TWI564216B

TWI564216B - 偵測曁啟閉電源開關之小型飛行裝置及方法

Info

Publication number: TWI564216B
Application number: TW103143342A
Authority: TW
Inventors: 李南逸; 郭建明; 洪心澄; 李羽書
Original assignee: 南臺科技大學
Priority date: 2014-12-11
Filing date: 2014-12-11
Publication date: 2017-01-01
Also published as: TW201620789A

Description

偵測曁啟閉電源開關之小型飛行裝置及方法

本發明係有關於一種可以於家裡任意飛行進行巡邏偵測監控，且不受任何地形、地物所阻礙，而可以自動關閉或開啟電源開關之飛行器及方法。

由於目前大部份人的工作形態，均以周休二日的模式為主，如果遇到國定假日時則會形成有一連假，因此一般家庭則可能利用此長假期，安排全家人進行國外或國內的長途旅行。往往會使得家中長時間是空無一人，因此出門在外時，總會擔心家中所有電器裝置的電源開關是否已全部關閉。由於未關閉之電源開關除了造成能源的浪費以外，更進一步會因為電源開關未關閉，使電器裝置因長時間使用而有引發火災之可能性。以及會擔憂是否有外人侵入家裡，而造成財物之損失。

因此有如中華民國103年8月11日所公告之新型第M483806號「智慧安全防護整合系統載具」專利案，其係揭露有：載具包含：一滅火裝置、一通報保全裝置、一通信傳輸裝置、一自動運行裝置以及一偵測裝置。滅火裝置設有滅火鋼瓶及一噴頭，噴頭可對準火源噴灑滅火藥劑。通報保全裝置係設於載具內部，具有紅外線夜視鏡頭供主動偵測及錄製影像。通信傳輸裝置係設於載具內部，具有WI-FI訊號發送器及GSM訊號發送器，供傳送通報保全裝置所錄製的影像給相關人員。自動運行裝置係設於載具外部，供載具能自動移動及自動閃避障礙物；偵測裝置係設於載具內部，具有紅外線熱像儀、高解析度視訊系統、氣體偵測系統，供偵測環境設備是否異常，並可發出警報及傳送影像給相關人員。藉此達到自動監控、自動滅火、自動通報等功能，以提昇火災的通報及處理效率。

惟，該專利前案僅能針對已發生火災時，進行監控、滅火及通報之作用。但卻為時已晚，已可能造成家中的財物損失或鄰居的人員傷亡，並無法在電源開關未關閉時，就先發出警示或將其關閉。而且該專利前案僅具有一平面式之監測範圍，一旦遇到高度較高的地形、地物之阻礙時，則無法進行監測。故其使用之效果不佳。

另外有如中華民國98年2月1日所公開之發明第200905617號「移動式取像系統及其控制方法」專利案，其係揭露：利用具有升降功能的平台以搭載各種不同功用的攝影機，同時利用全向輪以做為驅動整體移動式取像系統移動的動力，因此，使得移動式取像系統可在各種的環境中，藉由其可移動的特性以及可升降攝影機以對不同位置、不同高度的目標物進行影像的擷取，且該移動式取像系統更可透過有線通訊的方式或是無線通訊的方式以與一遠端控制系統聯繫，因此，亦可以讓使用者在遠端透過遙控的方式來對移動式取像系統進行即時的操控，以讓使用者可以對於所欲監控的環境進行全面且即時的觀察。

然，該專利前案僅能利用攝影機將家中的情形，傳輸至使用者的手機裡進行監測及通知，藉以達到一防止外人侵入之巡邏與保全之功能。但是一旦家中有電源開關未關閉時，使用者並無立即趕回來關閉，故同樣有發生火災的危險性。而且該專利前案之攝影機雖然具有昇降之作用，可對於平面式以外之監測範圍進行拍攝，但是遇到其昇降極限以外的高度範圍時，同樣無法進行監測。故於使用上仍然不盡理想。

爰此，有鑑於目前對於家裡電器裝置未關閉的電源開關，並沒有一套完善的啟閉機制。故本發明提供一種偵測曁啟閉電源開關之小型飛行裝置，包括有：一可攜式電子裝置，其係具有一螢幕，該可攜式電子裝置係內建有一行動應用程式，執行該行動應用程式係會於該螢幕上顯示有一主畫面；一飛行載具，其係透過一連線網路與該可攜式電子裝置進行連線控制，該飛行載具係分別設有一處理運算單元、一環境偵測單元、一攝影單元、一飛行動力單元、一機械手臂單元及一電源供應單元；該處理運算單元係包括有一訊號接收發射模組及一記憶儲存模組，該訊號接收發射模組係供接收來自於該可攜式電子裝置執行該行動應用程式後之所有控制指令，並且將該處理運算單元的運算處理結果儲存於該記憶儲存模組；該環境偵測單元係偵測一空間中任一電器裝置的使用狀態；該攝影單元係將所拍攝到之影像傳輸至該可攜式電子裝置之螢幕上顯示；該飛行動力單元係控制該飛行載具按照一飛行路線於該空間中自動飛行，或以手動方式控制飛行；該機械手臂單元係於該空間中具有一三度空間的移動路徑，用以開啟或關閉該電器裝置之一電源開關；該電源供應單元係供應該飛行載具作動時所需之電力。

上述執行該行動應用程式係會於該主畫面內，分別顯示一偵測開關模式、一即時影像傳輸模式、一飛行路線管理模式、一手動飛行控制模式及一啟閉開關模式之主選項。

上述飛行路線管理模式之主選項係包括有一新增路線、一修改路線及一刪除路線之次選項。

上述環境偵測單元係包括有一光源偵測模組及一聲音偵測模組，該環境偵測單元係接受該處理運算單元之控制，而根據該行動應用程式所執行之偵測開關模式，用以偵測該空間中電器裝置的使用狀態，該使用狀態係包括有該電器裝置於啟動時所顯示之燈號、光線或運轉時、播放時所發出之聲音。

上述攝影單元係接受該處理運算單元之控制，而根據該行動應用程式所執行之即時影像傳輸模式，將所拍攝得到之影像透過該訊號接收發射模組，將其傳輸至該螢幕上顯示。

上述飛行動力單元係接受該處理運算單元之控制，而根據該行動應用程式所執行之飛行路線管理模式，控制該飛行載具按照該飛行路線指引飛行，並且可自動記憶與學習建立新路徑，根據每一個不同電器裝置的高度，而以動態方式自動執行飛行巡邏偵測之工作，或該飛行動力單元係根據該行動應用程式所執行之手動飛行控制模式，以手動方式控制該飛行載具飛行。

上述執行該行動應用程式之啟閉開關模式，該處理運算單元係預先透過該訊號接收發射模組，與該電器裝置之電源開關進行頻率的配對，該處理運算單元控制該訊號接收發射模組發射一紅外線、一藍芽或一2.4GHZ無線頻率之遙控訊號，以電子感應之遙控方式關關該電器裝置之電源開關。

上述機械手臂單元係接受該處理運算單元之控制，而根據該行動應用程式所執行之啟閉開關模式，針對該空間中該電器裝置之電源開關進行關閉或啟動之動作，該機械手臂單元之移動路徑係能相對於一地面做前後、左右及上下的三度空間座標移動。

上述電源供應單元係設有一充電座，該充電座係外接一電源，以供該飛行載具停靠於該充電座上，可對於該電源供應單元進行充電。

本發明亦可為一種偵測曁啟閉電源開關之方法，其係利用上述偵測曁啟閉電源開關之小型飛行裝置共同執行，該飛行載具首先偵測家裡有人或無人，經偵測無人在家時自動啟動執行飛行巡邏偵測之工作，其係利用該可攜式電子裝置執行該行動應用程式，用以連線控制該飛行載具，使該飛行載具依照一飛行路線於該空間中自動飛行，並使該飛行載具偵測該家裡空間中任一特定或組合之電器裝置的使用狀態，而控制該飛行載具開啟或關閉該電器裝置之電源開關。

本發明具有下列之優點：

1.本發明係可供使用者出門在外或偵測到家裡無人時，可以安排任何的飛行路線，定時自動飛行進行偵測，用以巡邏監控家中任何特定或組合未關閉電源開關之電器裝置，並且即時通知使用者，以達到警示之效果。

2.本發明係可以透過電子感應的遙控式或機械式，以開啟或關閉特定或組合之電器裝置的電源開關。其中該遙控式係透過紅外線、藍芽或2.4GHZ無線頻率等電子感應方式進行遙控。該機械式係可利用一機械手臂單元，自動關閉電器裝置之電源開關，以供使用者無庸儘速趕回家裡處理，故可節省能源，以及防止火災發生的危險。

3.本發明更可進一步監控家裡是否有被外人侵入之情形發生，而能確保生命財產之安全。

4.本發明除了可用以自動關閉電源開關外，亦可應用於自動啟動電器裝置的電源開關，例如控制電鍋自動煮飯、洗衣機自動洗衣、微波爐自動加熱食物、預先啟動冷氣機冷房或夜間自動開啟夜燈以嚇阻宵小，藉以可增加使用上的便利性及功能性。

5.本發明係可配合攝影單元持續拍攝家裡的影像，以輔助判斷家裡電器裝置之電源開關是否未關閉，或者家裡是否有外人侵入，藉以可提高判斷的正確度與識別度。

6.本發明更可以透過設定固定或動態開關電源路徑與高度進行開關飛行，而任意的新增、修改及刪除自動飛行的路線，可配合家裡不同的地點或位置進行監控，以增加其方便性。

7.本發明亦可供使用者直接於外面，以手動方式控制飛行載具進行飛行監控，以增加其機動性，並且避免監控上的死角產生。

8.本發明利用飛行方式進行偵測，故可以避免受到高度較高的地形、地物之阻礙，而可達到三度空間之偵測範圍，完全無任何的監控死角。

(1)‧‧‧可攜式電子裝置

(11)‧‧‧螢幕

(12)‧‧‧行動應用程式

(13)‧‧‧主畫面

(2)‧‧‧飛行載具

(21)‧‧‧處理運算單元

(211)‧‧‧訊號接收發射模組

(212)‧‧‧記憶儲存模組

(22)‧‧‧環境偵測單元

(221)‧‧‧光源偵測模組

(222)‧‧‧聲音偵測模組

(23)‧‧‧攝影單元

(24)‧‧‧飛行動力單元

(25)‧‧‧機械手臂單元

(26)‧‧‧電源供應單元

(261)‧‧‧充電座

(A)‧‧‧連線網路

(B)‧‧‧電器裝置

(C)‧‧‧電源開關

[第一圖]係為本發明裝置之架構圖。

[第二圖]係為本發明裝置之立體外觀圖。

[第三圖]係為本發明執行行動應用程式之流程圖。

[第四圖]係為本發明執行飛行路線管理模式之新增路線的流程圖。

[第五圖]係為本發明執行飛行路線管理模式之修改路線的流程圖。

[第六圖]係為本發明執行飛行路線管理模式之刪除路線的流程圖。

[第七圖]係為本發明執行偵測開關模式之流程圖。

[第八圖]係為本發明飛行載具偵測電源開關之示意圖。

[第九圖]係為本發明執行飛行路線管理模式之刪除路線的流程圖。

[第十圖]係為本發明執行即時影像傳輸模式之流程圖。

[第十一圖]係為本發明執行啟閉開關模式之流程圖。

[第十二圖]係為本發明控制機械手臂單元關閉電源開關之示意圖。

首先，請參閱第一圖及第二圖所示，本發明實施例係為一種偵測曁啟閉電源開關之小型飛行裝置，包括有可攜式電子裝置(1)及飛行載具(2)，其中：可攜式電子裝置(1)，其係可為一智慧型手機、一平板電腦、一筆記型電腦或一智慧型手錶。該可攜式電子裝置(1)係具有一螢幕(11)，該螢幕(11)係可為一觸控制式螢幕。又該可攜式電子裝置(1)係內建有一行動應用程式(12)〔mobile application，簡稱：app〕，該行動應用程式(12)係可於該螢幕(11)上顯示有一主畫面(13)，該主畫面(13)內係分別顯示一偵測開關模式、一即時影像傳輸模式、一飛行路線管理模式、一手動飛行控制模式及一啟閉開關模式之主選項。其中該飛行路線管理模式之主選項係包括有一新增路線、一修改路線及一刪除路線之次選項，以供選擇執行。

飛行載具(2)，其係透過一連線網路(A)與該可攜式電子裝置(1)進行連線控制，該連線網路(A)係可為一網際網路、一Wi-Fi網路、一3G通訊網路、一4G通訊網路其中之一或其任意組合。該飛行載具(2)係分別設有一處理運算單元(21)、一環境偵測單元(22)、一攝影單元(23)、一飛行動力單元(24)、一機械手臂單元(25)及一電源供應單元(26)。其中，該處理運算單元(21)係包括有一訊號接收發射模組(211)及一記憶儲存模組(212)。該訊號接收發射模組(211)係可供接收來自於該可攜式電子裝置(1)執行該行動應用程式(12)後之所有控制指令，並且將該處理運算單元(21)所有的運算處理結果儲存於該記憶儲存模組(212)。該環境偵測單元(22)係包括有一光源偵測模組(221)及一聲音偵測模組(222)。該環境偵測單元(22)係接受該處理運算單元(21)之控制，而根據該行動應用程式(12)所執行之偵測開關模式，用以偵測一空間中任一電器裝置的使用狀態，該使用狀態係包括有該電器裝置於啟動時所顯示之光線或運轉時所發出之聲音。該攝影單元(23)係接受該處理運算單元(21)之控制，而根據該行動應用程式(12)所執行之即時影像傳輸模式，將所拍攝得到之影像透過該訊號接收發射模組(211)，將其傳輸至該可攜式電子裝置(1)之螢幕(11)上顯示。該飛行動力單元(24)係可為一旋翼系統，藉以接受該處理運算單元(21)之控制，而根據該行動應用程式(12)所執行之飛行路線管理模式，控制該飛行載具(2)按照飛行路線指引飛行。或者該飛行動力單元(24)根據該行動應用程式(12)所執行之手動飛行控制模式，以手動方式控制該飛行載具(2)飛行。該機械手臂單元(25)係接受該處理運算單元(21)之控制，而根據該行動應用程式(12)所執行之啟閉開關模式，針對該空間中所有電器裝置之電源開關進行關閉或啟動之動作。該機械手臂單元(25)係具有一相對於地面可做前後、左右及上下之三度空間的移動路徑。該電源供應單元(26)係可為一電瓶、一電池或一發電機，藉以供應上述該飛行載具(2)及其處理運算單元(21)、環境偵測單元(22)、攝影單元(23)、飛行動力單元(24)及機械手臂單元(25)作動時所需之電力。又本發明係可當該飛行載具(2)停止未飛行時，係可停靠於一充電座(261)上，該充電座(261)可以外接電源，以供對於該電源供應單元(26)進行充電。

本發明實施例係為一種偵測曁啟閉電源開關之方法，並配合上述偵測曁啟閉電源開關之小型飛行裝置共同執行。使用時，如第一圖及第三圖所示，使用者係啟動該可攜式電子裝置(1)，並且透過該連線網路(A)，使該可攜式電子裝置(1)與該飛行載具(2)進行連線控制。然後執行該可攜式電子裝置(1)之行動應用程式(12)，該行動應用程式(12)係於該螢幕(11)上顯示出該主畫面(13)，該主畫面(13)中係包括有該偵測開關模式、該即時影像傳輸模式、該飛行路線管理模式、該手動飛行控制模式及該啟閉開關模式之主選項。

使用者當執行該可攜式電子裝置(1)控制該飛行載具(2)進行自動飛行及偵測時，經由該主畫面(13)點選該飛行路線管理模式之主選項，然後於該螢幕(11)會顯示該新增路線、該修改路線及該刪除路線之次選項。首次飛行時則需點選該新增路線，如第四圖所示，然後該行動應用程式(12)則會執行並且發出控制指令，然後經由該訊號接收發射模組(211)接收來自於該可攜式電子裝置(1)執行該行動應用程式(12)所發出之控制指令，然後將該控制指令傳輸至該處理運算單元(21)進行處理運算。於該可攜式電子裝置(1)之螢幕(11)上以手動方式，控制該飛行載具(2)之飛行動力單元(24)，於家中或其他空間中，依照所欲巡邏偵測的路徑飛行一次，該路徑係以涵蓋到家中所有放置電器裝置之位置為主。經確認完成無誤後，則將該首次的飛行路線儲存於該記憶儲存模組(212)，以供下次再執行時，可以直接讀取該飛行路線，而自動飛行進行巡邏偵測的工作。

使用者如果需要進行修改飛行路線時，如第五圖所示，同樣經由該主畫面(13)點該飛行路線管理模式之主選項，然後於該螢幕會顯示該新增路線、該修改路線及該刪除路線之次選項。再點選該修改路線，從先前所建立之所有飛行路線中，選擇其中一條所欲修改之飛行路線。由於其修改係以飛行之時間作為修改之單位，故可選擇該飛行路線中任何一段時間的路徑進行修改。待修改之飛行時間選擇後，該行動應用程式(12)則會執行並且發出控制指令，然後經由該訊號接收發射模組(211)接收來自於該可攜式電子裝置(1)執行該行動應用程式(12)所發出之控制指令，然後將該控制指令傳輸至該處理運算單元(21)進行處理運算。並控制該飛行載具(2)由該段所選擇之飛行時間從同一位置開始飛行，並且同時該由可攜式電子裝置(1)之螢幕(11)上以手動方式，控制該飛行載具(2)之飛行動力單元(24)進行飛行，如飛行完畢後，經確認完成無誤後，即可將該已修改的飛行路線儲存於該記憶儲存模組(212)，以供下次再執行時，可以直接讀取已修改後之飛行路線，而自動飛行進行巡邏偵測的工作。

使用者如果需要刪除舊有的飛行路線時，如第六圖所示，同樣經由該主畫面(13)點該飛行路線管理模式之主選項，然後於該螢幕會顯示該新增路線、該修改路線及該刪除路線之次選項。再點選該刪除路線，從先前所建立之所有飛行路線中，選擇其中一條所欲刪除之飛行路線。經刪除確認完成無誤後，即可將該已刪除的飛行路線由該記憶儲存模組(212)中移除，於下次再執行時，則無法顯示該已被刪除之飛行路線。

當開始執行飛行巡邏偵測時，使用者係可於該主畫面(13)中選擇該偵測開關模式之主選項，如第七圖所示。則可以設定自動執行的時間及選擇飛行路線，例如使用者之家裡連續五天都沒有人在家時，則可設定每隔若干小時後，即自動執行飛行巡邏偵測之工作一次，並且連續執行五天，以及選擇家裡的飛行路線，藉以可確保家裡之安全。經由自動執行之時間設定完成後，一旦所設定的時間到達後，該飛行動力單元(24)即會接受該處理運算單元(21)之控制而啟動，該飛行載具(2)首先會偵測家裡有人或無人在現場，經偵測無人在家時才會自動啟動執行飛行巡邏偵測之工作。該飛行動力單元(24)並根據該行動應用程式(12)所儲存之飛行路線，控制該飛行載具(2)按照飛行路線指引飛行。同時啟動該環境偵測單元(22)之光源偵測模組(221)及聲音偵測模組(222)。該環境偵測單元(22)係接受該處理運算單元(21)之控制，而根據該行動應用程式(12)所執行之偵測開關模式，用以偵測在家裡這個空間中的任一電器裝置(B)的使用狀態〔如第八圖所示〕，例如家裡如有電器裝置(B)未關閉之電源開關(C)，而係處於啟動的狀態下，該電器裝置(B)如有顯示出已啟動之指示燈號、電燈的照明光線、電視螢幕播放的影像光線等，則會被該光源偵測模組(221)所偵測到。又或者該未關閉電源開關(C)之電器裝置(B)並不具有任何啟動之指示燈號、照明光線或播放的影像光線時，則可偵測其運轉時所發出之聲音，例如洗衣機、冷氣機、電風扇、收音機、音響，則會被該聲音偵測模組(222)所偵測到。該處理運算單元(21)則會透過該訊號接收發射模組(211)發出一警示訊號至該可攜式電子裝置(1)，並於該螢幕(11)之主畫面(13)中顯示，以提醒使用者注意。

使用者亦可於該主畫面(13)中選擇該即時影像傳輸模式之主選項，如第九圖所示。該攝影單元(23)於執行該飛行路徑之飛行途中，係接受該處理運算單元(21)之控制而開啟，並開始持續拍攝家裡的所有影像。並且根據該行動應用程式(12)所執行之即時影像傳輸模式，將所拍攝得到之影像透過該訊號接收發射模組(211)，將其傳輸至該可攜式電子裝置(1)之螢幕(11)上顯示，以供使用者可以判斷家裡的狀況，以確認是那一個電器裝置(B)的電源開關未關閉，或者家裡是否有外人侵入，藉以提高判斷的正確度與識別度。

使用者亦可於該主畫面(13)中選擇該手動飛行控制模式之主選項，如第十圖所示。該飛行動力單元(24)根據該行動應用程式(12)所執行之手動飛行控制模式，以供使用者可以手動方式控制該飛行載具(2)飛行，以偵測家裡於飛行路線以外的區域進行偵測。並配合該攝影單元(23)之持續拍攝影像，同樣可以判斷家裡電器裝置(B)之電源開關是否未關閉，或者家裡是否有外人侵入，藉以可提高判斷的正確度與識別度。

使用者經警示通知後，如需關閉家裡已開啟之電源開關時，如第十一圖及第十二圖所示。係於該主畫面(13)中選擇該啟閉開關模式之主選項。而可選擇以遙控式或機械式關閉電源開關之次選項。經選擇以遙控式關閉電源開關時，由於該處理運算單元(21)係預先透過該訊號接收發射模組(211)，與該電器裝置之遙控器的電源開關進行頻率的配對，其係可透過該紅外線、藍芽或2.4GHZ無線頻率等電子感應方式進行遙控。當該行動應用程式(12)執行並且發出控制指令，然後經由該訊號接收發射模組(211)接收來自於該可攜式電子裝置(1)執行該行動應用程式(12)所發出之控制指令，然後該處理運算單元(21)則控制該訊號接收發射模組(211)以發射一紅外線、藍芽或2.4GHZ無線頻率之遙控訊號，用以遙控方式關關該電器裝置之遙控器的電源開關。如果係選擇以機械式關閉電源開關之次選項時，則該行動應用程式(12)執行並且發出控制指令，然後經由該訊號接收發射模組(211)接收來自於該可攜式電子裝置(1)執行該行動應用程式(12)所發出之控制指令，然後該處理運算單元(21)則控制該機械手臂單元(25)，以相對於地面之三度空間的移動方式〔如第十二圖所示〕，可以前後伸縮移動、左右移動或上下移動等路徑，針對該家裡電器裝置(B)未關閉之電源開關(C)進行關閉之動作。藉以供使用者外出時，無庸急忙趕回家裡，即可針對未關閉之電源開關予以關閉，藉以可節省能源，防止火災發生的危險性。更可進一步監控家裡是否有被外人侵入之情形發生，並且可以執行自動通報警察單位、保全公司等一遠端單位，以便該遠端單位立即派人查看或逮捕入侵者，而能確保生命財產之安全。又本發明之啟閉開關模式除了可用以自動關閉電源開關外，亦可應用於自動啟動電器裝置的電源開關，例如預先設定一固定時間，於時間到達後，即可控制該飛行載具(2)自動起飛，並以遙控式或機械式開啟電源開關，例如控制電鍋自動煮飯、洗衣機自動洗衣、微波爐自動加熱食物、預先啟動冷氣機冷房或夜間自動開啟夜燈以嚇阻宵小，藉以可增加使用上的便利性及功能性。本發明上述實施例係可透過偵測後，自動記憶與學習建立新路徑，並根據每一個不同電器裝置的高度，而以動態方式自動執行飛行巡邏偵測之工作，用以關閉家中任何特定或組合未關閉電源開關之電器裝置。亦可以手動飛行控制模式，控制該飛行載具(2)飛行，同樣以遙控式或機械式開啟電源開關，而達到相同之功效。

惟，以上所述僅為本發明其中之一實施例，當不能以此限定本發明之申請專利保護範圍，舉凡依本發明之申請專利範圍及說明書內容所作之簡單的等效變化與替換，皆應仍屬於本發明申請專利範圍所涵蓋保護之範圍內。