用于使用多个遥控飞行器进行游戏的无线通信系统的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请交叉引用
[0002] 本申请要求享有于2012年10月5日递交的并且标题为"Remote-control flying copter "的第61/710, 665号美国临时专利申请、于2012年10月5日递交的并且标题 为"Wireless communication system for game play with multiple remote control flying craft"的第61/710, 671号美国临时专利申请、于2012年10月5日递交的并且标题 为"Single-Handed Controller for a Remote Control flying craft" 的第 29/433, 939 号美国设计专利申请、于2013年3月15日递交的并且标题为"Remote-control flying copter and method"的第13/842, 525号美国专利申请和于2013年3月15日递交的并且标 题为 "Wireless communication system for game play with multiple remote-control flying craft"的第13/843, 490号美国专利申请的优先权，各申请均通过引用视为在此完 全并入。
技术领域
[0003] 本发明一般地涉及比空气重的航空飞行器（其借助诸如空气的流体保持在空中） 的领域。具体地，本发明涉及可以支持多个遥控飞行器之间的游戏的无线通信系统。
【背景技术】
[0004] 遥控飞行器正在变得越来越流行和复杂。尽管诸如军用和民用无人驾驶飞机的大 型飞行器仅在最近二十年才开始使用，但由爱好者制作并试飞的小型无线电控制的飞行器 早已出现。通常，遥控飞行器或者是固定翼的（例如飞机），或者是悬停的（例如直升机或 四轴飞行器）。
[0005] 通过引用而在本文并入的题为"Homeostatic Flying hovercraft"的第 7, 931，239号美国专利中描述了一种小型悬停类型飞行器的一个示例，其描述了使用结合 手持控制器的自平衡悬停控制系统来使飞行器根据偏航、俯仰、横滚和侧向飞行来模仿控 制器的方向。四轴飞行器的另一示例是Parrot ARDrone，其利用四轴飞行器和智能电话或 平板（其充当基于倾斜的遥控器）之间的Wi-Fi连接。另一个示例是Walkera QR Lady Bird迷你四轴飞行器，其经由常规双操纵杆遥控来控制。通常，这些类型的具有三个或四个 分离的转子的电稳定的悬停飞行器或四轴飞行器设计与可以使用某种形式的机械陀螺仪 稳定的单轴双反转转子模型直升机相比更稳定并且更容易学习如何操作。与Lady Bird迷 你四轴飞行器一样，这些较便宜的单轴双反转转子模型直升机通常经由常规双操纵杆遥控 来控制。
[0006] 例如，第8, 200, 375号美国专利（描述了用于悬停类型的遥控飞行器的RF控制器 的弹簧复位控制）和第8, 049, 600号美国专利（描述了遥控飞行器的具有强制反馈的扩频 RF控制器，二者均通过应用而在此并入）还描述了其它类型的用于遥控的控制系统。尽管 这些类型的控制系统解决了 RF通信的各种问题，并且能够为用户提供附加的控制反馈，但 这些方法中没有任何一种解决了用遥控飞行器实现多玩家、多队游戏所特有的控制问题。 通常，上述设备使用仅在特定控制器和它所控制的设备之间专有的射频（RF)协议操作。因 此很难（甚至不可能）添加附加设备。必须经常购买启用了不同的频率或协议的"A"版本 或"B"版本。
[0007] 存在对鲁棒和全功能的无线通信系统的需要，其可以支持多个遥控飞行器（以及 可以用作游戏的部分的其它设备和配件）之间的游戏。
【发明内容】
[0008] 本发明的实施例涉及用于使得由控制器控制的遥控飞行器能够进行游戏的系统 和方法，每个飞行器包括具有射频（RF)和红外（IR)能力的无线通信系统。在一些实施例 中，系统包括：多个悬停遥控飞行器，每个飞行器由手持控制器控制，并且还可以包括至少 一个附加的能够使用无线的不飞行游戏配件单元，例如盘（puck)、地面站和/或玩具枪。在 一些实施例中，至少来讲，所有的飞行器和控制器经由RF协议进行通信，所述RF协议基于 包含在RF通信协议中的配对标识信息在控制器和遥控飞行器的特定配对之间发射至少控 制通信；以及所有飞行器和至少一个附加的不飞行游戏配件单元还经由至少IR协议进行 通信，所述IR协议在至少多个遥控飞行器之间发送游戏信息。
[0009] 在各种实施例中，至少每一飞行器可以包括可选颜色的LED灯，来显示所选队的 颜色。在游戏系统的各种单元之间使用RF和IR协议和可选颜色LED显示使得能够使用遥 控飞行器进行多玩家、多队游戏。在一些实施例中，队颜色显示位于飞行器的顶和/或底 部。在一些实施例中，在飞行器的外部保护圈上显示队颜色。在一些实施例中，飞行器的本 体是半透明的，并且队颜色照亮飞行器的本体。在一些实施例中，使用显示队颜色的其它方 法。在另一些实施例中，使用一个或更多个上述队颜色显示方法。
[0010] 在各种实施例中，RF协议和/或IR协议被定义为使得遥控飞行器和/或其控 制器能够与其它设备、控制器或配件连接。例如，配件可以包括盘配件、玩具枪配件或平 板/笔记本计算机地面站。可以支持多种飞行游戏；例如多队狗战（Dog Fighting)、占山 为王（King of the Hill)、统治（Domination)、捕获旗巾只（Capture the Flag)、捕获团队 (Capture the Team)、贴标签（Tag)、消灭（Elimination)或甚至是借助哈利波特系列小说 而流行的魁地奇（Quidditch?)游戏的变型。
[0011] 在一些实施例中，上述游戏加入了当被另一个IR传输打击时对相应悬停遥控飞 行器的各级模拟"损坏"。例如，在第一次被打击时，飞行器在一些实施例中被编程为结合通 过控制器发送的振动而摇晃。在第二次被打击时，飞行器在一些实施例中被编程为降低动 力和性能。在第三次被打击时，飞行器在一些实施例中被编程为迫降预定时间量（例如，若 干秒，这取决于游戏）。
[0012] 发明的该描述不旨在描述本发明的每个所示的实施例或每个实施方式。在发明的 某实施例之后示例性示出附图和详细描述。
【附图说明】
[0013] 考虑本发明的一些实施例的详细说明，结合所附的附图，可以更全面地理解本发 明，其中：
[0014] 图1根据发明的一些实施例的悬停遥控飞行器和配件的游戏系统的框图。
[0015] 图2是根据发明的一些实施例的用于游戏King of the Hill的游戏系统的框图。
[0016] 图3是根据发明的一些实施例的用于游戏Domination的游戏系统的框图。
[0017] 图4是根据发明的一些实施例的用于游戏Capture the Flag的游戏系统的框图。
[0018] 图5是根据发明的一些实施例的用于游戏Tag的游戏系统的框图。
[0019] 图6是根据发明的一些实施例的用于游戏Elimination的游戏系统的框图。
[0020] 图7是根据发明的一些实施例的用于Quidditch1M^-对一游戏的游戏系统的框 图。
[0021] 图8是根据发明的一些实施例的用于Quidditdi?5的完整游戏的游戏系统的框 图。
[0022] 图9是根据发明的一些实施例的用于游戏猎鸭（Duck Hunt)的游戏系统的框图。
[0023] 图10是根据发明的一些实施例的包括被配置为在计算设备上执行的游戏控制应 用的游戏系统的框图。
[0024] 图11示出了队选择状态引擎中所包括的RF通信协议的实施例的特定细节。
[0025] 尽管发明适于各种修改和替代形式，已经在附图中通过示例的形式示出了并将详 细描述本发明的细节。应当理解的是，然而，本发明不限于所描述的特定实施例。相反，本 发明涵盖所有由所附权利要求定义的落入发明的精神和范围内的修改、等价和替换。
【具体实施方式】
[0026] 尽管为了说明，本发明包含许多细节，本领域技术人员将理解，以下细节的许多变 型和替换在发明的范围内。相应地，阐述了发明的以下优选实施例，而不失一般性，并且不 对主张的发明施加限制。此外，在优选实施例的以下详细描述中，参照形成其中的一部分的 附图，并且其中以可以实现发明的说明特定实施例的形式示出。应该理解的是，可以利用其 它实施例，并且可以不离开本发明的范围而做出结构的改变。
[0027] 附图中出现的附图标记的前一或多位数字通常与首先引入那个组件的附图中的 附图标记相对应，使得在贯穿本文使用的相同的附图标记指示在多个附图中出现的同一组 件。可以用同一附图标记或标签来指示信号和连接，并且将根据它在说明书上下文中的使 用清楚实际意义。
[0028] 参照图1，游戏系统100可以包括遥控飞行器102、遥控飞行器102的控制器104， 和不飞行游戏配件，例如盘106、玩具"枪"108和地面站110。在实施例中，系统与图1中所 示那些相比，可以包括更少的或更多的独立不飞行游戏配件。例如，可以在特定游戏中使用 多个盘106。在其它实施例中，可以使用多个玩具枪108。在其它实施例中，可以使用多个 地面站110。
[0029] 在一些实施例中，遥控飞行器102是适于由手持遥控控制器104控制的悬停飞行 器，并且在一个实施例中包括成型框架组合件，其包括从中心本体延伸的多个臂，每个臂上 具有电机和相应螺旋桨。在各种实施例中，电机和螺旋桨在每个臂的远端面向下安装，使 得电机覆盖在电机之上。在一些实施例中，中心本体被形成为双层结构，其夹持电路板，以 便为框架提供结构支撑。在一些实施例中，电路板包括便于导线连接器安装的多个卡口 (tab)，并且还可以为IR和RF通信提供天线和发射机。在一些实施例中，可移除的安全圈 通过由多个Y型臂支撑的外圈来保护螺旋桨不侧向接触，多个Y型臂的每一个适于与多个 臂中相应的一个相对应，并且与多个臂中相应的一个连接。此外，悬停遥控飞行器102包括 用于照亮悬停遥控飞行器102的发光二极管（LED)或其它半导体光源。
[0030] 在一个实施例中，控制器104是由用户用于控制悬停飞行器102的单手控制器，控 制器包括具有成角度的形状的控制器本体，所述控制器本体包括用于控制器的方向参考 的平的顶面、适于与用户的食指接触的从控制器本体突出的扳机、适于与用户的拇指接触 的从平的顶面突出的顶帽、以及