TWI727466B

TWI727466B - 無人機顯示圖像

Info

Publication number: TWI727466B
Application number: TW108137629A
Authority: TW
Inventors: 林清一; 葉雲兆
Original assignee: 長榮大學
Priority date: 2019-10-18
Filing date: 2019-10-18
Publication date: 2021-05-11
Also published as: TW202116623A

Abstract

一種無人機顯示圖像，是顯示於監控螢幕上，包含有一機型圖像、一位在該機型圖像前方的箭頭符號、一位在該機型圖像尾巴位置的虛線符號，及一圈在該機型圖像外圍的保護圈；其中該機型圖樣形狀係依該無人機的機型而改變；該箭頭符號是用以顯示該無人機的飛行狀態，箭頭指著GPS所給的該無人機飛行方向、箭頭長度代表該無人機的飛行速度，箭頭越長，代表速度越快；該虛線符號用以顯示該無人機過去的飛行軌跡；該保護圈的外徑大小係依據該無人機的機型之飛行速度而成正比的改變。藉該無人機的飛行訊息以特定的顯示圖像顯現無人機的動態資訊，以偵測無人機的編碼、位置、高度、航向、速度、歷程、保護圈，讓無人機的監控更有效率，維護無人機飛航安全。

Description

無人機顯示圖像

本發明是關於一種無人機顯示圖像，主要是無人機飛航管理系統接收到一設定區域起飛的無人機所回報的位置資訊後，該無人機飛航管理系統將所有無人機依所在區域顯示在監控螢幕的電子地圖上。該無人機的飛行訊息以特定的顯示圖像顯現無人機的動態資訊，藉以偵測無人機的編碼、位置、高度、航向、速度、歷程、保護圈，讓無人機監控更有效率，維護無人機飛航安全。

按，無人機於天空飛行，為維護空域安全，須如有人機般加以控管。該無人機飛行時，除要能在無人機飛航管理系統的電子地圖上顯示圖像之外，該無人機的飛行動態資訊，例如無人機的編碼、位置、高度、航向、速度、歷程、保護圈等，若亦能在監控螢幕的電子地圖上呈現，使地區負責監管的區域管制員，更能確實掌握監控區域及無人機的飛行歷程，維護空域安全。

惟，現有無人機的監控系統付之闕如，無此配置，無人機的空域安全堪慮。

本發明人有鑑於無人機的飛行現況具有上述缺失，乃加以研發改良，遂有本發明之產生。

爰是，本發明之主要發明目的，係在提供一種無人機於監控螢幕的電子地圖上，可顯示代表該架無人機的圖像之外，亦可顯示該無人機的飛行動態資訊，例如無人機的編碼、位置、高度、航向、速度、歷程、保護圈等之無人機顯示圖像技術。

本發明的主要特徵，在於無人機飛航管理系統的監控螢幕所顯示正在飛行的無人機圖像，係包含有無人機種類的機型圖像、一位在該機型圖像前方的箭頭符號、一位在該機型圖像尾巴位置的虛線符號，及一圈在該機型圖像外圍的保護圈。無人機配置有自動回報設備，於地面的無人機飛航管理系統配置有自動接收設備及電腦運算軟體；該無人機的飛行數據經自動回報設備回報予在地面的無人機飛航管理系統，該無人機的圖像(icon)會在該無人機飛航管理系統的監控螢幕顯示，所述無人機的機型圖像係依無人機的機型而改變(多軸旋翼機或固定翼機或其他類型)；前述回報的飛行數據，經過電腦運算軟體運算，將該無人機的飛行位置座標(緯度、經度)投影在電子地圖上，隨著無人機的圖像顯示，該圖像跟隨出現無人機的編碼及其高度。前述無人機的回報資料，包含無人機六個自由度資料，慣性系統單元(IMU)及GPS的方位與速度資料，顯示在無人機圖像的箭頭符號上，箭頭方向指著GPS所給的方向、箭頭長度代表無人機的飛行速度，箭頭越長，代表速度越快。該無人機圖像的保護圈，是依據不同機型的飛行速度而改變。該無人機圖像尾巴之虛線符號，該虛線為無人機過去幾筆資料的飛行軌跡，可以讓無人機飛航管理系統的管制員看到該無人機的飛行歷程。藉此，由監控螢幕所顯示的無人機圖像，即能看到該無人機的現在及過去飛行數據、歷程，以方便管理。

有關本發明為達成上述目的、功效所採用的技術手段及結構，茲舉以下實施例配合圖示說明如下。

1:顯示圖像

10:機型圖像

11:箭頭符號

12:虛線符號

13:保護圈

2:監控螢幕

圖1所示是本發明實施例多旋翼無人機在監控螢幕所顯示的圖像。

圖2所示是本發明實施例固定翼無人機在監控螢幕所顯示的圖像。

圖3所示是本發明實施例多架無人機於同一地區在監控螢幕上所顯示的圖像。

圖4所示是本發明實施例在監控螢幕多視窗顯示參考圖。

請參閱圖1所示，本發明實施例的無人機於監控螢幕上的顯示圖像(icon)1，包含有一機型圖像10、一位在該機型圖像10前方的箭頭符號11、一位在該機型圖像10尾巴位置的虛線符號12，及一圈在該機型圖像10外圍的保護圈13。其中該機型圖像10，形狀係隨著無人機的機型種類而改變，如圖1所示形狀屬於多旋翼無人機的機型圖像10；圖2所示形狀屬於固定翼無人機的機型圖像10。

該箭頭符號11，是顯示無人機的飛行狀態，例如六個自由度資料、慣性系統單元(IMU)及GPS的方位與速度資料，箭頭指著GPS所給的無人機飛行方向、箭頭長度代表無人機的飛行速度，箭頭越長，代表速度越快。該六個自由度資料、慣性系統單元(IMU)及GPS的方位與速度資料，於圖像中箭號會顯示x,y軸數據及飛行速度(箭頭長度成正比)，其餘自由度數據係傳送至伺服器，再經由伺服器讀取無人機的回報數據，以得到無人機的六個自由度飛行狀態資料。

該虛線符號12，是顯示無人機過去幾筆資料的飛行軌跡，以讓無人機飛航管理系統的管制員了解該無人機的飛行歷程。

該保護圈13，外徑大小係依據不同無人機的機型之飛行速度而成正比的改變。

應用時，無人機配置有自動回報設備，於地面的無人機飛航管理系統(UTM)配置有自動接收設備及電腦運算軟體。該無人機的飛行數據經自動回報設備回報予在地面的無人機飛航管理系統，經過電腦運算軟體運算後，該無人機的顯示圖像1會在該無人機飛航管理系統的監控螢幕2顯示。無人機前述回報的飛行數據，經過無人機飛航管理系統的電腦運算軟體運算後，該無人機的飛行位置座標(緯度、經度)會投影在電子地圖上，且出現無人機的編碼(編號)及其高度，如圖1所示的編號KK3715多旋翼無人機飛行在45公尺高，圖2所示AB1234固定翼無人機飛行在150公尺高。無人機回報的飛行數據資訊，可包含下列資料(共計90Byte)：[Heading(5)；UAV(6)；Pilot(6)；Lat.(9)；Long.(10)；Alt.(4)；6 DoF(p,q,r,α,β,γ)(36)；V(6)；A(6)；Tail(2)]，即無人機的標頭、無人機編碼、無人機飛行操作員編號、無人機飛行的緯度、經度、高度、無人機姿態的六個自由度、電壓、電流(或油料)、標尾。例如：[@@@**；MN2017；A13422；23°09’44.92”；120°07’13.40”；0060；+008.1；+000.0；-000.2；+05.10；+00.10；+15.01；022.20；063.20；##]，90Byte資料經編碼壓縮，降低傳輸空間容量，提高通訊的效率。

地面的無人機飛航管理系統監控螢幕2所顯示的顯示圖像1，隨著回報數據逐筆更新。每一架無人機所使用的通訊機(即所述的自動回報設備)不同，回報週期不同，大約為5~12秒，與目前航空用二次監視雷達(SSR)相似。無人機顯示在無人機飛航管理系統的監控螢幕2上，將如圖3、4所示。另外，該無人機飛航管理系統的雲端(Cloud)資料系統，會依據回報座標不同地區的無人機飛行狀況，傳送給該地區負責監管的區域(RUTM)的管制員，以確實掌握監控所掌控區域的無人機飛行安全。

由上述之說明可知，無人機飛航管理系統(UTM)，接收全台灣各地起飛的無人機回報的位置資訊，該無人機飛航管理系統會將所有無人機依所在區域顯示在監控螢幕2的電子地圖上，無人機的飛行訊息以顯示圖像1顯現動態資訊在監控螢幕2的電子地圖，顯示無人機的飛行狀態，更藉以偵測無人機的編碼、位置、高度、航向、速度、歷程、保護圈，讓無人機監控更有效率，維護無人機飛航安全。

綜上所述，本發明不僅具新穎性且具產業利用性，依法提出發明專利申請，懇請惠予審查並核予專利，實感德便。

顯示圖像1 機型圖像10 箭頭符號11 虛線符號12 保護圈13

Claims

一種無人機顯示圖像，是顯示於監控螢幕上，包含有一機型圖像、一位在該機型圖像前方的箭頭符號、一位在該機型圖像尾巴位置的虛線符號，及一圈在該機型圖像外圍的保護圈；其中該機型圖樣形狀係依該無人機的機型而改變；該箭頭符號是用以顯示該無人機的飛行狀態，箭頭指著GPS所給的該無人機飛行方向、箭頭長度代表該無人機的飛行速度，箭頭越長，代表速度越快；該虛線符號用以顯示該無人機過去的飛行軌跡；該保護圈的外徑大小係依據該無人機的機型之飛行速度而成正比的改變；上述顯示圖像所呈現的飛行狀態數據，係經該無人機的自動回報設備回報予在地面的的無人機飛航管理系統後，經該電腦運算軟體運算而得。
如請求項1所述之無人機顯示圖像，其中該無人機回報的飛行狀態數據是包含該無人機的標頭、該無人機的編碼、該無人機的飛行操作員編號、該無人機飛行的緯度、經度、高度、該無人機飛行姿態的六個自由度、電壓、電流(或油料)、標尾。
如請求項2所述之無人機顯示圖像，其中該飛行狀態數據係經編碼壓縮而傳輸。
如請求項1所述之無人機顯示圖像，其中該無人機飛航管理系統的雲端資料系統，是依據該無人機的飛行座標，傳送該無人機的飛行資訊給該地區負責監管的管制員，以確實掌握監控所掌控區域的該無人機飛行安全。