TWI651012B - 空拍機的遙控系統及其方法 - Google Patents

Abstract

一種空拍機的遙控系統及其方法，透過預先將空拍機與行動裝置以藍牙進行配對，並且在成功配對後，允許行動裝置的應用程式經由行動通訊網路傳輸控制指令至空拍機，以及接收來自空拍機的用戶身分模組（Subscriber Identity Module, SIM）所傳送的第一影像及第二影像，以便控制空拍機的飛行、第一攝像裝置及第二攝像裝置，用以達成提高空拍機的遙控範圍之技術功效。

Description

空拍機的遙控系統及其方法

本發明涉及一種遙控系統及其方法，特別是以行動通訊網路傳送控制指令之空拍機的遙控系統及其方法。

近年來，隨著遙控飛機的普及與蓬勃發展，各種類型的空拍機更如雨後春筍般出現。

一般而言，傳統空拍機的遙控器是使用無線電來發射控制訊號，以便控制空拍機。然而，礙於無線電的範圍有限、容易受到干擾以及各國對可用頻率均有管制等因素，導致空拍機的遙控範圍無法有效擴展，故具有空拍機的遙控範圍不佳之問題。

有鑑於此，便有廠商提出使用2.4G寬頻遙控器，並且同時搭配無線電編碼及跳頻技術，避免在同一場所的各空拍機相互干擾的問題。然而，此一方式並無助於擴展空拍機的遙控範圍，因此仍然無法有效解決空拍機的遙控範圍不佳的問題。

綜上所述，可知先前技術中長期以來一直存在空拍機的遙控範圍不佳之問題，因此實有必要提出改進的技術手段，來解決此一問題。

本發明揭露一種空拍機的遙控系統及其方法。

首先，本發明揭露一種空拍機的遙控系統，此系統包含：行動裝置及空拍機。所述行動裝置包含：配對模組、控制模組及傳輸模組。其中，配對模組用以透過藍牙傳送配對信號，以及在配對成功後，傳送識別碼；控制模組用以允許在觸控螢幕上點選控制按鍵以產生相應的控制指令；傳輸模組用以在產生的控制指令中嵌入識別碼，並且透過行動通訊網路傳送。所述空拍機包含：藍牙模組、第一攝像裝置、第二攝像裝置、用戶識別模組以及微控制單元。其中，藍牙模組用以接收配對信號以進行藍牙配對，並且在配對成功後，儲存來自行動裝置的識別碼；第一攝像裝置用以透過電荷耦合元件持續拍攝空拍機的前方視野以產生第一影像；第二攝像裝置設置在空拍機的雲台，用以根據控制指令致能攝影元件產生第二影像；用戶識別模組用以透過行動通訊網路自行動裝置接收控制指令，以及傳送第一影像及第二影像至行動裝置；微控制單元電性連接藍牙模組、第一攝像裝置、第二攝像裝置及用戶識別模組，用以根據識別碼驗證控制指令，並且在通過驗證後執行控制指令以控制空拍機及雲台，以及致能用戶識別模組傳送第一影像及第二影像。

另外，本發明揭露一種空拍機的遙控方法，應用在行動裝置及具有雲台的空拍機之環境中，其步驟包括：行動裝置透過藍牙傳送配對信號至空拍機進行藍牙配對，以及在配對成功後，傳送識別碼至空拍機儲存；行動裝置允許在觸控螢幕上點選控制按鍵以產生相應的控制指令；行動裝置在產生的控制指令中嵌入識別碼，並且透過行動通訊網路傳送至空拍機；空拍機根據識別碼驗證控制指令，並且在通過驗證後執行控制指令以控制空拍機及雲台；空拍機透過電荷耦合元件持續拍攝空拍機的前方視野以產生第一影像；空拍機根據控制指令致能攝影元件產生第二影像；空拍機傳送第一影像及該第二影像至該行動裝置以進行顯示。

本發明所揭露之系統與方法如上，與先前技術的差異在於本發明是透過預先將空拍機與行動裝置以藍牙進行配對，並且在成功配對後，允許行動裝置的應用程式經由行動通訊網路傳輸控制指令至空拍機，以及接收來自空拍機的用戶身分模組所傳送的第一影像及第二影像，以便控制空拍機的飛行、第一攝像裝置及第二攝像裝置。

透過上述的技術手段，本發明可以達成提高空拍機的遙控範圍之技術功效。

以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明之實施方式，藉此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題並達成技術功效的實現過程能充分理解並據以實施。

在說明本發明所揭露之空拍機的遙控系統及其方法之前，先對本發明所自行定義的名詞作說明，本發明所述的第一影像是指拍攝空拍機的前方視野所產生的影像，提供操作者藉由此第一影像遙控空拍機；所述第二影像則是指進行空拍所產生的影像。在實際實施上，第一影像及第二影像可透過圖像及視訊至少其中之一來呈現。

以下配合圖式對本發明空拍機的遙控系統及其方法做進一步說明，請先參閱「第1圖」，「第1圖」為本發明空拍機的遙控系統之系統方塊圖，此系統包含：行動裝置110及空拍機120。所述行動裝置110包含：配對模組111、控制模組112及傳輸模組113。其中，配對模組111用以透過藍牙（Bluetooth）傳送配對信號，以及在配對成功後傳送識別碼至空拍機120。在實際實施上，配對信號係以封包方式傳送。另外，假設配對不成功，將重新傳送配對信號直到成功為止或由使用者手動取消配對。

控制模組112用以允許使用者在觸控螢幕上點選控制按鍵以產生相應的控制指令。所述控制指令包含飛行指令及拍攝指令，舉例來說，飛行指令至少包含自主懸停、速率控制、導航飛行、自主降落及一般飛行；拍攝指令至少包含自動對焦、雲台控制、畫素調整、白平衡及紅外線攝影等等。

傳輸模組113用以在產生的控制指令中嵌入識別碼，並且透過行動通訊網路130傳送至空拍機120。所述識別碼可為行動裝置110的行動電話號碼及系統訊息之雜湊值（Hash Values），藉由嵌入的識別碼可以識別控制指令是否被偽造，以及是否由成功配對的行動裝置110所傳送。

在空拍機120的部分，所述空拍機120包含：藍牙模組121、第一攝像裝置122、第二攝像裝置123、用戶識別模組124及微控制單元125。其中，藍牙模組121用以接收配對信號以進行藍牙配對，並且在配對成功後，儲存來自行動裝置110的識別碼。

第一攝像裝置122用以透過電荷耦合元件（Charge-Coupled Device, CCD）持續拍攝空拍機120的前方視野以產生第一影像。如此一來，位於行動裝置110的使用者即可在接收到第一影像後，清楚得知空拍機120的前方環境，以便根據第一影像對空拍機120進行超視距（Over-The-Horizon）遙控。在實際實施上，第一攝像裝置122可在空拍機120啟動時同時啟動，亦可在微控制單元125執行相應的控制指令時啟動。

第二攝像裝置123設置在空拍機120的雲台，用以根據控制指令致能攝影元件產生第二影像。舉例來說，位於行動裝置110的使用者可透過控制指令啟動第二攝像裝置123的攝影元件進行空中拍攝（簡稱：空拍），其拍攝的第二影像可以透過靜態或動態的圖像呈現。在實際實施上，第二攝像裝置123可以是具有連接線並與微控制單元125電性連接的數位相機、電荷耦合元件、攝錄影機等等。

用戶識別模組124用以透過行動通訊網路130自行動裝置110接收控制指令，以及傳送第一影像及第二影像至行動裝置110。在實際實施上，用戶識別模組124（Subscriber Identity Module, SIM）儲存用戶身份識別資料、簡訊資料和行動電話號碼，並且具有與行動通訊網路連線的能力。

微控制單元125電性連接藍牙模組121、第一攝像裝置122、第二攝像裝置123及用戶識別模組124，用以根據識別碼驗證控制指令，並且在通過驗證後執行控制指令以控制空拍機120及其雲台，以及致能用戶識別模組124傳送第一影像及第二影像至行動裝置110。在實際實施上，微控制單元125可以驗證及執行控制指令，以便控制空拍機120及其雲台，例如：根據控制指令控制空拍機120的飛行速率及高度，或是控制雲台的三軸以調整第二攝像裝置123的拍攝角度。

特別要說明的是，行動裝置110可預先儲存公開金鑰及私密金鑰，當藍牙配對成功後，行動裝置110傳送公開金鑰至空拍機120，使空拍機120以公開金鑰驗證控制指令及加密第一影像及第二影像，並且行動裝置110以私密金鑰對控制指令進行簽章，以及解密自空拍機120接收到的第一影像及第二影像。如此一來，即可有效確保控制指令是由行動裝置110所發出，而且第一影像及第二影像經過加密能夠有效保護隱私。

接著，請參閱「第2圖」，「第2圖」為本發明空拍機的遙控方法之方法流程圖，應用在行動裝置110及具有雲台的空拍機120的環境中，其步驟包括：行動裝置110透過藍牙傳送配對信號至空拍機120進行藍牙配對，以及在配對成功後，傳送識別碼至空拍機120儲存（步驟210）；行動裝置110允許在觸控螢幕上點選控制按鍵以產生相應的控制指令（步驟220）；行動裝置110在產生的控制指令中嵌入識別碼，並且透過行動通訊網路130傳送至空拍機120（步驟230）；空拍機120根據識別碼驗證控制指令，並且在通過驗證後執行控制指令以控制空拍機120及雲台（步驟240）；空拍機120透過電荷耦合元件持續拍攝空拍機120的前方視野以產生第一影像（步驟250）；空拍機120根據控制指令致能攝影元件產生第二影像（步驟260）；空拍機120傳送第一影像及第二影像至行動裝置110以進行顯示（步驟270）。透過上述步驟，即可透過預先將空拍機120與行動裝置110以藍牙進行配對，並且在成功配對後，允許行動裝置110的應用程式經由行動通訊網路130（如：3G／4G）傳輸控制指令至空拍機120，以及接收來自空拍機120的用戶識別模組124所傳送的第一影像及第二影像，以便控制空拍機120的飛行、第一攝像裝置122及第二攝像裝置123。

以下配合「第3圖」及「第4圖」以實施例的方式進行如下說明，請先參閱「第3圖」，「第3圖」為應用本發明將行動裝置與空拍機進行配對之示意圖。首先，啟動空拍機120時，空拍機120即為等候配對信號的狀態。此時，使用者可在行動裝置110的觸控螢幕114上操作，以藍牙傳送配對信號至空拍機120，以便使行動裝置110與空拍機120完成配對。如「第3圖」所示意，觸控螢幕114會顯示提示訊息，例如：「藍牙配對中……配對成功！」，告知使用者當前的配對狀態。在實際實施上，空拍機120也可搭配發光二極體351以閃爍或持續發光一段時間的方式來示意配對成功，並且搭配揚聲器352播放聲音來提醒使用者。

如「第4圖」所示意，「第4圖」為應用本發明遙控空拍機之示意圖。當行動裝置110與空拍機120完成配對後，行動裝置110的觸控螢幕114可顯示用以遙控空拍機120的操作介面，其包含控制按鍵（331～333）及顯示區塊（311、312），其中，控制按鍵331能夠控制空拍機120向上、向下、向左及向右飛行；控制按鍵332能控制空拍機120加速；控制按鍵333能控制空拍機120減速；顯示區塊311能顯示第一攝像裝置122所產生的第一影像；顯示區塊312能顯示第二攝像裝置123所產生的第二影像。使用者透過點選控制按鍵（331～333）即可產生相應的控制指令。在實際實施上，觸控螢幕114還可顯示更多控制按鍵（圖中未示），以便使用者產生自主懸停、導航飛行、自主降落、自動對焦、雲台控制、畫素調整、白平衡及紅外線攝影等等的控制指令。舉例來說，可以使用與控制按鍵331相同類型的另一控制按鍵來控制雲台126，進而調整第二攝像裝置123的拍攝角度。如此一來，使用者即使看不到空拍機120，仍然可以透過顯示區塊311獲得空拍機120的前方視野，並且使用行動通訊網路130傳送控制指令遙控空拍機120，大幅擴展空拍機120的遙控範圍。

綜上所述，可知本發明與先前技術之間的差異在於透過預先將空拍機與行動裝置以藍牙進行配對，並且在成功配對後，允許行動裝置的應用程式經由行動通訊網路傳輸控制指令至空拍機，以及接收來自空拍機的用戶身分模組所傳送的第一影像及第二影像，以便控制空拍機的飛行、第一攝像裝置及第二攝像裝置，藉由此一技術手段可以解決先前技術所存在的問題，進而達成提高空拍機的遙控範圍之技術功效。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

110‧‧‧行動裝置

111‧‧‧配對模組

112‧‧‧控制模組

113‧‧‧傳輸模組

114‧‧‧觸控螢幕

120‧‧‧空拍機

121‧‧‧藍牙模組

122‧‧‧第一攝像裝置

123‧‧‧第二攝像裝置

124‧‧‧用戶識別模組

125‧‧‧微控制單元

126‧‧‧雲台

311、312‧‧‧顯示區塊

331～333‧‧‧控制按鍵

351‧‧‧發光二極體

352‧‧‧揚聲器

步驟210‧‧‧偵測行動裝置透過藍牙傳送一配對信號至空拍機進行藍牙配對，以及在配對成功後，傳送一識別碼至該空拍機儲存

步驟220‧‧‧該行動裝置允許在一觸控螢幕上點選至少一控制按鍵以產生相應的一控制指令

步驟230‧‧‧該行動裝置在產生的該控制指令中嵌入該識別碼，並且透過行動通訊網路傳送至該空拍機

步驟240‧‧‧該空拍機根據該識別碼驗證該控制指令，並且在通過驗證後執行該控制指令以控制該空拍機及該雲台

步驟250‧‧‧該空拍機透過一電荷耦合元件持續拍攝該空拍機的前方視野以產生一第一影像

步驟260‧‧‧該空拍機根據該控制指令致能一攝影元件產生一第二影像

步驟270‧‧‧該空拍機傳送該第一影像及該第二影像至該行動裝置以進行顯示

第1圖為本發明空拍機的遙控系統之系統方塊圖。 第2圖為本發明空拍機的遙控方法之方法流程圖。 第3圖為應用本發明將行動裝置與空拍機進行配對之示意圖。 第4圖為應用本發明遙控空拍機之示意圖。

Claims (8)

1. 一種空拍機的遙控系統，該系統包含：一行動裝置，該行動裝置包含：一配對模組，用以透過藍牙傳送一配對信號，以及在配對成功後，傳送一識別碼，其中該識別碼係為該行動裝置的行動電話號碼及系統訊息之雜湊值；一控制模組，用以允許在一觸控螢幕上點選至少一控制按鍵以產生相應的一控制指令；以及一傳輸模組，用以在產生的該控制指令中嵌入該識別碼，並且透過行動通訊網路傳送；以及一空拍機，該空拍機包含：一藍牙模組，用以接收該配對信號以進行藍牙配對，並且在配對成功後，儲存來自該行動裝置的該識別碼；一第一攝像裝置，用以透過一電荷耦合元件持續拍攝該空拍機的前方視野以產生一第一影像；一第二攝像裝置，設置在該空拍機的一雲台，用以根據該控制指令致能一攝影元件產生一第二影像；一用戶識別模組，用以透過行動通訊網路自該行動裝置接收該控制指令，以及傳送該第一影像及該第二影像至該行動裝置；以及一微控制單元，該微控制單元電性連接該藍牙模組、該第一攝像裝置、該第二攝像裝置及該用戶識別模組，用以根 據該識別碼驗證該控制指令，並且在通過驗證後執行該控制指令以控制該空拍機及該雲台，以及致能該用戶識別模組傳送該第一影像及該第二影像。
2. 根據申請專利範圍第1項之空拍機的遙控系統，其中該控制指令包含一飛行指令及一拍攝指令，該飛行指令至少包含自主懸停、速率控制、導航飛行、自主降落及一般飛行，該拍攝指令至少包含自動對焦、雲台控制、畫素調整、白平衡及紅外線攝影。
3. 根據申請專利範圍第1項之空拍機的遙控系統，其中該行動裝置預先儲存一公開金鑰及一私密金鑰，當藍牙配對成功後，該行動裝置傳送該公開金鑰至該空拍機，使該空拍機以該公開金鑰驗證該控制指令及加密該第一影像及該第二影像，並且該行動裝置以該私密金鑰對該控制指令進行簽章，以及解密自該空拍機接收到的該第一影像及該第二影像。
4. 根據申請專利範圍第1項之空拍機的遙控系統，其中在配對成功後，該微控制單元致能一揚聲器播放聲音及致能至少一發光二極體，使所述發光二極體閃爍或持續發光一固定時間。
5. 一種空拍機的遙控方法，應用在一行動裝置及具有一雲台的一空拍機之環境中，其步驟包括：該行動裝置透過藍牙傳送一配對信號至該空拍機進行藍牙配對，以及在配對成功後，傳送一識別碼至該空拍機儲存，其中該識別碼係為該行動裝置的行動電話號碼及系統訊息之雜湊值； 該行動裝置允許在一觸控螢幕上點選至少一控制按鍵以產生相應的一控制指令；該行動裝置在產生的該控制指令中嵌入該識別碼，並且透過行動通訊網路傳送至該空拍機；該空拍機根據該識別碼驗證該控制指令，並且在通過驗證後執行該控制指令以控制該空拍機及該雲台；該空拍機透過一電荷耦合元件持續拍攝該空拍機的前方視野以產生一第一影像；該空拍機根據該控制指令致能一攝影元件產生一第二影像；以及該空拍機傳送該第一影像及該第二影像至該行動裝置以進行顯示。
6. 根據申請專利範圍第5項之空拍機的遙控方法，其中該控制指令包含一飛行指令及一拍攝指令，該飛行指令至少包含自主懸停、速率控制、導航飛行、自主降落及一般飛行，該拍攝指令至少包含自動對焦、雲台控制、畫素調整、白平衡及紅外線攝影。
7. 根據申請專利範圍第5項之空拍機的遙控方法，其中該行動裝置預先儲存一公開金鑰及一私密金鑰，當藍牙配對成功後，該行動裝置傳送該公開金鑰至該空拍機，使該空拍機以該公開金鑰驗證該控制指令及加密該第一影像及該第二影像，並且該行動裝置以該私密金鑰對該控制指令進行簽章，以及解密自該空拍機接收到的該第一影像及該第二影像。
8. 根據申請專利範圍第5項之空拍機的遙控方法，其中在配對成功後，致能一揚聲器播放聲音及致能至少一發光二極體，使所述發光二極體閃爍或持續發光一固定時間。