TWI589905B - 飛行器的定位控制方法 - Google Patents

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Description

飛行器的定位控制方法
本發明涉及一種飛行器，尤其涉及一種飛行器的定位控制方法。
請參閱圖1，為相關技術的飛行器系統的示意圖。如圖1所示，相關技術的一飛行器12通常是採用一遙控裝置10上的一搖桿100、102來進行控制。具體地，使用者可操作該搖桿100、102以控制該飛行器12朝特定方向移動，以及轉向特定方位。
該遙控裝置10主要是以該飛行器12為軸向原點來進行操作，使得使用者在操作時不夠直覺。以使用該飛行器12進行自拍為例，當該飛行器12面向使用者時，該飛行器12的方向恰與使用者的方向相反(該飛行器12的左方為使用者的右方)。當使用者要控制該飛行器12朝使用者的右方移動時，實際上須朝左操作該搖桿100，這樣的操作大幅增加了使用者操作錯誤的機率。
參閱圖2，為相關技術的飛行器的指向操作示意圖。有鑑於上述問題，本技術領域即有人提出了一種藉由指向操作來控制飛行器12的方法。具體地，使用者係手持可以進行指向操作的該遙控裝置10，並且還需配戴一目標裝置14。該目標裝置14係持續發出超音波訊號至該飛行器12，該飛行器12可 依據該超音波訊號判斷該飛行器12與該目標裝置14間的距離(即，與使用者間的距離)，以及該飛行器12相對於該目標裝置14的方位。
如圖2所示，當使用者藉由該遙控裝置10進行一指向操作並指向一第一位置S1時，該飛行器12即依據該指向操作移動至該第一位置S1；當使用者移動該遙控裝置10並指向一第二位置S2時，該飛行器12即自該第一位置S1朝該第二位置S2移動；當使用者移動該遙控裝置10並指向一第三位置S3時，該飛行器12即朝該第三位置S3移動。並且，該飛行器12於移動過程中，係可保持正面朝向該目標裝置14，並與該目標裝置14之間維持一跟隨距離F(例如3公尺)。藉此，使用者可以自身為軸心原點(即，以該目標裝置14為軸心原點)來直覺地操控該飛行器12移動。
於相關技術中，該飛行器12主要是藉由內部的兩個收發器121、122分別接收該目標裝置14所發出的超音波訊號，並且依據接收時間來判斷該飛行器12相對於該目標裝置14的距離以及方位。
舉例來說，超音波訊號的傳輸速度約為340公尺/秒，因此若該目標裝置14於第0秒發出該超音波訊號，而該收發器121、122於第0.01秒接收該超音波訊號，則可計算出該飛行器12與該目標裝置14間的距離為：(0.01-0)×340=3.4公尺。
再者，若該飛行器12是正面朝向該目標裝置，則由於該二收發器121、122與該目標裝置14之間的距離相等，因此該二收發器121、122接收該超音波訊號的時間會相同。但若該飛行器12不是正面朝向該目標裝置，則該二收發器121、122接收該超音波訊號的時間會具有一接收時間差(例如0.010秒與0.013秒)。於相關技術中，主要是藉由該接收時間差(如上述0.013秒-0.010秒 =0.003秒)來計算該飛行器12的偏移角度，藉此得知該飛行器12相對於該目標裝置14的方位。
然而，超音波訊號相當容易受到其他訊號之干擾，並且超音波的指向性太強，若該飛行器12與該目標裝置14之間具有障礙物(例如人體)，就會影響超音波訊號的傳遞。再者，相關技術主要是以兩個收發器121、122對於超音波訊號的接收時間差來計算飛行器12的方位，但超音波訊號的傳輸速度極快，在該飛行器12的處理器運算能力不足的情況下，這樣的計算方式將會產生相當大的誤差，導致飛行器12的定位不準確。
本發明的主要目的，在於提供一種飛行器的定位控制方法，可依據飛行器所接收的無線訊號直接計算飛行器相對於目標裝置的方位，進而對飛行器進行定位。
為了達成上述的目的，本發明係於一飛行器飛行時，通過該飛行器上的至少三個收發器分別接收一目標裝置發出的無線訊號，並藉由一相位偵測器偵測該至少三個收發器所分別接收的無線訊號的相位。接著，該飛行器依據三組相位的相位差計算該飛行器相對於該目標裝置的方位，並且依據計算所得之方位以及由一遙控裝置所接收的指向訊號控制該飛行器轉向。藉此，使得該飛行器可以正確面向使用者所指示的方向。
本發明對照現有技術所能達到的技術功效在於，可藉由多個收發器分別接收同一個無線訊號的相位之相位差直接計算飛行器相對於目標裝置的方位，進而使得飛行器可準確地正面朝向目標裝置。並且，由於飛行器可以準 確地定位，故當使用者指示飛行器轉向以及移動時，可以準確地控制飛行器轉向使用者指示的方向與角度，並且移動至使用者指示的位置。
10‧‧‧遙控裝置
100、102‧‧‧搖桿
12‧‧‧飛行器
121、122‧‧‧收發器
14‧‧‧目標裝置
S1‧‧‧第一位置
S2‧‧‧第二位置
S3‧‧‧第三位置
F‧‧‧跟隨距離
2‧‧‧飛行器系統
3‧‧‧飛行器
31‧‧‧處理器
32‧‧‧驅動裝置
33‧‧‧收發器
331‧‧‧第一收發器
332‧‧‧第二收發器
333‧‧‧第三收發器
334‧‧‧中點
34‧‧‧相位偵測器
35‧‧‧記憶體
36‧‧‧攝影機
4‧‧‧遙控裝置
41‧‧‧處理模組
42‧‧‧人機介面
43‧‧‧收發器模組
44‧‧‧地磁計模組
45‧‧‧陀螺儀模組
46‧‧‧加速度計模組
5‧‧‧目標裝置
51‧‧‧處理單元
52‧‧‧收發單元
D‧‧‧第一間距
L‧‧‧第二間距
S10~S18‧‧‧定位步驟
S30~S42‧‧‧定位步驟
θ‧‧‧與目標裝置方向的夾角
α‧‧‧與目標裝置方向的夾角
A‧‧‧目標裝置的水平方位角
B‧‧‧目標裝置的垂直仰角
圖1為相關技術的飛行器系統的示意圖。
圖2為相關技術的飛行器的指向操作示意圖。
圖3為本發明的第一具體實施例的飛行器系統架構圖。
圖4為本發明的第一具體實施例的飛行器外觀示意圖。
圖5為本發明的第一具體實施例的定位控制流程圖。
圖6A為本發明的第一具體實施例的相位差示意圖。
圖6B為本發明的第二具體實施例的相位差示意圖。
圖7A為本發明的第一具體實施例的飛行器轉向示意圖。
圖7B為本發明的第二具體實施例的飛行器轉向示意圖。
圖8為本發明的第二具體實施例的定位控制流程圖。
圖9為本發明的第一具體實施例的相對位置示意圖。
茲就本發明之一較佳實施例，配合圖式，詳細說明如後。
首請參閱圖3，為本發明的第一具體實施例的飛行器系統架構圖。本發明主要揭露了一種飛行器的定位控制方法(下面將於說明書中簡稱為該方法)，該方法主要運用於如圖3所示的一飛行器系統2。具體地，該飛行器系統2主要包括一飛行器3(例如汽船、熱氣球、旋翼飛行器或機翼飛行器等)、一遙 控裝置4及一目標裝置5。通過該方法，使用者可使用該遙控裝置4對該飛行器3進行指向操作，並令該飛行器3以該目標裝置5為軸心原點進行飛行。
該飛行器3包括一處理器31、一驅動裝置32、複數收發器33、一相位偵測器34、一記憶體35及一攝影機36，其中該處理器31電性連接該驅動裝置32、該複數收發器33、該相位偵測器34、該記憶體35及該攝影機36。該驅動裝置32用以控制該飛行器3移動(水平移動及垂直移動)與轉向。該記憶體35用以儲存資料。該攝影機36用以擷取影像。該處理器31用以控制上述該些元件以控制該飛行器3。
該複數收發器33分別接收該遙控裝置4及該目標裝置5所發送的無線訊號。該相位偵測器34用以偵測該複數收發器33分別接收的該無線訊號的相位。本發明中，該飛行器3主要是藉由該處理器31計算該複數收發器33分別接收的該無線訊號的相位的一相位差，進而依據該相位差計算該飛行器3相對於該目標裝置5(一般配戴於使用者身上，或是該攝影機36的拍攝對象上)的方位。藉此，可對該飛行器3進行定位，進而有利於使用者通過該遙控裝置4對該飛行器3進行控制。
該遙控裝置4包括一處理模組41、一人機介面42、一收發器模組43、一地磁計模組44、一陀螺儀模組45及一加速度計模組46，其中該處理模組41電性連接該人機介面42、該收發器模組43、該地磁計模組44、該陀螺儀模組45及該加速度計模組46。本發明中，使用者係手持該遙控裝置4並直接進行一指向操作。於一實施例中，該遙控裝置4於接受使用者的該指向操作時，通過該地磁計模組44感測地磁變化並產生該遙控裝置4目前的方位角(例如朝向東北方或西南方)，通過該陀螺儀模組45(如三軸陀螺儀)感測該遙控裝置4的一傾 斜角，並通過該加速度計模組46(如三軸加速度計)感測該遙控裝置4的一移動加速度。
承上，本實施例中，該遙控裝置4藉由該處理模組41進行計算，依據該方位角計算產生該遙控裝置4的一指向方位角，依據該傾斜角及/或該移動加速度計算該遙控裝置4的一指向仰角，並依該指向方位角及該指向仰角計算對應至使用者的該指向操作的一指向訊號。該收發器模組43用於對外發送該指向訊號。
該人機介面42(如旋鈕、按鍵、搖桿等或上述任意組合)用以接受使用者的操作，藉以依據操作內容(例如控制該飛行器3順時針旋轉20°、靠近使用者10公分等)修改該指向訊號，以控制該飛行器3進行對應角度的旋轉。於另一實施例中，該人機介面42還可包括如螢幕、喇叭、指示燈等訊號顯示單元，藉以回饋該飛行器3的相關資訊給使用者。
該處理模組41係依據該地磁計模組44、該陀螺儀模組45與該加速度計模組46的感測資訊以及該人機介面42的操作資訊產生該指向訊號，並藉由該收發器模組43對外發送。並且，該處理模組41還通過該收發器模組43接收外部傳來的該飛行器3的相關資訊，並藉由該人機介面42加以顯示。
較佳地，該遙控裝置4的外殼係設計成方便使用者單手操作及握持的形狀。藉此，使用者可流暢地操作該遙控裝置4以指向任意方向，藉此直覺地操控該飛行器3朝指定方向或指定位置移動。
該目標裝置5主要包括一處理單元51，以及電性連接該處理單元51的一收發單元52。
較佳地，該目標裝置5係由使用者配戴。此處所指的使用者，可為握持該遙控裝置4的使用者，或該飛行器3的一拍攝對象(如執行該飛行器3的一自拍模式)。該目標裝置5可藉由該處理單元51計算自身的位置資訊(即，使用者的所在位置)，依據該位置資訊產生一無線訊號，並經由該收發單元52對外發送該無線訊號。該飛行器3接收了該無線訊號後，即可識別該目標裝置5的位置，藉此將該目標裝置5視為軸心原點來進行定位、轉向及移動。
值得一提的是，本實施例中，該複數收發器33、該收發器模組43及該收發單元52皆為無線電波收發器，該指向訊號及該無線訊號皆為無線電訊號，其中該目標裝置5所發出的該無線訊號具有一波長λ。
本發明的主要技術功效在於，該飛行器3的該複數收發器33至少包括一第一收發器331、一第二收發器332及一第三收發器333，該飛行器3可通過該至少三個收發器33所分別接收的該無線電訊號的相位的一相位差，直接計算出該飛行器3相對於該目標裝置5的方位。如此一來，該飛行器3與該目標裝置5皆不需要設置有GPS定位器，也不需要藉由藍牙或其他無線傳輸方式由外部接收定位訊號。藉此，可以有效降低該飛行器系統2的製造成本，同時提高該飛行器3的定位準確度。
請同時參閱圖4，為本發明的第一具體實施例的飛行器外觀示意圖。如上所述，為了在不使用額外的定位器的情況下對該飛行器3進行定位，本發明的該飛行器3內部至少需配置三個該收發器33。如圖4所示，該第一收發器331至該第二收發器332間的距離係設定為D(例如為30cm，但不加以限定)，該第一收發器與該第二收發器332的一中點(如圖9所示的中點334)至該第三收發器333間的距離則設定為L。
於一較佳實施例中，該三個收發器33係配置為一等腰三角形(該第一收發器331至該第三收發器333的距離相對於該第二收發器332至該第三收發器333的距離)或一正三角形，但不加以限定。並且，於本發明中，該無線訊號的波長λ等於或略大於該第一收發器331至該第二收發器332之間的距離D的兩倍，即λ≧2D。
如上所述，本發明是藉由該三個收發器33所分別接收的該無線訊號的相位的相位差來進行定位。當該第一收發器331以及該第二收發器332所得相位的相位差為零，且該中點334以及該第三收發器333所得相位的相位差也為零時，代表該飛行器3已正面朝向該目標裝置5。當該飛行器3正面朝向該目標裝置5時，該飛行器3正面裝載的該攝影機36也正對該目標裝置5(即，正對使用者)，此時使用者可以控制該飛行器3進行自拍。
下面對本發明的該方法進行詳細說明。值得一提的是，本發明各實施例所示的該方法係藉由圖2所示的該飛行器系統2來實現。更進一步地，該飛行器3的該記憶體35進一步儲存有一電腦程式，該電腦程式包括電腦可執行的程式碼。當該處理器31執行該電腦程式後，可控制該飛行器3執行本發明的該方法所限定之各步驟。
參閱圖5，為本發明的第一具體實施例的定位控制流程圖。首先，在該飛行器系統2啟動後，係由該目標裝置5持續發出該無線訊號，並且該飛行器3通過該三個收發器33分別接收該目標裝置5發出的該無線訊號(步驟S10)。具體地，該目標裝置5係以廣播方式(Broadcasting)對外發送該無線訊號。接著，該飛行器3通過該相位偵測器34偵測該三個收發器33所分別接收的該無線訊號的相位(步驟S12)，並且再通過該處理器31依據該相位偵測器34所得之相位計 算出一相位差。更具體地，上述該相位差包括該第一收發器331與該第二收發器332的一第一相位差，以及該中點334與該第三收發器333的一第二相位差。
接著，該處理器31依據該相位差計算該飛行器3相對於該目標裝置5的一方位(步驟S14)。本實施例中，該方位指的是該飛行器3的該第一收發器331至該第二收發器332的平面與該目標裝置5方向的一夾角，以及該中點334至該第三收發器333的平面與該目標裝置5方向的一夾角。
於接收該無線訊號時，該飛行器3還藉由該三個收發器33的全部或其中之一接收該遙控裝置4發出的該指向訊號。並且，該飛行器3的該處理器31依據該方位及該指向訊號，控制該飛行器3轉向(步驟S16)。
具體地，該處理器31係依據上述該相位差計算該飛行器3的該方位，並依據計算所得的該方位自動控制該飛行器3轉向，以令該飛行器3可正面朝向該目標裝置5。同時，若使用者操作該遙控裝置4並發出該指向訊號，並且該指向訊號中包含控制該飛行器3旋轉之訊號，則該處理器31依據該指向訊號微調該飛行器3的方位。
該步驟S16後，該處理器31判斷該三個收發器33是否停止接收該無線訊號(步驟S18)，例如該目標裝置5是否關機，或該飛行器3與該目標裝置5/該遙控裝置4間的連線是否斷除。若停止接收該無線訊號，則該處理器31結束本次的定位控制方法。若持續接收該無線訊號，則該處理器31重覆執行該步驟S10至該步驟S16，以持續對該飛行器3進行定位，並控制該飛行器3轉向。
請同時參閱圖6A與圖6B，分別為本發明的第一具體實施例及第二具體實施例的相位差示意圖。首先如圖6A所示，若該飛行器3沒有正面朝向該目標裝置5，則該第一收發器331(於圖6A中標示為d1)至該目標裝置5間的距 離係不同於該第二收發器332(於圖6A中標示為d2)至該目標裝置5間的距離。因此，當該第一收發器331與該第二收發器332分別接收該目標裝置5發出的該無線訊號時，所接收的該無線訊號將會具有不同的相位。於圖6A的實施例中，該第一收發器331接收的該無線訊號的相位為π，而該第二收發器332接收的該無線訊號的相位為π，兩者的相位差為π。
經過本發明之發明人實驗發現，當該無線訊號的波長λ等於或約略大於該第一收發器331與該第二收發器332間的距離D的兩倍時，最容易取出兩者所得之該無線訊號的相位差。因此本發明中，係預先設定該目標裝置5所發出的該無線訊號的波長λ等於或約略大於兩倍的D。值得一提的是，本發明中不使用該遙控裝置所發出的該指向訊號來對該飛行器3進行定位，因此該指向訊號實可採用任意波長，不以等於或略大於兩倍的D為必要。
承上，當該處理器31計算出該第一收發器331與該第二收發器332的該相位差時，即可藉由下述第一公式計算該飛行器3相對於該目標裝置5的該方位(即，依據該第一公式執行圖5中的該步驟S14)。
第一公式：
於上述該第一公式中，θ為該第一收發器331至該第二收發器332的平面()與該目標裝置5方向的夾角，φ2為該第二收發器332接收該無線訊號的相位(例如上述的π)，φ1為該第一收發器331接收該無線訊號的相位(例如上述的π)，λ為該無線訊號的波長，D為該第一收發器331與該第二收發器332間的距離，其中λ≧2D。
本發明中，該處理器31可依據上述計算結果控制該飛行器3進行旋轉，使得該第一收發器331的相位φ1與該第二收發器332的相位φ2的相位差 為零。當該處理器31控制該飛行器3旋轉並使上述該相位差為零時，表示該第一收發器331至該第二收發器332的平面()已正向面對該目標裝置5。
接著如圖6B所示，當該飛行器3沒有正面朝向該目標裝置5時，該第三收發器333(於圖6B中標示為d3)至該目標裝置5間的距離，將與該第一收發器331(於圖6B中標示為d1)至該目標裝置5間的距離以及該第二收發器332(於圖6B中標示為d2)至該目標裝置5間的距離皆不相同。於圖6B的實施例中，將以該中點334(於圖6B中標示為d0)與該第三收發器333進行比對。
於圖6B的實施例中，該第三收發器333接收的該無線訊號的相位為π，而該無線訊號於該中點334上的相位為π，兩者的相位差為π。
承上，當該處理器31計算出該無線訊號於該第三收發器333及該中點334上的相位之相位差時，即可藉由下述第二公式計算該飛行器3相對於該目標裝置5的另一方位(即，依據該第二公式執行圖5中的該步驟S14)。
第二公式：
於上述該第二公式中，α為該中點334至該第三收發器333的平面()與該目標裝置5方向的夾角，φ1為該第一收發器331接收該無線訊號的相位，φ2為該第二收發器332接收該無線訊號的相位，φ3為該第三收發器333接收該無線訊號的相位，λ為該無線訊號的波長，L為該中點334至該第三收發器333間的距離。
通過兩個收發器(例如該第一收發器331與該第二收發器332)的相位之相位差僅能針對一個平面空間相對於該目標裝置5的方位進行校正，然而，當該複數收發器33的數量大於或等於三時，即可針對一個立體空間相對於該目 標裝置5的方位進行校正，進而對該飛行器3進行更為準確的空間定位。因此，於本發明中，該複數收發器33的數量係以至少三個為限。
續請參閱圖7A及圖7B，分別為本發明的第一具體實施例及第二具體實施例的飛行器轉向示意圖。本發明的該飛行器3係包括至少三個該收發器33，而為了方便說明，於圖7A與圖7B的實施例，將僅以該第一收發器331與該第二收發器332為例，進行轉向說明。
於圖7A的實施例中，由於該飛行器3沒有正面朝向該目標裝置5，因此該第一收發器331與該目標裝置5間的距離不同於該第二收發器332與該目標裝置5間的距離。如此一來，該第一收發器331所接收的該無線訊號的相位係與該第二收發器332所接收的該無線訊號的相位不同，並且該第一收發器331至該第二收發器332的平面()與該目標裝置5間具有一夾角θ。此時，該飛行器3的該處理器31可依據該第一收發器331與該第二收發器332的相位差控制該飛行器3進行旋轉(本實施例中為逆時針旋轉)。
接著如圖7B所示，當該處理器31控制該飛行器3逆時針旋轉，使得該第一收發器331與該第二收發器332具有相同的相位時(即，相位差等於零)，代表該飛行器3已正面朝向該目標裝置5，也就是該飛行器3已定位完成。
上述該定位方式可同樣運用於該中點334與該第三收發器333上，於此不再贅述。於該飛行器3定位完成後，使用者即可有效控制該飛行器3進行自拍，或是控制該飛行器3由此方位開始轉向，以令該飛行器3可正確地朝向使用者所指向的方位與角度。
續請參閱圖8，為本發明的第二具體實施例的定位控制流程圖。與圖5所示的第一具體實施例相似，本實施例中，該飛行器3同樣通過該三個 收發器33分別接收該目標裝置5發出的該無線訊號(步驟S30)、通過該相位偵測器34偵測該三個收發器33所分別接收的該無線訊號的相位(步驟S32)、及通過該處理器31依據該三個收發器33的相位差計算該飛行器3相對於該目標裝置5的方位(步驟S34)。
本實施例中，該處理器31係更進一步依據該步驟S34中計算所得之該方位，計算該目標裝置5相對於該飛行器3的一水平方位角及一垂直仰角(容後詳述)(步驟S36)。並且，再依據該水平方位角、該垂直仰角及自該遙控裝置4接收的該指向訊號決定該飛行器3的一移動方向及一終點座標(步驟S38)。最後，該處理器31控制該飛行器3朝該移動方向移動至該終點座標(步驟S40)，以符合使用者的該指向操作。如此一來，該飛行器3可維持以該目標裝置5做為軸心原點進行定位，並按照使用者的該指向操作進行移動，以令該飛行器3、該遙控裝置4及該目標裝置5三者可有效地進行互動。
該步驟S40後，該處理器31判斷是否停止接收該無線訊號(步驟S42)。若停止接收該無線訊號，則該處理器31結束本次的定位控制方法。若持續接收該無線訊號，則該處理器31重覆執行該步驟S30至該步驟S40，以持續對該飛行器3進行定位，並控制該飛行器3移動。
續請同時參閱圖9，為本發明的第一具體實施例的相對位置示意圖。如前文中所示，該處理器31於圖5的步驟S14及圖8的步驟S34中，可計算出該第一收發器331至該第二收發器332的平面()與該目標裝置5方向的夾角θ，以及該中點334至該第三收發器333的平面()與該目標裝置5方向的夾角α。而如圖9所示，該處理器31於圖8的步驟S36中，主要是依據下述 第三公式及第四公式分別計算出該目標裝置5相對於該飛行器3的一水平方位角A以及一垂直仰角B。
第三公式：
於上述第三公式中，A為該水平方位角，D為該第一收發器331至該第二收發器332間的距離，L為該中點334至該第三收發器333間的距離，φ1為該第一收發器331接收該無線訊號的相位，φ2為該第二收發器332接收該無線訊號的相位，φ3為該第三收發器333接收該無線訊號的相位。
具體地，由圖9所示的該目標裝置5相對於該複數收發器33的位置，可得出，而經過前述的方位計算，已可得知cos θ與cos α的值，因此經過運算後，可以得出上述該第三公式。
第四公式：
於上述第四公式中，B為該垂直仰角，D為該第一收發器331至該第二收發器332間的距離，L為該中點334至該第三收發器333間的距離，φ1為該第一收發器331接收該無線訊號的相位，φ2為該第二收發器332接收該無線訊號的相位，φ3為該第三收發器333接收該無線訊號的相位，λ為該無線訊號的波長。
具體地，由圖9所示的該目標裝置5相對於該複數收發器33的位置，可得出，而經過前述的方位計算，已可得知cos θ與cos α的值，因此經過運算後，可以得出上述該第四公式。
通過上述該第三公式及該第四公式，該處理器31可以在不具備定位器(例如GPS定位器)的情況下，準確計算該飛行器3與該目標裝置5的相對位置，以令該飛行器3的移動符合使用者的該指向操作。
如前文中所述，該處理器31於圖8的步驟S38中，主要是依據該水平方位角、該垂直仰角及該指向訊號來決定飛行器3的該移動方向及該終點座標。於本實施例中，該指向訊號主要包括該遙控裝置4接受使用者的該指向操作後產生的一指向方位角及一指向仰角。
具體地，當該遙控裝置4接受使用者的該指向操作時，主要是通過該地磁計模組44來感測地磁變化，並產生該遙控裝置4目前的方位角。並且，該遙控裝置4還通過該陀螺儀模組45感測該遙控裝置4的一傾斜角，並通過該加速度計模組46感測該遙控裝置4的一移動加速度。並且，該遙控裝置4通過內部的該處理模組41依據該方位角計算該指向方位角，依據該傾斜角及/或該移動加速度計算該指向仰角，再依該指向方位角及該指向仰角產生該指向訊號後，通過內部的該收發器模組43對外發送該指向訊號。
於上述該步驟S38中，該處理器31主要是由該遙控裝置4接收該指向訊號，並且依據該指向方位角與該水平方位角A的一方位角差，以及該指向仰角與該垂直仰角B的一仰角差，計算該飛行器3的該移動方向及該終點座標。如此一來，該飛行器3可以在不具備GPS定位器的情況下，藉由該目標裝置5發出的該無線訊號進行定位，並藉由該遙控裝置4發出的該指向訊號進行移動，進而與使用者及拍攝對象進行準確的互動。
以上所述僅為本發明之較佳具體實例，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明內容所為之等效變化，均同理皆包含於本發明之範圍內，合予陳明。
S10~S18‧‧‧定位步驟

Claims (10)

  1. 一種飛行器的定位控制方法，運用於配置有至少三個收發器的一飛行器，包括：a)通過該至少三個收發器分別接收由一目標裝置發出的一組無線訊號，其中該至少三個收發器為無線電收發器，該無線訊號為無線電訊號；b)藉由一相位偵測器偵測該至少三個收發器所分別接收的該無線訊號的相位，其中該至少三個收發器包括一第一收發器、一第二收發器及一第三收發器，該無線訊號的波長等於或大於該第一收發器與該第二收發器間的距離的兩倍；c)依據該至少三個收發器所分別接收的該無線訊號的相位的一相位差計算該飛行器相對於該目標裝置的一方位；d)接收由一遙控裝置發出的一指向訊號；及e)依據該方位及該指向訊號控制該飛行器轉向。
  2. 如請求項1所述的飛行器的定位控制方法，其中該至少三個收發器配置為一等腰三角形或一正三角形。
  3. 如請求項1所述的飛行器的定位控制方法，其中更包括下列步驟：f)判斷是否停止接收該無線訊號；及g)於停止接收該無線訊號前重覆執行該步驟a至該步驟f。
  4. 如請求項1所述的飛行器的定位控制方法，其中該步驟c依據一第一公式計算該方位：，其中θ為該第一收發器至該第二收發器的平面與該目標裝置方向的夾角，φ2為該第二收發器接收該無線訊號的相 位，φ1為該第一收發器接收該無線訊號的相位，λ為該無線訊號的波長，D為該第一收發器與該第二收發器間的距離。
  5. 如請求項4所述的飛行器的定位控制方法，其中該步驟c依據一第二公式計算該方位：，其中α為該第一收發器與該第二收發器的一中點至該第三收發器的平面與該目標裝置方向的夾角，φ1為該第一收發器接收該無線訊號的相位，φ2為該第二收發器接收該無線訊號的相位，φ3為該第三收發器接收該無線訊號的相位，λ為該無線訊號的波長，L為該中點至該第三收發器間的距離。
  6. 如請求項5所述的飛行器的定位控制方法，其中更包括下列步驟：h)依據該方位計算該目標裝置相對於該飛行器的一水平方位角及一垂直仰角；i)依據該水平方位角、該垂直仰角及該指向訊號決定該飛行器的一移動方向及一終點座標；及j)控制該飛行器朝該移動方向移動至該終點座標。
  7. 如請求項6所述的飛行器的定位控制方法，其中該步驟h依據一第三公式計算該水平方位角：，其中A為該水平方位角，D為該第一收發器至該第二收發器間的距離，L為該中點至該第三收發器間的距離，φ1為該第一收發器接收該無線訊號的相位，φ2為該第二收發器接收該無線訊號的相位，φ3為該第三收發器接收該無線訊號的相位。
  8. 如請求項7所述的飛行器的定位控制方法，其中該步驟h依據一第四公式計算該垂直仰角：，其中B為該垂直仰角，D為該第一收發器至該第二收發器間的距離，L為該中點至該第三收發器間的距離，φ1為該第一收發器接收該無線訊號的相位，φ2為該第二收發器接收該無線訊號的相位，φ3為該第三收發器接收該無線訊號的相位，λ為該無線訊號的波長。
  9. 如請求項1、6、8中的任一項所述的飛行器的定位控制方法，其中該遙控裝置包括用以感測一方位角的一地磁計模組，用以感測一傾斜角的一陀螺儀模組與用以感測一移動加速度的一加速度計模組，該遙控裝置依據該方位角產生一指向方位角並依據該傾斜角或該移動加速度產生一指向仰角，並依據該指向方位角與該指向仰角產生該指向訊號，並且該步驟i中，係依據該指向方位角與該水平方位角的一方位角差，以及該指向仰角與該垂直仰角的一仰角差計算該移動方向及該終點座標。
  10. 如請求項9所述的飛行器的定位控制方法，其中該遙控裝置更包括一人機介面，於接受操作時修改該指向訊號以控制該飛行器進行對應角度的旋轉。
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