用于相互排斥的三维飞行空间的用户接口

摘要

获得与三维（3D）飞行空间相关联的边界信息，包括3D飞行空间的边界。获得与飞行器相关联的位置信息，包括飞行器的位置。至少部分地基于与3D飞行空间相关联的边界信息和与飞行器相关联的位置信息来呈现信息，包括通过在显示器中呈现3D飞行空间的边界和在飞行器的位置处表示飞行器的化身。

说明书

背景技术

正在开发用于由相对缺乏经验的飞行员（例如，没有飞行员的执照和/或没有大量的飞行训练）使用的新类型的飞行器。例如，在飞行期间向这样的缺乏经验的飞行员提供信息的新用户接口将是期望的，以使相对缺乏经验的飞行员轻松和/或受益，因为飞行器以与现有飞行器相比新的和/或不同的方式操作。用户接口可以提供或以其他方式呈现信息，所述信息帮助飞行员更好地理解飞行器如何（例如，以新的和/或不同的方式）操作并且具有更好和/或更了解情况（informed）的飞行体验。

附图说明

在以下具体实施方式和附图中公开了本发明的各种实施例。

图1是图示与允许的路线相关联的三维（3D）飞行空间的实施例的图。

图2是图示与三维（3D）飞行空间相关联的横截面区域的实施例的图。

图3A是图示与层相关联的三维（3D）飞行空间的实施例的顶视图的图。

图3B是图示与层相关联的三维（3D）飞行空间的实施例的侧视图的图。

图4是图示用于呈现与三维（3D）飞行空间相关联的信息的过程的实施例的流程图。

图5是图示与至少部分地基于与三维（3D）飞行空间相关联的边界信息和与飞行器相关联的位置信息来呈现信息相关联的飞行器中的块（block）的实施例的框图。

图6是图示被配置为显示相对于三维（3D）飞行空间的边界的飞行器的定位的显示器的实施例的图。

图7是图示显示相对于三维（3D）飞行空间的边界的飞行器的定位的顶视图的显示器的实施例的图。

图8是图示用于呈现信息的箭头指示符、扬声器和手动控制件（hand control）的实施例的图。

图9是图示用于使用显示器呈现信息的过程的实施例的流程图。

图10是图示用于使用扬声器呈现信息的过程的实施例的流程图，所述信息包括三维（3D）飞行空间的边界与飞行器的位置之间的距离。

图11是图示用于使用扬声器呈现信息（包括校正方向）的过程的实施例的流程图。

图12是图示用于使用扬声器呈现信息（包括校正方向）的过程的实施例的流程图。

具体实施方式

本发明可以以多种方式实现，所述方式包括作为过程；装置；系统；物质的组合；体现在计算机可读存储介质上的计算机程序产品；和/或处理器，诸如被配置为执行存储在耦合到处理器的存储器上和/或由耦合到处理器的存储器提供的指令的处理器。在本说明书中，这些实现方式或本发明可以采用的任何其他形式可以被称为技术。一般来说，所公开的过程的步骤的次序可在本发明的范围内更改。除非另外声明，否则被描述为被配置成执行任务的诸如处理器或存储器之类的部件可被实现为临时配置成在给定时间执行该任务的通用部件或被制造成执行该任务的特定部件。如本文中所使用，术语“处理器”指代被配置成处理数据（诸如计算机程序指令）的一个或多个设备、电路和/或处理核心。

下面连同图示本发明的原理的附图一起提供本发明的一个或多个实施例的具体实施方式。结合这样的实施例描述了本发明，但是本发明不限于任何实施例。本发明的范围仅由权利要求限制，并且本发明涵盖许多替代、修改和等同物。在以下描述中阐述了许多特定细节，以便提供对本发明的透彻理解。这些细节是为了示例的目的而提供的，并且本发明可在没有这些特定细节中的一些或全部的情况下根据权利要求来实践。为了清楚性的目的，没有详细描述在与本发明相关的技术领域中已知的技术材料，使得本发明不会被不必要地使得难以理解。

在本文中描述了用于呈现与三维（3D）飞行空间相关联的信息和/或与飞行器相关联的定位或位置信息（例如，其中飞行器被自动约束或以其他方式被配置为停留在其3D飞行空间内，即使飞行员试图离开3D飞行空间）的用户接口和/或技术的各种实施例。首先，描述了3D飞行空间的一些示例。然后，描述了用于呈现与这样的3D飞行空间相关联的信息的用户接口和/或技术的各种实施例。

在所示的示例中，人可以登上飞行器并且在旧金山湾上以及沿着旧金山海滨进行景点的游览。例如，人可以首先观看安全视频，该安全视频包括关于如何驾驶飞行器的指令，并且然后被允许租赁飞行器。在一个示例中，飞行器已经浮动（例如，使得飞行器在水上漂浮）并且飞行员执行从水中的垂直起飞。

飞行员引导其飞机，使得其在入口（102）处进入第一3D飞行空间（100）以到其允许的路线。使用飞行器的控制件和/或输入设备（例如，操纵杆），飞行员被允许如所期望的在由3D飞行空间100限定的三维空间内驾驶其飞行器，但不被允许偏离所示的允许路径或路线。例如，一些类型的飞行器可以悬停在适当的位置，并且飞行员可以（如果期望的话）沿着路线或路径（例如，利用飞行器悬停在空中）停止以拍摄图标和/或风景优美的（scenic）旧金山陆标的图片。可替代地，飞行员可以如他们想要的那样快或那样慢来沿着第一3D飞行空间（100）飞行而无需停止。

描述这种类型的3D飞行空间的更正式的方式是说，其包括至少一个入口和出口，并且与高度或宽度（例如，与横截面面积相关联）相比，长度（即，从入口到出口测量的距离）是最大的尺寸。

作为飞行员如何不被允许在3D飞行空间之外操纵或以其他方式引导飞行器的示例，假设飞行员在3D飞行空间100的直区段104中。为了通过该直区段104飞行，飞行员将向前推动其操纵杆（例如，假设输入设备是操纵杆）。如果飞行员不注意并在直区段结束并且3D飞行空间100开始在弯道108处转向飞行员的右侧时保持向前推动操纵杆，则飞行器将不允许飞行员操纵或以其他方式引导飞行器到对应于这里所示的3D飞行空间100的允许路径或路线之外。在该示例中，飞行员的指令（在该示例中，即使允许的路线转弯也向前直飞）将由飞行器以以下方式解释或处理。由于飞行员的期望飞行方向（例如，对应于路径或轨迹106）不完全正交于弯道108，所以飞行器将继续移动（例如，与停止和悬停在半空中相对），但是将转弯，使得飞行器遵循弯道108并且将不会沿着向前路径或轨迹106飞行，即使飞行员保持操纵杆向前。相比之下，其他类型的飞行器（例如，对3D飞行空间没有理解和/或不被配置为遵守由3D飞行空间限定的边界）将服从飞行员的输入，并且那些飞行器将在偏离3D飞行空间100中的弯道（108）的向前路径或轨迹（106）上继续。

在这里所示的3D飞行空间100中，所选择的路线或路径可能有助于防止飞行员飞行到更危险和/或受限的区域中。例如，金门大桥的西侧的风可显著强于桥的东侧的风，从而使得在该区域中飞行困难得多。在该示例中，飞行员可能相对缺乏经验和/或游客不熟悉该区域，并且因此使得飞行器保持在金门大桥的东侧的3D飞行空间或允许路径（如这里所示）将防止飞行员和飞行器进入更危险的区域。类似地，这里示出的示例性3D飞行空间阻止飞行员和飞行器进入与奥克兰或旧金山机场相关联的受保护的领空。

3D飞行空间还有助于防止两个飞行器之间的碰撞。例如，假设第二飞行员沿着与第一飞行员相同的游览飞行并且想要与第一飞行员进行相同的游览。第二飞行员及其飞行器将被分配给第二3D飞行空间（110）。因此，飞行员将进入与第二3D飞行空间（110）相关联的第二入口（112）。即使第一飞行员非常慢（例如，沿着路进行多次停止），第二飞行员将不会撞上第一飞行员的飞行器，因为第一3D飞行空间（100）和第二3D飞行空间（110）不交叉或以其他方式重叠。相反，两个被允许的路径彼此平行地从入口（102和112）一直延伸到出口（114和116）。

以下附图示出了与3D飞行空间100和110相关联的一些示例性横截面区域。

图2是图示与三维（3D）飞行空间相关联的横截面区域的实施例的图。在一些实施例中，图1中的3D飞行空间100和110具有如这里所示的横截面区域。

横截面区域200示出了其中3D飞行空间具有椭圆形横截面区域的示例。飞行器202示出了飞行器的示例，其被约束或以其他方式被配置为保持在包括横截面区域200的3D飞行空间的边界内，即使飞行员经由控制件或输入设备指示他们想要在横截面区域200之外飞行。飞行员被允许在横截面区域200内操纵或以其他方式移动飞行器，只要该平面不移动或以其他方式飞行超过与横截面区域200相关联的边界。例如，如果飞行员悬停并且想要向上移动，则其将被允许，只要飞行器202不移动超过与横截面区域200相关联的边界。否则，飞行员的输入将被忽略（例如，当飞行器变得更靠近顶部边界时，飞行器将减慢到停止，即使/虽然用于控制姿态的上-下指轮仍然被向上推）。

一般而言，用于呈现信息（例如，以示出3D飞行空间的边界、在3D飞行空间内的飞行器的定位等）的用户接口和/或技术独立于飞行器的（例如，自动化的）响应和/或干预，以将飞行器保持在3D飞行空间内。例如，用户接口可以呈现飞行器正变得太靠近离边界第一距离处的3D飞行空间的边界的警告，但是可能实际上不响应于飞行器对边界的接近而采取动作，直到飞行器更靠近（例如，通过在飞行器越过3D飞行空间的边界之前自动减速和停止飞行器，通过自动地使飞行器转弯以跟随路径中的转弯等）。换言之，在其处警告消息或通知由用户接口显示的距离（例如，距3D飞行空间的边界的距离）不一定与在其处飞行器干预和/或忽略飞行员的输入以便将飞行器保持在3D飞行空间内的距离（例如，同样是距3D飞行空间的边界的距离）相同。例如，通过在执行任何干预之前更早地显示或发出警告，可以给予飞行员机会，该机会用来在飞行器开始忽略飞行员的（一个或多个）指令和/或以其他方式干预以将飞行器保持在3D飞行空间中之前校正飞行器的路径或轨迹。

横截面区域204示出了其中3D飞行空间具有矩形横截面区域的示例。如前所述，飞行器206被允许根据飞行员的（例如，经由操纵杆、控制件或其他输入设备的）输入在横截面区域204内到处移动，只要那些指令不会使飞行器206移动超过横截面区域204的边界。椭圆形横截面200和矩形横截面204仅仅是两个示例，并且通常可以使用任何类型的横截面区域或3D飞行空间。

在一些实施例中，3D飞行空间的横截面尺寸（例如，半径、高度、宽度等）至少部分地基于飞行员可能遇到并且希望避开的潜在障碍物。例如，在其中存在许多不同类型的船舶的旧金山湾，3D飞行空间（例如，200或204）可以足够宽以避开大油轮或货物集装箱和/或足够高以避开帆船桅杆。当然，无论什么尺寸，3D飞行空间将仍然是相互排斥的并且被构造成避开危险和/或关注的区域。

在一些实施例中，3D飞行空间以高效方式表达，其减少了（例如，在存储3D飞行空间的飞行器上）所使用的存储量和/或所消耗的带宽（例如，如果3D飞行空间从转让人发送和/或由转让人分配，并且信息在某个（例如，无线）网络上交换）。在一个示例中，3D飞行空间被分解（break up）成一个或多个分段（即，3D飞行空间被分段地定义），并且每个分段使用以下方式表达或以其他方式呈现：（1）中心路径（例如，3D飞行空间的横截面的中心中的假想线）和（2）围绕中心路径的横截面。

在中心路径的一个示例中，假设3D飞行空间包括不同的分段类型（例如，线性分段和弯曲分段的某种组合）。第一分段可以具有被定义为从（例如，GPS）坐标（a，b）到（例如，GPS）坐标（c，d）的线的中心路径。然后，下一分段具有从坐标（e，f）到（g，h）具有的半径为200米的圆形的中心路径。

在横截面的一个示例中，横截面可包括从若干可能或允许形状（例如，圆形、椭圆形、矩形等）中的一个的形状类型的规定或选择，所述若干可能或允许形状具有与该形状类型相关的定义的参数（例如，矩形横截面的高度和宽度、圆形横截面的半径等）。

在一些实施例中，在3D飞行空间的相邻分段或连续分段之间存在“间隙”，并且在飞行器上（on-board the aircraft）执行内插，以确定（例如，明确地和/或分段定义的）分段之间的3D飞行空间的边界。当然，以确保3D飞行空间相互排斥的方式执行内插。使用飞行器上内插可有助于进一步改善3D飞行空间的高效表示（例如，使得存储空间和/或带宽消耗被进一步减小）。

以类似的方法，在一些实施例中，分段是相切的和/或连接的，但是在相邻或连续的分段相会（meet）的地方执行平滑。例如，假设3D飞行空间可以被定义为分段的重叠线性分段，其中执行飞行器上平滑，使得3D飞行空间具有圆形转弯（例如，为了更平滑和/或更自然的飞行体验），而不是其中线性分段彼此接合的急剧的突然转弯。这可以支持高效的方式，以该方式表示或以其他方式存储3D飞行空间，同时还支持或以其他方式实现更平滑和/或更自然的飞行体验。

返回到图1，为了简化和易于解释，在此示出的示例性3D飞行空间（100和110）各自具有单个入口（分别为102和112）和单个出口（分别为114和116）。在一些实施例中，3D飞行空间具有多个入口和/或出口。例如，如果3D飞行空间100和110被如此修改，则这将允许人们在各种感兴趣的点（例如，渔人码头、金门大桥附近、天使岛上等）处着陆并离开飞行器，而不是被强制保持在飞行器中达整个乘坐过程。在一些实施例中，（例如，附加的）入口和出口在3D空间中被规定路线，使得其不和与其他飞行员和/或其他飞行器相关联的其他3D飞行空间重叠或以其他方式交叉。在一些实施例中，存在单个、双向入口和出口（例如，代替具有专用、单向入口，如入口102和112，以及专用、单向出口，如出口114和116）以用于更紧凑的路线规定和/或（空中）空间的高效使用。

如将在下面更详细地描述的，3D飞行空间是虚拟的，并且不必在适当的位置具有基础设施和/或设备，以便为了定义和/或遵守3D飞行空间。例如，利用该技术，一些物理设备不必存在或以其他方式安装以（作为示例）向特别飞行器指示或分配3D飞行空间。相反，如将在下面更详细地描述的，飞行器具有其在空中的位置以及3D飞行空间的边界所在之处的感测。这两件事都使飞行器能够停留在3D飞行空间内，包括通过忽略飞行员输入和/或根据需要。

在一些实施例中，3D飞行空间是动态的和/或暂时的（例如，仅持续达某段时间而不是永远）。例如，当旧金山湾的风强时，其可能期望在两个相邻的3D飞行空间之间具有更大的距离。在一个示例中，每个早晨，在允许人们沿着允许的路线驶出飞行器之前，根据天气设置两个相邻的3D飞行空间之间的距离（例如，如果风是强的，则具有更大的间隔）。为了适应较大的间隔，可以减少3D飞行空间的数量。

在图1的示例中，3D飞行空间是具有允许的飞行方向的单向路径或路线（即，其是单向的）。即，飞行器在不存在紧急情况的正常条件下，仅允许在所示路径周围在大致顺时针方向上飞行。在一些实施例中，这种单向规则在万一发生紧急情况时被提高（lift）。可替代地，3D飞行空间可能不一定具有允许的飞行方向。

虽然本文中描述的技术可以与任何适当类型的飞行器一起使用，但是出于以下原因，在一些应用中，在图2中在这里示出的示例性飞行器可能是期望的。示例性飞行器（202和206）能够执行垂直起飞和着陆并且具有相对小的尺寸。这在诸如旧金山的城市和/或人口密集区域中可能是有吸引力的，因为不需要长跑道以便起飞和着陆。示例性飞行器（202和206）还包括浮标（208和210），其允许飞行器除了陆地之外还从水上起飞和着陆。例如，在图1中示出的3D飞行空间完全位于水上而不是陆地上。在水上飞行比在陆地上飞行更安全（例如，万一碰撞或硬着陆），并且与找到用于该目的的开放陆地/地面相比，可以更容易找到用于起飞和着陆的开放海滨位置。

上述3D飞行空间仅仅是示例性的，并不旨在限制。下面的附图描述了3D飞行空间的另一个实施例。

图3A是图示与层相关联的三维（3D）飞行空间的实施例的顶视图的图。在所示的示例中，两个飞行器（300a和302a）在湖泊（304）上飞行。在水上比在地面上飞行更安全，所以在该示例中，3D飞行空间306具有完全在水上的边界。为了确保在湖泊上飞行的两个飞行器不会彼此碰撞，这两个飞行器被分配给不同层中的3D飞行空间（即，非重叠的高度范围）。下面的附图更清楚地示出了这一点。

图3B是图示与层相关联的三维（3D）飞行空间的实施例的侧视图的图。在所示的示例中，第一飞行器（300b）被分配给与上层或顶部高度范围对应的3D飞行空间（310），并且第二飞行器（302b）被分配给与下层或底部高度范围对应的3D飞行空间（312）。这允许两个飞行器在湖泊上同时飞行，同时防止两个飞行器之间的碰撞。

为了紧凑性，这里示出的示例在3D飞行空间310和3D飞行空间312之间不具有间隙或缓冲地带。在一些实施例中，在相邻层之间存在一些间隙或缓冲地带，以进一步确保飞行员及其周围那些人的安全。

利用3D飞行空间（例如，其是虚拟的，并且不一定使用激光、烟雾等以物理方式在空中被划界），将有助于向飞行员显示或以其他方式提供与3D飞行空间相关联的信息和/或显示或以其他方式提供飞行器的位置（例如，使得飞行员不会无意地和/或不知不觉地碰到（bump up against）3D飞行空间的边界）。以下附图描述了这样的过程的一个示例。

图4是图示用于呈现与三维（3D）飞行空间相关联的信息的过程的实施例的流程图。在一些实施例中，经由服从或以其他方式实施3D飞行空间的边界的飞行器中的显示器来呈现信息。在一些实施例中，经由包括（但不限于）飞行器的手动控制件、方向箭头（例如，指示校正的建议方向）、扬声器等的某种其他用户接口来呈现信息。

在400处，获得与三维（3D）飞行空间相关联的边界信息。例如，可以接收描述三维飞行空间的边界信息。图1中的3D飞行空间100和3D飞行空间110示出了根据顶视图的3D飞行空间的示例。图2中的横截面区域200和204示出了3D飞行空间的横截面区域的示例。通常，在300处获得信息，该信息告知飞行器其被允许飞行的地方（即，在其3D飞行空间内部）以及其不被允许飞行的地方（即，在其3D飞行空间外部）。

在一些实施例中，三维飞行空间的一些分段或区段具有一组规则（例如，关于所允许的飞行方向），并且其他分段或区段具有不同的规则。例如，假设在图1中允许的路线100替代地具有带有多个双向入口和出口的“主回路”（例如，如上所述，用于更紧凑的路线规定和/或空间的高效使用）。在一些实施例中，在步骤300处接收或以其他方式获得的信息识别3D飞行空间的哪些区段或部分具有什么组的相关联的规则（例如，“仅单向的规则”仅适用于3D飞行空间的主回路的某个指示）。

在402处，获得与飞行器相关联的位置信息。例如，该信息可以从飞行器中的GPS系统接收，并且可以包括飞行器的纬度、经度和高度（即，3D空间内的定位或位置）。

在404处，至少部分地基于与3D飞行空间相关联的边界信息和与飞行器相关联的位置信息来呈现信息。在一些实施例中，所呈现的信息是警告（例如，在由飞行器进行的任何自动干预之前，来将飞行器保持在3D飞行空间中），所述警告是飞行器正变得太靠近3D飞行空间的边界。下面更详细地描述这一点的各种实施例，其中各种用户接口（例如，显示器、扬声器、力反馈手动控制件等）可以用于呈现或以其他方式显示这样的警告。

在一些实施例中，所呈现的信息是3D飞行空间的边界和/或飞行器的位置。如将在下面更详细地描述的，可以使用各种用户接口（例如，显示器、扬声器等）并且该信息可以是视觉信息（例如，表示具有所指示的3D飞行空间的边界的飞行器的图标或化身（avatar））或音频信息（例如，关于在指定或宣告的方向上的飞行器的当前位置与3D飞行空间的边界之间的距离的听得见的消息或宣告）。

在一些实施例中，除了边界信息之外但是也与3D飞行空间相关联的信息在步骤400处被获得并且在步骤404处被呈现。例如，在图1中，3D飞行空间100具有允许的飞行方向，其中允许飞行器在顺时针方向上飞行通过所示的路径但不允许飞行器在逆时针方向上飞行通过所示的路径。在一些实施例中，步骤400包括接收与允许的飞行方向（例如，顺时针）相关联的信息，并且在步骤404处显示该信息（例如，方向箭头）。在一些实施例中，3D飞行空间（例如，3D飞行空间的区段）具有速度限制，并且该速度限制在步骤400处被获得并且在步骤404处被呈现。这些是一些示例并且不旨在限制。

以下附图示出了执行图4的过程的系统的示例。

图5是图示与至少部分地基于与三维（3D）飞行空间相关联的边界信息和与飞行器相关联的位置信息来呈现信息相关联的飞行器中的块的实施例的框图。在一些实施例中，图4中描述的步骤由这里所示的框或模块执行和/或使用这里所示的框或模块执行。

在该示例中，与3D飞行空间相关联的边界信息被存储在存储器502中。在各种实施例中，用于给定飞行器的特别3D飞行空间的选择或分配可以以各种方式执行。在一些实施例中，存在向特别飞行器分配3D飞行空间的某种转让人或其他设备，并且从这样的转让人获得存储在502中的3D飞行空间信息。

可替代地，在一些实施例中，不存在转让人或其他授权，并且每个飞行器为其自己选择其3D飞行空间是什么。在一些这样的实施例中，存储器502存储与特别位置相关联的多个预定义3D飞行空间，并且在已经存在于附近的任何飞行器的无线信道上监听并且监听那些飞行器已经声称的预定义3D飞行空间。例如，返回参考图1，飞行器可以从其GPS系统知道其在旧金山海滨上并且因此可以检索与该区域相关联的两个预定义的3D飞行空间。在图1的示例中，飞行器使其选择第一（预定义）3D飞行空间（例如，图1中的100）或第二（预定义）3D飞行空间，因为不存在其他飞行器并且所有3D飞行空间都是空闲的。在该示例中，飞行器选择占据第一3D飞行空间（例如，图1中的外回路100），并且因此开始周期性地（例如，在无线信道上）发射指示其正在占据第一3D飞行空间的广播。

输入设备504（例如，操纵杆、上-下指轮等）用于接收与由飞行员驾驶或以其他方式控制飞行器相关联的输入。在一些实施例中，输入设备（504）还是用户接口（508），经由该用户接口（508）向飞行员呈现信息（例如，飞行器太靠近3D飞行空间的边界）。在各种实施例中，用户接口是振动的，包括力反馈等。

位置传感器（506）将飞行器的位置提供给飞行计算机500，并且在一些实施例中位置传感器（506）是GPS系统。如上所述，飞行计算机（500）将响应于来自飞行员的输入，只要飞行员的输入或指令不使飞行器离开3D飞行空间。

使用这些输入，飞行计算机（500）生成两个输出信号：到一个或多个控制面（510）的一个或多个控制信号和经由用户接口（508）向飞行员呈现或以其他方式显示的信息（例如，基于3D飞行空间、飞行器的位置等）。例如，对于图2中的多个202/206，仅控制面是十个旋度（rotor）的推力或旋转速度（例如，不存在向上/向下提升的翼片，转子不倾斜等）。如果飞行员（例如，经由输入设备504）将操纵飞行器朝向3D飞行空间的边界，则飞行计算机（500）将生成用于控制面（510）的控制信号，这将使飞行器保持在3D飞行空间中（例如，通过忽略飞行员经由操纵杆或指轮的输入，如所需要或如果需要的话）。在一些实施例中，计算机还可以仅忽略无效方向上的输入（例如，3D边界可以引起到飞行计算机的修改的飞行员输入）。

飞行计算机（500）还生成要经由用户接口508呈现的信息或信号。在各种实施例中，用户接口可以是呈现视觉信息（例如，3D飞行空间的边界、示出飞行器相对于3D飞行空间的定位或位置的飞行器的图标或化身、允许的飞行方向、速度限制等）的显示器、呈现音频信息（例如，当飞行器变得太靠近3D飞行空间的边界时的听得见的警告）的扬声器以及当飞行器变得越来越靠近3D飞行空间的边界时输出更多的阻力或力的力反馈手动控制件（例如，力反馈操纵杆、力反馈指轮等）。以下附图更详细地描述了一些示例性用户接口和示例性呈现的信息。

图6是图示被配置为显示相对于三维（3D）飞行空间的边界的飞行器的定位的显示器的实施例的图。在示出的示例中，看向多轴直升机的前部来示出座舱的剖视图。对于上下文，座舱的剖视图包括挡风玻璃（600）、座椅（602）、左扶手（604）、右扶手（606）和搁脚空间（608）。

在该示例中，飞行员的左手控制单轴指轮（610）。指轮（610）在面向座舱中的手柄的侧面或表面上安装到（左）手柄（612）。指轮是弹性居中的，使得如果飞行员释放指轮，则指轮返回到居中定位。当向上推动指轮时，飞行器上升。相反地，当向下推动指轮时，飞行器下降。多轴直升机以其上升或下降的速度对应于由指轮所经历的移位的程度或量。尽管这些示例示出了特定的手动控制件，但是注意的是，这些反馈技术可以适用于任何手动控制件。

飞行员的右手控制三轴指尖操纵杆（614）。指尖操纵杆提供指尖控制，并且通常比手动控制的操纵杆更小并且提供更少的阻力（例如，其中飞行员的手将环绕手动控制的操纵杆周围）。第一轴是从操纵杆的顶部向上延伸的垂直（例如，偏航）轴，其中操纵杆的旋钮或末端能够在顺时针方向或逆时针方向上围绕该轴扭转。转动操纵杆的可扭转旋钮使得多轴直升机对应地围绕垂直轴或偏航轴旋转。操纵杆的其他两个轴是x（例如，滚动）轴和y（例如，俯仰）轴（例如，飞行员在任何方向上和/或在任何程度上推动操纵杆）。推动操纵杆控制多轴直升机在由滚动轴和俯仰轴形成或以其他方式定义的平面内的移动。例如，向前推动操纵杆使得多轴直升机向前飞行，并且向后拉动操纵杆使得多轴直升机向后飞行。

在该示例中，挡风玻璃（600）包括显示器（620a），所述显示器（620a）被配置为相对于3D飞行空间来显示飞行器的定位。显示器620b示出了显示器的更大、更详细的视图。在该示例中，3D飞行空间是路径状的，其中其比它更宽或更高要长得多，并且示例性3D飞行空间的横截面是矩形的（例如，类似于图2中所示的矩形横截面204）。在一个示例中，当在图1中飞行器飞行穿过3D飞行空间100或3D飞行空间110时，显示器620b可以呈现或以其他方式显示所示的信息。

在显示器620b内，横截面边界622的定位保持固定（例如，假设横截面在飞行器沿着示例性路径行进时不改变）。在该固定参照系内，表示飞行器的图标或化身（624）基于飞行器相对于3D飞行空间的当前定位被更新。在该视图中，飞行器的化身的定位在飞行器沿着路径（例如，沿着纵向轴或滚动轴）向前或向后移动时不被更新，但是当飞行器向上或向下（例如，沿着垂直轴或偏航轴）和/或向左或向右（例如，沿着横向轴或俯仰轴）移动时被更新。

在该示例中，颜色被用于指示相对于3D飞行空间的边界的飞行器定位是好还是坏（该示例假设仅两个状态）。如果飞行器相对居中并且因此相对于横截面边界622处于好的定位（例如，不跨越图2中的阈值220、222、224或226中的任一个），则边界622中的所有边缘都以绿色显示（未示出）。如果飞行器变得太靠近在任何一侧上的边界（例如，图2中的阈值220、222、224或226中的任何一个被跨越），那么以红色显示（一个或多个）太靠近边缘，而以绿色显示好的边缘（即，在距飞行器安全或足够距离处）。例如，对于显示器620b中所示的状态，横截面边界622的左边际或边缘将以红色显示，但是顶部边缘、右边缘和底部边缘将是绿色的。当然，不必要使用颜色来传达该信息并且各种反馈或呈现技术（例如，看得见的、听得见的、触觉的等）可以被使用。

在这里示出的状态中，飞行器在3D飞行空间内垂直地居中（例如，飞行器距顶部边际与其距底部边际等距），但是其相对靠近3D飞行空间的左手边际。如果期望的话，飞行员可以在显示器（620b）中观察到这一点，并且使用操纵杆（614）将飞行器向右移动，使得飞行器在3D飞行空间（622）的边界或横截面内更好地居中。当然，当飞行员操纵或以其他方式调整飞行器的定位时，飞行器的化身（624）的定位在显示器内被更新。

取决于应用（例如，成本和/或重量考虑），显示器可以包括其他类型的信息（例如，视觉信息）。例如，在一些实施例中，飞行器包括面向前的摄像头，并且显示器包括飞行员看到的当前和/或实时视频馈送（例如，利用叠加在实时视频上的飞行器化身和边界标记）。可替代地（例如，为了保持成本和/或重量下降），显示器可以不呈现任何实时视频或视图。其他信息（诸如剩余电池寿命、飞行器速度、风速等）还可以经由显示器（620a/620b）来显示。在一些实施例中，路径状的3D飞行空间具有飞行方向（例如，路径状的3D飞行空间是单向道）。在一些这样的实施例中，显示器包括用来指示（强制的）飞行方向的箭头。

当飞行器飞行通过3D飞行空间时，边界可以改变并且所呈现的信息可以对应地变化。例如，假设飞行器进入其中横截面区域增加的3D飞行空间的一部分。为了传达这一点，在一个示例中，飞行器的化身（624）被收缩，使得与边界622的尺寸相比，飞行器的化身的相对尺寸更小。

或者，假设飞行器进入其中横向或侧面边界打开但顶部和底部边界保持相对相同（例如，使得3D飞行空间更像图3A和图3B的示例）的3D飞行空间的一部分。为了传达这一点，在一些实施例中，在显示器中没有示出侧面边界，直到飞行器变得更靠近相关边界。在一些实施例中，顶视图被呈现或以其他方式显示以更好地传达飞行器与边界之间的（例如，向前）距离（例如，当飞行器朝向图3A中的边界306的边缘向前飞行时）。

在一些实施例中，代替使用飞行器中的显示器来呈现信息，虚拟现实技术被用于呈现或以其他方式显示信息。在一个示例中，飞行员佩戴用于显示或以其他方式指示3D飞行空间的边界（例如，叠加在飞行员的实时视场上）的虚拟现实（VR）耳机。

在一些实施例中，显示器或其他用户接口指示或以其他方式呈现关于发生的3D飞行空间的一部分的提前信息。以下附图示出了这一点的示例。

图7是图示示出相对于三维（3D）飞行空间的边界的飞行器的定位的顶视图的显示器的实施例的图。在该示例中，飞行器沿着图1中的3D飞行空间100或3D飞行空间110飞行。显示器700示出了具有飞行器的图标或化身（702）以及3D飞行空间的边界（704a和704b）的顶视图。利用该信息（例如，包括提前信息），飞行员可以看到路径即将向右弯曲。以下可能是有帮助的：飞行员具有关于对3D飞行空间的即将到来的改变的提前注意，使得飞行员可以为飞行器的转弯定时间以匹配路径的弯曲，使得飞行器不延伸到3D飞行空间的边界（例如，704a或704b）中。

在一些实施例中（例如，出于成本和/或重量原因），飞行器不包括显示器。以下附图描述了其中使用其他类型的用户接口的一些实施例。

图8是图示用于呈现信息的箭头指示符、扬声器和手动控制件的实施例的图。在各种实施例中，箭头指示符800用于各种目的。在一个示例中，箭头指示符800用于指示一方向，在该方向上飞行员应当移动以相对于3D飞行空间的边界校正飞行器的当前定位（如所需要的或者如果需要的话）。在该示例中，飞行器飞行通过具有诸如图2中以204所示的矩形横截面的矩形横截面的3D飞行空间。当飞行器在示例性矩形横截面内相对居中（例如，不跨越图2中的顶部阈值（220）、底部阈值（222）、左阈值（224）或右阈值（226）中的任一个）时，不点亮或以其他方式开启校正指示符800。

然而，如果飞行器要跨越图2中的右阈值226（作为示例），则左箭头（802）将被点亮，从而指示飞行器太靠近3D飞行空间的右边缘或边际并且应当向左移动以校正这一点。或者，如果飞行器要跨越图2中的底部阈值（222），则上箭头804将被点亮以建议飞行员向上移动飞行器，使得飞行器在3D飞行空间内更好地居中。

在该示例中，不期望同时使用手动控制件（即，上-下指轮806和操纵杆808）。事实上，新手飞行员可能发现一次仅使用一个手动控制件是更舒适的（例如，因此他们可以更容易地将飞行器的响应集中到仅单个手动控制件）。为了避免新手飞行员被太复杂的校正和/或校正建议（这将需要同时使用指轮（806）和操纵杆（808））压垮，在一些实施例中，在任何给定时间仅点亮四个箭头指示符（800）中的一个，使得飞行员仅必须担心操纵一个手动控制件以做出所建议的校正。例如，可以首先指示对最异乎寻常的（egregious）阈值或边界跨越的校正（例如，首先点亮箭头校正指示符804而不是点亮箭头804和左箭头802两者）。然后，一旦沿着该轴已经执行了足够的校正，就可以建议沿着正交轴的较小校正（例如，点亮左箭头802）。另一种描述这一点的方式是说，将需要同时使用两个输入设备（例如，由飞行员的右手操纵的一个设备和由飞行员的左手操纵的另一个设备）的校正建议被简化或以其他方式减少到仅需要使用单个输入设备（例如，其仅需要使用右手或左手）的校正建议。

类似地，如这里所示，可能期望具有至多四个箭头指示符（800）。例如，如果还存在右上箭头、右下箭头、左下箭头和左上箭头，则那些校正建议中的任一个将需要同时使用上-下指轮806和操纵杆808，这对于新手飞行员来说可能是困难的。更一般地，在一些实施例中，不呈现将需要同时使用多个手动控制件的校正建议或指示。

在一些实施例中，箭头指示符800用于提供提前信息（例如，关于3D飞行空间的即将到来的区段）。例如，如上所述，一些路径状3D飞行空间可以在一些区段中是直的并且在其他区段中是弯曲的。在一些实施例中，使用适当的箭头指示符来指示或以其他方式建议即将到来的操纵，使得飞行器可以保持在航线上和/或保持与3D飞行空间的航迹（track）而不碰到边界。

示例性箭头指示符可以如期望的进行修改（例如，以传达更多和/或不同的信息）。例如，为了保留附图的可读性，仅示出了箭头指示符的单个尺寸或单个长度。在一些实施例中，存在不同尺寸或不同长度的箭头（例如，指示不同程度或不同量的校正或不同程度的提前向上转）。例如，较短和/或较小箭头可用于建议较小量的校正或较小的即将到来的转弯，而较长和/或较大的箭头可用于建议较大量的校正或较急剧的即将到来的转弯。

在一些实施例中，经由扬声器810提供关于飞行器相对于3D飞行空间的边界的定位的音频信息。例如，当飞行器不处于跨越3D飞行空间的边界（例如，不跨越图2中的阈值220、222、224或226中的任一个）的任何危险中时，扬声器810可以是无声的或者可以周期性地指示这一点（例如，“飞行器不接近3D飞行空间的任何边界”）。然而，万一图2中的阈值220、222、224或226中的任何一个被跨越，则扬声器可以发出听得见的建议或校正（例如，“请操纵飞行器向右”）。如前所述，听得及的建议可以限于仅需要使用单个手和/或单个输入设备并且将不需要同时使用两个输入设备（例如，其中将需要两只手）的建议。

在一些实施例中，扬声器810用于提供听得见的提前信息。例如，“在5秒内即将到来向右的15度转弯。5、4、3、2、1。现在请向右转弯15度”。

在一些实施例中，经由诸如指轮806或操纵杆808之类的手动控制件提供触觉信息。为了简化和易于解释，操纵杆808将被用作示例。假设操纵杆808是力反馈操纵杆，其中操纵杆可在操纵杆从中心移位时提供可变量的阻力。在一些实施例中，力反馈用于指示或以其他方式发信号通知飞行器何时变得太靠近3D飞行空间的边界。例如，当飞行器在图2中的横截面204的中心时，操纵杆808不输出任何力反馈（例如，当使操纵杆从中心移位时飞行员感觉没有显著的阻力）。

然而，假设飞行员（例如，在3D飞行空间的直区段中）使用操纵杆808操纵飞行器向左，使得图2中的左阈值224被跨越。随着飞行器变得更靠近横截面边界204的左边缘，左阈值的跨越可使得操纵杆输出增加量的力反馈（例如，操纵杆朝向中心定位抵靠飞行员的手向回推动）。这可以向飞行员发信号通知飞行器不希望飞行员继续向左操纵飞行器。如果飞行员将向右推动操纵杆（例如，以将飞行器返回到更居中的定位），则在该方向（例如，因为其是期望的或好的方向）上将存在来自操纵杆的很少的力反馈或没有力反馈。

描述这一点的另一种方式是，输入设备（例如，指轮806和操纵杆808）变化触觉输出（例如，由操纵杆生成的力反馈），以向管（tube）或其他3D飞行空间的中心给出一种“弹性居中”的感觉（例如，其取决于飞行器相对于管或在管内的定位，并且其不取决于操纵杆的移位）。这也可与管或路径状的3D飞行空间一起使用，以传达何时管或路径已转弯且飞行器尚未对应地转弯（例如，飞行员（例如，无意地和/或不知不觉地）使飞行器保持在图1中的直轨迹106上，但是路径在曲线108处弯曲）。经由输入设备（例如，操纵杆或指轮）的触觉信息或反馈可能是有吸引力的，因为信息（例如，关于管或其他3D飞行空间的边界）可以被传达到飞行员而不需要分散注意力或视觉转移。

在一些实施例中，力反馈的量随着飞行器和（例如，相关的）边缘或边界之间的距离而变化。例如，随着飞行器变得越来越靠近边缘或边界，力反馈的量对应地增加。力反馈的量不是（至少在该示例中）取决于操纵杆移位的量。例如，对于飞行器与3D飞行空间的边界之间的给定距离，由操纵杆（或其他手动控制件）输出的相同量的力或阻力对于相对少量的操纵杆移位（例如，飞行器在指示的方向上相对缓慢地移动）以及对于相对大量的操纵杆移位（例如，飞行器在指示的方向上相对快速地移动）将是相同的。

以下附图更一般地和/或正式地在流程图中描述了以上示例。

图9是图示用于使用显示器呈现信息的过程的实施例的流程图。图9类似于图4，并且为了方便起见，使用相同或类似的参考标号来指示相关的步骤。

在400a处，获得与三维（3D）飞行空间相关联的边界信息，包括通过获得3D飞行空间的边界。例如，参见图1-3B，其示出了3D飞行空间及其边界的一些示例。

在402a处，获得与飞行器相关联的位置信息，包括通过获得飞行器的位置。例如，飞行器可以包括GPS系统，并且从GPS系统获得飞行器的位置。

在404a处，至少部分地基于与3D飞行空间相关联的边界信息和与飞行器相关联的位置信息来呈现信息，包括通过在显示器中呈现3D飞行空间的边界和在飞行器的位置处表示飞行器的化身。例如，参见图6，其中显示器620b呈现飞行器化身624和横截面边界622。例如，这使得飞行员能够看到他们离3D飞行空间的边界有多近或多远。图7示出了具有飞行器图标702以及边界704a和704b的顶视图。

在一些实施例中，在步骤404a处还经由显示器呈现附加信息。例如，与3D飞行空间相关联的速度限制和/或与3D飞行空间相关联的允许飞行方向可以被呈现在显示器中。

在一些实施例中，显示器是虚拟现实（VR）耳机。在一些实施例中，显示器是飞行器中的集成的和/或触摸屏显示器。

在一些实施例中，当位置信息与3D飞行空间的边界之间的距离小于（即，不超过）阈值时，显示器呈现警告，并且当该距离大于（即，超过）阈值时不呈现警告。例如，对于前者，边际或背景颜色可以是红色，而对于后者，边际或背景颜色可以是绿色。

图10是图示用于使用扬声器呈现信息的过程的实施例的流程图，所述信息包括三维（3D）飞行空间的边界与飞行器的位置之间的距离。图10类似于图4，并且为了方便起见，使用相同或类似的参考标号来指示相关的步骤。

在400b处，获得与三维（3D）飞行空间相关联的边界信息，包括通过获得3D飞行空间的边界。

在402b处，获得与飞行器相关联的位置信息，包括通过获得飞行器的位置。

在1000处，确定3D飞行空间的边界与飞行器的位置之间的距离。例如，在图6中，可以确定飞行器624与和边界622相关联的左边缘或边际之间的距离。

在404b处，至少部分地基于与3D飞行空间相关联的边界信息和与飞行器相关联的位置信息来呈现信息，包括通过经由扬声器宣告3D飞行空间的边界与飞行器的位置之间的距离。例如，扬声器810可以用于做出该宣告。在一些实施例中，仅在飞行器靠近3D飞行空间的边界时宣告距离（例如，因为当飞行器没有处于离开3D飞行空间的任何危险时，如果扬声器无声，则对飞行员而言分心可能较少）。

在一些实施例中，一些其他信息（例如，除了在步骤404b处宣告的3D飞行空间的边界与飞行器的位置之间的距离之外）可以使用扬声器来听得见地呈现（例如，速度限制和/或如果3D飞行空间的一部分是单向的）。

图11是图示用于使用扬声器呈现信息（包括校正方向）的过程的实施例的流程图。图11类似于图4，并且为了方便起见，使用相同或类似的参考标号来指示相关的步骤。

在400c处，获得与三维（3D）飞行空间相关联的边界信息，包括通过获得3D飞行空间的边界。

在402c处，获得与飞行器相关联的位置信息，包括通过获得飞行器的位置。

在1100处，确定3D飞行空间的边界与飞行器的位置之间的距离。

在1102处，将3D飞行空间的边界与飞行器的位置之间的距离与阈值进行比较。例如，在图2中，这将对应于确定飞行器206是否已经跨越阈值220、222、224或226中的任何一个。

在404c处，至少部分地基于与3D飞行空间相关联的边界信息和与飞行器相关联的位置信息来呈现信息，包括通过响应于3D飞行空间的边界与飞行器的位置之间的距离小于阈值，经由扬声器建议将使得3D飞行空间的边界与飞行器的位置之间的距离增加的校正方向。例如，当飞行器在3D飞行空间中相对居中时（如飞行器206在图2中那样，其中阈值220、222、224或226都不被跨越），可能不存在经由扬声器建议的校正方向。然而，万一阈值之一被跨越（例如，左阈值224），则可以经由扬声器建议校正方向（例如，“请向右移动”）。一旦飞行器已经充分移开（例如，使得阈值不再被超过或跨越），则扬声器可以停止建议校正方向。

如上所述，在一些实施例中，校正方向可以被简化、减小或以其他方式约束为仅需要使用一只手和/或一个输入设备的校正方向。例如，如果飞行器太靠近顶部边际和右边际（并且理想地应当向下移动并且向左移动以完全居中），则将仅建议那些方向中的一个（例如，仅建议“请向右移动”，而不是“请向下和向右移动”）。如上所述，建议将需要同时使用双手的校正可能使新手和/或缺乏经验的飞行员被压垮。

图12是图示用于使用扬声器呈现信息（包括校正方向）的过程的实施例的流程图。图12类似于图4，并且为了方便起见，使用相同或类似的参考标号来指示相关的步骤。

在400d处，获得与三维（3D）飞行空间相关联的边界信息，包括通过获得3D飞行空间的边界。

在402d处，获得与飞行器相关联的位置信息，包括通过获得飞行器的位置。

在1200处，确定3D飞行空间的边界与飞行器的位置之间的距离。

在1202处，将3D飞行空间的边界与飞行器的位置之间的距离与阈值进行比较。

在404d处，至少部分地基于与3D飞行空间相关联的边界信息和与飞行器相关联的位置信息来呈现信息，包括通过响应于3D飞行空间的边界与飞行器的位置之间的距离小于阈值，增加由力反馈输入设备输出的力反馈的量。在一些实施例中，在步骤404d处经由其呈现方向建议的输入设备包括以下各项中的一个或多个：指轮、操纵杆等。

虽然为了理解清楚性的目的，已经详细地描述了前述实施例，但是本发明不限于所提供的细节。存在实现本发明的许多替代方式。所公开的实施例是说明性的而非限制性的。