专利名称：互动式无线控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线控制系统，特别涉及一种通过无线传输技术而能与 受控制的设备产生互动式运作的无线控制系统。
背聚技术
就目前常用的无线遥控技术而言，大多还是以无线射频(RF)的原理来进 行设计，但其无线控制的距离往往有限，并且使用者必须亲眼目视到受遥控 装置的位置才可以进行控制。如此一来，运用常用遥控方式所进行设计的遥 控产品便容易受到局限，例如当受遥控装置进入到使用者无法直接观察到的 环境，或者位于不同区域位置时，使用者便无法顺利进行遥控该装置的运作。
此外，通过常用遥控方式的控制，遥控器与受遥控装置之间并无设计传 递庞大且复杂的数据(如图像或声音)的通道，以形成具有互动的效果，因此 使用者也就仅能于现场单纯通过遥控器进行简单的操作程序。而也就因此一 限制，而使得常用无线控制系统所能搭配组合的应用产品便有所限制，进而 无法符合目前对于应用产品所日益讲究的多功能性以及多用途性的要求。
而要如何通过无线控制系统的设计及改良，来使所应用的产品得以较简 单地支援多种可受控制的功能，甚至达到互动式控制的效果，此外又必须得 以通过简易的搭配组合即可设计于不同应用产品中来进行无线控制，以方便 适用于各种用途等，这些都是在设计无线控制系统时值得进一步思考的地 方。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于，通过精简的硬件线路的设 计，使无线控制系统能轻易地与任何受控制的设备进行组合，让使用者不仅 可通过应用系统中的软件程序以及搭配无线网络的传输技术，来进行控制该 受控制的设备的运作，并且还可用来传递及接收彼此之间的数据信号，以达到具有真实感的互动效果。此外，由于本发明并非让使用者必须经由目视到 该受控制的设备才能进行控制，而是提供使用者在远处通过应用系统即可拥 有身历其境的操作真实感。因此，能使无线控制系统达到广泛地应用于不同 用途的设备以从事不同功能运作的目的。
为了达到上述目的，根据本发明所提出的一个方案，提供一种互动式无 线控制系统，包括控制模块及应用系统。其中，控制模块设置于具有至少 一图像采集单元的遥控设备上，并且控制模块进一步包括有无线收发单元及
微处理单元。而其中的微处理单元包括有图像处理单元及多个连接接口，该 多个连接接口可以为多个通用串行总线(USB)及多个通用输入/输出控制脚位 (GPIO)，以用来连接于该遥控设备，进而使微处理单元得以根据操作控制信 号来控制该遥控设备的运作，而其中之一的通用串行总线连接在该图像处理 单元与该图像采集单元之间，以使微处理单元得以进行接收该图像采集单元 所采集的现场图像信号。再者，微处理单元电连接无线收发单元，以通过无 线收发单元来进行无线信号传输而达到传输数据的作用。最后，应用系统是 无线连接控制模块，以与控制模块中的无线收发单元进行该无线式信号传 输，于是应用系统便得以接收该现场图像信号而即时进行显示，并且同时可 用来产生该操作控制信号而控制该遥控设备的运作。
如上所述的互动式无线控制系统，所述遥控设备为玩具遥控车、建设工 程车、救难设备或移动式监控装置。
如上所述的互动式无线控制系统，所述连接接口为通用串行总线及通用 输入/输出控制脚位。
如上所述的互动式无线控制系统，所述遥控设备包括水平轴单元、垂直 轴单元、换档单元、发光单元、鸣笛单元、及射击单元，并且各个单元分别 连接该微处理单元所提供的连接接口，进而接受该操作控制信号的控制。
如上所述的互动式无线控制系统，所述水平轴单元及该垂直轴单元分别 连接两个该连接接口，以使该水平轴单元分别得以控制该遥控设备的向左及 向右的动作功能，而使该垂直轴单元分别得以控制该遥控设备的前进及后退 的动作功能。
如上所述的互动式无线控制系统，所述遥控设备包括喇叭单元，连接该 连接接口，用以接收及输出该微处理单元所传输的音源信号。如上所述的互动式无线控制系统，所述遥控设备进一步包括麦克风单 元，连接该连接接口，用以接收现场声音信号而传输到该微处理单元，进而 该微处理单元再以该无线式信号传输来将该现场声音信号传输至该应用系 统。
如上所述的互动式无线控制系统，所述应用系统包括操作单元，用以 接收该现场图像信号及该现场声音信号；显示单元，连接该操作单元，用以 显示该现场图像信号；及扬声单元，连接该操作单元，用以播放该现场声音 信号。
如上所述的互动式无线控制系统，所述操作单元包括录制单元，用以记 录储存该现场图像信号及该现场声音信号。
如上所述的互动式无线控制系统，所述应用系统进一步包括与所述操作 单元连接的操作界面，该操作界面用以控制该操作单元，以使该操作单元对 应产生该操作控制信号。
如上所述的互动式无线控制系统，所述操作界面为键盘、摇杆或指标装置。
如上所述的互动式无线控制系统，所述应用系统包括无线网络模块，连 接该操作单元，且用来无线连接该无线收发单元，进而进行该无线式信号传 输。
如上所述的互动式无线控制系统，所述应用系统为台式电脑、笔记本电 脑、移动电话、个人数字助理或便携式数字游戏机。
本发明的互动式无线控制系统组合足以传输大量数据的无线传输技术， 并且以较精简的模块化方式来进行硬件设计，使之得以简单、方便且广泛地 应用于各种需以遥控方式控制设备运作的领域，并且由于模块化的硬件设计 采用通用串行总线及通用输入/输出控制脚位的控制，因此拥有便于随时扩充 产品功能的优点。再者，本发明可通过图像即时传输而达到亲临实境的操作 效果，以使互动式操作的无线控制系统得以达到充分适用于不同用途以从事 不同功能运作的目的。
以上的概述与接下来的详细说明及附图，皆是为了能进一步说明本发明 为实现预定目的所采取的方式、手段及功效。而有关本发明的其他目的及优 点，将在后续的说明及附图中加以阐述。
图1A是本发明互动式无线控制系统的结构方块图； 图IB是本发明互动式无线控制系统的应用实施例方块图； 图2是本发明互动式无线控制系统的操作界面及操作程序功能的对照 表；及
图3是本发明互动式无线控制系统的应用实施例示意图。
其中，附图标记说明如下 10控制模块 102微处理单元 1022连接接口
GPIO 1~8通用输入/输出控制脚位
201操作程序
202无线网络模块
204扬声单元
9遥控设备
91水平轴单元
93换档单元
95鸣笛单元
97喇叭单元
101无线收发单元 1021图像处理单元 USB 1~3通用串行总线 20应用系统 2011录制单元 203显示单元 205操作界面 90图像采集单元 92垂直轴单元 94发光单元 96射击单元 98麦克风单元
具体实施方式
请同时参考图1A及图1B，为本发明互动式无线控制系统的结构及其应 用实施例方块图。如图1所示，本发明提供一种互动式无线控制系统，其包 括控制模块10及应用系统20。其中，控制模块10可搭配应用于具有至少 一图像采集单元90的遥控设备9中，以进行控制遥控设备9的相关运作。 而应用系统20则用以作为使用者操作该遥控设备9的控制界面，其采用无 线式信号传输的方式来与遥控设备9进行无线连接，进而传递操作控制信号 给控制模块10。并且由于图像采集单元卯所采集到的现场图像信号是遥控 设备9实际所处的环境及其所采集的角度，因此当控制模块10同样通过无线式信号传输来将该现场图像信号传回给应用系统20时，使用者便可通过 观看应用系统20中所呈现的现场图像信号的画面，而作为操作该遥控设备9 运作的依据。进而，让使用者拥有实境操作遥控设备9的真实感。而遥控设 备9在实际搭配上可广泛地例如为玩具遥控车、建设工程车、救难设备及移 动式监控装置等任一应用。再者，该无线式信号传输的技术即例如为无线网 络传输(WiFi)、 3G通讯传输或超宽频传输(UWB)等足以传递大量数据的传输 技术。
而上述的控制模块10包括有无线收发单元101、及微处理单元102，并 且微处理单元102进一步包括有图像处理单元1021及多个连接接口 1022。 而连接接口 1022可如图2中所示例如为通用串行总线USB 1 3及通用输入/ 输出控制脚位GPIO 1~8。其中，微处理单元102电连接无线收发单元101， 以使得微处理单元102不管是接收信号或输出信号，皆通过无线收发单元101 来进行无线式信号传输。
而微处理单元102所提供的通用串行总线USB 1 3及通用输入/输出控 制脚位GPIO 1~8可分别用来连接遥控设备9上所搭载的不同用途的功能单 元，以使微处理单元102得以根据操作控制信号来控制遥控设备9的运作。 而如图所示，遥控设备9所搭载的功能单元除了前述的图像采集单元90之 外，更例如包括水平轴单元91、垂直轴单元92、换档单元93、发光单元 94、鸣笛单元95、射击单元96、喇叭单元97及麦克风单元98。其中，水平 轴单元91及垂直轴单元92提供给微处理单元102以依据操作控制信号来操 作遥控设备9的移动运作。并且水平轴单元91连接微处理单元102的两个 通用输入/输出控制脚位GPIO 3及GPIO 4,以分别控制遥控设备9进行向右 及向左的动作功能。而垂直轴单元92同样连接微处理单元102的两个通用 输入/输出控制脚位GPIO 1及GPIO 2，以分别控制遥控设备9进行前进及后 退的动作功能。
而换档单元93例如连接微处理单元102的通用输入/输出控制脚位GPI0
7，以让微处理单元102根据操作控制信号来控制遥控设备9的速度档位切
换。而其中的设计原理是微处理单元102通过对该输入/输出控制脚位GPI0 7
的控制以调整流经电流大小，以使不同的电流对应不同的移动速度，进而达 到具有换档功能的效果。此外，发光单元94、鸣笛单元95及射击单元96为分别例如连接到l:处 理单元102的输入/输出控制脚位GPIO 5、 GPIO 6及GPIO 8，以使微处理单 元102得以依据操作控制信号来分别控制遥控设备9发出照明光线、进行鸣 笛警示以及进行射击的动作。
而上述中，通过通用输入/输出控制脚位GP10 1~8即可加以控制的部分， 即微处理单元102在接收到操作控制信号后，便可直接进行控制各功能单元 的运作，而不需等候接收大量数据的传递。
接下来说明微处理单元102通过所提供的通用串行总线USB 1~3来连接 图像采集单元90、喇叭单元97及麦克风单元98。由于图像采集单元90、喇 叭单元97及麦克风单元98并非单纯的控制信号，而必须进行传递图像或声 音数据，因此分别连接于微处理单元102的通用串行总线USB1、 USB2及 USB3。其中，图像采集单元卯用来采集遥控设备9所处的现场图像信号， 以使该微处理单元102得以接收该现场图像信号，并且直接通过内建的图像 处理单元1021来处理之后，再通过无线收发单元101传回给应用系统20， 以供使用者得以进行观看。
而喇叭单元97设计在遥控设备9上，以用来输出音源信号。其中，该 音源信号例如由应用系统20通过无线式信号传输所传递给微处理单元102 进行播放的预存音源信号或者即时音源信号。该预存音源信号指的是原本就 有储存在应用系统20中的音源信号(如音乐档案或声音档案)，而该即时音 源信号则为例如使用者通过应用系统20所即时输入的音源信号(如目前使 用者说话的声音)。
再者，微处理单元102通过麦克风单元98来接收遥控设备9所处环境 的现场声音信号，以同样通过无线式信号传输传回给应用系统20。如此一来， 应用系统20便可同时接收到遥控设备9所采集的现场图像信号及现场声音 信号，而让使用者得以获得亲临现场的感受。此外，若使用者操作麦克风单 元98及喇叭单元97同时进行运作的话，那么使用者通过应用系统20便可 和位于遥控设备9周围的人员进行对话，而形成另外的互动效果。
接着，再针对应用系统20方面来说明，应用系统20包括操作单元(在本 实施例中是以操作程序201来实现)、无线网络模块202、显示单元203、扬 声单元204及操作界面205。其中，应用系统20可例如为台式电脑、笔记本电脑、移动电话、个人数字助理或便携式数字游戏机等，其通过无线网络模
块202来无线连接该控制模块10，进而与无线收发单元101进行无线式信号 传输。而这使得应用系统20 —方面可以产生操作控制信号来控制遥控设备9 的运作，另一方面则可接收控制模块10所传回的数据信号。
而针对于应用系统20方面再进一步说明，在应用系统20中，操作程序 201连接操作界面205及无线网络模块202。其中，操作界面205可例如为 键盘、摇杆或指标装置，用以控制操作程序201，以使操作程序201—方面 对应产生该操作控制信号，再通过无线网络模块202传递给控制模块10。而 另一方面，操作程序201则用以接收控制模块10所传回的现场图像信号及 现场声音信号，进而分别通过相连接的显示单元203及扬声单元204，来加 以显示该现场图像信号及播放该现场声音信号。借此，以让本发明互动式无 线控制系统能提供较多应用功能的特点。而附带一提的是，操作程序201还 可进一步包括录制单元2011 ，用以在控制显示单元203及扬声单元204进行 输出的同时，可同步记录储存现场图像信号及现场声音信号。
为了进一步说明本发明通过操作界面205实际对应操作遥控设备9的情 形，请再参考图2为本发明互动式无线控制系统的操作界面及操作程序功能 的对照表。其中操作界面205是以电脑键盘来举例说明，而且其可由使用者 来自行设定按键及其对应操作程序201的功能。之后，操作程序201便可依 据使用者所敲击的按键来进行输出操作控制信号给遥控设备9的控制模块 10，以让控制模块10中的微处理单元102得以进行控制遥控设备9的运作。 而如图2所示，微处理单元102根据每个操作控制信号的不同，分别得以通 过不同的通用输入/输出控制脚位GPIO 1 8及不同的通用串行总线USB 1~3 来控制所对应连接的功能单元。并且，微处理单元102也是可根据单一操作 控制信号而同时控制多个对应连接的功能单元，如当微处理单元102接收 到操作控制信号「V」以进行录制影音时，微处理单元102便会同时通过USB 1及USB 3来控制所连接的图像采集单元90及麦克风单元98，进而进行接 收现场图像信号及现场声音信号，并传回至应用系统20中进行记录储存。
请再参考图3，为本发明互动式无线控制系统的应用实施例示意图。本 实施例中的遥控设备9以玩具遥控车来举例说明，该玩具遥控车搭载有图像 采集单元90、发光单元94、鸣笛单元95、射击单元96、喇叭单元97，而用以控制该多个功能单元的控制模块10设置于玩具遥控车的内部(图中未显 示)。于是，使用者在开启应用系统20中的操作程序201之后，便可通过显 示单元203来实际观看到遥控设备9所传回的现场图像信号，进而通过操作 界面205的操作来控制遥控设备9的运作。而其操作方式可例如图2所示的 对应的相关操作按键与功能。
综上所述，本发明互动式无线控制系统组合足以传输大量数据的无线传 输技术，并且以较精简的模块化方式来进行硬件设计，使之得以简单、方便 且广泛地应用于各种需以遥控方式控制设备运作的领域，并且由于模块化的 硬件设计采用通用串行总线及通用输入/输出控制脚位的控制，因此拥有便于 随时扩充产品功能的优点。再者，本发明可通过图像即时传输而达到亲临实 境的操作效果，以使互动式操作的无线控制系统得以达到充分适用于不同用 途以从事不同功能运作的目的。
以上所述，仅为本发明的具体实施例的详细说明及附图而已，并非用以 限制本发明，本发明的所有范围应以随附的权利要求为准，任何本领域普通
技术人员在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在本申请所 界定的专利范围内。
权利要求1.一种互动式无线控制系统，其特征在于，包括控制模块，应用于具有至少一图像采集单元的遥控设备中，该控制模块包括无线收发单元，用以进行无线式信号传输；及微处理单元，连接于该无线收发单元，用以控制该无线收发单元的运作，并且该微处理单元包括图像处理单元及多个连接接口，以使该微处理单元根据操作控制信号来控制该遥控设备的运作；其中，该多个连接接口之一连接在该图像处理单元与该图像采集单元之间，并且该图像处理单元用以处理该图像采集单元所采集的现场图像信号；以及应用系统，无线连接该控制模块，用来与该无线收发单元进行该无线式信号传输，以接收该现场图像信号而即时进行显示，并且用以产生该操作控制信号来控制该遥控设备的运作。
2. 如权利要求1所述的互动式无线控制系统，其特征在于，所述遥控设 备为玩具遥控车、建设工程车、救难设备或移动式监控装置。
3. 如权利要求1所述的互动式无线控制系统，其特征在于，所述连接接 口为通用串行总线及通用输入/输出控制脚位。
4. 如权利要求1所述的互动式无线控制系统，其特征在于，所述遥控设 备包括水平轴单元、垂直轴单元、换档单元、发光单元、鸣笛单元、及射击 单元，并且各个单元分别连接该微处理单元所提供的连接接口，进而接受该 操作控制信号的控制。
5. 如权利要求4所述的互动式无线控制系统，其特征在于，所述水平轴 单元及该垂直轴单元分别连接两个该连接接口 ，以使该水平轴单元分别得以 控制该遥控设备的向左及向右的动作功能，而使该垂直轴单元分别得以控制 该遥控设备的前进及后退的动作功能。
6. 如权利要求1所述的互动式无线控制系统，其特征在于，所述遥控设 备包括喇叭单元，连接该连接接口，用以接收及输出该微处理单元所传输的 音源信号。
7. 如权利要求6所述的互动式无线控制系统，其特征在于，所述遥控设 备进一步包括麦克风单元，连接该连接接口，用以接收现场声音信号而传输 到该微处理单元，进而该微处理单元再以该无线式信号传输来将该现场声音 信号传输至该应用系统。
8. 如权利要求7所述的互动式无线控制系统，其特征在于，所述应用系 统包括操作单元，用以接收该现场图像信号及该现场声音信号； 显示单元，连接该操作单元，用以显示该现场图像信号；及 扬声单元，连接该操作单元，用以播放该现场声音信号。
9. 如权利要求8所述的互动式无线控制系统，其特征在于，所述操作单元包括录制单元，用以记录储存该现场图像信号及该现场声音信号。
10. 如权利要求8所述的互动式无线控制系统，其特征在于，所述应用系统进一步包括与所述操作单元连接的操作界面，该操作界面用以控制该操 作单元，以使该操作单元对应产生该操作控制信号。
11. 如权利要求10所述的互动式无线控制系统，其特征在于，所述操作 界面为键盘、摇杆或指标装置。
12. 如权利要求8所述的互动式无线控制系统，其特征在于，所述应用 系统包括无线网络模块，连接该操作单元，且用来无线连接该无线收发单元， 进而进行该无线式信号传输。
13. 如权利要求1所述的互动式无线控制系统，其特征在于，所述应用 系统为台式电脑、笔记本电脑、移动电话、个人数字助理或便携式数字游戏 机。
专利摘要一种互动式无线控制系统，包括控制模块及应用系统。其中，控制模块包括具有图像处理单元及多个连接接口的微处理单元，并且控制模块可应用于具有至少一图像采集单元的遥控设备，以使微处理单元通过连接接口来控制遥控设备的运作。而应用系统与控制模块进行无线连接，以进行无线信号传输，于是应用系统得以接收遥控设备所传递的现场图像信号而即时进行显示，同时也得以用来产生操作控制信号给微处理单元以控制遥控设备的运作。借此，以达到增加无线控制系统的用途性及功能性的目的。
文档编号G08C17/00GK201060544SQ20072015258
公开日2008年5月14日 申请日期2007年6月28日 优先权日2007年6月28日
发明者李彦锐, 李敬祥 申请人:海华科技股份有限公司