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TWI815707B - 基於壓力控制無人機的系統和方法 - Google Patents

基於壓力控制無人機的系統和方法 Download PDF

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TWI815707B
TWI815707B TW111139954A TW111139954A TWI815707B TW I815707 B TWI815707 B TW I815707B TW 111139954 A TW111139954 A TW 111139954A TW 111139954 A TW111139954 A TW 111139954A TW I815707 B TWI815707 B TW I815707B
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drone
processor
pressure distribution
pressure
gravity
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曾宏儒
蔡岱芸
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仁寶電腦工業股份有限公司
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Abstract

提供一種基於壓力控制無人機的系統和方法。方法包含：將壓力感測器安裝在平台本體的承載面之下；通過壓力感測器取得壓力分佈圖；將壓力分佈圖輸入機器學習模型取得承載面上的重心；計算承載面上的參考重心到重心的向量；以及根據向量控制無人機的飛行。

Description

基於壓力控制無人機的系統和方法
本發明是有關於一種無人機技術，且特別是有關於一種基於壓力控制無人機的系統和方法。
現行的無人遙控載具(unmanned aircraft vehicle，UAV)主要是由使用者利用無線電遙控器進行操作。然而，無線電遙控器的操作方式較為複雜，一般大眾很難利用無線電遙控器靈活地操作無人遙控載具。此外，無線電遙控器的操作方式較為單純且缺乏娛樂性。為了增加娛樂性，可將操作方式改良為通過使用者的身體動作來操作無人遙控載具。配戴在使用者身上的穿戴式感測裝置可用來感測使用者的動作以操作無人遙控載具，但穿戴式感測裝置的維護成本較高。影像定位系統可通過影像辨識技術判斷使用者的動作以操作無人遙控載具。然而，若影像的解析度不足，使用者將無法靈敏地操作無人遙控載具。
本發明提供一種基於壓力控制無人機的系統和方法，可根據由使用者的不同動作所造成的壓力來控制無人機的飛行。
本發明的一種基於壓力控制無人機的系統，包含處理器、儲存媒體、收發器、平台本體以及壓力感測器。收發器通訊連接至無人機。儲存媒體儲存機器學習模型。平台本體包含承載面。壓力感測器安裝在承載面之下。處理器耦接儲存媒體、收發器以及壓力感測器，其中處理器經配置以執行：通過壓力感測器取得壓力分佈圖；將壓力分佈圖輸入機器學習模型取得承載面上的重心；計算承載面上的參考重心到重心的向量；以及根據向量控制無人機的飛行。
在本發明的一實施例中，上述的處理器更經配置以執行：根據向量控制無人機水平移動。
在本發明的一實施例中，上述的處理器更經配置以執行：響應於向量的大小在無人機水平移動時減少至小於閾值，控制無人機停止水平移動。
在本發明的一實施例中，上述的處理器包含校正模式，其中在校正模式下的處理器經配置以執行：通過壓力感測器取得參考壓力分佈圖；以及將參考壓力分佈圖輸入機器學習模型取得參考重心。
在本發明的一實施例中，上述的處理器更經配置以執行：計算參考壓力分佈圖與壓力分佈圖之間的面積差值；以及根據面積差值控制無人機垂直移動。
在本發明的一實施例中，上述的處理器更經配置以執行：響應於面積差值為正，控制無人機垂直向上移動；以及響應於面積差值為負，控制無人機垂直向下移動。
在本發明的一實施例中，上述的處理器更經配置以執行：響應於面積差值在無人機垂直移動時由正轉變為負或由負轉變為正，控制無人機停止垂直移動。
在本發明的一實施例中，上述的處理器更經配置以執行：取得參考壓力分布圖，其中參考壓力分布圖包含第一參考壓力分布以及第二參考壓力分布，其中壓力分布圖包含第一壓力分布以及第二壓力分布；計算第一參考壓力分布與第一壓力分布之間的第一面積差值，並且計算第二參考壓力分布與第二壓力分布之間的第二面積差值；以及根據第一面積差值以及第二面積差值控制無人機偏擺。
在本發明的一實施例中，上述的處理器更經配置以執行：響應於第一面積差值大於閾值且第二面積差值小於或等於閾值，控制無人機朝向第一方向偏擺。
在本發明的一實施例中，上述的壓力感測器偵測第一區域與第二區域，其中第一區域與第二區域並不相連。處理器更經配置以執行：通過壓力感測器的第二區域取得壓力感測值；計算參考壓力感測值與壓力感測值之間的壓力差值；以及根據壓力變化控制無人機垂直移動。
在本發明的一實施例中，上述的第一區域用以測量使用 者的臀部施加在承載面上的壓力，其中第二區域用以測量使用者的手掌施加在承載面上的壓力。
在本發明的一實施例中，上述的處理器更經配置以執行：響應於壓力差值為負，控制無人機垂直向上移動；以及響應於壓力差值為正，控制無人機垂直向下移動。
在本發明的一實施例中，上述的處理器更經配置以執行：響應於壓力差值在無人機垂直移動時由正轉變為負或由負轉變為正，控制無人機停止垂直移動。
在本發明的一實施例中，上述的平台本體更包含扶手，其中系統更包含加速度計以及陀螺儀。加速度計安裝在扶手之中，並且耦接處理器。陀螺儀安裝在扶手中，並且耦接處理器。
在本發明的一實施例中，上述的處理器更經配置以執行：通過加速度計取得加速度；通過陀螺儀取得角速度；以及將壓力分佈圖、加速度、角速度輸入機器學習模型取得承載面上的重心。
在本發明的一實施例中，上述的系統更包含顯示裝置。顯示裝置通訊連接至無人機的影像擷取裝置，其中顯示裝置顯示由影像擷取裝置提供的影像。
在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置包含頭戴式顯示器。頭戴式顯示器接收第一訊號以根據第一訊號提供關聯於影像的混合實境場景。
在本發明的一實施例中，上述的系統更包含遙控器。遙控器通訊連接至頭戴式顯示器，其中遙控器傳送第二訊號至頭戴式 顯示器。
在本發明的一實施例中，上述的頭戴式顯示器通訊連接至處理器，其中處理器更經配置以執行：通過壓力感測器判斷承載面上是否發生踩踏行為；以及響應於發生踩踏行為，傳送第二訊號至頭戴式顯示器。
在本發明的一實施例中，上述的系統更包含無人機。無人機包含高度感測器，其中高度感測器取得高度，其中無人機自處理器接收第二訊號，並且根據第二訊號垂直向下移動，其中無人機響應於高度小於閾值，停止垂直向下移動。
在本發明的一實施例中，當無人機停止垂直向下移動時，無人機響應於持續地接收第二訊號而進行降落。
在本發明的一實施例中，上述的機器學習模型包含深度學習模型。
本發明的一種基於壓力控制無人機的方法，包含：將壓力感測器安裝在平台本體的承載面之下；通過壓力感測器取得壓力分佈圖；將壓力分佈圖輸入機器學習模型取得承載面上的重心；計算承載面上的參考重心到重心的向量；以及根據向量控制無人機的飛行。
基於上述，本發明的系統可感測使用者所造成的壓力變化和使用者的重心位置，並且根據感測結果控制無人機進行平移、俯仰或偏擺等飛行動作。
10:系統
100:平台本體
110、210:處理器
120、250:儲存媒體
121:機器學習模型
130、240:收發器
140:壓力感測器
160:加速度計
170:陀螺儀
20:承載面
200:無人機
21、22:位置
211:電池模組
220:全球定位系統接收器
230:通訊介面
260:影像擷取裝置
270:感測器
280:馬達模組
290:指示燈
30:扶手
300:顯示裝置
400:遙控器
50:參考壓力分佈圖
51、52:參考壓力分佈
60:參考重心
70:當前壓力分佈圖
71、72:當前壓力分佈
90:當前重心
S281、S282、S283、S284、S285:步驟
V:向量
圖1根據本發明的一實施例繪示一種基於壓力控制無人機的系統的示意圖。
圖2根據本發明的一實施例繪示平台本體的示意圖。
圖3和圖4根據本發明的一實施例繪示在承載面上維持站姿的使用者的示意圖。
圖5根據本發明的一實施例繪示對應於站姿的參考壓力分佈圖和參考重心的示意圖。
圖6根據本發明的一實施例繪示懸停在空中的無人機的示意圖。
圖7根據本發明的一實施例繪示垂直向上移動的無人機的示意圖。
圖8根據本發明的一實施例繪示垂直向下移動的無人機的示意圖。
圖9根據本發明的一實施例繪示水平向右移動的無人機的示意圖。
圖10根據本發明的一實施例繪示水平向左移動的無人機的示意圖。
圖11根據本發明的一實施例繪示水平向前移動的無人機的示意圖。
圖12根據本發明的一實施例繪示水平向後移動的無人機的 示意圖。
圖13根據本發明的一實施例繪示向左偏擺的無人機的示意圖。
圖14根據本發明的一實施例繪示向右偏擺的無人機的示意圖。
圖15和16根據本發明的一實施例繪示在承載面上維持坐姿的使用者的示意圖。
圖17根據本發明的一實施例繪示對應於坐姿的參考壓力分佈圖和參考重心的示意圖。
圖18根據本發明的一實施例繪示懸停在空中的無人機的示意圖。
圖19根據本發明的一實施例繪示垂直向上移動的無人機的示意圖。
圖20根據本發明的一實施例繪示垂直向下移動的無人機的示意圖。
圖21根據本發明的一實施例繪示水平向右移動的無人機的示意圖。
圖22根據本發明的一實施例繪示水平向左移動的無人機的示意圖。
圖23根據本發明的一實施例繪示水平向前移動的無人機的示意圖。
圖24根據本發明的一實施例繪示水平向後移動的無人機的 示意圖。
圖25根據本發明的一實施例繪示向左偏擺的無人機的示意圖。
圖26根據本發明的一實施例繪示向右偏擺的無人機的示意圖。
圖27根據本發明的一實施例繪示體驗混合實境場景之使用者的示意圖。
圖28根據本發明的一實施例繪示一種基於壓力控制無人機的方法的流程圖。
為了使本發明之內容可以被更容易明瞭，以下特舉實施例作為本發明確實能夠據以實施的範例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟，係代表相同或類似部件。
圖1根據本發明的一實施例繪示一種基於壓力控制無人機的系統10的示意圖。系統10可包含處理器110、儲存媒體120、收發器130、壓力感測器140、加速度計160以及陀螺儀170。系統10還可包含平台本體(platform body)100。在一實施例中，處理器110、儲存媒體120、收發器130、壓力感測器140、加速度計160及陀螺儀170可安裝或嵌入在平台本體100中。在一實施例中，系統10可進一步包含無人機200、顯示裝置300或遙控器400， 其中無人機200可通訊連接至處理器110或顯示裝置300，且顯示裝置300可通訊連接至遙控器400。
處理器110例如是中央處理單元(central processing unit，CPU)，或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微控制單元(micro control unit，MCU)、微處理器(microprocessor)、數位信號處理器(digital signal processor，DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(application specific integrated circuit，ASIC)、圖形處理器(graphics processing unit，GPU)、影像訊號處理器(image signal processor，ISP)、影像處理單元(image processing unit，IPU)、算數邏輯單元(arithmetic logic unit，ALU)、複雜可程式邏輯裝置(complex programmable logic device，CPLD)、現場可程式化邏輯閘陣列(field programmable gate array，FPGA)或其他類似元件或上述元件的組合。處理器110可耦接至儲存媒體120、收發器130、壓力感測器140、加速度計160以及陀螺儀170，並且存取和執行儲存於儲存媒體120中的多個模組和各種應用程式。
儲存媒體120例如是任何型態的固定式或可移動式的隨機存取記憶體(random access memory，RAM)、唯讀記憶體(read-only memory，ROM)、快閃記憶體(flash memory)、硬碟(hard disk drive，HDD)、固態硬碟(solid state drive，SSD)或類似元件或上述元件的組合，而用於儲存可由處理器110執行的多個模組或各種應用程式。在本實施例中，儲存媒體120可儲存包含機器學習模型121，其中機器學習模型121例如是深度學習(deep learning， DL)模型，但本發明不限於此。
收發器130以無線或有線的方式傳送及接收訊號。收發器130還可以執行例如低噪聲放大、阻抗匹配、混頻、向上或向下頻率轉換、濾波、放大以及類似的操作。處理器110可通過收發器130通訊連接至無人機200以控制無人機200的飛行。在一實施例中，處理器110可通過2.4GHz的訊號來與無人機200進行通訊，但本發明不限於此。
壓力感測器140用於測量系統10的使用者所造成的壓力。壓力感測器140可包含互不相連的兩個感測區域，以分別測量使用者在不同區域所造成的壓力。加速度計160和陀螺儀170分別用於測量系統10的使用者之施力所造成的加速度和角速度。
無人機200可包含處理器210、電池模組211、全球定位系統(global positioning system，GPS)接收器220、通訊介面230、收發器240、儲存媒體250、影像擷取裝置260、感測器270、馬達模組280以及指示燈290。
處理器210例如是中央處理單元，或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微控制單元、微處理器、數位信號處理器、可程式化控制器、特殊應用積體電路、圖形處理器、影像訊號處理器、影像處理單元、算數邏輯單元、複雜可程式邏輯裝置、現場可程式化邏輯閘陣列或其他類似元件或上述元件的組合。處理器210可耦接至電池模組211、GPS接收器220、通訊介面230、收發器240、儲存媒體250、影像擷取裝置260、感測器270、馬達模組280 以及指示燈290，並且存取和執行儲存於儲存媒體250中的多個模組和各種應用程式。
GPS接收器220可接收GPS訊號，其中處理器210可根據GPS訊號為無人機200進行定位。
通訊介面230例如是通用串列匯流排(universal serial bus，USB)。處理器210可通過通訊介面230接收來自外部的電力，藉以對電池模組211進行充電，其中電池模組211用以為無人機200供電。處理器210還可通過通訊介面230接收來自外部的訊號，藉以設定無人機200的各項參數和功能。
收發器240以無線方式傳送及接收訊號。收發器240還可以執行例如低噪聲放大、阻抗匹配、混頻、向上或向下頻率轉換、濾波、放大以及類似的操作。無人機200可通過收發器240通訊連接至系統10或顯示裝置300。
儲存媒體250例如是任何型態的固定式或可移動式的隨機存取記憶體、唯讀記憶體、快閃記憶體、硬碟、固態硬碟或類似元件或上述元件的組合，而用於儲存可由處理器210執行的多個模組或各種應用程式。
影像擷取裝置260例如是用以擷取影像的攝影機或照相裝置。影像擷取裝置260可包含諸如互補性金屬氧化半導體(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)或電荷耦合裝置(charge coupled device，CCD)的影像感測器。處理器210可通過影像擷取裝置260取得無人機200周遭的影像。
感測器270用以感測無人機200周遭的環境參數。在一實施例中，感測器270可包含高度感測器。處理器210可通過感測器270取得無人機200的高度。高度感測器例如包含光達或超音波感測器。
馬達模組280包含一或多個馬達，其中馬達可與無人機200的機翼連接。處理器210可通過馬達模組280來控制無人機200的飛行。
指示燈290例如是發光二極體(light-emitting diode，LED)。指示燈290可提供用以辨識無人機200或用以進行光通訊的光源。
顯示裝置300可包含液晶顯示器(liquid-crystal display，LCD)、發光二極體(LED)顯示器、真空螢光顯示器(vacuum fluorescent display，VFD)、等離子顯示器(plasma display panel，PDP)、有機發光顯示器(organic light-emitting diode，OLED)或場發射顯示器(field-emission display，FED)。在一實施例中，顯示裝置300可包含頭戴式顯示器。顯示裝置300可通訊連接至無人機200的影像擷取裝置260以接收影像擷取裝置260所擷取的影像。顯示裝置300還可接收來自無人機200或遙控器400的訊號，根據接收的訊號提供關聯於無人機200所擷取之影像的混合實境(mixed reality，MR)場景給使用者，或以結合遊戲伺服器所提供的訊號的方式呈現具混合實境場景的影像。混合實境可包含虛擬實境(virtual reality，VR)或擴增實境(augmented reality，AR)。
遙控器400可通訊連接至顯示裝置300。使用者可操作遙控器400以傳送訊號給顯示裝置300。顯示裝置300可根據所述訊號來提供混合實境場景給使用者。換句話說，使用者可通過遙控器400來與混合實境場景進行互動。
圖2根據本發明的一實施例繪示平台本體100的示意圖。平台本體100可包含承載面20以及扶手30。壓力感測器140可安裝在承載面20之下以測量使用者對承載面20上的各個位置所造成的壓力。加速度計160或陀螺儀170可設置在扶手30中。當使用者移動身體而施力在扶手30上時，加速度計160或陀螺儀170可分別測量使用者的施力的加速度或角速度。
本發明的處理器110可測量使用者施加在承載面20上的壓力，進而根據所述壓力控制無人機200的飛行。在一實施例中，使用者可在承載面20上維持站姿以控制無人機200。圖3和圖4根據本發明的一實施例繪示在承載面20上維持站姿的使用者的示意圖，其中圖3對應於顯示裝置300為頭戴式顯示器的情境，並且圖4對應於顯示裝置300為非頭戴式顯示器的情境。
圖5根據本發明的一實施例繪示對應於站姿的參考壓力分佈圖50和參考重心60的示意圖。處理器110可包含校正模式。在處理器110控制無人機200的飛行之前，處理器110可先進入校正模式。在處理器110處於校正模式時，使用者可在承載面20上維持正常的站姿。此時，處理器110可通過安裝在承載面20之下的壓力感測器140取得腳掌的參考壓力分佈圖50。接著，處理 器110可將參考壓力分佈圖50輸入至機器學習模型121，進而由機器學習模型121輸出對應於參考壓力分佈圖50的參考重心60，其中參考重心60代表維持正常站姿的使用者在承載面20上的重心位置。
在一實施例中，參考重心60與加速度和角速度相關。具體來說，在處理器110處於校正模式時，使用者可輕握扶手30。安裝在扶手30中的加速度計160和陀螺儀170可分別測量使用者在扶手30上的施力所造成的參考加速度和參考角速度。處理器110可將參考壓力分佈圖50、參考加速度以及參考角速度輸入至機器學習模型121，進而由機器學習模型121輸出對應於參考壓力分佈圖50的參考重心60。
在取得對應於使用者的正常站姿的參考壓力分佈圖50以及參考重心60後，處理器110可通過壓力感測器140測量由使用者的腳掌當前施加在承載面20上的壓力所造成的壓力分佈圖(即：當前壓力分佈圖)。處理器110可將當前壓力分佈圖輸入至機器學習模型121以取得承載面20上的當前重心。處理器110可根據參考壓力分佈圖50、參考重心60、當前壓力分佈圖以及當前重心來控制無人機200的飛行。若處理器110判斷當前壓力分佈圖或當前重心不足以控制無人機200移動時，處理器110可控制無人機200維持懸停(hovering)，如圖6所示。
在一實施例中，處理器110可計算參考壓力分佈圖50與當前壓力分佈圖之間的面積差值，並且根據面積差值控制無人機 200垂直移動。若面積差值為正，則處理器110可控制無人機200垂直向上移動。若面積差值為負，則處理器110可控制無人機200垂直向下移動。
圖7根據本發明的一實施例繪示垂直向上移動的無人機200的示意圖。處理器110可在使用者踮起腳尖時控制無人機200垂直向上移動。當使用者踮起腳尖時，使用者的腳掌與承載面20的接觸面積會縮小，且當前壓力分佈圖70的面積會小於參考壓力分佈圖50。據此，處理器110可響應於參考壓力分佈圖50與當前壓力分佈圖70之間的面積差值為正而控制無人機200垂直向上移動。
圖8根據本發明的一實施例繪示垂直向下移動的無人機200的示意圖。處理器110可在使用者蹲下時控制無人機200垂直向下移動。當使用者蹲下時，使用者的腳掌與承載面20的接觸面積會增大，且當前壓力分佈圖70的面積會大於參考壓力分佈圖50。據此，處理器110可響應於參考壓力分佈圖50與當前壓力分佈圖70之間的面積差值為負而控制無人機200垂直向下移動。
在一實施例中，處理器110可響應於面積差值在無人機200垂直移動時由正轉為負或由負轉為正而控制無人機200停止垂直移動。具體來說，使用者可踮起腳尖以控制無人機200垂直向上移動。當使用者從踮起腳尖的姿勢轉變為正常站姿時，使用者的腳掌與承載面20的接觸面積會瞬間增大，進而使參考壓力分佈圖50與當前壓力分佈圖70之間的面積差值由正轉變為負。據此， 處理器110可控制無人機200停止向上移動。另一方面，使用者可蹲下以控制無人機200垂直向下移動。當使用者從蹲姿轉變為正常站姿時，使用者的腳掌與承載面20的接觸面積會瞬間縮小，進而使參考壓力分佈圖50與當前壓力分佈圖70之間的面積差值由負轉變為正。據此，處理器110可控制無人機200停止向下移動。
在一實施例中，處理器110可根據無人機200的感測器270所測量的高度來決定是否控制無人機200停止垂直向下移動。具體來說，無人機200可接收來自處理器110的訊號(即：指示無人機200垂直向下移動的訊號)以垂直向下移動。在無人機200接收所述訊號並垂直向下移動期間，無人機200的處理器210可響應於高度小於閾值而控制馬達模組280以使無人機200停止垂直向下移動。據此，可避免無人機200因使用者操作不當而墜毀。
在一實施例中，當無人機200停止垂直向下移動時，無人機200的處理器110可響應於持續地接收到來自系統10的訊號(即：指示無人機200垂直向下移動的訊號)而進行降落。換句話說，當使用者蹲下並使無人機200下降到最低高度時，使用者可持續維持蹲姿以控制無人機200進行降落。
在一實施例中，處理器110可計算參考重心60到當前重心的向量，並且根據所述向量控制無人機200的水平移動，其中無人機200的移動速度可與向量的大小成正比，且無人機200的移動方向可與向量的方向相同。參考重心60到當前重心的向量的 大小越大，無人機200的飛行速率(velocity)越快。參考重心60到當前重心的向量的大小越小，無人機200的飛行速率越小。
圖9根據本發明的一實施例繪示水平向右移動的無人機200的示意圖。當使用者的身體往右方傾倒時，參考重心60到當前重心90之間的向量V指向右方。據此，處理器110可控制無人機200平行向右飛行。
圖10根據本發明的一實施例繪示水平向左移動的無人機200的示意圖。當使用者的身體往左方傾倒時，參考重心60到當前重心90之間的向量V指向左方。據此，處理器110可控制無人機200平行向左飛行。
圖11根據本發明的一實施例繪示水平向前移動的無人機200的示意圖。當使用者的身體往前方傾倒時，參考重心60到當前重心90之間的向量V指向前方。據此，處理器110可控制無人機200平行向前飛行。
圖12根據本發明的一實施例繪示水平向後移動的無人機200的示意圖。當使用者的身體往後方傾倒時，參考重心60到當前重心90之間的向量V指向後方。據此，處理器110可控制無人機200平行向後飛行。
在一實施例中，處理器110可響應於參考重心60到當前重心90之間的向量V的大小|V|在無人機200水平移動時減少至小於閾值而控制無人機200停止水平移動。具體來說，當使用者傾倒身體時，無人機200可持續地接收來自處理器110的訊號以 進行水平移動。當使用者的身體從傾倒的姿勢轉變為正常站姿時，向量V的大小|V|會減少。處理器110可在向量V的大小|V|減少至小於閾值時判斷使用者已經恢復正常站姿。據此，處理器110可控制無人機200停止水平移動。
在一實施例中，處理器110可根據使用者上半身旋轉的方向控制無人機200偏擺。若使用者的上半身轉向左方，則處理器110可控制無人機200向左偏擺。若使用者的上半身轉向右方，則處理器110可控制無人機200向右偏擺。
圖13根據本發明的一實施例繪示向左偏擺(yaw)的無人機200的示意圖。圖14根據本發明的一實施例繪示向右偏擺的無人機的示意圖。參考圖5和圖13~14，處理器110可將參考壓力分佈圖50區分為參考壓力分佈51和參考壓力分佈52，並可將當前壓力分佈圖70區分為當前壓力分佈71以及當前壓力分佈72。舉例來說，假設使用者面向Y方向且參考重心60為XY平面的原點，處理器110可根據參考重心60將參考壓力分佈圖50區分為參考壓力分佈51和參考壓力分佈52，其中參考壓力分佈51為參考壓力分佈圖50中X值為負的部分且對應於使用者的左腳，並且參考壓力分佈52為參考壓力分佈圖50中X值為正的部分且對應於使用者的右腳。
另一方面，假設使用者面向Y方向且當前重心90為XY平面的原點，處理器110可根據當前重心90將當前壓力分佈圖70區分為當前壓力分佈71和當前壓力分佈72，其中當前壓力分佈 71為當前壓力分佈圖70中X值為負的部分且對應於使用者的左腳，並且當前壓力分佈72為當前壓力分佈圖70中X值為正的部分且對應於使用者的右腳。
處理器110可計算參考壓力分佈51與當前壓力分佈71之間的第一面積差值，並且計算參考壓力分佈52與當前壓力分佈72之間的第二面積差值。處理器110可根據第一面積差值以及第二面積差值控制無人機200偏擺。具體來說，當使用者的上半身轉向左方時，使用者的重心會偏向左方而導致當前壓力分佈71的面積增加且當前壓力分佈72的面積縮小。據此，參考壓力分佈51與當前壓力分佈71之間的第一面積差值會減少，且參考壓力分佈52與當前壓力分佈72之間的第二面積差值會增加。因此，處理器110可響應於第一面積差值小於或等於閾值且第二面積差值大於所述閾值而控制無人機200朝向左方偏擺，如圖13所示。
另一方面，當使用者的上半身轉向右方時，使用者的重心會偏向右方而導致當前壓力分佈71的面積縮小且當前壓力分佈72的面積增加。據此，參考壓力分佈51與當前壓力分佈71之間的第一面積差值會增加，且參考壓力分佈52與當前壓力分佈72之間的第二面積差值會減少。因此，處理器110可響應於第一面積差值大於閾值且第二面積差值小於或等於所述閾值而控制無人機200朝向右方偏擺，如圖14所示。
在一實施例中，使用者可在承載面20上維持坐姿以控制無人機200。圖15和16根據本發明的一實施例繪示在承載面20 上維持坐姿的使用者的示意圖，其中圖15對應於顯示裝置300為頭戴式顯示器的情境，並且圖16對應於顯示裝置300為非頭戴式顯示器的情境。
圖17根據本發明的一實施例繪示對應於坐姿的參考壓力分佈圖50和參考重心60的示意圖。處理器110可包含校正模式。在處理器110控制無人機200的飛行之前，處理器110可先進入校正模式。在處理器110處於校正模式時，使用者可在承載面20上維持正常的坐姿。此時，處理器110可通過安裝在承載面20之下的壓力感測器140取得臀部的參考壓力分佈圖50，以及取得手掌的參考壓力感測值。以圖18為例，壓力感測器140的一感測區域可用以測量承載面20的位置21(即：對應於使用者之臀部的位置)所承受的壓力(即：使用者的臀部施加在承載面20上的壓力)，且壓力感測器140的另一感測區域可用以測量承載面20的位置22(即：對應於使用者之手掌的位置)所承受的壓力(即：使用者的手掌施加在承載面20上的壓力)。
接著，處理器110可將參考壓力分佈圖50輸入至機器學習模型121，進而由機器學習模型121輸出對應於參考壓力分佈圖50的參考重心60，其中參考重心60代表維持正常坐姿的使用者在承載面20上的重心位置。
在取得對應於使用者的正常坐姿的參考壓力分佈圖50、參考重心60以及參考壓力感測值後，處理器110可通過壓力感測器140測量由使用者的臀部當前施加在承載面20上的壓力所造成 的壓力分佈圖(即：當前壓力分佈圖70，如圖25或圖26所示)。處理器110可將當前壓力分佈圖70輸入至機器學習模型121以取得承載面20上的當前重心(即：當前重心90，如圖25或圖26所示)。處理器110可根據參考壓力分佈圖50、參考重心60、當前壓力分佈圖70以及當前重心90來控制無人機200的飛行。若處理器110判斷當前壓力分佈圖70或當前重心90不足以控制無人機200移動時，處理器110可控制無人機200維持懸停，如圖18所示。
在一實施例中，處理器110可進一步通過壓力感測器140測量由使用者的手掌當前施加在承載面20的位置22上的當前壓力感測值。處理器110可根據參考壓力分佈圖50、參考重心60、當前壓力分佈圖70、當前重心90、參考壓力感測值以及當前壓力感測值來控制無人機200的飛行。若處理器110判斷當前壓力分佈圖70、當前重心90或當前壓力感測值不足以控制無人機200移動時，處理器110可控制無人機200維持懸停。
在一實施例中，處理器110可計算參考壓力分佈圖50與當前壓力分佈圖70之間的面積差值，並且根據面積差值控制無人機200垂直移動。若面積差值為正，則處理器110可控制無人機200垂直向上移動。若面積差值為負，則處理器110可控制無人機200垂直向下移動。另一方面，處理器110可計算參考壓力感測值與當前壓力感測值之間的壓力差值，並且根據壓力差值控制無人機200垂直移動。若壓力差值為負，則處理器110可控制無人機 200垂直向上移動。若壓力差值為正，則處理器110可控制無人機200垂直向下移動。處理器110可根據面積差值或壓力差值的至少其中之一控制無人機200垂直移動。
圖19根據本發明的一實施例繪示垂直向上移動的無人機200的示意圖。處理器110可在維持坐姿的使用者撐起身體時控制無人機200垂直向上移動。當使用者撐起身體時，使用者的臀部與承載面20的接觸面積會縮小，且當前壓力分佈圖70的面積會小於參考壓力分佈圖50。據此，處理器110可響應於參考壓力分佈圖50與當前壓力分佈圖70之間的面積差值為正而控制無人機200垂直向上移動。另一方面，當使用者撐起身體時，使用者的手掌會施力於承載面20的位置22而導致當前壓力感測值增加，且當前壓力感測值會大於參考壓力感測值。據此，處理器110可響應於參考壓力感測值與當前壓力感測值之間的壓力差值為負而控制無人機200垂直向上移動。
圖20根據本發明的一實施例繪示垂直向下移動的無人機的示意圖。處理器110可在維持坐姿的使用者放鬆身體時控制無人機200垂直向下移動。當使用者放鬆身體時，使用者的臀部與承載面20的接觸面積會增大，且當前壓力分佈圖70的面積會大於參考壓力分佈圖50。據此，處理器110可響應於參考壓力分佈圖50與當前壓力分佈圖70之間的面積差值為負而控制無人機200垂直向下移動。另一方面，當使用者放鬆身體時，使用者的手掌於承載面20的位置22上的施力會減少而導致當前壓力感測值減少， 且當前壓力感測值會小於參考壓力感測值。據此，處理器110可響應於參考壓力感測值與當前壓力感測值之間的壓力差值為正而控制無人機200垂直向下移動。
在一實施例中，處理器110可響應於面積差值在無人機200垂直移動時由正轉為負或由負轉為正而控制無人機200停止垂直移動，或可響應於壓力差值在無人機200垂直移動時由負轉為正或由正轉為負而控制無人機200停止垂直移動。具體來說，使用者可撐起身體以控制無人機200垂直向上移動。當使用者從撐起身體的姿勢轉變為正常坐姿時，使用者的臀部與承載面20的接觸面積會瞬間增大進而使參考壓力分佈圖50與當前壓力分佈圖70之間的面積差值由正轉變為負，且使用者的手掌對承載面20的位置22上的施力會瞬間減少進而使參考壓力感測值與當前壓力感測值之間的壓力差值由負轉變為正。據此，處理器110可控制無人機200停止垂直移動。
另一方面，使用者可放鬆身體以控制無人機200垂直向下移動。當使用者從放鬆身體的姿勢轉變為正常坐姿時，使用者的臀部與承載面20的接觸面積會瞬間縮小進而使參考壓力分佈圖50與當前壓力分佈圖70之間的面積差值由負轉變為正，且使用者的手掌對承載面20的位置22上的施力會瞬間增加進而使參考壓力感測值與當前壓力感測值之間的壓力差值由正轉變為負。據此，處理器110可控制無人機200停止垂直移動。
在一實施例中，處理器110可根據無人機200的感測器 270所測量的高度來決定是否控制無人機200停止垂直向下移動。具體來說，無人機200可接收來自處理器110的訊號(即：指示無人機200垂直向下移動的訊號)以垂直向下移動。在無人機200接收所述訊號並垂直向下移動期間，無人機200的處理器210可響應於高度小於閾值而控制馬達模組280以使無人機200停止垂直向下移動。據此，可避免無人機200因使用者操作不當而墜毀。
在一實施例中，當無人機200停止垂直向下移動時，無人機200的處理器210可響應於持續地接收到來自系統10的訊號(即：指示無人機200垂直向下移動的訊號)而進行降落。換句話說，當使用者放鬆身體並使無人機200下降到最低高度時，使用者可持續維持身體放鬆的姿態以控制無人機200進行降落。
在一實施例中，處理器110可計算參考重心60到當前重心90(如圖25或圖26所示)的向量，並且根據所述向量控制無人機200的水平移動，其中無人機200的移動速度可與向量的大小成正比，且無人機200的移動方向可與向量的方向相同。參考重心60到當前重心90的向量的大小越大，無人機200的飛行速率越快。參考重心60到當前重心90的向量的大小越小，無人機200的飛行速率越小。
圖21根據本發明的一實施例繪示水平向右移動的無人機200的示意圖。當使用者的身體往右方傾倒時，參考重心60到當前重心90之間的向量V指向右方。據此，處理器110可控制無人機200平行向右飛行。
圖22根據本發明的一實施例繪示水平向左移動的無人機200的示意圖。當使用者的身體往左方傾倒時，參考重心60到當前重心90之間的向量V指向左方。據此，處理器110可控制無人機200平行向左飛行。
圖23根據本發明的一實施例繪示水平向前移動的無人機200的示意圖。當使用者的身體往前方傾倒時，參考重心60到當前重心90之間的向量V指向前方。據此，處理器110可控制無人機200平行向前飛行。
圖24根據本發明的一實施例繪示水平向後移動的無人機200的示意圖。當使用者的身體往後方傾倒時，參考重心60到當前重心90之間的向量V指向後方。據此，處理器110可控制無人機200平行向後飛行。
在一實施例中，處理器110可響應於參考重心60到當前重心90之間的向量V的大小|V|在無人機200水平移動時減少至小於閾值而控制無人機200停止水平移動。具體來說，當使用者傾倒身體時，無人機200可持續地接收來自處理器110的訊號以進行水平移動。當使用者的身體從傾倒的姿勢轉變為正常坐姿時，向量V的大小|V|會減少。處理器110可在向量V的大小|V|減少至小於閾值時判斷使用者已經恢復正常坐姿。據此，處理器110可控制無人機200停止水平移動。
在一實施例中，處理器110可根據使用者上半身旋轉的方向控制無人機200偏擺。若使用者的上半身轉向左方，則處理 器110可控制無人機200向左偏擺。若使用者的上半身轉向右方，則處理器110可控制無人機200向右偏擺。
圖25根據本發明的一實施例繪示向左偏擺的無人機的示意圖。圖26根據本發明的一實施例繪示向右偏擺的無人機的示意圖。參考圖17和圖25~26，處理器110可將參考壓力分佈圖50區分為參考壓力分佈51和參考壓力分佈52，並可將當前壓力分佈圖70區分為當前壓力分佈71以及當前壓力分佈72。舉例來說，假設使用者面向Y方向且參考重心60為XY平面的原點，處理器110可根據參考重心60將參考壓力分佈圖50區分為參考壓力分佈51和參考壓力分佈52，其中參考壓力分佈51為參考壓力分佈圖50中X值為負的部分且對應於使用者的左臀，並且參考壓力分佈52為參考壓力分佈圖50中X值為正的部分且對應於使用者的右臀。
另一方面，假設使用者面向Y方向且當前重心90為XY平面的原點，處理器110可根據當前重心90將當前壓力分佈圖70區分為當前壓力分佈71和當前壓力分佈72，其中當前壓力分佈71為當前壓力分佈圖70中X值為負的部分且對應於使用者的左臀，並且當前壓力分佈72為當前壓力分佈圖70中X值為正的部分且對應於使用者的右臀。
處理器110可計算參考壓力分佈51與當前壓力分佈71之間的第一面積差值，並且計算參考壓力分佈52與當前壓力分佈72之間的第二面積差值。處理器110可根據第一面積差值以及第 二面積差值控制無人機200偏擺。具體來說，當使用者的上半身轉向左方時，使用者的重心會偏向左方而導致當前壓力分佈71的面積增加且當前壓力分佈72的面積縮小。據此，參考壓力分佈51與當前壓力分佈71之間的第一面積差值會減少，且參考壓力分佈52與當前壓力分佈72之間的第二面積差值會增加。因此，處理器110可響應於第一面積差值小於或等於閾值且第二面積差值大於所述閾值而控制無人機200朝向左方偏擺，如圖25所示。
另一方面，當使用者的上半身轉向右方時，使用者的重心會偏向右方而導致當前壓力分佈71的面積縮小且當前壓力分佈72的面積增加。據此，參考壓力分佈51與當前壓力分佈71之間的第一面積差值會增加，且參考壓力分佈52與當前壓力分佈72之間的第二面積差值會減少。因此，處理器110可響應於第一面積差值大於閾值且第二面積差值小於或等於所述閾值而控制無人機200朝向右方偏擺，如圖26所示。
系統10的使用者除了可利用體感來控制無人機200的飛行外，也可通過操作遙控器400以與顯示裝置300所提供的混合實境場景進行互動。圖27根據本發明的一實施例繪示體驗混合實境場景之使用者的示意圖，其中顯示裝置300為頭戴式顯示器。無人機200可通過影像擷取裝置260取得影像，並將影像傳送至顯示裝置300。顯示裝置300可根據來自無人機200的影像，主動為使用者創造與所述影像相關聯的混合實境場景，又或者以結合遊戲伺服器所提供的訊號的方式呈現具混合實境場景的影像。使 用者可操作遙控器400傳送訊號至顯示裝置300，藉以與混合實境場景進行互動。舉例來說，顯示裝置300可根據無人機200的影像創造出第一人稱射擊(first-person shooter，FPS)遊戲的混合實境場景。使用者可操作遙控器400以控制混合實境場景中的無人機200進行射擊。
使用者還可通過在承載面20上執行特定行為來與混合實境場景進行互動。在一實施例中，使用者可踩踏承載面20上任何位置，又或者限定踩踏於特定區域(例如：承載面20的位置21)。處理器110可通過壓力感測器140判斷承載面20上是否發生踩踏行為。具體來說，以使用者左腳的踩踏行為為例，處理器110可根據當前壓力分佈71的變化判斷使用者的左腳是否完全離開承載面20(即：當前壓力分佈71的面積縮小至零)，且又重新踩回承載面20(即：當前壓力分佈71的面積增加，或由零轉變為正)。若處理器110判斷使用者的左腳完全離開承載面20，且又重新踩回承載面20，則處理器110判斷承載面20上發生踩踏行為。若承載面20上發生踩踏行為，處理器110可傳送訊號至顯示裝置300，其中所述訊號用以與混合實境場景進行互動。
在一實施例中，使用者可用手指敲擊承載面20(例如：承載面20的位置22)。處理器110通過壓力感測器140判斷承載面20上是否發生敲擊行為。具體來說，處理器110可根據壓力感測器140在承載面20的位置22所偵測到的當前壓力感測值判斷是否發生敲擊行為。處理器110可根據當前壓力感測值的變化判 斷使用者的某一手指是否完全離開承載面20(即：當前某一手指的壓力感測值歸零)，且又重新放回承載面20(即：當前某一手指的壓力感測值增加，或由零轉變為正)。若處理器110判斷使用者的某一手指完全離開承載面20，且又重新放回承載面20，則處理器110判斷承載面20上發生敲擊行為。若承載面20上發生敲擊行為，處理器110可傳送訊號至顯示裝置300，其中所述訊號用以與混合實境場景進行互動。
圖28根據本發明的一實施例繪示一種基於壓力控制無人機的方法的流程圖，其中所述方法可由如圖1所示的系統10實施。在步驟S281中，將壓力感測器安裝在平台本體的承載面之下。在步驟S282中，通過壓力感測器取得壓力分佈圖。在步驟S283中，將壓力分佈圖輸入機器學習模型取得承載面上的重心。在步驟S284中，計算承載面上的參考重心到重心的向量。在步驟S285中，根據向量控制無人機的飛行。
綜上所述，本發明的系統可通過平台本體的承載面來感測使用者造成的壓力，並可通過平台本體的扶手來感測使用者的加速度或角速度。在承載面上，使用者可維持站姿或坐姿。承載面所承受的壓力可被轉換為壓力分佈圖。系統可基於機器學習模型而根據壓力分佈圖、加速度或角速度等參數來判斷使用者的重心，並可根據壓力分佈圖的變化或重心的移動來控制無人機進行平移、俯仰或偏擺。本發明的系統可進一步包含顯示裝置或遙控器，藉以提供使用者結合無人機技術與混合實境技術的遊戲體驗。
S281、S282、S283、S284、S285:步驟

Claims (22)

  1. 一種基於壓力控制無人機的系統，包括：一收發器，通訊連接至所述無人機；一儲存媒體，儲存一機器學習模型；一平台本體，包括一承載面；一壓力感測器，安裝在所述承載面之下；以及一處理器，耦接所述儲存媒體、所述收發器以及所述壓力感測器，其中所述處理器經配置以執行：於一校正模式下，通過所述壓力感測器取得一參考壓力分佈圖，並將所述參考壓力分佈圖輸入所述機器學習模型以取得一參考重心；通過所述壓力感測器取得一壓力分佈圖；將所述壓力分佈圖輸入所述機器學習模型取得所述承載面上的一重心；計算所述承載面上的所述參考重心到所述重心的一向量；以及根據所述向量控制所述無人機的一飛行。
  2. 如請求項1所述的系統，其中所述處理器更經配置以執行：根據所述向量控制所述無人機水平移動。
  3. 如請求項2所述的系統，其中所述處理器更經配置以執行： 響應於所述向量的一大小在所述無人機水平移動時減少至小於一閾值，控制所述無人機停止水平移動。
  4. 如請求項1所述的系統，其中所述處理器更經配置以執行：計算一參考壓力分佈圖與所述壓力分佈圖之間的一面積差值；以及根據所述面積差值控制所述無人機垂直移動。
  5. 如請求項4所述的系統，其中所述處理器更經配置以執行：響應於所述面積差值為正，控制所述無人機垂直向上移動；以及響應於所述面積差值為負，控制所述無人機垂直向下移動。
  6. 如請求項4所述的系統，其中所述處理器更經配置以執行：響應於所述面積差值在所述無人機垂直移動時由正轉變為負或由負轉變為正，控制所述無人機停止垂直移動。
  7. 如請求項1所述的系統，其中所述處理器更經配置以執行：取得一參考壓力分布圖，其中所述參考壓力分布圖包括一第一參考壓力分布以及一第二參考壓力分布，其中所述壓力分布圖包括一第一壓力分布以及一第二壓力分布；計算所述第一參考壓力分布與所述第一壓力分布之間的一第 一面積差值，並且計算所述第二參考壓力分布與所述第二壓力分布之間的一第二面積差值；以及根據所述第一面積差值以及所述第二面積差值控制所述無人機偏擺。
  8. 如請求項7所述的系統，其中所述處理器更經配置以執行：響應於所述第一面積差值大於一閾值且所述第二面積差值小於或等於所述閾值，控制所述無人機朝向一第一方向偏擺。
  9. 如請求項1所述的系統，其中所述壓力感測器，包括一第一區域與一第二區域，其中所述第一區域與所述第二區域並不相連，其中所述處理器更經配置以執行：通過所述壓力感測器的所述第二區域取得一壓力感測值；計算一參考壓力感測值與所述壓力感測值之間的一壓力差值；以及根據所述壓力差值控制所述無人機垂直移動。
  10. 如請求項9所述的系統，其中所述第一區域用以測量使用者的臀部施加在所述承載面上的壓力，其中所述第二區域用以測量所述使用者的手掌施加在所述承載面上的壓力。
  11. 如請求項9所述的系統，其中所述處理器更經配置以執行：響應於所述壓力差值為負，控制所述無人機垂直向上移動； 以及響應於所述壓力差值為正，控制所述無人機垂直向下移動。
  12. 如請求項9所述的系統，其中所述處理器更經配置以執行：響應於所述壓力差值在所述無人機垂直移動時由正轉變為負或由負轉變為正，控制所述無人機停止垂直移動。
  13. 如請求項1所述的系統，其中所述平台本體更包括扶手，其中所述系統更包括：一加速度計，安裝在所述扶手之中，並且耦接所述處理器；以及一陀螺儀，安裝在所述扶手中，並且耦接所述處理器。
  14. 如請求項13所述的系統，其中所述處理器更經配置以執行：通過所述加速度計取得一加速度；通過所述陀螺儀取得一角速度；以及將所述壓力分佈圖、所述加速度、所述角速度輸入所述機器學習模型取得所述承載面上的所述重心。
  15. 如請求項1所述的系統，更包括：一顯示裝置，通訊連接至所述無人機的一影像擷取裝置，其中所述顯示裝置顯示由所述影像擷取裝置提供的一影像。
  16. 如請求項15所述的系統，其中所述顯示裝置包括： 一頭戴式顯示器，接收一第一訊號以根據所述第一訊號提供關聯於所述影像的一混合實境場景。
  17. 如請求項16所述的系統，更包括：一遙控器，通訊連接至所述頭戴式顯示器，其中所述遙控器傳送第二訊號至所述頭戴式顯示器。
  18. 如請求項16所述的系統，其中所述頭戴式顯示器通訊連接至所述處理器，其中所述處理器更經配置以執行：通過所述壓力感測器判斷所述承載面上是否發生一踩踏行為；以及響應於發生所述踩踏行為，傳送所述第二訊號至所述頭戴式顯示器。
  19. 如請求項1所述的系統，更包括：所述無人機，包括一高度感測器，其中所述高度感測器取得一高度，其中所述無人機自所述處理器接收一第二訊號，並且根據所述第二訊號垂直向下移動，其中所述無人機響應於所述高度小於一閾值，停止垂直向下移動。
  20. 如請求項19所述的系統，其中當所述無人機停止垂直向下移動時，所述無人機響應於持續地接收所述第二訊號而進行降落。
  21. 如請求項1所述的系統，其中所述機器學習模型包括一深度學習模型。
  22. 一種基於壓力控制無人機的方法，包括： 將一壓力感測器安裝在一平台本體的一承載面之下；於一校正模式下，通過所述壓力感測器取得一參考壓力分佈圖，並將所述參考壓力分佈圖輸入一機器學習模型以取得一參考重心；通過所述壓力感測器取得一壓力分佈圖；將所述壓力分佈圖輸入一機器學習模型取得所述承載面上的一重心；計算所述承載面上的所述參考重心到所述重心的一向量；以及根據所述向量控制無人機的一飛行。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118844979A (zh) * 2024-09-27 2024-10-29 深圳安怡健康科技有限公司 步态数据显示方法、装置、设备、存储介质和系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105629767A (zh) * 2014-09-22 2016-06-01 周序安 电动滑板压感控制系统
CN106155068A (zh) * 2016-08-11 2016-11-23 上海与德通讯技术有限公司 无人机交互控制装置及系统
CN108159685A (zh) * 2017-12-08 2018-06-15 上海感悟通信科技有限公司 基于陀螺仪的虚拟摇杆控制方法和系统及其介质和设备
US20190094849A1 (en) * 2016-04-29 2019-03-28 Lg Electronics Inc. Mobile terminal and control method therefor

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100035688A1 (en) 2006-11-10 2010-02-11 Mtv Networks Electronic Game That Detects and Incorporates a User's Foot Movement
US9549585B2 (en) 2008-06-13 2017-01-24 Nike, Inc. Footwear having sensor system
US8868373B2 (en) * 2008-08-25 2014-10-21 Universitat Zurich Prorektorat Mnw Adjustable virtual reality system
TWI459234B (zh) 2010-07-14 2014-11-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 手持裝置及利用其控制無人飛行載具的方法
WO2012100080A2 (en) 2011-01-21 2012-07-26 The Regents Of The University Of California Systems for and methods of detecting and reproducing motions for video games
US11673022B2 (en) * 2012-08-31 2023-06-13 Blue Goji Llc. Apparatus for natural torso and limbs tracking and feedback for electronic interaction
WO2016042407A1 (en) * 2014-09-16 2016-03-24 Bonora Valerio Foot-operated controller, device and furniture comprising it, method of operating it
US11205075B2 (en) * 2018-01-10 2021-12-21 Quantum Interface, Llc Interfaces, systems and apparatuses for constructing 3D AR environment overlays, and methods for making and using same
WO2016081812A1 (en) 2014-11-21 2016-05-26 Vr Moving Floor, Llc Moving floor for interactions with virtual reality systems and uses thereof
CN205139708U (zh) 2015-10-28 2016-04-06 上海顺砾智能科技有限公司 一种无人机的动作识别远程控制装置
TWI544952B (zh) 2015-11-25 2016-08-11 世大福智科技股份有限公司 遊戲軟墊、互動遊戲系統及其互動遊戲連線方法
EP3384367A4 (en) * 2015-12-01 2019-07-31 Quantum Interface, LLC MOTION-BASED INTERFACE SYSTEMS AND DEVICES AND METHOD FOR THE PRODUCTION AND USE THEREOF OF DIRECT-ACTIVATED ATTRIBUTES OR ATTRIBUTION CONTROL OBJECTS
KR20170138797A (ko) * 2016-06-08 2017-12-18 엘지전자 주식회사 드론
KR102031982B1 (ko) * 2017-07-04 2019-10-14 주식회사 알고리고 언레이블드 데이터의 재학습 여부 결정을 이용한 압력분포 정보의 자세 분류 장치
US10220310B1 (en) 2017-08-09 2019-03-05 Igt Foot actuated input device for electronic gaming machines
US10545495B2 (en) 2017-12-14 2020-01-28 Industry Academy Cooperation Foundation Of Sejong University Remote control device and method for UAV and motion control device attached to UAV
WO2019165501A1 (en) * 2018-02-28 2019-09-06 Visospace Holdings Pty Ltd Virtual locomotion device
US20190339791A1 (en) 2018-05-07 2019-11-07 Jassim Alanajadah Foot controller computer input device
US20230263469A1 (en) * 2022-02-24 2023-08-24 The Board Of Trustees Of The University Of Alabama Shoe-based sensor system for detecting human motion and body balance

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105629767A (zh) * 2014-09-22 2016-06-01 周序安 电动滑板压感控制系统
US20190094849A1 (en) * 2016-04-29 2019-03-28 Lg Electronics Inc. Mobile terminal and control method therefor
CN106155068A (zh) * 2016-08-11 2016-11-23 上海与德通讯技术有限公司 无人机交互控制装置及系统
CN108159685A (zh) * 2017-12-08 2018-06-15 上海感悟通信科技有限公司 基于陀螺仪的虚拟摇杆控制方法和系统及其介质和设备

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