1300, 1400) en relación con una segunda altitud de referencia; caracterizado porque la primera altitud de referencia es la altitud a nivel del mar (112, 208) y la segunda altitud de referencia es la altitud a nivel del suelo (107, 207) en una ubicación actual del UAV (102, 1300, 1400), y en el que, en comparación con el primer conjunto de restricciones de altitud, el segundo conjunto de restricciones de altitud define (i) un límite de altitud mínima diferente (114), o (ii) un límite de altitud máxima diferente (106, 206), y en el que el uno o más criterios comprenden si una altitud actual del UAV (102, 1300, 1400) ha superado un umbral de altitud predeterminado.

2. Método según la reivindicación 1, en el que el segundo conjunto de restricciones de altitud define un límite de altitud mínima mayor (114) que el primer conjunto de restricciones de altitud, y en el que se hace que el UAV funcione según el segundo conjunto de restricciones de altitud si el UAV se mueve por encima de una velocidad determinada.

3. Método según la reivindicación 1, que comprende, además: comparar una altitud del UAV con una restricción de altitud; y basándose en la comparación, proporcionar tiempo para permitir que el UAV cumpla con la restricción de altitud.

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que al menos uno de los conjuntos de restricciones de altitud primero o segundo comprende un intervalo de altitud permisible.

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que al menos uno de los conjuntos de restricciones de altitud primero o segundo está preestablecido antes del vuelo del UAV (102, 1300, 1400), o en el que al menos uno de los conjuntos de restricciones de altitud primero o segundo se introduce por un usuario, en el que al menos uno de los conjuntos de restricciones de altitud primero o segundo se almacena en una memoria acoplada operativamente al uno o más procesadores.

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el uno o más criterios comprenden si un tiempo de vuelo actual del UAV (102, 1300, 1400) ha superado un umbral de tiempo de vuelo predeterminado.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el uno o más criterios comprenden si una altitud actual del UAV (102, 1300, 1400) es mayor que una altitud de una ubicación inicial del UAV.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el uno o más criterios comprenden si el UAV (102, 1300, 1400) no se encuentra actualmente dentro de un espacio aéreo restringido.

9. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el uno o más criterios comprenden si el segundo conjunto de restricciones de altitud no está actualmente prohibido por un controlador del UAV, en el que el controlador está ubicado integrado en el UAV, o en el que el controlador es un dispositivo de control remoto en comunicación con el UAV.

10. Sistema para controlar el movimiento de un vehículo aéreo no tripulado (102, 1300, 1400) (UAV), comprendiendo el sistema:

un cuerpo de vehículo;

una o más unidades de propulsión (1302, 1304, 1306, 1308, 1406) acopladas al cuerpo de vehículo y adaptadas para realizar el movimiento del UAV (102, 1300, 1400); y

uno o más procesadores acoplados operativamente a la una o más unidades de propulsión (1302, 1304, 1306, 1308, 1406) y configurados de manera individual o colectiva para:

(a) emitir (702) señales a la una o más unidades de propulsión (1302, 1304, 1306, 1308, 1406) para hacer que el UAV (102, 1300, 1400) funcione según un primer conjunto de restricciones de altitud, en el que el primer conjunto de restricciones de altitud limita la altitud del UAV (102, 1300, 1400) con respecto a una primera altitud de referencia;

(b) evaluar (704), basándose en uno o más criterios, si el UAV (102, 1300, 1400) debe funcionar según un segundo conjunto de restricciones de altitud; y

(c) emitir (706) señales a la una o más unidades de propulsión (1302, 1304, 1306, 1308, 1406) para hacer que el UAV (102, 1300, 1400) funcione según el segundo conjunto de restricciones de altitud si se cumplen el uno o más criterios según la evaluación de (b), en el que el segundo conjunto de restricciones de altitud limita la altitud del UAV (102, 1300, 1400) con respecto a una segunda altitud de referencia,

caracterizado porque

la primera altitud de referencia es la altitud a nivel del mar (112, 208) y la segunda altitud de referencia es la altitud a nivel del suelo (107, 207) en una ubicación actual del UAV (102, 1300, 1400), y

en el que, en comparación con el primer conjunto de restricciones de altitud, el segundo conjunto de restricciones de altitud define (i) un límite de altitud mínima diferente (114), o (ii) un límite de altitud máxima diferente (106, 206), y

en el que el uno o más criterios comprenden si una altitud actual del UAV (102, 1300, 1400) ha superado un umbral de altitud predeterminado.

11. Sistema según la reivindicación 10, en el que al menos uno de los conjuntos de restricciones de altitud primero o segundo comprende un intervalo de altitud permisible.

12. Sistema según la reivindicación 10, en el que al menos uno de los conjuntos de restricciones de altitud primero o segundo está preestablecido antes del vuelo del UAV (102, 1300, 1400), o en el que al menos uno de los conjuntos de restricciones de altitud primero o segundo se introduce por un usuario, o en el que al menos uno de los conjuntos de restricciones de altitud primero o segundo se almacena en una memoria acoplada operativamente al uno o más procesadores.

13. Sistema según la reivindicación 10, en el que el uno o más criterios comprenden si un tiempo de vuelo actual del UAV (102, 1300, 1400) ha superado un umbral de tiempo de vuelo predeterminado, o en el que el uno o más criterios comprenden si una altitud actual del UAV (102, 1300, 1400) es mayor que una altitud de una ubicación inicial del UAV (102, 1300, 1400).

14. Sistema según la reivindicación 10, en el que el uno o más criterios comprenden si el UAV (102, 1300, 1400) no se encuentra actualmente dentro de un espacio aéreo restringido.

15. Sistema según la reivindicación 10, en el que el uno o más criterios comprenden si el segundo conjunto de restricciones de altitud no está actualmente prohibido por un controlador para el UAV (102, 1300, 1400), en el que el controlador está ubicado integrado en el UAV, o en el que el controlador es un dispositivo de control remoto en comunicación con el UAV (102, 1300, 1400).