飞行立体看板系统及飞行立体看板控制方法与流程

本发明涉及一种飞行立体看板系统及飞行立体看板控制方法，且特别是有关于一种应用多个飞行器的飞行立体看板系统及飞行立体看板控制方法。

背景技术：

传统的空中显示装置有激光、投射灯、投影机、烟火等等。其中，演唱会的声光效果，通常是以激光方式于空中显示影像，而激光光束通常为单一颜色，且仍需媒介在空中才能使激光光进行投射，例如利用烟雾作为媒介。另外，利用投射灯的方式于空中显示影像，则有无法即时动态地变化图案的缺点，且也需要有媒介在空中才能进行投射。借由投影机以投影影像的方式，则需要将投影机放置于距离墙面或水面较近的位置以投影影像，其投影的范围受到墙面或水面面积大小的限制，若观赏者在距离较远的地方(例如1至2公里之外的位置)较难看清楚此投影影像。若使用烟火作为空中显示影像的方式，则容易造成环境污染，且烟火具有成本高、危险性高及形状固定的缺点，若是使用特殊形状效果的烟火，则需要特殊制作，具有制作费用高昂的缺点。

由此可见，上述现有的方式，显然仍存在不便与缺陷，而有待加以进一步改进。因此，在空中显示影像时，如何能够兼顾多变的显示效果、回收再利用及节省成本等问题，则成为了业界需要解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种飞行立体看板系统及飞行立体看板控制方法，其能够兼顾多变的显示效果、回收再利用及节省成本。

为解决上述的问题，本发明的一实例提供一种飞行立体看板系统。飞行立体看板系统包含飞行控制器及多个飞行器。每一个飞行器各自包含效果呈 现装置、通信装置及动态反应装置。效果呈现装置用以提供视听效果。通信装置用以由飞行控制器接收飞行控制信号。动态反应装置用以依据飞行控制信号使所述飞行器循飞行轨迹飞行。其中，所述飞行器依照飞行剧本进行编队飞行，使得所述飞行器各自提供的视听效果形成整体编队视听效果。

本发明的另一实例提供一种飞行立体看板控制方法，用来控制多个飞行器，其各自包含效果呈现装置。飞行立体看板控制方法包含以下步骤；建立飞行剧本，其包含所述飞行器于一段飞行时间内的编队信息与飞行轨迹；根据此飞行剧本产生多个飞行控制信号，并分别发送至所述飞行器；以及控制所述飞行器编队飞行，同时驱动所述效果呈现装置，形成整体编队视听效果。

综上所述，本发明的技术方案与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，可达到相当的技术进步，并具有产业上的广泛利用价值，本公开内容借由控制多个飞行器编队的飞行方式，同时驱动效果呈现装置，以形成整体编队视听效果。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：

图1根据本发明的一实施例绘示一种飞行立体看板系统的方块图；

图2根据本发明的一实施例绘示一种飞行器的方块图；

图3根据本发明的一实施例绘示一种飞行立体看板控制方法的流程图；

图4A至图4B根据本发明的一实施例绘示多个飞行器的编队方式的俯视图；

图5根据本发明的一实施例绘示应用飞行立体看板控制方法的多个飞行器的示意图。

具体实施方式

请参照图1至图2，如图1所示，飞行立体看板系统100包含飞行控制器110与多个飞行器120a至120n。于一实施例中，飞行器120a至120n包含在 飞行机队120中，所述飞行器120a至120n可以为无人飞行器，例如固定翼飞机、四轴飞行器、不固定翼飞机或其他遥控飞行器。于一实施例中，飞行控制器110可以位于地面控制站中。

此外，如图2所示，飞行器120a包含通信装置210、动态反应装置220及效果呈现装置230。其中，通信装置210用以由飞行控制器110接收飞行控制信号。通信装置210例如为3G模块或无线网路传输模块。动态反应装置220用以依据飞行控制信号使飞行器120a循飞行轨迹飞行。于一实施例中，动态反应装置220可以依据飞行控制信号控制飞行器120a的固定翼、不固定翼、四轴飞行器的四轴旋翼或其他载具，以控制飞行器120a的飞行方向、速度或高度其中至少一个，使飞行器120a循飞行轨迹飞行。动态反应装置220例如为微控制单元(microcontroller)、微处理器(microprocessor)、数位信号处理器(digital signal processor)、特殊应用积体电路(application specific integrated circuit，ASIC)或逻辑电路。效果呈现装置230用以提供视听效果。效果呈现装置230例如为发光装置、烟火发射装置、干冰发射装置或烟雾发射装置其中至少一个。

于一实施例中，飞行器120a还包含处理单元240，处理单元240可例如实作为中央处理器、微处理器或逻辑电路。处理单元240中包含控制模块242及防碰撞模块244。其中，防碰撞模块244用以计算飞行器120a与另一飞行器(例如:飞行器120b)之间的相对距离，以判断飞行器120a与另一飞行器是否将发生碰撞。控制模块242及防碰撞模块244可以单独或合并，由积体电路如微控制单元、微处理器、数位信号处理器、特殊应用积体电路或逻辑电路来实施。

此外，本领域技术人员应可理解，图1中的其他飞行器120b至120n可与图2中的飞行器120a具有相同或类似的元件构造，也即每一个飞行器120a至120n各自包含效果呈现装置230、通信装置210及动态反应装置220，且可进一步包括控制模块242及防碰撞模块244，且所述元件的作用皆与飞行器120a的元件相似，因此不再赘述。

另一方面，飞行控制器110包含效果编排装置112、遥控装置116。效果编排装置112用以提供飞行剧本，飞行剧本包含飞行器120a至120n于一段飞行时间内的编队信息与飞行轨迹。遥控装置116用以通信连接至飞行器120a至120n各自的通信装置210，遥控装置116根据飞行剧本分别发送飞行控制信号至飞行器120a至120n，使飞行器120a至120n依照飞行剧本的内容编队飞行同时提供视听效果。

于一实施例中，效果编排装置112所提供的飞行剧本可以依据飞行前的环境加以调整，例如预估地面上的人潮量、其他表演区域的位置、地面建筑物或固定物的高度…等因素调整飞行剧本，借此，可还适当的定义编排信息及飞行轨迹。接着，效果编排装置112将编排完成的飞行剧本传送到遥控装置116，遥控装置116接收到飞行剧本后，依据飞行剧本产生多个飞行信号，并分别发送飞行控制信号至飞行器120a至120n各自的通信装置210，使飞行器120a至120n依照飞行剧本的内容编队飞行，并同时提供视听效果。

于一实施例中，飞行器120a的通信装置210只需接收飞行时间所需飞行到特定座标位址的信息，不需接收到其他飞行器120b至120n的其他信息。由于效果编排装置112已事先编排好飞行剧本，故在飞行器120a至120n飞行时，飞行器120a至120n的通信装置210无需接收大量信息。

于另一实施例中，当飞行器120a至120n其中一个损坏时，位于地面的控制模块242可自动或手动地透过通信连接L1传送控制信号，将此损坏的飞行器撤换下来，并借由另一控制信号遥控另一台未损坏的飞行器做为替补。

于一实施例中，每一台飞行器120a至120n都具有识别信息，当控制模块242传送控制信号时只需依据此损坏的飞行器所对应的识别信息进行呼叫，并不需要传送大量的资料，因此控制模块242与飞行器120a至120n之间所需的频宽很少，也使得架设的成本减少许多。

以下进一步描述使飞行器120a至120n依照飞行剧本的内容编队飞行的控制方法。请参照图3至图4。于步骤S310中，效果编排装置112建立飞行 剧本，其包含飞行器120a至120n于一段飞行时间内的编队信息与飞行轨迹。

于一实施例中，如图4A所示，效果编排装置112可借由设定编队信息，以事先安排在各个时间点中，飞行器120a至120n的排列方式。举例而言，效果编排装置112建立的飞行剧本的编队信息可以设定在晚上七点整时，各飞行器120a至120n在天空中排列成正三角形的形状。飞行剧本的内容包含每一个飞行器120a至120n于整个飞行时间中所预计经过的轨迹，可由各飞行器120a至120n随着时间变化的绝对位置座标表示，或是由各飞行器120a至120n随着时间变化的相对位置座标(或相对距离、或相对向量关系)。举例来说，如图4A所示，在晚上七点整时，飞行器120d经设定须位在飞行器120a的左下方与飞行器120e的右上方；如图4B所示，在晚上七点整时，飞行器120d经设定须移动至飞行器120c的右上方与飞行器120e的左下方。

于另一实施例中，效果编排装置112可利用每个飞行器120a至120n的识别信息，以分别设定每个飞行器120a至120n的飞行轨迹。举例而言，效果编排装置112可于飞行剧本中设定图4A中的飞行器120e在接近晚上七点十分的时候往其右前方飞行，以使飞行器120e在晚上七点十分的时候保持在如图4B中的特定座标位置，借由此方式设定每个飞行器120a至120n的飞行轨迹，使得飞行器120a至120n在晚上七点十分时，于天空中排列成一斜线的形状。

于一实施例中，效果编排装置112可进一步于飞行剧本中，事先设定各个飞行器120a至120n在飞行时间点或飞行时间区间所对应呈现的效果，例如，效果编排装置112可事先设定飞行器120a至120n在改变编排队形的过程中(例如，从图4A所示的编排位置飞往图4B所示的编排位置)发射一蓝色烟雾。接着，效果编排装置112也可进一步于飞行剧本中，事先设定飞行器120a至120n在晚上七点十分时各自飞到特定座标位置后(例如，排列成图4B所示的编排位置)，飞行器120a至120n同时开启各自的发光装置(例如，LED装置)。

于步骤S320中，遥控装置116根据飞行剧本产生多个飞行控制信号，并分别发送至飞行器120a至120n。

于一实施例中，在效果编排装置112建立飞行剧本后，效果编排装置112将飞行剧本传送到遥控装置116，遥控装置116根据飞行剧本产生多个飞行控制信号以控制各飞行器120a至120n的飞行轨迹，或是控制各个飞行器120a至120n在某一飞行时间点在空中的座标位置及其呈现效果。

于一实施例中，飞行控制器110可选择性地包含操作系统114，效果编排装置112在建立飞行剧本后，可透过操作系统114选择自动或手动的操作方式，将多个飞行剧本传送至遥控装置116，接着，遥控装置116据飞行剧本产生多个飞行控制信号，并分别发送至飞行器120a至120n。

于步骤S330中，遥控装置116控制所述飞行器120a至120n编队飞行，同时驱动所述效果呈现装置230，形成整体编队视听效果。

举例而言，遥控装置116根据飞行剧本产生多个飞行控制信号后，将所述飞行控制信号分别发送至飞行器120a至120n，这些飞行控制信号用以控制飞行器120a至120n在某几个飞行时间点各自飞行至空中的对应位置(如图4A至图4B所示)，借以使飞行器120a至120n在这些飞行时间点依据飞行剧本排列成预先编排的队形，并同时驱动效果呈现装置230，形成整体编队视听效果。其中，效果呈现装置230可以为发光装置、烟火发射装置、干冰发射装置或烟雾发射装置、音效装置其中至少一个。

于一实施例中，飞行器120a至120n为四轴飞行器，可停旋在一定的高度，借此可各自在特定高度的位置呈现效果，例如，在图4A中，在一飞行时间点，飞行器120a、120c、120e在距离地面高度30米处停旋，并施放烟火，飞行器120b、120d、120f在距离地面高度15米处停旋，并闪烁不同颜色的光源，借此可产生富有变化的视觉效果。

于另一实施例中，遥控装置116控制飞行器120a至120n编队飞行，并同时驱动效果呈现装置230，使飞行器120a至120n在编队飞行的过程中，同时驱动效果呈现装置230，例如，当飞行器120a至120n排列成图4A所示的队型的同时，飞行器120a至120n各自的效果呈现装置230发射干冰并开启音 乐，并在飞行器120a至120n由图4A的队形移动至图4B的过程中，飞行器120a至120n各自的效果呈现装置230驱动不同颜色的发光装置(例如：飞行器120a驱动发光装置以发出红色的LED光，飞行器120b驱动发光装置以发出绿色的LED光)，接着，当飞行器120a至120n排列成图4B所示的队型的同时，飞行器120a至120n各自的效果呈现装置230，发射烟火，借此形成整体编队视听效果。

另一方面，每一个飞行器120a至120n中还可包括防碰撞模块244，用以计算防碰撞模块244所属的飞行器(例如：飞行器120a)与另一飞行器(例如：飞行器120b)之间的相对距离，以判断防碰撞模块244所属的飞行器与另一飞行器是否将发生碰撞，借此可避免飞行器120a至120n因为路径交错，所造成的碰撞。以下详述飞行立体看板系统100的防碰撞方法。

请参阅图5，如图5所示，于一实施例中，上述步骤S330控制飞行器120a至120n编队飞行的步骤，可还进一步即时监控其中一个飞行器120a与另一飞行器飞行器120b之间的相对距离D1，当飞行器120a在飞行时间与另一飞行器120b之间的距离D1小于阀阈值时(例如：1米)，代表飞行器120a与飞行器120b之间的距离D1过近，可能发生碰撞，据此，飞行器120a调整飞行状态。

于一实施例中，当判断防碰撞模块244所属的飞行器120a与另一飞行器120b将发生碰撞时，飞行器120a可借由调整其飞行高度、速度或位置，以避免与另一飞行器120b碰撞。

于另一实施例中，飞行器120a可以往与飞行器120b相反的飞行轨迹移动。例如，飞行器120a侦测到飞行器120b将往右方移动，则飞行器120a往左方移动，借以增加飞行器120a与飞行器120b之间的距离D1，避免与另一飞行器120b碰撞。

此外，本发明以下实施例公开应用防碰撞模块244以判断飞行器120a与飞行器120b的距离的防碰撞方法。于本实施例中，防碰撞模块244包含多个 摄影装置、至少一个超音波收发模块以及至少一个虚拟实境模块。然而，本领域技术人员应知道，本发明并不仅限于以下实施例所采用的方法，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种变动与润饰。

于一实施例中，飞行器120a具有多个摄影装置，用以拍摄飞行器120b，以取多个影像画面，并依据所述影像画面，以计算飞行器120a在飞行时间与飞行器120b之间的距离D1，当距离D1小于阀阈值时，防碰撞模块244判断飞行器120a与飞行器120b将发生碰撞。此外，利用此方法也可进一步辨识出影像画面中的物体是为飞机或鸟类，以避免误判。

于另一实施例中，飞行器120a具有至少一个超音波收发模块，使飞行器120a发送超音波(一般而言，超音波可传送的距离约为20厘米至7米)，当此超音波触及飞行器120b后，会产生反射波；飞行器120a接收此反射波，并依据接收到此反射波与发送出超音波的时间差，以计算飞行器120a在飞行时间与飞行器120b之间的距离D1(例如为90厘米)，当距离D1小于阀阈值(例如为1米)时，防碰撞模块244判断飞行器120a与飞行器120b将发生碰撞。

再举例而言，如图5所示，飞行器120a发送超音波后，超音波触及飞行器120b及飞行器120c后，分别产生第一反射波及第二反射波，飞行器120a接收第一反射波及第二反射波，若飞行器120a先接收到第一反射波再接收到第二反射波，则可知飞行器120b距离飞行器120a较近，而飞行器120c距离飞行器120a较远，也可借由接收到第一反射波与发射出超音波的时间差以计算飞行器120a在飞行时间与飞行器120b之间的距离D1(例如为80厘米)，并借由接收到第二反射波与发射出超音波的时间差以计算飞行器120a在飞行时间与飞行器120c之间的距离D2(例如为30米)。另一方面，由于飞行器120d至120f与飞行器120a的距离较远，例如飞行器120d与飞行器120a的距离为40米，此距离超出超音波所能触及的最大范围，因此飞行器120a所发送的超音波无法触及飞行器120d及更远的飞行器120e至120f。因此，飞行器120a不会接收到来自飞行器120d至120f的反射波。

于另一个实施例中，飞行器120a具有至少一个虚拟实境模块，使飞行器 120a发射红外线，当红外线触及飞行器120b后，产生红外线反射光，飞行器120a接收红外线反射光，并依据红外线反射光的亮度判断飞行器120b的座标位置，以计算飞行器120a在飞行时间与飞行器120b之间的距离D1，当距离D1小于阀阈值时，防碰撞模块244判断飞行器120a与飞行器120b将发生碰撞。

借此，若防碰撞模块244判断飞行器120a将与飞行器120b发生碰撞，飞行器120a可自动调整飞行状态，以使飞行器120a与其他飞行器之间保持适当的安全距离。此外，借由飞行器120a至120n利用各自的防碰撞模块244判断是否将与其他飞行器相撞，可分散运算量，并避免将所有飞行信息传回到地面的飞行控制器110，而导致来不及运算的问题。

借由上述技术方案，可控制多个飞行器编队的飞行方式，并同时驱动效果呈现装置，以形成整体编队视听效果。此外，本案发明还可弹性地依据飞行剧本的设定以呈现飞行器的飞行编队，并使这些飞行器在空中能够呈现多变的声光效果，另外，此些飞行器具有可重复利用的特性，借此可减少环境污染并节省成本。

虽然本发明已经以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。