TWI635025B - 多軸式無人飛機 - Google Patents

Abstract

一種多軸式無人飛機，包括接收器以及控制器。接收器接收來自第一船隻的第一無線訊號。控制器基於第一無線訊號識別第一船隻的第一身分資訊以及第一航行資訊。

Description

多軸式無人飛機

本發明是有關於一種多軸式無人飛機，且特別是有關於一種可收集船隻資訊的多軸式無人飛機。

自動識別系統(Automatic Identification System，AIS)，是安裝在船隻上的一套自動追蹤系統，藉由與鄰近船隻、塔台(例如是AIS岸台)、以及衛星等設備交換電子資料，以供船隻進行交通管制(Vessel Traffic Services，VTS)辨識及定位。AIS資料亦可供應至海事雷達，以優先避免在海上交通發生碰撞事故。

一般而言，由於船隻的天線高度有所限制，因而使得其所能達到的AIS訊號偵測範圍相當有限。此外，雖然可藉由建造具有較高高度的塔台來提升天線的高度，以達到較大的AIS訊號偵測範圍，但由於塔台高度實際上仍有其限制，因而使得所能達到的AIS訊號偵測範圍仍是相當有限。

在此情況下，當發生船難或是其他的海上災難時，由於AIS訊號偵測範圍相當有限，因而使得搜救人員並無法基於目前的AIS應用方式來快速並準確地定位災難發生的地點。因此，若 能夠發展出具有較大AIS訊號偵測範圍的技術的話，將可大幅提升海上救災的效率。

有鑑於此，本發明提供一種多軸式無人飛機(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)，其可基於來自於船隻的無線訊號識別其身分資訊以及航行資訊。由於多軸式UAV可達到的飛行高度遠高於船隻或塔台的天線高度，因而可達到相當大的訊號偵測範圍。

本發明提供一種多軸式無人飛機，包括接收器以及控制器。接收器接收來自第一船隻的第一無線訊號。控制器耦接接收器，基於第一無線訊號識別第一船隻的第一身分資訊以及第一航行資訊。

在本發明之一實施例中，當第一船隻的第一身分資訊符合搜尋中船隻的特定身分時，控制器控制多軸式無人飛機執行降落操作。

在本發明之一實施例中，所述的多軸式無人飛機更包括傳送器，耦接於控制器並受控於控制器而轉發搜尋中船隻的第一身分資訊以及第一航行資訊。

在本發明之一實施例中，所述的多軸式無人飛機更包括傳送器，耦接於控制器並受控於控制器而轉發第一無線訊號、第一身分資訊以及第一航行資訊的至少其中之一。

在本發明之一實施例中，傳送器轉發第一無線訊號、第 一身分資訊以及第一航行資訊的至少其中之一至對應於多軸式無人飛機的第二船隻。

在本發明之一實施例中，傳送器轉發第一無線訊號、第一身分資訊以及第一航行資訊的至少其中之一至塔台。

在本發明之一實施例中，所述的多軸式無人飛機更包括傳送器，耦接於控制器並受控於控制器而轉發對應於多軸式無人飛機的第二船隻的第二無線訊號，其中第二無線訊號包括第二船隻的第二身分資訊以及第二航行資訊。

在本發明之一實施例中，第一身分資訊包括船舶類型以及船名。

在本發明之一實施例中，第一航行資訊包括航行速度、航行方向以及船隻位置。

基於上述，本發明提供一種多軸式UAV，其可基於來自於船隻的無線訊號識別其身分資訊以及航行資訊。由於多軸式UAV可達到的飛行高度遠高於船隻或塔台的天線高度，因而可達到相當大的訊號偵測範圍。如此一來，當發生船難時，搜救人員即可較快速地定位災難發生的地點，因而能夠大幅地提升救援的效率。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100、200、300‧‧‧多軸式UAV

110‧‧‧接收器

120‧‧‧控制器

210‧‧‧傳送器

310‧‧‧船隻

圖1是依據本發明之一實施例繪示的多軸式UAV功能方塊圖。

圖2是依據圖1實施例繪示的多軸式UAV功能方塊圖。

圖3是依據本發明之一實施例繪示的多軸式UAV運作圖。

圖1是依據本發明之一實施例繪示的多軸式UAV功能方塊圖。在本實施例中，多軸式UAV 100包括接收器110以及控制器120。接收器110例如是可接收國際性的AIS專用特高頻(Very High Frequency，VHF)頻道(例如是161.975MHz與162.025MHz)訊號的無線接收器，或是其他可接收來自於船隻或飛機無線訊號的接收器，但本發明的可實施方式不限於此。

控制器120耦接於接收器110。控制器120例如是一般用途處理器、特殊用途處理器、傳統的處理器、數位訊號處理器、多個微處理器(microprocessor)、一個或多個結合數位訊號處理器核心的微處理器、控制器、微控制器、特殊應用集成電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、場可程式閘陣列電路(Field Programmable Gate Array，FPGA)、任何其他種類的積體電路、狀態機、基於進階精簡指令集機器(Advanced RISC Machine，ARM)的處理器以及類似品。

應了解的是，雖然圖1中僅繪示接收器110及控制器120 等元件，但本領域具通常知識者應可了解多軸式UAV 100亦可包括例如全球衛星定位系統(Global Positioning System，GPS)模組(未繪示)、搖控訊號接收器(未繪示)、飛行控制器(未繪示)、配電盤(未繪示)、馬達變壓控制器(未繪示)、變壓器(未繪示)、螺旋槳(未繪示)、螺旋槳馬達(未繪示)以及機身機構(未繪示)等構造及/或其他常用的無人飛機元件。

在一實施例中，接收器110可接收來自第一船隻的第一無線訊號。接著，控制器120可基於第一無線訊號識別第一船隻的第一身分資訊以及第一航行資訊。所述第一身分資訊例如是船舶類型以及船名，而所述第一航行資訊例如是航行速度、航行方向以及船隻位置(例如是GPS座標)。舉例而言，所述第一無線訊號例如是關聯於第一船隻的AIS訊號，其可包括前述的第一身分資訊以及第一航行資訊，但本發明的可實施方式不限於此。

由於多軸式UAV 100可飛行至數百公尺的高空，因此其視距(Line of Sight，LoS)將遠大於一般船隻或塔台上的天線。如此一來，對於來自船隻的無線訊號偵測範圍將能夠大幅地增加，進而提升對於海上船隻的資訊掌控度。

在一實施例中，當發生船難時，搜救人員即可基於具有較大訊號偵測範圍的多軸式UAV 100來提升對於船難發生地的定位效率。應了解的是，一般多軸式UAV 100的體積較小，因而使得其飛行的時間將因電池的尺寸較小而有所限制。

然而，當多軸式UAV 100用於搜尋發生船難的船隻時， 多軸式UAV 100並不需長時間地盤旋於空中，僅需在取得待搜船隻的無線訊號之後即可降落。因此，在一實施例中，當第一船隻的第一身分資訊符合搜尋中船隻(例如是發生船難的船隻或其他的搜尋中物件)的特定身分時，控制器120即可控制多軸式UAV100執行降落操作。如此一來，即可有效地節省多軸式UAV 100的耗電。從另一觀點而言，當多軸式UAV 100在較不穩定的天氣中(例如海上環境或是氣流較不穩定的環境)，若可減少多軸式UAV 100飛行時間的話，將可有效地減少例如亂流等現象對多軸式UAV 100所造成的影響。

從另一觀點而言，由於多軸式UAV 100的飛行高度低於衛星以及軍用UAV(例如是平翼式UAV)，因而可達到較精確的搜尋結果，進而補足這些大型機器的不足之處。並且，由於取得成本較低，因而使得多軸式UAV 100更適於搭載於一般的漁船等船隻上，用以讓船隻上的人員輕易且準確地掌握附近船隻的資訊。

請參照圖2，圖2是依據圖1實施例繪示的多軸式UAV功能方塊圖。在本實施例中，多軸式UAV 200除了包括圖1所示的各個元件之外，更包括耦接至控制器120的傳送器210。傳送器120例如是可發送國際性的AIS專用VHF頻道訊號的無線傳送器，或是其他可傳送關聯於船隻無線訊號的傳送器，但本發明的可實施方式不限於此。

在多軸式UAV 200配置有傳送器210的情況下，當多軸式UAV 200所接收到的第一船隻的第一身分資訊符合搜尋中船隻 的特定身分時，控制器120可控制傳送器210轉發搜尋中船隻的第一身分資訊以及第一航行資訊。

在一實施例中，當多軸式UAV 200是受控於陸地上的塔台(例如AIS岸台)而運作時，控制器120可控制傳送器210轉發搜尋中船隻的第一身分資訊以及第一航行資訊至塔台，以告知塔台目前已取得搜尋中船隻的第一身分資訊以及第一航行資訊。如此一來，塔台中的人員即可即時地依據第一航行資訊中的例如航行速度、航行方向以及船隻位置等資訊進行後續的行動(例如進行搜救等)。

在另一實施例中，假設多軸式UAV 200是隨著一第二船隻航行並受控於此第二船隻上的人員。在此情況下，控制器120可控制傳送器210轉發搜尋中船隻的第一身分資訊以及第一航行資訊至第二船隻，以告知第二船隻上的人員所述搜尋中船隻的航行速度、航行方向以及船隻位置等資訊。如此一來，第二船隻上的人員即可即時地將第二船隻調整為向所述船隻位置前進，以儘速地提供所述搜尋中船隻協助。

應了解的是，多軸式UAV 200不僅可用於提升搜尋船隻的效率，其亦可用於一般性地搜集附近船隻的身分資訊以及航行資訊，並提供予塔台或是多軸式UAV 200所對應的船隻(例如前述的第二船隻)中的人員參考。

具體而言，在多軸式UAV 200接收到第一船隻的第一無線訊號，並據以識別第一船隻的第一身分資訊以及第一航行資訊 之後，控制器120可控制傳送器210轉發第一無線訊號、第一身分資訊以及第一航行資訊的至少其中之一。

在一實施例中，傳送器210可轉發第一無線訊號、第一身分資訊以及第一航行資訊的至少其中之一至對應於多軸式UAV200的所述第二船隻。在其他實施例中，傳送器210亦可轉發第一無線訊號、第一身分資訊以及第一航行資訊的至少其中之一至塔台(例如AIS岸台)。

如此一來，位於第二船隻或是塔台中的人員即可即時地掌握第一船隻的資訊，進而對應地進行資料交換、導航或是以避免碰撞為目的的航線安排等。

在其他實施例中，多軸式UAV 200除了可用於搜集附近船隻的資訊之外，其亦可發送其所對應的第二船隻的資訊，以讓其他的船隻可因應於第二船隻的資訊來進行資料交換、導航或是以避免碰撞為目的的航線安排等。具體而言，控制器120可控制傳送器210發送第二無線訊號，其包括第二船隻的第二身分資訊以及第二航行資訊。此外，多軸式UAV 200可與第二船隻保持連線，以持續地接收第二船隻最新的第二航行資訊。如此一來，當第三船隻(或是對應於第三船隻的多軸式UAV)接收到第二無線訊號時，第三船隻上的人員即可即時地進行前述的安排。

請參照圖3，圖3是依據本發明之一實施例繪示的多軸式UAV運作圖。在本實施例中，多軸式UAV 300例如可用於接收附近船隻的無線訊號，並依據先實施例中教示的方式將所收集到的 資訊轉發至其所對應的船隻310，以讓船隻310上的人員能夠據以進行前述的安排，在此不再贅述。

綜上所述，本發明實施例提出的多軸式UAV可從來自於船隻的無線訊號取得船隻的身分資訊以及航行資訊，進而能夠將這些資訊提供予相關人員以進行例如救援以及航線安排等行為。並且，由於多軸式UAV的飛行高度遠高於一般船隻或塔台上的天線，使得其所能達到訊號偵測範圍更大，因而更適於用來搜尋發生船難船隻的相關資訊。如此一來，當發生船難時，搜救人員即可較快速地找到船難地點，進而即時地進行後續的救援行動。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (8)

1. 一種多軸式無人飛機，包括：一接收器，接收來自一第一船隻的一第一無線訊號；一控制器，耦接該接收器，基於該第一無線訊號識別該第一船隻的一第一身分資訊以及一第一航行資訊，其中，當該第一船隻的該第一身分資訊符合一搜尋中船隻的一特定身分時，該控制器控制該多軸式無人飛機執行一降落操作。
2. 如申請專利範圍第1項所述的多軸式無人飛機，更包括一傳送器，耦接於該控制器並受控於該控制器而轉發該搜尋中船隻的該第一身分資訊以及該第一航行資訊。
3. 如申請專利範圍第1項所述的多軸式無人飛機，更包括一傳送器，耦接於該控制器並受控於該控制器而轉發該第一無線訊號、該第一身分資訊以及該第一航行資訊的至少其中之一。
4. 如申請專利範圍第3項所述的多軸式無人飛機，其中該傳送器轉發該第一無線訊號、該第一身分資訊以及該第一航行資訊的至少其中之一至對應於該多軸式無人飛機的一第二船隻。
5. 如申請專利範圍第3項所述的多軸式無人飛機，其中該傳送器轉發該第一無線訊號、該第一身分資訊以及該第一航行資訊的至少其中之一至一塔台。
6. 如申請專利範圍第1項所述的多軸式無人飛機，更包括一傳送器，耦接於該控制器並受控於該控制器而轉發對應於該多軸式無人飛機的一第二船隻的一第二無線訊號，其中該第二無線訊 號包括該第二船隻的一第二身分資訊以及一第二航行資訊。
7. 如申請專利範圍第1項所述的多軸式無人飛機，其中該第一身分資訊包括一船舶類型以及一船名。
8. 如申請專利範圍第1項所述的多軸式無人飛機，其中該第一航行資訊包括一航行速度、一航行方向以及一船隻位置。