TWI426428B - 手持裝置及利用其控制無人飛行載具的方法 - Google Patents

手持裝置及利用其控制無人飛行載具的方法 Download PDF

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Description

手持裝置及利用其控制無人飛行載具的方法
本發明涉及一種電子裝置及方法，尤其涉及一種手持裝置及利用其控制無人飛行載具的方法。
目前，無人飛行載具(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)被用來進行安全監控工作。但是，傳統的無人飛行載具控制系統安裝在中央控制主機，如果用戶需要更改無人飛行載具的飛行動作，則必須回到控制機房，透過無人飛行載具專屬的遙控器，變更無人飛行載具的飛行動作。如果使用者不在主機附近，當現場狀況發生變化時，便無法及時更改無人飛行載具的飛行動作，帶來安全監控風險。
另外，傳統遙控器的體積龐大不便攜帶，使用傳統遙控器的控制杆進行無人飛行載具的多軸操作對初學者而言較為複雜，初學者難以在短時間內上手。
鑒於以上內容，有必要提供一種利用手持裝置控制無人飛行載具的方法，其可即時偵測物件在手持裝置的觸控式螢幕上的滑動資料，並根據該物件在觸控式螢幕上的滑動資料，變更無人飛行載 具的飛行動作。
在一個實施方式中，該方法包括如下步驟：偵測物件在手持裝置觸控式螢幕上的滑動資料；將該物件在觸控式螢幕上的滑動資料轉換為控制無人飛行載具飛行的控制訊號，並將該控制訊號發送至無人飛行載具；及根據該控制訊號變更無人飛行載具的飛行動作。
前述方法可以由手持裝置執行，其中該手持裝置具有附帶了圖形用戶介面(GUI)的觸控式螢幕、一個或多個處理器、儲存器以及儲存在儲存器中用於執行這些方法的一個或多個模組、程式或指令集。在某些實施方式中，該手持裝置提供了包括無線通信在內的多種功能。
用於執行前述方法的指令可以包含在被配置成由一個或多個處理器執行的電腦程式產品中。
相較於習知技術，所述的手持裝置及利用其控制無人飛行載具的方法，其可即時偵測物件在手持裝置的觸控式螢幕上的滑動資料，並根據該物件在觸控式螢幕上的滑動資料，變更無人飛行載具的飛行動作。利用本發明提高了安全監控工作的效率和靈活性。
2‧‧‧手持裝置
21‧‧‧儲存器
22‧‧‧觸控式螢幕
24‧‧‧訊號發射器
25‧‧‧處理器
30‧‧‧對應表
210‧‧‧無人飛行載具控制系統
圖1係本發明手持裝置較佳實施方式的結構方框圖。
圖2係利用手持裝置控制無人飛行載具的方法的較佳實施方式的流程圖。
圖3係手持裝置的觸控式螢幕分割成不同區塊的示意圖。
圖4係將手持裝置的移動資料轉換為不同控制訊號的轉換表示意圖。
圖5A係第一控制訊號對應的手指在觸控式螢幕上滑動的示意圖。
圖5B係第二控制訊號對應的手指在觸控式螢幕上滑動的示意圖。
圖5C係第三控制訊號對應的手指在觸控式螢幕上滑動的示意圖。
圖5D係第四控制訊號對應的手指在觸控式螢幕上滑動的示意圖。
圖6A係手指在觸控式螢幕上的第三區塊往右上方滑動的示意圖。
圖6B係手指在觸控式螢幕上的第三區塊往左下方滑動的示意圖。
本發明涉及到無人飛行載具操縱系統的概念，所以先解釋一下無人飛行載具操縱系統的組成。
無人飛行載具操縱系統包括，但不限於以下三部分：
1. 總距操縱杆(Collective Pitch Control)
簡稱總距杆，用來控制旋翼槳葉總距變化。上推總距杆時，使自動傾斜器整體上升而增大旋翼槳葉總距(即所有槳葉的槳距同時增大相同角度)使旋翼拉力增大，反之拉力減小，由此來控制直升機(無人飛行載具)的升降運動。
2. 週期變距操縱杆(Cyclic Control)：橫向/縱向
簡稱駕駛杆，與自動傾斜器相連接。沿橫向和縱向操縱週期變距 操縱杆時，自動傾斜器會出現相應方向的傾斜，從而導致旋翼拉力方向也發生相應方向的傾斜，由此得到需要的推進力以及橫向和縱向操縱力，進而改變直升機(無人飛行載具)的運動狀態和自身姿態。
3. 反扭力操縱杆(Anti-torque Pedals)
屬於航向控制工具。對於單旋翼帶尾槳直升機(無人飛行載具)而言，反扭力操縱杆與尾槳的槳距控制裝置相連，透過控制尾槳槳距的大小來調節尾槳產生的側向力，達到控制航向的目的。對於單旋翼無尾槳直升機(無人飛行載具)而言，反扭力操縱杆則是透過反扭力操縱杆控制機身尾部出氣量的大小來調節側向力。對於雙旋翼直升機(無人飛行載具)而言，反扭力操縱杆控制的則是兩旋翼總槳距的差動，即一個增大一個減小，使得兩旋翼反扭矩不能平衡，從而使機身發生航向偏轉。
參閱圖1所示，係本發明手持裝置較佳實施方式的結構方框圖。在本實施方式中，該手持裝置2包括儲存器21、觸控式螢幕22、訊號發射器24和處理器25。其中，所述儲存器21中儲存有無人飛行載具控制系統210，該無人飛行載具控制系統210用於即時偵測物件(指示筆或手指)在手持裝置2的觸控式螢幕22上的滑動資料，並根據該物件在觸控式螢幕22上的滑動資料，變更無人飛行載具的飛行動作，具體過程參見圖2的描述。
在本實施方式中，所述無人飛行載具包括，但不限於，遙控直升機、遙控飛機和遙控飛船等飛行載具。所述無人飛行載具安裝有 訊號接收器，以接收從手持裝置2的訊號發射器24發送過來的控制訊號。
在本實施方式中，所述無人飛行載具控制系統210可以被分割成一個或多個模組，所述一個或多個模組被配置成由一個或多個處理器(本實施方式為一個處理器25)執行，以完成本發明。本發明所稱的模組是完成一特定功能的電腦程式段，比程式更適合於描述軟體在電腦中的執行過程。
所述觸控式螢幕22用於對透過指示筆或手指而在一個或多個接觸點進行的物理接觸做出回應。所述手持裝置2可以為手機或PDA(Personal Digital Assistant，個人數位助理)等具有資料處理功能的電子設備。
在本實施方式中，所述觸控式螢幕22被分割成多個區塊，如第一區塊31、第二區塊32、第三區塊33和第四區塊34(參閱圖3所示)。其中，第三區塊33與第四區塊34位於第一區塊31和第二區塊32之間，第三區塊33內嵌於第四區塊34中，且第三區塊33為圓形，第四區塊34為環形。在本實施方式中，第四區塊34的環形四周標注有刻度(從0度到360度)，當手指在第三區塊33和第四區塊34上滑動時，第三區塊和第四區塊34將根據手指的滑動進行轉動。可以理解，在其他實施方式中，所述第一區塊31、第二區塊32、第三區塊33和第四區塊34也可以根據其他排列規則分佈於觸控式螢幕22上。
參閱圖2所示，係利用手持裝置控制無人飛行載具的方法的較佳 實施方式的流程圖。以下步驟都是由無人飛行載具控制系統210的不同模組完成。
步驟S1，使用者開啟手持裝置2的無人飛行載具控制系統210。
步驟S2，偵測物件在觸控式螢幕22上的滑動資料。在本實施方式中，所述滑動資料包括：物件在觸控式螢幕22上的觸控位置和滑動方向。在本實施方式中，所述觸控位置包括：第一區塊31、第二區塊32、第三區塊33和第四區塊34。
步驟S3，將該物件在觸控式螢幕22上的滑動資料轉換為控制無人飛行載具飛行的控制訊號。在本實施方式中，所述控制訊號包括：控制週期變距操縱杆橫向移動的第一控制訊號、控制週期變距操縱杆縱向移動的第二控制訊號、控制總距操縱杆移動的第三控制訊號、控制反扭力操縱杆移動的第四控制訊號。
在本實施方式中，以單旋翼帶尾槳直升機為例進行說明。參閱圖4所示，是將該物件在觸控式螢幕22上的滑動資料轉換為不同控制訊號的轉換表30示意圖。
具體而言，如果該物件在觸控式螢幕22上的第三區塊33水平滑動，(參閱圖5A所示)，則轉換為第一控制訊號。關於第一控制訊號的詳細描述參見圖4所述的轉換表30。例如，如果該物件在觸控式螢幕22上的第三區塊33水平向右滑動，則無人飛行載具往右方傾斜飛行。
如果該物件在觸控式螢幕22上的第三區塊33垂直滑動，(參閱圖5B所示)，則轉換為第二控制訊號。關於第二控制訊號的詳細描 述參見圖4所述的轉換表30。例如，如果該物件在觸控式螢幕22上的第三區塊33垂直向上滑動，則無人飛行載具往前方傾斜飛行。
可以理解，如果該物件在觸控式螢幕22上的第三區塊33同時進行水平滑動和垂直滑動，則無人飛行載具將同時根據第一控制訊號和第二控制訊號進行飛行。例如，如果該物件在觸控式螢幕22上的第三區塊33往右上方滑動(參閱圖6A所示)，則無人飛行載具將往右前方傾斜飛行。如果該物件在觸控式螢幕22上的第三區塊33往左下方滑動(參閱圖6B所示)，則無人飛行載具將往左後方傾斜飛行。
如果該物件按下觸控式螢幕22上的第一區塊31或第二區塊32，(參閱圖5C所示)，則轉換為第三控制訊號。關於第三控制訊號的詳細描述參見圖4所述的轉換表30。例如，如果該物件按下觸控式螢幕22上的第一區塊31，則無人飛行載具垂直向上提升飛行高度。如果該物件按下觸控式螢幕22上的第二區塊32，則無人飛行載具垂直向下降低飛行高度。
如果該物件在觸控式螢幕22上的第四區塊34滑動，(參閱圖5D所示)，則轉換為第四控制訊號。關於第四控制訊號的詳細描述參見圖4所述的轉換表30。例如，如果該物件在觸控式螢幕22上的第四區塊34往左滑動，則無人飛行載具將水平向左偏轉飛行。如果該物件在觸控式螢幕22上的第四區塊34往右滑動，則無人飛行載具將水平向右偏轉飛行。
步驟S4，透過訊號發射器24將該控制訊號發送至無人飛行載具。
步驟S5，無人飛行載具的訊號接收器接收該控制訊號後，根據該控制訊號變更無人飛行載具的飛行動作。
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‧‧‧手持裝置
21‧‧‧儲存器
22‧‧‧觸控式螢幕
24‧‧‧訊號發射器
25‧‧‧處理器
210‧‧‧無人飛行載具控制系統

Claims (10)

  1. 一種利用手持裝置控制無人飛行載具的方法，該方法包括如下步驟：偵測物件在手持裝置觸控式螢幕上的滑動資料；將該物件在觸控式螢幕上的滑動資料轉換為控制無人飛行載具飛行的控制訊號，並將該控制訊號發送至無人飛行載具；及根據該控制訊號變更無人飛行載具的飛行動作。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之利用手持裝置控制無人飛行載具的方法，其中，該觸控式螢幕被分割成第一區塊、第二區塊、第三區塊和第四區塊，該第三區塊與該第四區塊位於該第一區塊和該第二區塊之間，該第三區塊內嵌於該第四區塊中，且該第三區塊為圓形，該第四區塊為環形。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之利用手持裝置控制無人飛行載具的方法，其中，所述滑動資料包括：該物件在觸控式螢幕上的觸控位置和滑動方向。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之利用手持裝置控制無人飛行載具的方法，其中，所述控制訊號包括：控制無人飛行載具的週期變距操縱杆橫向移動的第一控制訊號、控制無人飛行載具的週期變距操縱杆縱向移動的第二控制訊號、控制無人飛行載具的總距操縱杆移動的第三控制訊號、控制無人飛行載具的反扭力操縱杆移動的第四控制訊號。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之利用手持裝置控制無人飛行載具的 方法，其中，所述將該物件在觸控式螢幕上的滑動資料轉換為控制無人飛行載具飛行的控制訊號的步驟包括：如果該物件在觸控式螢幕上的該第三區塊水平滑動，則轉換為第一控制訊號；如果該物件在觸控式螢幕上的該第三區塊垂直滑動，則轉換為第二控制訊號；如果該物件按下觸控式螢幕上的該第一區塊或該第二區塊，則轉換為第三控制訊號；及如果該物件在觸控式螢幕上的該第四區塊滑動，則轉換為第四控制訊號。
  6. 一種手持裝置，包括：觸控式螢幕；儲存器；加速度感測器；一個或多個處理器；以及一個或多個模組，所述一個或多個模組被儲存在所述儲存器中並被配置成由所述一個或多個處理器執行，所述一個或多個模組用於執行以下步驟：偵測物件在觸控式螢幕上的滑動資料；將該物件在觸控式螢幕上的滑動資料轉換為控制無人飛行載具飛行的控制訊號，並將該控制訊號發送至無人飛行載具；及根據該控制訊號變更無人飛行載具的飛行動作。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之手持裝置，其中，該觸控式螢幕被分割成第一區塊、第二區塊、第三區塊和第四區塊，該第三區塊 與該第四區塊位於該第一區塊和該第二區塊之間，該第三區塊內嵌於該第四區塊中，且該第三區塊為圓形，該第四區塊為環形。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之手持裝置，其中，所述滑動資料包括：該物件在觸控式螢幕上的觸控位置和滑動方向。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之手持裝置，其中，所述控制訊號包括：控制無人飛行載具的週期變距操縱杆橫向移動的第一控制訊號、控制無人飛行載具的週期變距操縱杆縱向移動的第二控制訊號、控制無人飛行載具的總距操縱杆移動的第三控制訊號、控制無人飛行載具的反扭力操縱杆移動的第四控制訊號。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之手持裝置，其中，所述將該物件在觸控式螢幕上的滑動資料轉換為控制無人飛行載具飛行的控制訊號的步驟包括：如果該物件在觸控式螢幕上的該第三區塊水平滑動，則轉換為第一控制訊號；如果該物件在觸控式螢幕上的該第三區塊垂直滑動，則轉換為第二控制訊號；如果該物件按下觸控式螢幕上的該第一區塊或該第二區塊，則轉換為第三控制訊號；及如果該物件在觸控式螢幕上的該第四區塊滑動，則轉換為第四控制訊號。
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