TWI668544B - 遠端控制無人機的方法 - Google Patents

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Abstract

一種遠端控制無人機的方法，先提供一近端遙控裝置及一遠端遙控裝置，該近端遙控裝置包括一與該無人機預設配對且用以在該無人機出廠時預設的一遙控距離內無線操控該無人機的遙控元件；該無人機傳送一圖像數據至該近端遙控裝置；該近端遙控裝置透過一第一網路協定將該圖像數據經由網際網路傳送至該遠端遙控裝置；該圖像數據呈現於該遠端遙控裝置的一第二顯示器；該遠端遙控裝置透過一第二網路協定發送一第一控制指令至該近端遙控裝置；該近端遙控裝置透過該遙控元件令該無人機根據該第一控制指令執行相應的動作。

Description

遠端控制無人機的方法
本發明為有關一種無人機控制方法，尤指一種遠端控制無人機的方法。
無人機(Unmanned Aerial Vehicle)或稱無人載具是一種無搭載人員的載具，通常使用遙控、導引或自動駕駛來進行控制，其具有在狹小空間和複雜環境中垂直起降和懸停等優點，而被廣泛的應用在貨物運送、空拍或環境監測等方面。
常見的無人機如中華民國發明專利公開第201704096號之「無人機」，其包含有一載具本體以及耦接該載具本體之至少一臂組件，該臂組件包含一第一轉動件、一耦接至該第一轉動件的第二轉動件，以及一螺旋槳，該螺旋槳包含一邊框，且該邊框圍繞該螺旋槳之一外緣，該螺旋槳還包含一耦接至該第二轉動件的旋轉軸，該旋轉軸沿著一轉動軸線延伸，且該第二轉動件使該旋轉軸繞著該轉動軸線轉動而轉動該螺旋槳，該第一轉動件轉動並影響該第二轉動件之移動，進而可選擇性地調整該旋轉軸以使該轉動軸線至少對齊一第一軸線方向以及一第二軸線方向。
而操作無人機的方式係利用一遙控裝置控制該無人機，該遙控裝置會發出一操作訊號至該無人機，使該無人機依據該操作訊號而作動。然而，受限於該無人機的供應廠商的設計或者其所採用的通訊技術等因素，該遙控裝置和該無人機之間係具有一距離限制，大多介於2公里至7公里， 一旦超出此距離即無法使用，導致應用受限，因此，如何增加遙控無人機的距離，實為相關業者所共同努力的課題。
本發明的主要目的，係解決傳統無人機的操控方法，受限於無人機的供應廠商所預設配對的遙控裝置，其所採用的通訊技術具有距離限制，而無法進行遠端操控的問題。
為達上述目的，本發明提供一種遠端控制無人機的方法，包括以下步驟：步驟1：提供一近端遙控裝置以及一遠端遙控裝置，該近端遙控裝置包括一與該無人機預設配對的遙控元件用以在該無人機出廠時預設的一遙控距離內無線操控該無人機；步驟2：該無人機傳送一所拍攝的圖像數據至該近端遙控裝置；步驟3：該近端遙控裝置透過一第一網路協定將該圖像數據經由網際網路傳送至該遠端遙控裝置，其中，該第一網路協定選自於3G無線網路、4G無線網路、5G無線網路以及TCP/IP所組成的群組；步驟4：該遠端遙控裝置接收該圖像數據並呈現於該遠端遙控裝置的一第二顯示器上；步驟5：該遠端遙控裝置透過一第二網路協定發送一第一控制指令，該第一控制指令經由該網際網路傳送至該近端遙控裝置，其中，該第二網路協定選自於3G無線網路、4G無線網路、5G無線網路以及TCP/IP所組成的群組；以及步驟6：該近端遙控裝置透過該遙控元件令該無人機根據該第一控制指令執行相應的動作。
綜上所述，該遠端遙控裝置所發出之該第一控制指令可以透過該網際網路而傳遞至該近端遙控裝置，透過該近端遙控裝置的編碼，可進而遠端操控該無人機，而不會受到該無人機出廠時的遙控距離的限制。
10‧‧‧無人機
11‧‧‧影像擷取裝置
20‧‧‧近端遙控裝置
21‧‧‧系統
211‧‧‧通用序列匯流排
212‧‧‧第一處理器
213‧‧‧第一顯示器
214‧‧‧第一輸入單元
215‧‧‧第一儲存單元
216‧‧‧第一晶片
217‧‧‧第一應用程式
217a‧‧‧影像模組
217b‧‧‧切換模組
217c‧‧‧編碼模組
218‧‧‧第三應用程式
219‧‧‧第三晶片
22‧‧‧遙控器
30‧‧‧遠端遙控裝置
31‧‧‧第二處理器
32‧‧‧第二顯示器
33‧‧‧第二輸入單元
34‧‧‧第二儲存單元
35‧‧‧第二晶片
36‧‧‧第二應用程式
40‧‧‧網際網路
50‧‧‧伺服器
「圖1」，為本發明第一實施例的系統架構示意圖。
「圖2」，為本發明第一實施例的軟體架構示意圖。
「圖3」，為本發明第二實施例的軟體架構示意圖。
「圖4」，為本發明第三實施例的系統結構示意圖。
「圖5」，為本發明第三實施例的軟體結構示意圖。
有關本發明的詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：請參閱「圖1」及「圖2」所示，分別為本發明第一實施例的系統架構示意圖以及軟體架構示意圖，本發明為一種遠端控制無人機的方法，係執行於一無人機10、一近端遙控裝置20以及一遠端遙控裝置30之間，該近端遙控裝置20具有一與該無人機10預設配對且用以在該無人機10出廠時預設的一遙控距離內無線操控該無人機10的遙控元件。於本發明之一第一實施例中，該遙控元件為一和該無人機10預設配對的遙控器22，該近端遙控裝置20還包括一具備有處理器(CPU)之系統21，此處之預設配對係指由該無人機10的供應廠商隨附於該無人機10供其搭配操作者。該遙控器22與該系統21透過一有線方式連接，於本實施例中，該有線方式為透過設置於該系統21上的一通用序列匯流排211；該無人機10和該遙控器22之間係採用無 線通訊方式進行訊號傳遞與操控，且受限於該無人機10的供應廠商所採用的無線通訊技術。該系統可為android系統之通訊裝置、iOS系統之通訊裝置、PC-based系統、嵌入式系統(Embedded system)、路由器(Router)及交換器(Switch)等。
本實施例中，以該系統21為android系統或iOS系統之通訊裝置舉例說明，該系統21具有一第一處理器212、一第一顯示器213、一第一輸入單元214、一第一儲存單元215以及一第一晶片216，該系統21透過該第一晶片216利用一第一網路協定連接至一網際網路40，該第一網路協定可為3G無線網路、4G無線網路、5G無線網路或TCP/IP等。於本發明中，該遠端遙控裝置30較佳地為android系統之通訊裝置、iOS系統之通訊裝置或PC-based系統，同樣以android系統或iOS系統之通訊裝置舉例說明，該遠端遙控裝置30具有一第二處理器31、一第二顯示器32、一第二輸入單元33、一第二儲存單元34以及一第二晶片35，其中，該遠端遙控裝置30透過該第二晶片35利用一第二網路協定連接至該網際網路40，該第二網路協定可為3G無線網路、4G無線網路、5G無線網路或TCP/IP等。
請參閱「圖2」，該近端遙控裝置20的該系統21搭載有一第一應用程式217，該第一應用程式217包括一影像模組217a、一切換模組217b以及一編碼模組217c，該影像模組217a係用於處理、編輯該無人機10之一影像擷取裝置11所取得的一圖像數據，該切換模組217b係供使用者決定是否讓該遠端遙控裝置30或該近端遙控裝置20透過該遙控器22操控該無人機10，該編碼模組217c則是用於將指令做適當地轉換。舉例來說，於本實施例中，該近端遙控裝置20的該系統21更搭載有一第三應用程式218，該第三應用程式218係一由該無人機10的供應廠商隨附於該無人機10供其搭配操作的軟體，使用者可透過該第三應用程式218，發送訊號給該遙控器22，進而操控 該無人機10。本發明中，使用者可透過該切換模組217b於一近端操控模式以及一遠端操控模式之間切換，前者係使用者在該近端遙控裝置20透過該第一應用程式217操控該無人機10；後者係使用者在該遠端遙控裝置30利用一第二應用程式36，並透過該第二網路協定發送一第一控制指令，而傳送至該近端遙控裝置21之該第一應用程式217。在兩種模式下，該第一應用程式217的該編碼模組217c均會將所接受到的指令，重新編碼成該第三應用程式218可以讀取的格式，以讓該無人機10被該使用者操控。於本發明中，係可透過由該第三應用程式218所提供的開放應用程式介面(Open Application Programming Interface，Open API)，讓該編碼模組217c將所接受到的指令重新編碼成該第三應用程式218可以讀取的格式。
本發明中，該遠端遙控器30透過該近端遙控器20控制該無人機11的方法如下：
步驟1：提供該近端遙控裝置20以及該遠端遙控裝置30，該近端遙控裝置20具有與該無人機10預設配對且用以在該無人機10出廠時預設的一遙控距離內無線操控該無人機10的該遙控元件，本實施例中，該近端遙控裝置20的該遙控元件包括該系統21以及該遙控器22。
步驟2：該無人機10傳送一所拍攝的圖像數據至該近端遙控裝置20。
步驟3：該近端遙控裝置20透過該第一網路協定將該圖像數據經由該網際網路40傳送至該遠端遙控裝置30。
步驟4：該遠端遙控裝置30接收該圖像數據並呈現於該遠端遙控裝置30的該第二顯示器32上。
步驟5：該遠端遙控裝置30透過該第二網路協定發送一第一控制指令，該第一控制指令經由該網際網路40傳送至該近端遙控裝置20。
步驟6：該近端遙控裝置20透過該遙控元件令該無人機10根據該第一控制指令執行相應的動作。其中於步驟6中，該近端遙控裝置20之一第一應用程式217針對該第一控制指令進行一編碼操作後，由該遙控元件發送一對應該第一控制指令的第二控制指令至該無人機10，令該無人機10根據該第一控制指令執行相應的動作。
而在本發明之第一實施例中，該步驟6進一步包括以下步驟：
步驟6-1：該第一應用程式217根據和該無人機10預設配對的該第三應用程式218可讀取的格式對該第一控制指令進行該編碼操作，而得到一編碼指令。
步驟6-2：該編碼指令傳送至該第三應用程式218，該第三應用程式218再根據該編碼指令發送一訊號至該遙控器22。
步驟6-3：該遙控器22根據該訊號發送該第二控制指令給該無人機10。
於本發明之一實施例中，該方法更可利用一伺服器50，該伺服器50以有線或無線方式連接至該網際網路，並用以交換、處理該圖像數據與該第一控制指令。此外，該近端遙控裝置所接收到的該圖像數據亦可暫存於該第一儲存單元215，並顯示於該第一顯示器213。
請參閱「圖3」，為本發明第二實施例的軟體架構示意圖，本實施例與第一實施例的差異在於，該近端遙控裝置20之系統21並無搭載該第三應用程式218，而是透過該編碼模組217c，將所接受到的指令，重新編碼成該遙控器22可以讀取的格式，以讓該無人機10被該使用者操控。而在本發明之第二實施例中，該步驟6進一步包括以下步驟：
步驟6-1：該第一應用程式217根據該遙控器22可讀取的格式對該第一控制指令進行該編碼操作，而得到一編碼指令。
步驟6-2：該第一應用程式217根據該編碼指令發送一訊號至該遙控器22。
步驟6-3：該遙控器22根據該訊號發送該第二控制指令給該無人機10。
請繼續參閱「圖4」與「圖5」，分別為本發明第三實施例的系統結構示意圖以及軟體架構示意圖，本實施例與第一實施例的差異在於，該近端遙控裝置20並無該遙控器22的使用，而該近端遙控裝置20的該遙控元件透過一第三晶片219來達成。因此，該編碼模組217c將所接受到的指令，重新編碼成該無人機10直接可以讀取的格式，以讓該無人機10被該使用者操控。而在本發明之第三實施例中，該步驟6進一步包括以下步驟：
步驟6-1：該第一應用程式217根據一和該無人機10預設配對的第三應用程式218可讀取的格式對該第一控制指令進行該編碼操作，而得到一編碼指令。
步驟6-2：該第一應用程式217根據該編碼指令發送一訊號至該第三晶片219。
步驟6-3：該第三晶片219根據該訊號發送該第二控制指令給該無人機10，令該無人機10根據執行相應的動作。
綜上所述，該遠端遙控裝置所發出之該第一控制指令可以透過該網際網路而傳遞至該近端遙控裝置，透過該近端遙控裝置的編碼，可進而遠端操控該無人機，而不會受到該無人機出廠時的遙控距離的限制。藉此，使用者可以使用遠離於該無人機的該遠端遙控裝置操作該無人機，該遠端遙控裝置所發出之該第一控制指令透過該網際網路而傳遞至該無人機模組，由於該網際網路擴及的地理範圍遠超出該近端遙控裝置與該無人機之間的通訊距離，因此，可操作距離係大幅提升，使在遠方的使用者可以透 過該遠端遙控裝置而操作該無人機，並觀賞到該無人機所拍攝的該圖像數據，可以應用在遠端看護老人及小孩、巡視、觀看風景等領域，且本發明並非只能侷限於單一使用者，其可以為於定點設置一個無人機模組，而使用者們可以透過個別的該遠端搖控器來操控該無人機模組，以達成共享之目的。
以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明的一較佳實施例而已，當不能限定本發明實施的範圍。即凡依本發明申請範圍所作的均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明的專利涵蓋範圍內。

Claims (8)

  1. 一種遠端控制無人機的方法，包括以下步驟：步驟1：提供一近端遙控裝置以及一遠端遙控裝置，該近端遙控裝置包括一與該無人機預設配對的遙控元件用以在該無人機出廠時預設的一遙控距離內無線操控該無人機；步驟2：該無人機傳送一所拍攝的圖像數據至該近端遙控裝置；步驟3：該近端遙控裝置透過一第一網路協定將該圖像數據經由網際網路傳送至該遠端遙控裝置，其中，該第一網路協定選自於3G無線網路、4G無線網路、5G無線網路以及TCP/IP所組成的群組；步驟4：該遠端遙控裝置接收該圖像數據並呈現於該遠端遙控裝置的一第二顯示器上；步驟5：該遠端遙控裝置透過一第二網路協定發送一第一控制指令，該第一控制指令經由該網際網路傳送至該近端遙控裝置，其中，該第二網路協定選自於3G無線網路、4G無線網路、5G無線網路以及TCP/IP所組成的群組；以及步驟6：該近端遙控裝置透過該遙控元件令該無人機根據該第一控制指令執行相應的動作。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之遠端控制無人機的方法，其中於步驟6中，該近端遙控裝置之一第一應用程式針對該第一控制指令進行一編碼操作後，由該遙控元件發送一對應該第一控制指令的第二控制指令至該無人機，令該無人機根據該第一控制指令執行相應的動作。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之遠端控制無人機的方法，其中步驟6進一步包括以下步驟：步驟6-1：該第一應用程式根據一和該無人機預設配對的第三應用程式可讀取的格式對該第一控制指令進行該編碼操作，而得到一編碼指令；步驟6-2：該編碼指令傳送至該第三應用程式，該第三應用程式再根據該編碼指令發送一訊號至該遙控元件；以及步驟6-3：該遙控元件根據該訊號發送該第二控制指令給該無人機，令該無人機根據執行相應的動作。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之遠端控制無人機的方法，其中該遙控元件係一和該無人機預設配對的遙控器，步驟6進一步包括以下步驟：步驟6-1：該第一應用程式根據該遙控器可讀取的格式對該控制指令進行該編碼操作，而得到一編碼指令；步驟6-2：該第一應用程式根據該編碼指令發送一訊號至該遙控器；以及步驟6-3：該遙控器根據該訊號發送該第二控制指令給該無人機，令該無人機根據執行相應的動作。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之遠端控制無人機的方法，其中該遙控元件包括一具備有一處理器(CPU)以及一晶片之系統，步驟6進一步包括以下步驟：步驟6-1：該第一應用程式根據一和該無人機預設配對的第三應用程式可讀取的格式對該第一控制指令進行該編碼操作，而得到一編碼指令；步驟6-2：該第一應用程式根據該編碼指令發送一訊號至該晶片；以及步驟6-3：該晶片根據該訊號發送該第二控制指令給該無人機，令該無人機根據執行相應的動作。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之遠端控制無人機的方法，其中該第一應用程式包括一用於儲存該圖像數據的影像模組。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之遠端控制無人機的方法，其中該第一應用程式包括一供使用者於一近端操控模式以及一遠端操控模式之間切換的切換模組。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之遠端控制無人機的方法，其中該第一應用程式包括一執行該編碼操作的編碼模組。
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