一种用于采集昆虫样本的无人飞行系统及其方法与流程

本发明是关于无人飞行系统的领域，尤其是用于采集昆虫样本的无人飞行系统。

背景技术：

无人驾驶的飞行器因为能够深入到人类难以到达的地区，因此有许多的应用，像是以高空拍照方式监测农地或森林，报导新闻、进行科学研究甚至于到作为国防或执法的应用等等。除了这些应用之外，无人机还开始作为防疫的用途，相比于过去需要出动大量的防疫载具、设备以及人力，以无人机进行空中洒药的方式能够节省不少的成本。

然而，以无人机洒药的防疫方式虽然可以节省人力，但是如果洒药的地区不能够集中在疫区，也不能够有效的进行防疫。在进行防疫之前，如果能够先采集到对应的生物样本并进行分析以确认疫区范围或是需要喷洒药物的区域，就能够更有效的进行防疫。

有鉴于此，本专利提出一种采集昆虫样本的无人飞行系统，用于采集昆虫样本，但是本专利提出之发明的应用并不局限于防疫，也可用于任何其他需要采集昆虫样本的应用。

技术实现要素：

本发明的第一目的是提出一种采集昆虫样本用的无人飞行系统，包括一飞行器、一飞行控制模块以及一采集模块。飞行器上挂载飞行控制模块与采集模块。飞行控制模块包含一控制单元以及一通讯单元。控制单元根据预先设定的飞行路线控制飞行器，或控制飞行器在预先设定的飞行区域内飞行，或者根据所接收的一讯号控制无人机的飞行路线或采集地点；通讯单元用于传送讯号至用户端或由用户端接收讯号。采集模块包括一化学物质释放单元、一容器、一闸门控制单元以及一光感测单元。化学物质释放单元释放一或多种可吸引昆虫的化学物质混合物或合成物进入该容器。光感测单元置于容器内，并根据所感测到的光强度产生不同的讯号，该讯号传送到闸门控制单元。当进入容器的昆虫达到一定的数量后，光感测单元因为光源逐渐被昆虫遮蔽而产生讯号变化，当该讯号达到或低于一预设值时，闸门控制单元使闸门关闭，停止采集昆虫。此讯号还可传送到飞行控制模块的控制单元，以控制无人机返航或到下一个地点采集。

本发明的第二目的是根据前述的无人飞行系统，其中采集模块更包括一光源，用于作为光感测单元之感测光强度的参考光源。

本发明的第三目的是根据前述的无人飞行系统，其中的光感测组件可包含一太阳能电池，其除可根据所感测之光强度产生不同之讯号外，还可将所感测的光能转为电能，以补充本系统所需的电力。

本发明的第四目的是根据前述的无人飞行系统，其中该化学物质释放单元可接收光感测组件之讯号，并根据该讯号适性调整所释放之化学物质的单位释放量。

本发明的第五目的是根据前述的无人飞行系统，其中光感测组件的感测讯号经由飞行控制模块的通讯组件传送到客户端。

本发明的第六目的是根据前述的无人飞行系统，更包括一环境参数感测单元，用于感测无人机所在的环境参数，例如温度、湿度、光线强度或光波长、或空气中的特定成分，环境参数讯息传送到飞行控制模块的控制单元，控制单元根据该环境参数信息决定无人机的采集地点或飞行方向；或者经由飞行控制模块的通讯单元，并可供用户进一步据此调整或改变飞行路线或采集地点。

本发明的第七目的是提供一种以无人机采集昆虫样本的方法，包括以下步骤：(a)无人机根据一预先设定的飞行路线飞行至一采集地点后，开始释放一或多种化学物质以吸引昆虫进入容器；(b)容器内置有一光感应单元，可根据所感测的光强度产生不同之讯号，由于进入容器的昆虫遮蔽部分可被光感测单元所感测的光，使得光传感器上的信号变化；(c)当该信号低于或达到一默认值时，触发容器的闸门关闭，以停止采集昆虫。

本发明的第八目的是根据前述的无人机采集昆虫样本方法，其中化学物质的单位释放量可根据光传感器的信号适性调整。

本发明的第九目的是根据前述的无人机采集昆虫样本方法，其中无人机是根据一环境感测资讯决定采集地点，环境感测资讯可以是温度、湿度、光强度、光波组成、空气成分组成等至少其中一种。

本发明所采用的具体技术，将通过以下的实施例及附呈图式作进一步的说明。

【附图说明】

图1是本发明的无人机采集昆虫样本系统的架构图；

图2是本发明的无人机采集昆虫样本系统的另一种架构图。

【具体实施方式】

为充分了解本发明的目的、特征及功效，通过下述具体的实施例，并配合所附的图式，对本发明做一详细说明，说明如下：

在本发明中，使用「一」或「一个」来描述本文所述的单元、组件和组件。

此举只是为了方便说明，并且对本发明之范畴提供一般性的意义。因此，除非很明显地另指他意，否则此种描述应理解为包括一个、至少一个，且单数也同时包括多个。

在本发明中，使用「包含」、「包括」、「具有」、「含有」或其他任何类似用语意欲涵盖非排他性的包括物。举例而言，含有复数要件的一组件、结构、制品或装置不仅限于本文所列出的此等要件而已，而是可以包括未明确列出但却是所述组件、结构、制品或装置通常固有的其他要件。除此之外，除非有相反的明确说明，用语「或」是指涵括性的「或」，而不是指排他性的「或」。

请参考图1，无人机100上挂载飞行控制模块101和采集模块102。飞行控制模块101上包括一通讯单元1011和一控制单元1012。控制单元1012是用于控制无人机100的采集地点或飞行路线，包括飞行方向或是控制无人机100在一预定的区域内飞行。控制单元1012可以经由外部程式预先设定飞行路线或飞行区域。通讯单元1011可用于接收及发射一讯号，例如用户端所发出的遥控讯号或其他无人机100上的感测器或组件所产生的讯号。采集模块102则包含容器1021、闸门控制单元1022、化学物质释放单元1023以及光感测单元1024。化学物质释放单元1023释放一或多种化学物质的合成物或混合物，用于吸引昆虫进入容器1021；容器1021具有一闸门，并以闸门控制单元1022控制其开关。光感测单元1024根据所感测的光强度产生不同的讯号，并传送到闸门控制单元1022。当光感测单元1024所产生的讯号达到(或低于)一预设值时，闸门控制单元1022关闭或开启闸门，以开始或停止采集昆虫样本。聚集在容器1021中的昆虫会遮蔽光感测单元1024所感测的光强度，故光感测单元1024所产生的讯号可对应到采集的昆虫样本数量。

另外一种实施方式中，采集模块102还可以包括一光源1025，用于作为光感测单元1024的参考光源。因此当光感测元件1024所感测到之光源1025的光强度因为昆虫数量而减少时，使其所产生的讯号产生变化，达到与前段实施方式相同的功效。光源1025的波长可以经过特别的设计或选择，用于吸引特定的昆虫，例如蚊子，详细的选择可以参考文献：journaloftheamericanmosquitocontrolassociation,25(3):285–291,2009,theamericanmosquitocontrolassociation,inc。

光感测元件1024所产生的讯号也可传送到通讯单元1011而传送到用户端，使用户可以察知采集昆虫的状态，用户可根据光感测元件1024的信号进一步决定是否继续采集或停止采集。

在一实施方式中，光感测元件1024所产生的讯号传送到化学物质释放单元1023，化学物质释放单元1023依照该讯号适性地调整化学物质的单位释放量，例如调整化学物质的释放速度。例如，当光感测元件1024所产生的讯号系对应到昆虫数量已经接近足够时，化学物质释放单元1023可以降低化学物质的释放量或者释放速度。

另一种实施方式中，光感测元件1024可以包含一太阳能电池元件。太阳能电池元件除可根据所感测的光强度产生不同的光电流外，还可将光能转换为电能，用于补充本系统所需的电力。

请参考图2，本系统架构的飞行控制模块101更包括一环境参数感测单元1013。环境参数感测单元1013可用于侦测飞行器100所在的环境参数并产生环境参数的资讯，例如湿度、温度或空气中的特定成分，如花粉或特定粉尘、或者光线强度、特定光波长等等。举例而言，若采集的昆虫样本是一种蚊子，则对于环境湿度有特定的喜好，因此该湿度资讯传送到控制单元1012后，可供控制单元1012决定飞行器100的飞行路线或采集地点。例如，可预先设定一适宜采集昆虫样本的湿度范围，当环境参数感测单元1013所产生的环境湿度资讯符合该湿度范围时，则控制单元1012控制飞行器100在该地进行采集；若环境参数感测单元1013所产生的环境湿度资讯不符合该湿度范围时，控制单元1012控制飞行器100继续飞行至下一地点。

在另一种实施例中，环境参数感测单元1013的环境参数资讯也可经由通讯单元1011传送到用户端，再由用户根据该参数资讯经由遥控讯号控制飞行器100的飞行路线或采集地点。

本发明还提供一种采集昆虫样本的方法。本方法包括步骤301：无人机抵达一采集地点，启动光感测元件，开始侦测光强度，并同时开启采集昆虫样本的容器闸门；步骤302：开始释放一或多种化学物质的合成物或化合物，以吸引昆虫进入容器；步骤303：昆虫进入容器后，会遮蔽光感测元件所能感测到的光强度，使得光感测元件所能感测到的光强度逐渐变弱，使光感测元件所产生的讯号有所变化；步骤304：当该讯号超过或低于一预设值时，容器闸门关闭，停止采集昆虫样本。

在另一种实施方式中，在步骤303中，还额外包含步骤303(a)：释放一或多种化学物质的释放量或释放速度随著光感测元件所产生的讯号而适性调整。

在另一种实施方式中，在步骤301之前，无人机系根据环境感测资讯决定该采集地点，环境感测资讯可以是温度、湿度、光强度、光波组成、空气成分组成等至少其中一种。

虽然本发明的实施例揭露如上所述，然并非用以限定本发明，任何熟习相关技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，举凡依本发明权利要求所述的形状、构造、特征、方法及数量当可做些许的变更，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求范围所界定者为准。