TWI465872B - 無人飛行載具及利用其進行資料獲取的方法 - Google Patents

Description

無人飛行載具及利用其進行資料獲取的方法

本發明涉及一種資料獲取裝置及方法，尤其涉及一種無人飛行載具及利用其進行資料獲取的方法。

傳統的無人飛行載具（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）都需要在機身上裝配燃料槽或蓄電池，以便完成飛行任務。但是，當飛行距離較遠時，就需要在無人飛行載的機身上裝配更大、更重的蓄電池或燃料槽，這將導致無人飛行載具的機身重量過重。

另一方面，傳統的無人飛行載具在執行遠距離飛行任務時，由於距離太遠，無法將採集到的資料直接回傳主控制站，只能將採集到的資料儲存在無人飛行載具的儲存裝置中。但是，如果儲存裝置的儲存容量達到最大值，將無法繼續儲存採集到的資料，導致資料不完整。如果無人飛行載具在飛行途中出現故障或損壞，儲存裝置中儲存的資料將有可能全部丟失。

鑒於以上內容，有必要提供一種無人飛行載具及利用其進行資料獲取的方法，其可透過在預先設置的飛行路徑中設置中繼站，以控制無人飛行載具在每個中繼站進行能源補充和資料儲存。

一種無人飛行載具，用於採集資料，該無人飛行載具包括：

儲存裝置，用於儲存透過主控制站預先設置的飛行路徑和中繼站，每個中繼站都設置有燃料補充設施及一台主機，且每個中繼站都標注定有經度、緯度和高度；

攝像裝置，用於當無人飛行載具根據預先設定的飛行路徑飛行時，進行資料獲取，並將採集的資料儲存在所述儲存裝置中；

位置偵測單元，用於即時偵測無人飛行載具的經度、緯度和高度；

飛行控制單元，用於當無人飛行載具的經度和緯度與一個中繼站的經度和緯度相同時，根據該中繼站的經度、緯度和高度，控制無人飛行載具降落至該中繼站；

燃料添加單元，用於在無人飛行載具降落到該中繼站後，從該中繼站的燃料補充設施中獲取燃料，對該無人飛行載具添加燃料；

資料傳輸單元，用於在無人飛行載具降落到該中繼站後，將攝像裝置採集的資料傳送至該中繼站的主機，該中繼站的主機再將接收到的資料傳給主控制站進行儲存；及

所述飛行控制單元，還用於當無人飛行載具沒有到達飛行終點時，控制無人飛行載具起飛至下一個中繼站。

一種利用無人飛行載具進行資料獲取的方法，該無人飛行載具的儲存裝置中儲存有預先設置的飛行路徑和中繼站，該方法包括如下步驟：

無人飛行載具根據預先設定的飛行路徑執行飛行任務，透過攝像裝置進行資料獲取，並將採集的資料儲存在儲存裝置中；

即時偵測無人飛行載具的經度、緯度和高度；

當無人飛行載具的經度和緯度與一個中繼站的經度和緯度相同時，根據該中繼站的經度、緯度和高度，控制無人飛行載具降落至該中繼站；

在無人飛行載具降落到該中繼站後，從該中繼站的燃料補充設施中獲取燃料，對該無人飛行載具添加燃料，並將攝像裝置採集的資料傳送至該中繼站的主機；

該中繼站的主機將接收到的資料傳給主控制站進行儲存；及

當無人飛行載具沒有到達飛行終點時，控制無人飛行載具起飛至下一個中繼站。

相較於習知技術，所述的無人飛行載具及利用其進行資料獲取的方法，透過在預先設置的飛行路徑中設置中繼站，以控制無人飛行載具在每個中繼站進行能源補充和資料儲存，使無人飛行載具能以低成本、高效率的方式完成遠距離飛行任務。

參閱圖1所示，係本發明資料獲取系統較佳實施方式的網路架構圖。在本實施方式中，該資料獲取系統2包括無人飛行載具12、主控制站20及多個中繼站A-F（即圖中的01至06）。在本實施方式中，該多個中繼站A-F位於同一飛行路徑中，其中，“01”為無人飛行載具12的飛行起點，同時也是無人飛行載具12的飛行終點。在本實施方式中，所述無人飛行載具12包括，但不限於，遙控直升機、遙控飛機和遙控飛船等飛行載具。

透過主控制站20可以進行各項資料的設置，如設定無人飛行載具12的飛行路徑和中繼站（Relay Station）的資料等，並將設定的資料上傳至無人飛行載具12。然後，無人飛行載具12按照設定的飛行路徑和中繼站進行飛行。所述中繼站的資料包括：中繼站的經度、緯度和高度等。

在本實施方式中，所述飛行路徑為：A→B→C→D→E→F→A，其中，中繼站依次為B、C、D、E、F、A，每個中繼站都設置有燃料或電力補充設施及一台主機。無人飛行載具12在每個中繼站都將降落，以補充燃料或電力，並將上一段飛行路徑中採集的資料傳送至中繼站的主機。然後，所述主機將接收到的資料傳給主控制站20進行儲存。參閱圖1所示，實線代表無人飛行載具12的飛行路徑，虛線代表每個中繼站的資料傳輸路徑。

參閱圖2所示，係本發明無人飛行載具12較佳實施方式的結構方框圖。在本實施方式中，該無人飛行載具12包括儲存裝置120、攝像裝置121、位置偵測單元122、飛行控制單元123、燃料添加單元124、資料傳輸單元125和處理器126。所述處理器126用於控制上述單元122至125的執行，控制無人飛行載具12的飛行。

其中，所述儲存裝置120用於儲存主控制站20預先設置的飛行路徑和中繼站，及攝像裝置121採集的資料（如錄影資料）等。在本實施方式中，所述儲存裝置120為硬碟。

所述攝像裝置121用於當無人飛行載具12根據預先設定的飛行路徑飛行時，進行資料獲取，並將採集的資料儲存在儲存裝置120中。在本實施方式中，所述攝像裝置121為具備夜視能力的攝影機。

所述位置偵測單元122用於當無人飛行載具12根據預先設定的飛行路徑飛行時，即時偵測無人飛行載具12的經度、緯度和高度。在本實施方式中，所述位置偵測單元122為全球定位系統（Global Position System，GPS）。

所述飛行控制單元123用於當無人飛行載具12的經度和緯度與某一中繼站（如中繼站B）的經度和緯度相同時，根據該中繼站的經度、緯度和高度，控制無人飛行載具12降落至該中繼站。其中，無人飛行載具12的下降距離等於無人飛行載具12的高度減去該中繼站的高度。

所述燃料添加單元124用於在無人飛行載具12降落到該中繼站後，從該中繼站的燃料或電力補充設施中獲取燃料或電力，對該無人飛行載具12進行充電或燃料添加。

所述資料傳輸單元125用於在無人飛行載具12降落到該中繼站後，將攝像裝置121在這一段飛行路徑（如A→B）中採集的資料（儲存於儲存裝置120中）傳送至該中繼站的主機，然後刪除儲存裝置120中儲存的攝像裝置121在這一段飛行路徑中採集的資料。同時，該中繼站的主機將接收到的資料傳給主控制站20進行儲存（如資料庫中）。

所述飛行控制單元123還用於判斷無人飛行載具12是否到達飛行終點。如果到達飛行終點，則結束飛行；如果沒有到達飛行終點，則控制無人飛行載具12起飛至下一個中繼站（如中繼站C）。

參閱圖3所示，係本發明利用無人飛行載具進行資料獲取方法的較佳實施方式的流程圖。

步驟S1，透過主控制站20設置無人飛行載具12的飛行路徑和中繼站，具體過程參見圖4的描述。其中，每個中繼站都標注定有經度、緯度和高度，且每個中繼站都設置有燃料或電力補充設施及一台主機。

步驟S2，無人飛行載具12根據預先設定的飛行路徑執行飛行任務，同時透過攝像裝置121進行資料獲取，並將採集的資料儲存在儲存裝置120中。

步驟S3，當無人飛行載具12根據預先設定的飛行路徑飛行時，位置偵測單元122即時偵測無人飛行載具12的經度、緯度和高度。

步驟S4，當無人飛行載具12的經度和緯度與某一中繼站（如中繼站B）的經度和緯度相同時，飛行控制單元123根據該中繼站的經度、緯度和高度，控制無人飛行載具12降落至該中繼站。其中，無人飛行載具12的下降距離等於無人飛行載具12的高度減去該中繼站的高度。

步驟S5，在無人飛行載具12降落到該中繼站後，燃料添加單元124從該中繼站的燃料或電力補充設施中獲取燃料或電力，對該無人飛行載具12進行充電或燃料添加。同時，資料傳輸單元125將攝像裝置121在這一段飛行路徑（如A→B）中採集的資料（儲存於儲存裝置120中）傳送至該中繼站的主機，然後刪除儲存裝置120中儲存的攝像裝置121在這一段飛行路徑中採集的資料。

步驟S6，該中繼站的主機將接收到的資料傳給主控制站20進行儲存。

步驟S7，飛行控制單元123判斷無人飛行載具12是否到達飛行終點。如果到達飛行終點，則結束飛行；如果沒有到達飛行終點，則執行步驟S8。

步驟S8，飛行控制單元123控制無人飛行載具12起飛至下一個中繼站（如中繼站C），返回步驟S2。

參閱圖4所示，是圖3中步驟S1的具體流程圖。

步驟S10，工程人員透過主控制站20設定無人飛行載具12的飛行路徑，並對該飛行路徑進行分段。

步驟S11，完成路徑分段後，工程人員根據分段結果，在每個分段位置架設一個中繼站，設置燃料或電力補充設施及一台主機。在本實施方式中，所述中繼站可以架設在大廈樓頂或其他便於無人飛行載具12起降的地方。

步驟S12，工程人員完成所有中繼站的架設後，在主控制站20中標定每個中繼站的經度、緯度和高度。

步驟S13，將設定的飛行路徑，每個中繼站的經度、緯度和高度上傳至無人飛行載具12的儲存裝置120中。

最後應說明的是，以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。

2‧‧‧資料獲取系統

A-F‧‧‧中繼站

12‧‧‧無人飛行載具

20‧‧‧主控制站

120‧‧‧儲存裝置

121‧‧‧攝像裝置

122‧‧‧位置偵測單元

123‧‧‧飛行控制單元

124‧‧‧燃料添加單元

125‧‧‧資料傳輸單元

126‧‧‧處理器

圖1係本發明資料獲取系統較佳實施方式的網路架構圖。

圖2係本發明無人飛行載具較佳實施方式的結構方框圖。

圖3係本發明利用無人飛行載具進行資料獲取方法的較佳實施方式的流程圖。

圖4是圖3中步驟S1的具體流程圖。

12‧‧‧無人飛行載具

120‧‧‧儲存裝置

121‧‧‧攝像裝置

122‧‧‧位置偵測單元

123‧‧‧飛行控制單元

124‧‧‧燃料添加單元

125‧‧‧資料傳輸單元

126‧‧‧處理器

Claims (10)

1. 一種無人飛行載具，用於採集資料，其中，該無人飛行載具包括：
   儲存裝置，用於儲存透過主控制站預先設置的飛行路徑和中繼站，每個中繼站都設置有燃料補充設施及一台主機，且每個中繼站都標注定有經度、緯度和高度；
   攝像裝置，用於當無人飛行載具根據預先設定的飛行路徑飛行時，進行資料獲取，並將採集的資料儲存在所述儲存裝置中；
   位置偵測單元，用於即時偵測無人飛行載具的經度、緯度和高度；
   飛行控制單元，用於當無人飛行載具的經度和緯度與一個中繼站的經度和緯度相同時，根據該中繼站的經度、緯度和高度，控制無人飛行載具降落至該中繼站；
   燃料添加單元，用於在無人飛行載具降落到該中繼站後，從該中繼站的燃料補充設施中獲取燃料，對該無人飛行載具添加燃料；及
   資料傳輸單元，用於在無人飛行載具降落到該中繼站後，將攝像裝置採集的資料傳送至該中繼站的主機，該中繼站的主機再將接收到的資料傳給主控制站進行儲存；及
   所述飛行控制單元，還用於當無人飛行載具沒有到達飛行終點時，控制無人飛行載具起飛至下一個中繼站。
2. 如申請專利範圍第1項所述之無人飛行載具，其中，所述攝像裝置為具備夜視能力的攝影機。
3. 如申請專利範圍第1項所述之無人飛行載具，其中，所述位置偵測單元為全球定位系統。
4. 如申請專利範圍第1項所述之無人飛行載具，其中，所述無人飛行載具下降至中繼站的距離等於無人飛行載具的高度減去該中繼站的高度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之無人飛行載具，其中，所述資料傳輸單元還用於：在將攝像裝置採集的資料傳送至該中繼站的主機後，刪除儲存裝置中儲存的該攝像裝置採集的資料。
6. 一種利用無人飛行載具進行資料獲取的方法，該無人飛行載具的儲存裝置中儲存有預先設置的飛行路徑和中繼站，該方法包括如下步驟：
   無人飛行載具根據預先設定的飛行路徑執行飛行任務，透過攝像裝置進行資料獲取，並將採集的資料儲存在儲存裝置中；
   即時偵測無人飛行載具的經度、緯度和高度；
   當無人飛行載具的經度和緯度與一個中繼站的經度和緯度相同時，根據該中繼站的經度、緯度和高度，控制無人飛行載具降落至該中繼站；
   在無人飛行載具降落到該中繼站後，從該中繼站的燃料補充設施中獲取燃料，對該無人飛行載具添加燃料，並將攝像裝置採集的資料傳送至該中繼站的主機；
   該中繼站的主機將接收到的資料傳給主控制站進行儲存；及
   當無人飛行載具沒有到達飛行終點時，控制無人飛行載具起飛至下一個中繼站。
7. 如申請專利範圍第6項所述之利用無人飛行載具進行資料獲取的方法，其中，該方法還包括步驟：透過主控制站設置無人飛行載具的飛行路徑和中繼站，每個中繼站都標注定有經度、緯度和高度，且每個中繼站都設置有燃料或電力補充設施及一台主機。
8. 如申請專利範圍第7項所述之利用無人飛行載具進行資料獲取的方法，其中，所述透過主控制站設置無人飛行載具的飛行路徑和中繼站的步驟包括：
   透過主控制站設定無人飛行載具的飛行路徑，並對該飛行路徑進行分段；
   完成路徑分段後，根據分段結果，在每個分段位置架設一個中繼站，設置燃料或電力補充設施及一台主機；
   完成所有中繼站的架設後，在主控制站中標定每個中繼站的經度、緯度和高度；及
   將設定的飛行路徑，每個中繼站的經度、緯度和高度上傳至無人飛行載具的儲存裝置中。
9. 如申請專利範圍第6項所述之利用無人飛行載具進行資料獲取的方法，其中，所述無人飛行載具下降至中繼站的距離等於無人飛行載具的高度減去該中繼站的高度。
10. 如申請專利範圍第6項所述之利用無人飛行載具進行資料獲取的方法，其中，該方法還包括步驟：在將攝像裝置採集的資料傳送至該中繼站的主機後，刪除儲存裝置中儲存的該攝像裝置採集的資料。