TW201708998A - 無人飛行載具即時影像回傳系統及其方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種無人飛行載具即時影像回傳方法，包含下列步驟：擷取在無人飛行載具之一範圍內之影像。即時輸出影像至地面控制模組。根據影像判斷飛行姿態是否出現異常，若是，在地面控制模組上顯示一警示訊息、影像以及飛行姿態，若否，僅在地面控制模組上顯示影像以及飛行姿態。判斷飛行員是否使用視頻眼鏡，若是，由地面控制模組輸出影像、飛行姿態以及警示訊息至視頻眼鏡上顯示，若否，直接執行下一步驟。由飛行員透過遙控模組輸出遙控訊號，以遠端遙控飛行載具模組。

Description

無人飛行載具即時影像回傳系統及其方法

本發明是關於一種即時影像回傳系統及其方法，特別是有關於一種適用於無人飛行載具的即時影像回傳系統及其方法。

雖已有地面控制站(Ground Cont rol Sys tems , GCS)回傳之數據顯示直升機健康狀態可供地面站人員監測，但因無人飛行任務具有一定風險性，如果能加入即時輔助的空中數據做為參考，對於無人飛行任務有更安全的幫助。

綜觀前述，本發明之發明人經多年苦心潛心研究、思索並設計一種無人飛行載具即時影像回傳系統及其方法，以針對現有技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於上述習知之問題，本發明之目的係提出一種無人飛行載具即時影像回傳系統及其方法，其用以解決習知之缺失。

基於上述目的，本發明係提供一種無人飛行載具即時影像回傳系統，其包含飛行載具模組、地面控制模組以及視頻眼鏡。飛行載具模組包含無人飛行載具、影像擷取單元以及飛控單元，影像擷取單元以及飛控單元設於無人飛行載具上，飛控單元電性連接影像擷取單元，影像擷取單元擷取在無人飛行載具之一範圍內之影像，飛控單元即時輸出影像。地面控制模組包含螢幕顯示單元、無線傳輸單元以及控制單元，螢幕顯示單元以及無線傳輸單元電性連接控制單元，無線傳輸單元無線連接飛控單元，以接收來自飛控單元之影像，控制單元根據影像判斷無人飛行載具之飛行姿態，螢幕顯示單元顯示影像以及飛行姿態，無線傳輸單元輸出影像以及飛行姿態。視頻眼鏡包含眼鏡、眼鏡顯示單元以及無線接收單元，眼鏡顯示單元以及無線接收單元設於眼鏡上，無線接收單元電性連接眼鏡顯示單元，且無線連接無線傳輸單元，以接收來自無線傳輸單元之影像以及飛行姿態，眼鏡顯示單元顯示影像以及飛行姿態。

較佳地，飛行姿態包含俯仰角度、滾轉角度以及偏擺角度。

較佳地，飛行載具模組更包含空速感測單元，電性連接飛控單元，感測無人飛行載具之飛行速度。

較佳地，飛行載具模組更包含高度感測單元，電性連接飛控單元，感測無人飛行載具之飛行高度。

較佳地，飛行載具模組更包含方向感測單元，電性連接飛控單元，感測無人飛行載具之飛行方向。

基於上述目的，本創作再提供一種無人飛行載具即時影像回傳方法，其適用於一飛行載具模組、一地面控制模組、一視頻眼鏡以及一遙控模組，飛行載具模組包含一無人飛行載具、一影像擷取單元、一空速感測單元、一高度感測單元、一方向感測單元以及一飛控單元，地面控制模組包含一螢幕顯示單元、一無線傳輸單元以及一控制單元，視頻眼鏡包含一眼鏡、一眼鏡顯示單元以及一無線接收單元，無人飛行載具即時影像回傳方法包含下列步驟：擷取在無人飛行載具之一範圍內之影像。即時輸出影像至地面控制模組。根據影像判斷無人飛行載具之飛行姿態是否出現異常，若是，在地面控制模組上顯示一警示訊息、影像以及飛行姿態，若否，僅在地面控制模組上顯示影像以及飛行姿態。 判斷飛行員是否使用視頻眼鏡，若是，由地面控制模組輸出影像、飛行姿態以及警示訊息至視頻眼鏡上顯示，若否，則直接執行下一步驟。由飛行員根據影像、飛行姿態以及警示訊息，透過遙控模組輸出遙控訊號，以遠端遙控飛行載具模組。

較佳地，飛行姿態包含俯仰角度、滾轉角度以及偏擺角度。

較佳地，本發明之無人飛行載具即時影像回傳方法更包含由空速感測單元感測無人飛行載具之飛行速度，由地面控制模組判斷飛行速度是否出現異常，若是，在地面控制模組上顯示警示訊息以及飛行速度，若否，則僅顯示飛行速度。

較佳地，本發明之無人飛行載具即時影像回傳方法更包含由高度感測單元感測無人飛行載具之飛行高度，由地面控制模組判斷飛行高度是否出現異常，若是，在地面控制模組上顯示警示訊息以及飛行高度，若否，則僅顯示飛行高度。

較佳地，本發明之無人飛行載具即時影像回傳方法更包含由方向感測單元感測無人飛行載具之飛行方向，由地面控制模組判斷飛行方向是否出現異常，若是，在地面控制模組上顯示警示訊息以及飛行方向，若否，則僅顯示飛行方向。

本發明提供之一種無人飛行載具即時影像回傳系統及其方法，其係由影像擷取模組即時擷取在無人飛行載具之一範圍內之影像，透過各種感測單元感測無人飛行載具之飛行速度、飛行高度以及飛行方向等，地面控制模組可根據影像以及其相關資訊判斷無人飛行載具飛行狀況是否出現異常，藉此判斷無人飛行載具是否遭受外力撞擊、遇上氣流或其他意外。更進一步，由地面控制模組以及視頻眼鏡即時顯示此影像以及其相關資訊，以輔助飛行員遠端遙控無人飛行載具飛行，藉此達成任務需求並迴避可能造成無人飛行載具損害的危險。

為了讓上述目的、技術特徵以及實際實施後之增益性更為明顯易懂，於下文中將係以較佳之實施範例輔佐對應相關之圖式來進行更詳細之說明。

為利 貴審查員瞭解本發明之發明特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍。

本發明之優點、特徵以及達到之技術方法將參照例示性實施例及所附圖式進行更詳細地描述而更容易理解，且本發明可以不同形式來實現，故不應被理解僅限於此處所陳述的實施例，相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本發明的範疇，且本發明將僅為所附加的申請專利範圍所定義。

請參閱第1圖以及第3圖，其係根據本發明之無人飛行載具即時影像回傳系統之第一方塊圖以及示意圖。如圖所示，無人飛行載具即時影像回傳系統10，包含飛行載具模組100、地面控制模組200以及視頻眼鏡300。

飛行載具模組100包含無人飛行載具110、影像擷取單元120以及飛控單元130，影像擷取單元120以及飛控單元130係設於無人飛行載具110上，飛控單元130電性連接影像擷取單元120，且連接無人飛行載具110。影像擷取單元120可以為電荷耦合元件(CCD)攝影機或互補金屬氧化物半導體(CMOS)攝影機，較佳地，為電荷耦合元件(CCD)，其係擷取在無人飛行載具110之一範圍內之影像121，並由飛控單元130即時輸出影像擷取單元120之影像121至地面控制模組200。

地面控制模組200包含螢幕顯示單元210、無線傳輸單元220以及控制單元230，螢幕顯示單元210以及無線傳輸單元220電性連接控制單元230，無線傳輸單元220無線連接飛行載具模組100之飛控單元130。無線傳輸單元220係接收來自飛控單元130之影像121。控制單元230根據影像121判斷無人飛行載具110之飛行姿態231，此飛行姿態231包含俯仰角度232、滾轉角度233以及偏擺角度234等，並在螢幕顯示單元210上顯示影像121以及飛行方向161。

若有需要，例如飛行員30須透過視頻眼鏡300更清楚地觀看飛行載具模組100之周圍影像121以及飛行狀況時，可透過地面控制模組200之無線傳輸單元220輸出影像121至視頻眼鏡300。詳細地說，視頻眼鏡300包含眼鏡310、眼鏡顯示單元320以及無線接收單元330，眼鏡顯示單元320以及無線接收單元330係設於眼鏡310上，無線接收單元330係電性連接眼鏡顯示單元320，且無線連接地面控制模組200之無線傳輸單元220，無線接收單元330可接收來自無線傳輸單元220影像121以及飛行姿態231，並在視頻眼鏡300之眼鏡顯示單元320上顯示影像121以及飛行姿態231。

請參閱第2圖，其係根據本發明之無人飛行載具即時影像回傳系統之第二方塊圖。如圖所示，無人飛行載具即時影像回傳系統10，包含飛行載具模組100、地面控制模組200以及視頻眼鏡300。

飛行載具模組100可包含空速感測單元140、高度感測單元150以及方向感測單元160，空速感測單元140、高度感測單元150以及方向感測單元160皆電性連接飛控單元130，空速感測單元140係感測無人飛行載具110之飛行速度141，高度感測單元150係感測無人飛行載具110之飛行高度151，方向感測單元160係感測無人飛行載具110之飛行方向161，並由飛控單元130即時輸出各感測單元之飛行速度141、飛行高度151以及飛行方向161至地面控制模組200。

地面控制模組200之無線傳輸單元220係接收飛行載具模組100之飛控單元130所傳送之影像121、飛行速度141、飛行高度151以及飛行方向161，控制單元230可根據影像121判斷無人飛行載具110之飛行姿態231，並在螢幕顯示單元210上顯示影像121、飛行姿態231、飛行速度141、飛行高度151以及飛行方向161。

若有需要，視頻眼鏡300之無線接收單元330可接收地面控制模組200之無線傳輸單元220所傳送之影像121、飛行姿態231、飛行速度141、飛行高度151以及飛行方向161，並在視頻眼鏡300之眼鏡顯示單元320上顯示，以供飛行員30透過視頻眼鏡300觀測飛行載具模組100之周圍影像121以及飛行狀況，藉此飛行員30可更精確地遙控飛行載具模組100飛行，例如透過遙控模組20輸出遙控訊號21至飛控單元130，以遙控飛行載具模組100，進而達成任務需求並迴避可能造成飛行載具模組100損害的危險。

請參閱第4圖，其係根據本發明之無人飛行載具即時影像回傳方法之第一流程圖。如圖所示，無人飛行載具即時影像回傳方法，包含步驟S1~S8，適用於飛行載具模組、地面控制模組、視頻眼鏡以及遙控模組，其中飛行載具模組包含無人飛行載具、影像擷取單元、空速感測單元、高度感測單元、方向感測單元以及飛控單元，地面控制模組包含螢幕顯示單元、無線傳輸單元以及控制單元，視頻眼鏡包含眼鏡、眼鏡顯示單元以及無線接收單元。

步驟S1：擷取在無人飛行載具之一範圍內之一影像。

步驟S2：即時輸出影像至地面控制模組。

步驟S3：根據影像判斷無人飛行載具之飛行姿態是否出現異常，若是，接著執行步驟S4，若否，接著執行步驟S5，其中飛行姿態包含俯仰角度、滾轉角度以及偏擺角度。

步驟S4：在地面控制模組上顯示警示訊息。

步驟S5：在地面控制模組上顯示影像以及飛行姿態。

步驟S6：判斷飛行員是否使用視頻眼鏡，若是，接著執行步驟S7，若否，接著執行步驟S8。

步驟S7：由地面控制模組輸出影像、飛行姿態以及警示訊息，以在視頻眼鏡上顯示。

步驟S8：由飛行員根據地面控制模組或視頻眼鏡所顯示之影像、飛行姿態以及警示訊息，透過遙控模組輸出遙控訊號，以遠端遙控飛行載具模組。

請參閱第5圖，其係根據本發明之無人飛行載具即時影像回傳方法之第二流程圖。如圖所示，無人飛行載具即時影像回傳方法，更包含步驟S21~S28，適用於飛行載具模組、地面控制模組、視頻眼鏡以及遙控模組，其中飛行載具模組包含無人飛行載具、影像擷取單元、空速感測單元、高度感測單元、方向感測單元以及飛控單元，地面控制模組包含螢幕顯示單元、無線傳輸單元以及控制單元，視頻眼鏡包含眼鏡、眼鏡顯示單元以及無線接收單元。

步驟S21：由空速感測單元、高度感測單元以及方向感測單元分別感測無人飛行載具之飛行速度、飛行高度以及飛行方向。

步驟S22：輸出飛行速度、飛行高度以及飛行方向至地面控制模組。

步驟S23：判斷飛行速度、飛行高度以及飛行方向是否出現異常，若是，接著執行步驟S24，若否，接著執行步驟S25。

步驟S24：在地面控制模組上顯示警示訊息。

步驟S25：在地面控制模組上顯示飛行速度、飛行高度以及飛行方向。

步驟S26：判斷飛行員是否使用視頻眼鏡，若是，接著執行步驟S27，若否，接著執行步驟S28。

步驟S27：由地面控制模組輸出飛行速度、飛行高度、飛行方向以及警示訊息至視頻眼鏡上顯示。

步驟S28：由飛行員根據地面控制模組或視頻眼鏡所顯示之飛行速度、飛行高度、飛行方向以及警示訊息，透過遙控模組輸出遙控訊號，以遠端遙控飛行載具模組。

從以上實施例可得知，本發明提供之一種無人飛行載具即時影像回傳系統及其方法，其係由影像擷取模組即時擷取在無人飛行載具之一範圍內之影像，透過各種感測單元感測無人飛行載具之飛行速度、飛行高度以及飛行方向等，地面控制模組可根據影像以及其相關資訊判斷無人飛行載具飛行狀況是否出現異常，藉此判斷無人飛行載具是否遭受外力撞擊、遇上氣流或其他意外。更進一步，由地面控制模組以及視頻眼鏡即時顯示此影像以及其相關資訊，以輔助飛行員遠端遙控無人飛行載具飛行，藉此達成任務需求並迴避可能造成無人飛行載具損害的危險。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

10‧‧‧即時影像回傳系統
20‧‧‧遙控模組
21‧‧‧遙控訊號
30‧‧‧飛行員
100‧‧‧飛行載具模組
110‧‧‧無人飛行載具
120‧‧‧影像擷取單元
121‧‧‧影像
130‧‧‧飛控單元
140‧‧‧空速感測單元
141‧‧‧飛行速度
150‧‧‧高度感測單元
151‧‧‧飛行高度
160‧‧‧方向感測單元
161‧‧‧飛行方向
200‧‧‧地面控制模組
210‧‧‧螢幕顯示單元
220‧‧‧無線傳輸單元
230‧‧‧控制單元
231‧‧‧飛行姿態
232‧‧‧俯仰角度
233‧‧‧滾轉角度
234‧‧‧偏擺角度
300‧‧‧視頻眼鏡
310‧‧‧眼鏡
320‧‧‧眼鏡顯示單元
330‧‧‧無線接收單元
S1~S8,S21~S28‧‧‧步驟

第1圖係根據本發明之無人飛行載具即時影像回傳系統之第一方塊圖。

第2圖係根據本發明之無人飛行載具即時影像回傳系統之第二方塊圖。

第3圖係根據本發明之無人飛行載具即時影像回傳系統之示意圖。

第4圖係根據本發明之無人飛行載具即時影像回傳方法之第一流程圖。

第5圖係根據本發明之無人飛行載具即時影像回傳方法之第二流程圖。

S1~S8‧‧‧步驟

Claims (10)

1. 一種無人飛行載具即時影像回傳系統，包含： 一飛行載具模組，包含一無人飛行載具、一影像擷取單元以及一飛控單元，該影像擷取單元以及該飛控單元設於該無人飛行載具上，該飛控單元電性連接該影像擷取單元，該影像擷取單元擷取在該無人飛行載具之一範圍內之一影像，該飛控單元即時輸出該影像； 一地面控制模組，包含一螢幕顯示單元、一無線傳輸單元以及一控制單元，該螢幕顯示單元以及該無線傳輸單元電性連接該控制單元，該無線傳輸單元無線連接該飛控單元，以接收來自該飛控單元之該影像，該控制單元根據該影像判斷該無人飛行載具之一飛行姿態，該螢幕顯示單元顯示該影像以及該飛行姿態，該無線傳輸單元輸出該影像以及該飛行姿態；以及 一視頻眼鏡，包含一眼鏡、一眼鏡顯示單元以及一無線接收單元，該眼鏡顯示單元以及該無線接收單元設於該眼鏡上，該無線接收單元電性連接該眼鏡顯示單元，且無線連接該無線傳輸單元，以接收來自該無線傳輸單元之該影像以及該飛行姿態，該眼鏡顯示單元顯示該影像以及該飛行姿態。
2. 如申請專利範圍第1項所述之無人飛行載具即時影像回傳系統，其中該飛行姿態包含一俯仰角度、一滾轉角度以及一偏擺角度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之無人飛行載具即時影像回傳系統，其中該飛行載具模組更包含一空速感測單元，電性連接該飛控單元，感測該無人飛行載具之一飛行速度。
4. 如申請專利範圍第1項所述之無人飛行載具即時影像回傳系統，其中該飛行載具模組更包含一高度感測單元，電性連接該飛控單元，感測該無人飛行載具之一飛行高度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之無人飛行載具即時影像回傳系統，其中該飛行載具模組更包含一方向感測單元，電性連接該飛控單元，感測該無人飛行載具之一飛行方向。
6. 一種無人飛行載具即時影像回傳方法，適用於一飛行載具模組、一地面控制模組、一視頻眼鏡以及一遙控模組，該飛行載具模組包含一無人飛行載具、一影像擷取單元、一空速感測單元、一高度感測單元、一方向感測單元以及一飛控單元，該地面控制模組包含一螢幕顯示單元、一無線傳輸單元以及一控制單元，該視頻眼鏡包含一眼鏡、一眼鏡顯示單元以及一無線接收單元，該無人飛行載具即時影像回傳方法包含： 擷取在該無人飛行載具之一範圍內之一影像； 即時輸出該影像至該地面控制模組； 根據該影像判斷該無人飛行載具之一飛行姿態是否出現異常，若是，在該地面控制模組上顯示一警示訊息、該影像以及該飛行姿態，若否，僅在該地面控制模組上顯示該影像以及該飛行姿態； 判斷一飛行員是否使用該視頻眼鏡，若是，由該地面控制模組輸出該影像、該飛行姿態以及該警示訊息至該視頻眼鏡上顯示，若否，則直接執行下一步驟；以及 由該飛行員根據該影像、該飛行姿態以及該警示訊息，透過該遙控模組輸出一遙控訊號，以遠端遙控該飛行載具模組。
7. 如申請專利範圍第6項所述之無人飛行載具即時影像回傳方法，其中該飛行姿態包含一俯仰角度、一滾轉角度以及一偏擺角度。
8. 如申請專利範圍第6項所述之無人飛行載具即時影像回傳方法，更包含由該空速感測單元感測該無人飛行載具之一飛行速度，由該地面控制模組判斷該飛行速度是否出現異常，若是，在該地面控制模組上顯示該警示訊息以及該飛行速度，若否，則僅顯示該飛行速度。
9. 如申請專利範圍第6項所述之無人飛行載具即時影像回傳方法，更包含由該高度感測單元感測該無人飛行載具之一飛行高度，由該地面控制模組判斷該飛行高度是否出現異常，若是，在該地面控制模組上顯示該警示訊息以及該飛行高度，若否，則僅顯示該飛行高度。
10. 如申請專利範圍第6項所述之無人飛行載具即時影像回傳方法，更包含由該方向感測單元感測該無人飛行載具之一飛行方向，由該地面控制模組判斷該飛行方向是否出現異常，若是，在該地面控制模組上顯示該警示訊息以及該飛行方向，若否，則僅顯示該飛行方向。