TWI696907B - 通訊失效偵測方法和裝置 - Google Patents

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Abstract

一種通訊失效偵測方法和裝置。通訊失效偵測方法包括下列步驟。取得一無人載具之一所在路徑資訊，所在路徑資訊指示無人載具位於一路線中之複數個路徑之所在路徑。根據無人載具之所在路徑資訊，由複數個容許期間中選擇一所在路徑容許期間，根據所在路徑容許期間設定一計時器，並使計時器開始計時。在計時器計時到達所在路徑容許期間前，一通訊模組收到一定期訊息之情形下，重置計時器；在計時器計時到達所在路徑容許期間時，通訊模組未收到定期訊息之情形下，判斷通訊失效。

Description

通訊失效偵測方法和裝置
本發明是有關於一種通訊失效偵測方法和裝置。
隨著科技的進步，各廠商及機構紛紛投入無人載具之開發，而近來更出現以無人載具執行任務之應用。然而，當無人載具在執行任務時，可能時而處於通訊品質較佳之區域，時而處於通訊品質較差之區域。因此，如何偵測通訊失效為目前的研發方向之一。
本發明是有關於一種通訊失效偵測方法和裝置。
根據本發明之一實施例，提出一種通訊失效偵測方法，通訊失效偵測方法包括以下步驟。取得一無人載具之一所在路徑資訊，其中所在路徑資訊指示無人載具位於一路線中之複數個路徑之所在路徑。根據無人載具之所在路徑資訊，由複數個容許期間中選擇一所在路徑容許期間，根據所在路徑容許期間設定一計時器，並使計時器開始計時。在計時器計時到達所在路徑容許期間前，一通訊模組收到一定期訊息之情形下，重置計時器；在計時器計時到達所在路徑容許期間時，通訊模組未收到定期訊息之情形下，判斷通訊失效。
根據本發明之另一實施例，提出一種通訊失效偵測裝置，通訊失效偵測裝置包括一通訊模組、一儲存裝置、一計時器以及一處理單元。通訊模組經配置以接收一定期訊息。儲存裝置經配置以儲存複數個容許期間。計時器經配置以根據一所在路徑容許期間計時。處理單元經配置以取得一無人載具之一所在路徑資訊，其中所在路徑資訊指示無人載具位於一路線中之複數個路徑之一所在路徑；並經配置以根據無人載具之所在路徑資訊，由此些容許期間中選擇所在路徑容許期間，根據所在路徑容許期間設定計時器，並使計時器開始計時；以及經配置以在計時到達所在路徑容許期間前收到定期訊息之情形下，重置計時器；在計時到達所在路徑容許期間時未收到定期訊息之情形下，判斷通訊失效。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
本說明書的技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。本揭露之各個實施例分別具有一或多個技術特徵。在可能實施的前提下，本技術領域具有通常知識者可選擇性地實施任一實施例中部分或全部的技術特徵，或者選擇性地將這些實施例中部分或全部的技術特徵加以組合。
第1圖繪示依照本發明一實施例的一通訊失效偵測系統110的方塊示意圖。通訊失效偵測系統110包括一處理單元102、一通訊模組104、一計時器106以及一儲存裝置108。處理單元102耦接通訊模組104、計時器106以及儲存裝置108；通訊模組104耦接處理單元102；計時器106耦接處理單元102；儲存裝置108耦接處理單元102。
在一實施例中，處理單元102可以是一硬體，例如是微控制器(microcontroller)、微處理器(microprocessor)、處理器(processor)、中央處理器(central processing unit，CPU)、數位訊號處理器(digital signal processor)、特殊應用積體電路(application specific integrated circuit，ASIC)、數位邏輯電路、現場可程式邏輯閘陣列(field programmable gate array，FPGA)及/或其它具有運算處理功能的硬體元件。在一實施例中，處理單元102可以包括韌體、上述硬體及/或儲存在記憶體(例如儲存裝置108)而由上述硬體所載入、讀寫及/或執行的軟體或機器可執行程式碼。
在一實施例中，通訊模組104具備無線通訊之功能，無線通訊例如利用無線區域網路(Wireless Local Area Network，WLAN)、藍芽(Bluetooth)、紫蜂(ZigBee)、全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access，WiMAX)、第三代行動通訊技術(Third Generation Of Wireless Mobile Telecommunications Technology，3G)、第四代行動通訊技術(Fourth Generation Of Cellular Network Technology，4G)、長期演進技術（Long Term Evolution，LTE）或長期演進技術升級版（LTE-Advanced）等無線的方式或技術進行通訊。在一實施例中，通訊模組104可以包括韌體、上述硬體及/或儲存在記憶體(例如儲存裝置108)而由上述硬體所載入、讀寫及/或執行的軟體或機器可執行程式碼；在一實施例中，通訊模組104可以包括天線、功率放大器(power amplifier)、濾波器(filter)、數位類比轉換器(digital to analog converter，DAC)及/或類比數位轉換器(analog to digital converter，ADC)。
在一實施例中，計時器106具有計時及/或計數功能，例如可以向上計數及/或向下計數，例如給定一計數上限值及一計數下限值，由計數下限值向上計數到計數上限值，或是由計數上限值向下計數到計數下限值，計數上限值及/或計數下限值可以是預設值，每次計數可以加或減一個整數，例如每次加1，又例如每次減2；在一實施例中，計時器106具有開始及/或停止功能，例如接收一開始指令以開始計時，接收一停止指令以結束計時；在一實施例中，計時器106具有重置(reset)功能，例如接收一重置指令以將計時器106重置為預設值(例如重置為0)；在一實施例中，開始指令與重置指令可以合併為一指令，使計時器106重置為預設值並開始計時；在一實施例中，停止指令與重置指令可以合併為一指令，使計時器106停止計時並重置為預設值。計時器106可以包括韌體、上述硬體及/或儲存在記憶體(例如儲存裝置108)而由上述硬體所載入、讀寫及/或執行的軟體或機器可執行程式碼；在一實施中，計時器106包括一計數器及一暫存器，暫存器可用以將計數的上限值及/或下限值設定在暫存器中，計數器可用以計數，例如由預設值計數到上限值。
在一實施例中，儲存裝置108可以是一具備記憶或儲存功能之硬體，例如是揮發性記憶體(volatile memory)或非揮發性記憶體(non-volatile memory)，也例如是暫存器(register)、記憶體(例如隨機存取記憶體(random-access memory，RAM))、硬碟、固態硬碟（solid state disk，SSD）、快閃記憶體（flash Memory）或唯讀記憶體（read-only memory，ROM）。
第2A圖繪示依照本發明一實施例的一通訊失效偵測裝置的方塊示意圖。在一實施例中，通訊失效偵測裝置是一無人載具200。無人載具200例如是無人車、無人機(unmanned aerial vehicle，UAV)、無人船或無人潛艇等。無人載具200包括通訊失效偵測系統210和一自動駕駛模組220。
通訊失效偵測系統210包括處理單元202、通訊模組204、計時器206以及儲存裝置208。處理單元202耦接通訊模組204、計時器206、儲存裝置208以及自動駕駛模組220；通訊模組204耦接處理單元202，並可與一控制站300進行無線通訊；計時器206耦接處理單元202；儲存裝置208耦接處理單元202。第2A圖之處理單元202、通訊模組204、計時器206以及儲存裝置208之說明可參照第1圖之處理單元102、通訊模組104、計時器106以及儲存裝置108之說明。自動駕駛模組220耦接處理單元202。
在一實施例中，自動駕駛模組220具備自動駕駛功能，例如起飛、降落、停在陸地或空中或液體(例如水)中或液體上一定點、升高、降低、向前、向後、轉彎及/或由一航點行駛或飛行到另一航點；在一實施例中，控制站300可發出控制訊息，由無人載具200之通訊模組204接收控制訊息，經無人載具200之處理單元202處理後，要求自動駕駛模組220變更路線或任務；在一實施例中，自動駕駛模組220可透過處理單元202、通訊模組204對控制站300發出訊息，例如發生緊急狀況等；在一實施例中，自動駕駛模組220可以包括韌體、上述硬體及/或儲存在記憶體(例如儲存裝置208)而由上述硬體所載入、讀寫及/或執行的軟體或機器可執行程式碼。
第2B圖繪示依照本發明另一實施例的通訊失效偵測裝置的方塊示意圖。在一實施例中，通訊失效偵測裝置是一控制站300。控制站300具備例如與無人載具200通訊、與無人載具200傳輸資料、操控及/或控制無人載具200等功能。控制站300包括通訊失效偵測系統310和一通訊失效處理模組320。
通訊失效偵測系統310包括處理單元302、通訊模組304、計時器306以及儲存裝置308。處理單元302耦接通訊模組304、計時器306、儲存裝置308以及通訊失效處理模組320；通訊模組304耦接處理單元302，並可與無人載具200進行無線通訊；計時器306耦接處理單元302；儲存裝置308耦接處理單元302。第2B圖之無人載具200及控制站300之說明可參照第2A圖之無人載具200及控制站300之說明，第2B圖之處理單元302、通訊模組304、計時器306以及儲存裝置308之說明可參照第1圖之處理單元102、通訊模組104、計時器106以及儲存裝置108之說明。通訊失效處理模組320耦接處理單元302。
在一實施例中，通訊失效處理模組320可以在通訊失效時緊急處理及/或通知使用者，例如在一顯示器(未繪示)上顯示訊息、發出閃爍燈號、發出警鈴及/或警示聲音等；在一實施例中，通訊失效處理模組320可以包括韌體、上述硬體及/或儲存在記憶體(例如儲存裝置308)而由上述硬體所載入、讀寫及/或執行的軟體或機器可執行程式碼。
第3圖繪示依照本發明一實施例的無人載具200執行任務之路線示意圖。請同時參照第1圖、第2A~2B圖與第3圖。在本實施例中，無人載具200以無人機為例示。在本實施例中，在無人載具200執行任務時，執行任務之一路線包括複數個路徑及複數個航點，路線例如由一基地H經一第一路徑P1飛行到一第一航點WP1，再由第一航點WP1經一第二路徑P2飛行到一第二航點WP2，再由第二航點WP2經一第三路徑P3飛行到一第三航點WP3，再由第三航點WP3經一第四路徑P4飛行到一第四航點WP4，再由第四航點WP4經一第五路徑P5飛行回到基地H。無人載具200可在基站H、第一航點WP1、第二航點WP2、第三航點WP3及/或第四航點WP4執行各航點分項任務，例如空拍、量測、蒐集資料或運送物品等；在一實施例中，無人載具200也可在各航點的上空停留；在一實施例中，無人載具200也可在各航點降落、充電或更換電池等。在一實施例中，基站H亦為一航點；在一實施例中，路徑不必然是直線，可以彎曲，在一實施例中，些微偏離(例如因天候、地形及/或衝撞迴避(collision avoidance，CA)等)既定路徑亦屬於路徑之一部分。在第3圖之實施例中，無人載具200執行任務的起點與終點皆為基地H，由基地H出發，經各航點後回到基地H，在另一實施例中，無人載具200的起點和終點可以不相同。在第3圖之實施例中，控制站300設在基地H中，在一實施例中，控制站300可以設在起點或終點處；在一實施例中，可在起點及終點皆設有控制站300，各控制站300間可經通訊或網路交換訊息；在一實施例中，控制站300可設在非起點或非終點處。在一實施例中，無人載具200執行任務時，控制站300每隔一固定週期(例如1秒)傳送一定期訊息至無人載具200；在一實施例中，無人載具200執行任務時，無人載具200每隔一固定週期傳送定期訊息至控制站300；在一實施例中，無人載具200執行任務時，無人載具200與控制站300每隔一固定週期互相傳送定期訊息，無人載具200與控制站300傳送定期訊息的週期可以相同，也可以不同。
在一實施例中，由於氣候、季節、地形及/或電磁波干擾等因素，無人載具200可能無法每次皆接收到控制站300傳送之定期訊息，或是控制站300可能無法每次皆接收到無人載具200傳送之定期訊息，例如，控制站300傳送3個定期訊息後，無人載具200才收到其中1個定期訊息。在一實施例中，各路徑皆對應一對應容許期間，容許無人載具200飛行在各路徑時，在對應容許期間內與控制站300通訊中斷，在一實施例中，通訊中斷例如是無人載具200未收到控制站300之定期訊息，或是控制站300未收到無人載具200之定期訊息；以第3圖為例，第一路徑P1對應第一容許期間T1，第二路徑P2對應第二容許期間T2，第三路徑P3對應第三容許期間T3，第四路徑P4對應第四容許期間T4，第五路徑P5對應第五容許期間T5。在一實施例中，可將路徑及對應容許期間之對應關係建立一路徑-容許期間表，表1為以第3圖為例之路徑-容許期間表。 表1
Figure 107142050-A0305-0001
在一實施例中，可將路徑-容許期間表儲存於無人載具200之儲存裝置208中，在一實施例中，可將路徑-容許期間表儲存於控制站300之儲存裝置308中。在一實施例中，路徑-容許期間表可包括一預設容許期間。在一實施例中，至少兩個路徑之對應容許期間不同。例如第一容許期間T1為5秒，第三容許期間T3為12秒。
在一實施例中，無人載具200在執行任務前可先執行一試航，以決定各路徑之對應容許期間。執行任務之無人載具200與執行試航之無人載具200可以相同，也可以不同。在執行試航時，以第一路徑P1為例，無人載具200記錄每次在第一路徑P1中收到控制站300發出之定期訊息的時間或間隔，而以連續兩次收到定期訊息間之最長間隔或是最長間隔加上一緩衝值(例如最長間隔之一百分比或一固定值)做為第一容許期間T1。更詳細的說，例如控制站每隔1秒發送一定期訊息，在執行試航時，無人載具在第一路徑P1中，第一次收到由控制站300發出的定期訊息為出發後3秒，第二次收到定期訊息為出發後10秒，第三次收到定期訊息為出發後15秒，由上可知，三次收到定期訊息的間隔分別為3秒(3-0=3)、7秒(10-3=7)及5秒(15-10=5)，則以7秒做為第一容許期間T1，或是再加上一緩衝值，例如10%，則第一容許期間T1為
Figure 02_image002
秒，緩衝值也可以為一定值，例如2秒，則第一容許期間T1為7秒+2秒=9秒。在一實施例中，無人載具200在執行試航時，也可由控制站300記錄收到無人載具200之定期訊息之時間或間隔，並決定各路徑之對應容許期間，決定對應容許期間之方式與上述說明相同或相似。在一實施例中，決定對應容許期間後，處理單元102、處理單元202及/或處理單元302可將對應容許期間儲存於儲存裝置108、儲存裝置208及/或儲存裝置308中；在一實施例中，處理單元102、處理單元202及/或處理單元302可建立路徑-容許期間表，並將路徑-容許期間表儲存於存裝置108、儲存裝置208及/或儲存裝置308中。
在一實施例中，可依與控制站300的距離決定對應容許期間，例如，與控制站300距離較遠之路徑，通訊品質可能較差，但可能仍然可以安全執行任務，因此可將與控制站300距離較遠之路徑之容許期間設得較長，以避免常常觸發通訊失效使無人載具200返航；反之，與控制站300距離較近之路徑，通訊品質可能較好，因此可將與控制站300距離較近之路徑之容許期間設得較短，以增加任務的安全性；例如可將第三路徑P3之第三容許期間T3設得較長，將第五路徑P5之第五容許期間T5設得較短。
第4圖繪示依照本發明一實施例的通訊失效偵測方法的流程圖。在一實施例中，通訊失效偵測方法可用於一無人載具200控制系統。無人載具200控制系統可包括無人載具200及控制站300。以下以實施例詳細說明，然各步驟並不限制執行順序。請同時參照第1圖、第3圖與第4圖。在步驟S110中，處理單元102取得無人載具200之一所在路徑資訊，其中所在路徑資訊指示無人載具200位於一路線中之複數個路徑之一所在路徑。步驟S110之後執行步驟S120。在步驟S120中，處理單元102根據無人載具200之所在路徑資訊，由儲存於儲存裝置108之複數個容許期間中選擇一所在路徑容許期間，處理單元102根據所在路徑容許期間設定計時器並使計時器106開始計時，其中所在路徑容許期間為容許無人載具200在所在路徑中與控制站300通訊中斷之最長時間。步驟S120之後執行步驟S130。在步驟S130中，在計時器106計時到達所在路徑容許期間前，通訊模組104收到一定期訊息之情形下，處理單元102重置計時器106；在計時器106計時到達所在路徑容許期間時，通訊模組104未收到定期訊息之情形下，處理單元102判斷通訊失效。
以下以一實施例說明由無人載具200執行通訊失效偵測方法。請同時參照第2A圖、第3圖與第4圖。在步驟S110中，處理單元202取得無人載具200之所在路徑資訊，其中所在路徑資訊指示無人載具200位於路線中之複數個路徑之所在路徑。在一實施例中，取得無人載具200之所在路徑資訊的方式例如：自動駕駛模組220取得無人載具200之位置並通知處理單元202，使處理單元202根據無人載具200之位置判斷無人載具200之所在路徑以得到所在路徑資訊。在一實施例中，取得無人載具200之所在路徑資訊的方式例如：處理單元202取得無人載具200之位置，並根據無人載具200之位置判斷無人載具200之所在路徑以得到所在路徑資訊。在一實施例中，取得無人載具200之位置之方法例如：利用全球定位系統(global positioning system，GPS)取得、無人載具200附近之基地台提供之基地台位置資訊、無人載具200利用搭載之影像辨識裝置(例如攝影機)判斷等。在一實施例中，取得無人載具200之所在路徑資訊的方式例如：處理器202將無人載具200前次到達之航點紀錄於儲存裝置208，利用無人載具200前次到達之航點判斷無人載具200之所在路徑以得到所在路徑資訊，例如，若是前次到達之航點為第三航點WP3，則判斷無人載具200位於第四路徑P4上；若是前次到達之航點為基地H，則判斷無人載具200位於第一路徑P1。步驟S110之後執行步驟S120。在步驟S120中，處理單元202根據無人載具200之所在路徑資訊，由儲存於儲存裝置208之複數個容許期間中選擇所在路徑容許期間，處理單元202根據所在路徑容許期間設定計時器，並使計時器206開始計時，其中所在路徑容許期間為容許無人載具200在所在路徑中與控制站300通訊中斷之最長時間，在此實施例中，通訊中斷例如為無人載具200未在控制站300傳送定期訊息的固定週期（或加上誤差容許值）中收到控制站300之傳送之定期訊息。步驟S120之後執行步驟S130。在步驟S130中，在計時器206計時到達所在路徑容許期間前，通訊模組204收到控制站300所傳送之定期訊息之情形下，處理單元202重置計時器206；在計時器206計時到達所在路徑容許期間時，通訊模組204未收到控制站300所傳送之定期訊息之情形下，處理單元202判斷通訊失效。
以下以一實施例說明由控制站300執行通訊失效偵測方法。請同時參照第2B圖、第3圖與第4圖。在步驟S110中，處理單元302取得無人載具200之所在路徑資訊，其中所在路徑資訊指示無人載具200位於路線中之複數個路徑之所在路徑。在一實施例中，取得無人載具200之所在路徑資訊的方式例如：無人載具200取得無人載具200之位置，並回報給控制站300，通訊模組304接收由無人載具200回報之位置，使處理單元302根據無人載具200回報之位置判斷無人載具200之所在路徑，以得到無人載具200之所在路徑資訊。無人載具200取得無人載具200之位置之方法可參考前述說明。在一實施例中，取得無人載具200之所在路徑資訊的方式例如：無人載具200到達各航點時，無人載具200及/或各航點回報給控制站300，由通訊模組304接收回報訊息，處理單元202根據回報訊息判斷無人載具200之所在路徑以得到所在路徑資訊，判斷方式可參考前述說明。步驟S110之後執行步驟S120。在步驟S120中，處理單元302根據無人載具200之所在路徑資訊，由儲存於儲存裝置308之複數個容許期間中選擇所在路徑容許期間，處理單元302根據所在路徑容許期間設定計時器，並使計時器306開始計時，其中所在路徑容許期間為容許無人載具200在所在路徑中與控制站300通訊中斷之最長時間，在此實施例中，通訊中斷例如為控制站300未在無人載具200傳送定期訊息的固定週期（或加上誤差容許值）中收到無人載具200之定期訊息。步驟S120之後執行步驟S130。在步驟S130中，在計時器306計時到達所在路徑容許期間前，通訊模組304收到無人載具200所傳送之定期訊息之情形下，處理單元302重置計時器306；在計時器306計時到達所在路徑容許期間時，通訊模組304未收到無人載具200所傳送之定期訊息之情形下，處理單元302判斷通訊失效。
第5圖繪示依照本發明一實施例的通訊失效偵測方法的流程圖。在本實施例中，步驟S121~步驟S126為步驟S120之詳細實施之一例示，步驟S131~步驟S134為步驟S130之詳細實施之一例示。以下以實施例詳細說明，然各步驟並不限制執行順序。請同時參照第1圖、第3圖、第4圖與第5圖。
在步驟S110中，處理單元102取得無人載具200之所在路徑資訊，其中所在路徑資訊指示無人載具200位於路線中之複數個路徑之所在路徑。在一實施例中，處理單元102將無人載具200之所在路徑資訊儲存於儲存裝置108，做為下次偵測通訊失效時之前次所在路徑資訊使用。步驟S110之詳細說明可與第4圖之說明相互參照。步驟S110之後執行步驟S121。
在步驟S121中，處理單元102判斷無人載具200之所在路徑與無人載具200之前次所在路徑是否相同。若是相同，則在步驟S121之後執行步驟S123，若是不同，則在步驟S121之後執行步驟S122。在一實施例中，處理單元102根據所在路徑資訊與前次所在路徑資訊判斷無人載具200之所在路徑與無人載具200之前次所在路徑是否相同。在一實施例中，處理單元102根據前次到達之航點是否改變，判斷無人載具200之所在路徑與無人載具200之前次所在路徑是否相同。在一實施例中，步驟S121可以不執行，可以在執行步驟S110之後即執行步驟S122。
在步驟S123中，處理單元102以前次所在路徑容許期間做為所在路徑容許期間，以所在路徑容許期間設定計時器106。在一實施例中，在判斷無人載具200之所在路徑與無人載具200之前次所在路徑相同之情形下，以前次所在路徑容許期間做為所在路徑容許期間。在步驟S123後執行步驟S126。在一實施例中，前次偵測通訊失效時，已將前次所在路徑容許期間設定於計時器106中，因此步驟S123可以省略，可以在步驟S121判斷為是之後執行步驟S126。
在步驟S122中，處理單元102判斷無人載具200之所在路徑是否有對應容許期間，若是，則在步驟S122後執行步驟S124，若否，則在步驟S122後執行步驟S125。在一實施例中，處理單元102判斷儲存裝置108中是否存有無人載具200之所在路徑及對應容許期間，若儲存裝置108中存有無人載具200之所在路徑及對應容許期間，則在步驟S122中判斷為是，若儲存裝置108中沒有無人載具200之所在路徑及對應容許期間，則在步驟S122中判斷為否。在一實施例中，處理單元102讀取儲存裝置108中之路徑-容許期間表，判斷路徑-容許期間表中是否有無人載具200之所在路徑及對應容許期間，若路徑-容許期間表中有無人載具200之所在路徑及對應容許期間，則在步驟S122中判斷為是，若路徑-容許期間表中沒有無人載具200之所在路徑及對應容許期間，則在步驟S122中判斷為否。
在步驟S124中，處理單元102以對應容許期間做為所在路徑容許期間，以所在路徑容許期間設定計時器106。在一實施例中，在判斷無人載具200之所在路徑有對應容許期間之情形下，以對應容許期間做為所在路徑容許期間。在步驟S124後執行步驟S126。在一實施例中，處理單元102更將對應容許期間儲存於儲存裝置108中，以做為下次偵測通訊失效時之前次所在路徑容許期間。在一實施例中，處理單元102將所在路徑容許期間設定於計時器106的暫存器中，直到下次偵測通訊失效前，暫存器之設定不會修改，因此可做為下次偵測通訊失效時之前次所在路徑容許期間。
在步驟S125中，處理單元102以一預設容許期間做為所在路徑容許期間，以所在路徑容許期間設定計時器106。在一實施例中，在判斷無人載具200之所在路徑沒有對應容許期間之情形下，以預設容許期間做為所在路徑容許期間。在步驟S125後執行步驟S126。在一實施例中，處理單元102更將預設容許期間儲存於儲存裝置108中，以做為下次偵測通訊失效時之前次所在路徑容許期間。在一實施例中，處理單元102將所在路徑容許期間設定於計時器106的暫存器中，直到下次偵測通訊失效前，暫存器之設定不會修改，因此可做為下次偵測通訊失效時之前次所在路徑容許期間。
在步驟S126中，計時器106根據所在路徑容許期間開始計時。在一實施例中，計時器106由一預設值(例如0)向上計數(例如每次加1)到所在路徑容許期間(例如10)。在一實施例中，計時器106由所在路徑容許期間(例如10)向下計數(例如每次減1)到預設值(例如0)，在一實施例中，處理單元102在步驟S123、步驟S124及/或步驟S125設定計時器106後即開始計時，因此步驟S126可併入步驟S123、步驟S124及/或步驟S125。在步驟S126後執行步驟S131。
在步驟S131中，處理單元102判斷通訊模組104是否收到定期訊息，若是，則在步驟S131後執行步驟S132，若否，則在步驟S131後執行步驟S133。
在步驟S132中，處理單元102重置計時器106。在一實施例中，處理單元102重置計時器106，以供下次偵測通訊失效時使用，例如，若是計時器是由0開始向上計數，則處理單元102將計時器106的計數器重置為0，以供下次偵測通訊失效時可以再由0開始計數。在一實施例中，處理單元102重置計時器106中的計數器，但未重置計時器106的暫存器。在步驟S132後，執行步驟S110，以開始下一次的通訊失效偵測。
在步驟S133中，處理單元102判斷計時器106之計時是否到達所在路徑容許期間，若是，則在步驟S133後執行步驟S134，若否，則在步驟S133後執行步驟S131，再次判斷是否收到定期訊息。
在步驟S134中，處理單元102判斷通訊失效，啟動通訊失效處理機制。
在一實施例中，處理單元102判斷通訊模組104是否收到定期訊息；在判斷通訊模組104收到定期訊息的情形下，重置計時器106；在判斷通訊模組104沒有收到定期訊息的情形下，判斷計時器106之計時是否到達所在路徑容許期間；在判斷計時器106之計時到達所在路徑容許期間的情形下，判斷通訊失效，啟動一通訊失效處理機制；以及在判斷計時器106之計時未到達所在路徑容許期間的情形下，再次判斷通訊模組104是否收到定期訊息。
在一實施例中，步驟S131及步驟S133的判斷順序可以交換，例如，先判斷計時是否到達所在路徑容許期間，若是，則判斷通訊失效，若否，則再判斷是否收到定期訊息，若收到定期訊息，則重置計時器，若未收到定期訊息，則再次判斷計時是否到達所在路徑容許期間。在一實施例中，步驟S131及步驟S133可以同時執行。
以下以一實施例說明由無人載具200執行通訊失效偵測方法。請同時參照第2A圖、第3圖、第4圖與第5圖，並參照前述實施例之說明。
步驟S110～步驟S126及步驟S132之詳細說明與前述實施例及/或第4圖之說明相似，請參照先前之說明。
在步驟S131中，處理單元202判斷通訊模組204是否收到控制站300傳送的定期訊息，若是，則在步驟S131後執行步驟S132，若否，則在步驟S131後執行步驟S133。
在步驟S133中，處理單元202判斷計時器206之計時是否到達所在路徑容許期間，若是，則在步驟S133後執行步驟S134，若否，則在步驟S133後執行步驟S131，再次判斷是否收到控制站300傳送的定期訊息。
在步驟S134中，處理單元202判斷通訊失效，啟動通訊失效處理機制。在一實施例中，處理單元202通知自動駕駛模組220通訊失效。在一實施例中，通訊失效處理機制包括觸發安全機制、觸發失效安全(fail-safe)機制、通知自動駕駛模組220返航(例如回到基地H或控制站300)、回到前一個未通訊失效之路徑或航點、原地待命及/或降落。
以下以一實施例說明由控制站300執行通訊失效偵測方法。請同時參照第2B圖、第3圖、第4圖與第5圖，並參照前述實施例之說明。
步驟S110～步驟S126及步驟S132之詳細說明與前述實施例及/或第4圖之說明相似，請參照先前之說明。
在步驟S131中，處理單元302判斷通訊模組304是否收到無人載具200傳送的定期訊息，若是，則在步驟S131後執行步驟S132，若否，則在步驟S131後執行步驟S133。
在步驟S133中，處理單元302判斷計時器306之計時是否到達所在路徑容許期間，若是，則在步驟S133後執行步驟S134，若否，則在步驟S133後執行步驟S131，再次判斷是否收到無人載具200傳送的定期訊息。
在步驟S134中，處理單元302判斷通訊失效，啟動通訊失效處理機制。在一實施例中，處理單元302通知通訊失效處理模組320通訊失效。在一實施例中，通訊失效處理機制包括在顯示器上顯示訊息、發出燈號及/或發出聲音提醒使用者通訊失效，以進行緊急處理。
在一實施例中，在無人載具200即將/正進入較常通訊中斷(容許期間較大)的路徑時(例如到達較常通訊中斷之路徑之前一航點及/或正處於較常通訊中斷之路徑)，處理單元302可通知(例如顯示於顯示器上或發出聲音)使用者，說明即將/正進入通訊較不良的路徑。
在一實施例中，在無人載具200即將/正進入可能通訊失效(例如，根據過往紀錄，較常啟動通訊失效處理機制之路徑)的路徑時(例如到達較常通訊中斷之路徑之前一航點)，處理單元302可通知(例如顯示於顯示器上或發出聲音)使用者，說明即將/正進入可能通訊失效的路徑，以提醒使用者預先準備緊急處理措施。
在一實施例中，路徑之對應容許期間可調整。在一實施例中，無人載具200及/或控制站300可將任務次數編號、路徑、路徑之對應容許期間、收到定期訊息的時間、通訊中斷期間(例如多久未收到定期訊息)及/或是否啟動通訊失效處理機制等資料儲存於儲存裝置208及/或儲存裝置308，以調整路徑之對應容許期間，並將調整後的對應容許期間儲存至儲存裝置208及/或儲存裝置308。在一實施例中，可由無人載具200及/或控制站300調整路徑之對應容許期間。在一實施例中，可在無人載具200執行任務時或執行任務後調整路徑之對應容許期間。
在一實施例中，無人載具200於路線中執行任務，當無人載具200連續的一定次數執行任務(例如連續三次任務)時，皆在其中一段路徑中啟動通訊失效處理機制，則增加路徑之對應容許期間，例如增加一固定值或加上一設定百分比(例如20%)。例如，在執行試航時，將第三路徑P3之第三容許期間T3設定為10秒，在無人載具200執行第一次及第二次任務時，皆未啟動通訊失效處理機制，但在執行第三次、第四次及第五次任務時，皆啟動通訊失效處理機制，則將第三路徑P3之第三容許期間T3設定為
Figure 02_image004
秒。在一實施例中，在使用增加的對應容許期間執行任務之前，先行確認無人載具200是否可使用增加的對應容許期間正常執行任務，例如，再執行一次試航。
在一實施例中，無人載具200於路線中執行任務，當無人載具200連續的一定次數執行任務(例如連續三次任務)時，在其中一段路徑中的通訊中斷期間皆少於對應容許期間的一對應百分比(例如50%)，則減少路徑之對應容許期間，例如減少一固定值或減少一設定百分比(例如20%)。例如，在執行試航時，將第五路徑P5之第五容許期間T5設定為6秒，在無人載具200執行第一次、第二次及第三次任務時，皆未啟動通訊失效處理機制，並且通訊中斷期間少於3秒(例如分別是1秒、2秒及2.5秒)，則將第五路徑P5之第五容許期間T5設定為
Figure 02_image006
秒。在一實施例中，在使用減少的對應容許期間之前，先行確認無人載具200是否可使用減少的對應容許期間正常執行任務，例如，再執行一次試航。
在一實施例中，可根據每次或最近數次執行任務的資料調整對應容許期間。例如可根據式(1)調整對應容許期間。
Figure 02_image008
式(1)
在式(1)中，N為執行任務次數(例如總共執行了N次任務，或是最近的N次任務)，T p為調整前的路徑P之對應容許期間，T p_new為調整後的路徑P之對應容許期間，T meas為第N次執行任務時量測到的通訊中斷期間。在一實施例中，若是調整後的對應容許期間的減少幅度未超過一特定百分比(例如20%)，則使用調整前的對應容許期間，若是調整後的對應容許期間的減少幅度超過一特定百分比(例如20%)，則使用調整後的對應容許期間。例如T p為10秒，若是T p_new為5秒，則使用T p_new做為第N+1次任務的路徑P之對應容許期間；若是T p_new為9秒，則使用T p做為第N+1次任務的路徑P之對應容許期間。
根據本發明之一實施例，對於通訊品質較差之路徑，可設定較高的對應容許期間，以減少非必要的啟動通訊失效機制，並使無人載具成功完成任務；而對於通訊品質較佳之路徑，可設定較低的對應容許期間，以迅速偵測通訊失效，並提高任務安全性。
根據本發明之一實施例，可在無人載具執行任務時或執行任務後，根據過往紀錄調整路徑之對應容許期間，使無人載具及/或控制站更有彈性與效率地偵測通訊失效。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
300：控制站 200：無人載具 220：自動駕駛模組 102：處理單元 202：處理單元 302：處理單元 106：計時器 206：計時器 306：計時器 104：通訊模組 204：通訊模組 304：通訊模組 108：儲存裝置 208：儲存裝置 308：儲存裝置 110：通訊失效偵測系統 210：通訊失效偵測系統 310：通訊失效偵測系統 320：通訊失效處理模組  H：基地 WP1：第一航點 WP2：第二航點 WP3：第三航點 WP4：第四航點 P1：第一路徑 P2：第二路徑 P3：第三路徑 P4：第四路徑 P5：第五路徑 T1：第一容許期間 T2：第二容許期間 T3：第三容許期間 T4：第四容許期間 T5：第五容許期間 S110：取得無人載具之一所在路徑資訊 S120：根據無人載具之所在路徑資訊，由複數個容許期間中選擇一所在路徑容許期間，根據所在路徑容許期間設定計時器，並使計時器開始計時 S130：在計時到達所在路徑容許期間前收到一定期訊息之情形下，重置計時器；在計時到達所在路徑容許期間時未收到定期訊息之情形下，判斷通訊失效 S121：與前次所在路徑相同？ S122：有對應容許期間？ S123：以前次所在路徑容許期間做為所在路徑容許期間 S124：以對應之容許期間做為所在路徑容許期間 S125：以一預設容許期間做為所在路徑容許期間 S126：開始計時 S131：收到定期訊息？ S132：重置計時器 S133：到達所在路徑容許期間? S134：通訊失效
第1圖繪示依照本發明一實施例的通訊失效偵測系統的方塊示意圖。 第2A圖繪示依照本發明一實施例的通訊失效偵測裝置的方塊示意圖。 第2B圖繪示依照本發明另一實施例的通訊失效偵測裝置的方塊示意圖。 第3圖繪示依照本發明一實施例的無人載具執行任務之路線示意圖。 第4圖繪示依照本發明一實施例的通訊失效偵測方法的流程圖。 第5圖繪示依照本發明一實施例的通訊失效偵測方法的流程圖。
S110：取得無人載具之一所在路徑資訊 S120：根據無人載具之所在路徑資訊，由複數個容許期間中選擇一所在路徑容許期間，根據所在路徑容許期間設定計時器，並使計時器開始計時 S130：在計時到達所在路徑容許期間前收到一定期訊息之情形下，重置計時器；在計時到達所在路徑容許期間時未收到定期訊息之情形下，判斷通訊失效

Claims (30)

  1. 一種通訊失效偵測方法，包括：取得一無人載具之一所在路徑資訊，其中該所在路徑資訊指示該無人載具位於一路線中之複數個路徑之一所在路徑；根據該無人載具之該所在路徑資訊，由複數個容許期間中選擇一所在路徑容許期間，根據該所在路徑容許期間設定一計時器，並使該計時器開始計時；在該計時器計時到達該所在路徑容許期間前，一通訊模組收到一定期訊息之情形下，重置該計時器；以及在該計時器計時到達該所在路徑容許期間時，該通訊模組未收到該定期訊息之情形下，判斷通訊失效。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之通訊失效偵測方法，其中該所在路徑容許期間為容許該無人載具在該所在路徑中與一控制站通訊中斷之一最長時間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之通訊失效偵測方法，其中根據該無人載具之該所在路徑資訊，由該些容許期間中選擇該所在路徑容許期間，根據該所在路徑容許期間設定該計時器並使該計時器開始計時的步驟包括：判斷該無人載具之該所在路徑與該無人載具之一前次所在路徑是否相同；以及在判斷該無人載具之該所在路徑與該無人載具之該前次所在路徑相同之情形下，以一前次所在路徑容許期間做為該所在路徑容許期間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之通訊失效偵測方法，其中根據該無人載具之該所在路徑資訊，由該些容許期間中選擇該所在路徑容許期間，根據該所在路徑容許期間設定該計時器並使該計時器開始計時的步驟包括：判斷該無人載具之該所在路徑是否有一對應容許期間；在判斷該無人載具之該所在路徑有該對應容許期間之情形下，以該對應容許期間做為該所在路徑容許期間；以及在判斷該無人載具之該所在路徑沒有該對應容許期間之情形下，以一預設容許期間做為該所在路徑容許期間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之通訊失效偵測方法，其中判斷該無人載具之該所在路徑是否有該對應容許期間的步驟包括：讀取一儲存裝置中之一路徑-容許期間表，判斷該路徑-容許期間表中是否有該無人載具之該所在路徑及該對應容許期間；在判斷該路徑-容許期間表中有該無人載具之該所在路徑及該對應容許期間的情形下，判斷該無人載具之該所在路徑有該對應容許期間；以及在判斷該路徑-容許期間表中沒有該無人載具之該所在路徑及該對應容許期間的情形下，判斷該無人載具之該所在路徑沒有該對應容許期間。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之通訊失效偵測方法，其中該無人載具執行一試航以建立該路徑-容許期間表，該路徑-容許期間表包括該些路徑及對應該些路徑之該些容許期間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之通訊失效偵測方法，其中該無人載具執行該試航以建立該路徑-容許期間表時，以在各該些路徑中，該無人載具連續兩次收到一控制站發出之該定期訊息間之一最長間隔或是該最長間隔加上一緩衝值做為對應各該些路徑之各該些容許期間。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之通訊失效偵測方法，其中該無人載具執行該試航以建立該路徑-容許期間表時，以在各該些路徑中，一控制站連續兩次收到該無人載具發出之該定期訊息間之一最長間隔或是該最長間隔加上一緩衝值做為對應各該些路徑之各該些容許期間。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之通訊失效偵測方法，其中在該計時器計時到達該所在路徑容許期間前，該通訊模組收到該定期訊息之情形下，重置該計時器，在該計時器計時到達該所在路徑容許期間時，該通訊模組未收到該定期訊息之情形下，判斷通訊失效的步驟包括：判斷該通訊模組是否收到該定期訊息；在判斷該通訊模組收到該定期訊息的情形下，重置該計時器；在判斷該通訊模組沒有收到該定期訊息的情形下，判斷該計時器之計時是否到達該所在路徑容許期間；在判斷該計時器之計時到達該所在路徑容許期間的情形下，判斷通訊失效，啟動一通訊失效處理機制；以及在判斷該計時器之計時未到達該所在路徑容許期間的情形下，再次判斷該通訊模組是否收到該定期訊息。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之通訊失效偵測方法，其中該無人載具於該路線執行一任務，當該無人載具連續的一定次數執行該任務 時，皆在該所在路徑中啟動該通訊失效處理機制，則增加該所在路徑容許期間。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之通訊失效偵測方法，其中該無人載具於該路線執行一任務，當該無人載具連續的一定次數執行該任務時，在該所在路徑中與一控制站通訊中斷期間皆少於該所在路徑容許期間的一對應百分比，則減少該所在路徑容許期間。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之通訊失效偵測方法，其中該通訊失效處理機制包括觸發一安全機制、觸發一失效安全機制、通知一自動駕駛模組回航、回到前一個未通訊失效之路徑或一航點、原地待命或降落。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之通訊失效偵測方法，其中該通訊失效處理機制包括通知一通訊失效處理模組通訊失效、在一顯示器上顯示訊息、發出一燈號或發出一聲音提醒一使用者通訊失效。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之通訊失效偵測方法，其中取得該無人載具之該所在路徑資訊的步驟包括：取得該無人載具之一位置或利用該無人載具前次到達之一航點判斷該無人載具之該所在路徑資訊。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之通訊失效偵測方法，其中取得該無人載具之該所在路徑資訊的步驟包括：接收由該無人載具回報之一位置或一航點；以及根據該位置或該航點判斷該無人載具之該所在路徑資訊。
  16. 一種通訊失效偵測裝置，包括： 一通訊模組，經配置以接收一定期訊息；一儲存裝置，經配置以儲存複數個容許期間；一計時器，經配置以根據一所在路徑容許期間計時；以及一處理單元，經配置以取得一無人載具之一所在路徑資訊，其中該所在路徑資訊指示該無人載具位於一路線中之複數個路徑之一所在路徑；並經配置以根據該無人載具之該所在路徑資訊，由該些容許期間中選擇該所在路徑容許期間，根據該所在路徑容許期間設定該計時器，並使該計時器開始計時；以及經配置以在計時到達該所在路徑容許期間前收到該定期訊息之情形下，重置該計時器；在計時到達該所在路徑容許期間時未收到該定期訊息之情形下，判斷通訊失效。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之通訊失效偵測裝置，其中該所在路徑容許期間為容許該無人載具在該所在路徑中與一控制站通訊中斷之最長時間。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之通訊失效偵測裝置，其中該處理單元更經配置以判斷該無人載具之該所在路徑與該無人載具之一前次所在路徑是否相同；以及在判斷該無人載具之該所在路徑與該無人載具之該前次所在路徑相同之情形下，以一前次所在路徑容許期間做為該所在路徑容許期間。
  19. 如申請專利範圍第16項所述之通訊失效偵測裝置，其中該處理單元更經配置以判斷該無人載具之該所在路徑是否有一對應容許期間； 在判斷該無人載具之該所在路徑有該對應容許期間之情形下，以該對應容許期間做為該所在路徑容許期間；以及在判斷該無人載具之該所在路徑沒有該對應容許期間之情形下，以一預設容許期間做為該所在路徑容許期間。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之通訊失效偵測裝置，其中其中該儲存裝置更經配置以儲存一路徑-容許期間表，該處理單元更經配置以讀取該儲存裝置中之該路徑-容許期間表，判斷該路徑-容許期間表中是否有該無人載具之該所在路徑及該對應容許期間；在判斷該路徑-容許期間表中有該無人載具之該所在路徑及該對應容許期間的情形下，判斷該無人載具之該所在路徑有該對應容許期間；以及在判斷該路徑-容許期間表中沒有該無人載具之該所在路徑及該對應容許期間的情形下，判斷該無人載具之該所在路徑沒有該對應容許期間。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之通訊失效偵測裝置，其中該無人載具執行一試航以建立該路徑-容許期間表，該路徑-容許期間表包括該些路徑及對應該些路徑之各該些容許期間。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之通訊失效偵測裝置，其中該無人載具執行該試航以建立該路徑-容許期間表時，以在各該些路徑中，該無人載具連續兩次收到一控制站發出之該定期訊息間之一最長間隔或是該最長間隔加上一緩衝值做為對應各該些路徑之各該些容許期間。
  23. 如申請專利範圍第21項所述之通訊失效偵測裝置，其中該無人載具執行該試航以建立該路徑-容許期間表時，以在各該些路徑中，一控制站連續兩次收到該無人載具發出之該定期訊息間之一最長間隔或是該最長間隔加上一緩衝值做為對應各該些路徑之該些容許期間。
  24. 如申請專利範圍第16項所述之通訊失效偵測裝置，其中該處理單元更經配置以判斷該通訊模組是否收到該定期訊息；在判斷該通訊模組收到該定期訊息的情形下，該處理單元重置該計時器；在判斷該通訊模組沒有收到該定期訊息的情形下，該處理單元判斷該計時器之計時是否到達該所在路徑容許期間；在判斷該計時器之計時到達該所在路徑容許期間的情形下，該處理單元判斷通訊失效，啟動一通訊失效處理機制；以及在判斷該計時器之計時未到達該所在路徑容許期間的情形下，該處理單元再次判斷該通訊模組是否收到該定期訊息。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之通訊失效偵測裝置，其中該無人載具於該路線執行一任務，當該無人載具連續的一定次數執行該任務時，皆在該所在路徑中啟動該通訊失效處理機制，則增加該所在路徑容許期間。
  26. 如申請專利範圍第24項所述之通訊失效偵測裝置，其中該無人載具於該路線執行一任務，當該無人載具連續的一定次數執行該任務 時，在該所在路徑中與一控制站通訊中斷期間皆少於該所在路徑容許期間的一對應百分比，則減少該所在路徑容許期間。
  27. 如申請專利範圍第24項所述之通訊失效偵測裝置，更包括一自動駕駛模組，其中該通訊失效處理機制包括觸發一安全機制、觸發一失效安全機制、該處理單元通知該自動駕駛模組回航、回到前一個未通訊失效之路徑或一航點、原地待命或降落。
  28. 如申請專利範圍第24項所述之通訊失效偵測裝置，更包括一通訊失效處理模組，其中該通訊失效處理機制包括該處理單元通知該通訊失效處理模組通訊失效、在一顯示器上顯示訊息、發出一燈號或發出一聲音提醒一使用者通訊失效。
  29. 如申請專利範圍第16項所述之通訊失效偵測裝置，其中該處理單元更經配置以取得該無人載具之一位置或利用該無人載具前次到達之一航點判斷該無人載具之該所在路徑資訊。
  30. 如申請專利範圍第16項所述之通訊失效偵測裝置，其中該通訊模組更經配置以接收由該無人載具回報之一位置或一航點；以及該處理單元更經配置以根據該位置或該航點判斷該無人載具之該所在路徑資訊。
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