CN103961889A - 一种投掷玩具系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种投掷玩具系统及其工作方法。该系统包括中央控制器、呈矩形的投掷场地和用于投掷的玩具球，投掷场地包括落地区和投掷区，投掷场地的四角处设有定位基站，落地区由若干个压力检测板组成，投掷区内设有捡球车，中央控制器包括中央处理单元、第一射频模块和触摸屏，定位基站包括微处理器和UWB阅读器，捡球车包括车体，车体底部设有行走机构，车体上设有第一控制芯片、捡球装置、第一UWB无线定位标签和第二射频模块，玩具球包括球体，球体上设有第二控制芯片、第二UWB无线定位标签和第三射频模块。本发明能够准确测定投掷出去的玩具球的距离，距离测定精确，且通过捡球车自动捡回，无需用户捡球。

Description

一种投掷玩具系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及玩具技术领域，尤其涉及一种投掷玩具系统及其工作方法。

背景技术

玩具球是一种常见的玩具，深受广大儿童用户的喜爱，儿童用户喜欢将球投掷出去，比赛谁投掷的距离更远。但是，球类投掷出去后，用户相互之间的投掷距离远近一般都是靠目测大致判断，且投掷出去后要人为捡回，非常不便。

中国专利公开号CN100337710，公开日2007年9月19日，发明的名称为玩具球装置，该申请案公开了一种玩具球装置，它包括一个具有多个环状结构的网格，在该环状结构周边设置有相互匹配的表面，当相互匹配的表面互相结合在一起时，该环状结构形成所述装置的一个表面。其不足之处是，该玩具球装置被投掷出去后，投掷距离不便测定，且需人为捡回。

发明内容

本发明的目的是克服现有玩具球被投掷出去后，投掷距离不便测定，且需人为捡回的技术问题，提供了一种投掷玩具系统及其工作方法，其能够准确测定投掷出去的玩具球的距离，距离测定精确，且通过捡球车自动捡回，无需用户捡球，同时具有很强的趣味性。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明的一种投掷玩具系统，包括中央控制器、呈矩形的投掷场地和用于投掷的玩具球，所述投掷场地包括落地区和投掷区，所述投掷场地的四角处设有定位基站，所述落地区由若干个压力检测板组成，所述投掷区内设有捡球车，所述中央控制器包括中央处理单元、第一射频模块和触摸屏，所述定位基站包括微处理器和UWB阅读器，所述捡球车包括车体，所述车体底部设有行走机构，所述车体上设有第一控制芯片、捡球装置、第一UWB无线定位标签、第二射频模块，所述玩具球包括球体，所述球体上设有第二控制芯片、第二UWB无线定位标签和第三射频模块，所述中央处理单元分别与压力检测板、第一射频模块和触摸屏电连接，所述微处理器分别与UWB阅读器和中央处理单元电连接，所述第一控制芯片分别与行走机构、捡球装置、第一UWB无线定位标签和第二射频模块电连接，所述第二控制芯片分别与第二UWB无线定位标签和第三射频模块电连接。

在本技术方案中，投掷场地四周设有围栏，系统工作时，中央控制器实时监控捡球车和玩具球的位置。用户进入投掷区投掷玩具球，玩具球被投掷出去后，当玩具球落到落地区的压力检测板上时，压力检测板检测到压力产生变化，中央控制器判断玩具球落地，中央控制器将该时刻玩具球的位置作为投掷成绩并存储，触摸屏显示该成绩，中央控制器检测到玩具球落地后不再读取压力检测板的输出信号。球体落地之后会滚动，当球体在落地区停止滚动时，中央控制器检测到玩具球的位置不再发生变化，中央控制器发送控制命令给捡球车，捡球车根据控制命令朝玩具球运动，同时中央控制器实时计算捡球车和玩具球的距离。初始时，中央控制器控制捡球车按照当前状态运动一定距离，中央控制器根据计算出的捡球车运动轨迹确定当前捡球车的运动方向。

当距离值小于设定的最小值K时，中央控制器发送控制命令给捡球车，捡球车停止运动，第一控制芯片控制捡球装置将玩具球捡入车内。玩具球被捡入车内后，第一控制芯片发送信息给中央控制器，中央控制器发送控制命令给捡球车，捡球车根据控制命令运动，回到投掷区，当捡球车回到投掷区停下后，捡球车通过捡球装置将玩具球放在投掷区上，以供玩家再次投掷。然后，中央控制器重新开始读取压力检测板的输出信号。

作为优选，所述车体包括呈矩形的底板，所述底板的四周边缘分别设有前侧板、后侧板、左侧板和右侧板，所述前侧板与底板铰接，所述车体内还设有驱动前侧板转动的驱动电机，所述底板上设有可前后移动的水平移动机构，所述捡球装置包括升降机构、旋转机构、连接臂以及与玩具球匹配的罩体，所述罩体的内侧顶部设有摄像头，所述罩体通过连接臂与旋转机构相连，所述旋转机构设置在升降机构顶部，所述升降机构与水平移动机构相连，所述第一控制芯片还分别与驱动电机、水平移动机构、升降机构、旋转机构和摄像头电连接。

捡球时，第一控制芯片控制驱动电机工作，驱动电机带动前侧板向下转动直到前侧板的顶部与落地区接触，接着第一控制芯片通过水平移动机构控制罩体前后移动，通过升降机构控制罩体上下移动，通过旋转机构控制罩体左右移动，罩体内的摄像头不断的获取图像信息，当摄像头捕捉到玩具球的完整图像时，第一控制芯片控制罩体停止水平移动，通过升降机构控制罩体下降将玩具球罩住，接着第一控制芯片通过水平移动机构控制罩体向后移动到位，罩体将玩具球拉回车内，然后第一控制芯片控制前侧板向上转动到位。

作为优选，所述前侧板内侧的顶部设有倾斜的斜面。便于玩具球滚回捡球车内。

作为优选，所述水平移动机构包括设置在底板上的滑轨、设置在滑轨上的滑块以及与滑块相连的直线电机，所述升降机构设置在滑块上，所述直线电机与第一控制芯片电连接。

作为优选，所述压力检测板包括基板和设置在基板底部的压力传感器，所述压力传感器与中央处理单元电连接。

本发明的一种投掷玩具系统的工作方法，包括以下步骤：

S1：启动中央控制器、定位基站、捡球车和玩具球工作，捡球车通过第二射频模块向中央控制器发送请求信号，玩具球通过第三射频模块向中央控制器发送请求信号；

S2：当中央控制器通过第一射频模块接收到捡球车的请求信号和玩具球的请求信号时，同步执行步骤S3和步骤S4；

S3：中央控制器开始实时监控捡球车和玩具球的位置，包括以下步骤：

S31：当中央控制器通过第一射频模块接收到捡球车的请求信号和玩具球的请求信号时，中央控制器发送计时命令给四个定位基站，同时中央控制器通过第一射频模块发送定位命令给捡球车和玩具球；

S32：当四个定位基站接收到计时命令时，四个定位基站的微处理器将内部计时器清零且同时开始计时，当捡球车接收到定位命令时，捡球车通过第一UWB无线定位标签持续发送带有自身特定编码的UWB信号给四个定位基站，当玩具球接收到定位命令时，玩具球通过第二UWB无线定位标签持续发送带有自身特定编码的UWB信号给四个定位基站；

S33：当定位基站通过UWB阅读器接收到捡球车发送的UWB信号时，定位基站将计时得到的时间值发送给中央控制器，当定位基站通过UWB阅读器接收到玩具球发送的UWB信号时，定位基站将计时得到的时间值发送给中央控制器；

S34：中央控制器对接收到的与捡球车对应的时间值进行处理，通过TDOA到达时间差法计算出捡球车的位置，对接收到的与玩具球对应的时间值进行处理，通过TDOA到达时间差法计算出玩具球的位置；

S35：中央控制器重新发送计时命令给定位基站，重新发送定位命令给捡球车和玩具球，接着跳转至步骤S32；

S4：中央控制器读取压力检测板的输出信号，玩具球被投掷出去后，当玩具球落到落地区的压力检测板上时，压力检测板检测到压力产生变化，中央控制器判断玩具球落地，中央控制器将该时刻玩具球的位置作为投掷成绩并存储，触摸屏显示该成绩；

S5：当球体在落地区停止滚动时，中央控制器检测到玩具球的位置不再发生变化，中央控制器发送控制命令给捡球车，捡球车根据控制命令朝玩具球运动，同时中央控制器实时计算捡球车和玩具球的距离；

S6：当距离值小于设定的最小值K时，中央控制器发送控制命令给捡球车，捡球车停止运动，第一控制芯片控制捡球装置将玩具球捡入车内；

S7：玩具球被捡入车内后，第一控制芯片发送信息给中央控制器，中央控制器发送控制命令给捡球车，捡球车根据控制命令运动，回到投掷区，当捡球车回到投掷区停下后，捡球车通过捡球装置将玩具球放在投掷区上，以供玩家再次投掷，接着跳转至步骤S4。

作为优选，所述步骤S34中计算捡球车位置的方法包括以下步骤：将四个定位基站按逆时针方向依次编号为A基站、B基站、C基站和D基站，A基站位于投掷场地的左下角，以A基站为原点，A基站与B基站的连线为X轴，A基站与D基站的连线为Y轴，建立直角坐标系，A基站的坐标为(0，0)，B基站的坐标为(b，0)，C基站的坐标为(b，c)，D基站的坐标为(0，c)，捡球车的坐标为(x，y)，A基站从开始计时到接收到捡球车发送的UWB信号的时间为TA，B基站计时得到的时间值为TB，C基站计时得到的时间值为TC，D基站计时得到的时间值为TD，因为UWB信号在空气中的传播速度为光速V，因此可以计算出捡球车到达A基站、B基站的距离差为 $V^{*}(\mathrm{TB}-\mathrm{TA})=\sqrt{{(x-b)}^2+{(y-0)}^2}-\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2},$ 捡球车到达A基站、C基站的距离差为 $V^{*}(\mathrm{TC}-\mathrm{TA})=\sqrt{{(x-b)}^2+{(y-c)}^2}-\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2},$ 捡球车到达A基站、D基站的距离差为 $V^{*}(\mathrm{TD}-\mathrm{TA})=\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2}-\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2},$ 求解上述三个方程即可得到唯一的x，y解，从而得到捡球车的坐标(x1，y1)。

作为优选，所述计算捡球车位置的方法包括以下步骤：围绕A基站进行计算，得到三个方程式：

$V^{*}(\mathrm{TB}-\mathrm{TA})=\sqrt{{(x-b)}^2+{(y-0)}^2}-\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2}$

$V^{*}(\mathrm{TC}-\mathrm{TA})=\sqrt{{(x-b)}^2+{(y-c)}^2}-\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2}$

$V^{*}(\mathrm{TD}-\mathrm{TA})=\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2}-\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2}$

计算出的捡球车坐标为(x1，y1)，同理，围绕B基站、C基站、D基站，也可分别计算出对应的捡球车坐标(x2，y2)，(x3，y3)，(x4，y4)，将这四个坐标值取平均值得到的坐标(xd，yd)作为捡球车的当前坐标。

作为优选，所述步骤S6中第一控制芯片控制捡球装置将玩具球捡入车内包括以下步骤：第一控制芯片控制驱动电机工作，驱动电机带动前侧板向下转动直到前侧板的顶部与落地区接触，接着第一控制芯片通过水平移动机构控制罩体前后移动，通过升降机构控制罩体上下移动，通过旋转机构控制罩体左右移动，罩体内的摄像头不断的获取图像信息，当摄像头捕捉到玩具球的完整图像时，第一控制芯片控制罩体停止水平移动，通过升降机构控制罩体下降将玩具球罩住，接着第一控制芯片通过水平移动机构控制罩体向后移动到位，罩体将玩具球拉回车内，然后第一控制芯片控制前侧板向上转动到位。

作为优选，所述步骤S5中中央控制器发送控制命令给捡球车，捡球车根据控制命令朝玩具球运动包括以下步骤：中央控制器先发送运动命令给捡球车，捡球车按照当前运动方向运动，中央控制器根据检测到的连续两个捡球车位置计算出捡球车的运动方向，根据玩具球的当前位置发送对应的方向指令给捡球车，捡球车根据接收到的方向指令改变运动方向，朝玩具球所在方向运动。

本发明的实质性效果是：能够准确测定投掷出去的玩具球的距离，距离测定精确，且通过捡球车自动捡回，无需用户捡球，同时具有很强的趣味性。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是捡球车的结构示意图；

图3是中央控制器和定位基站的电路原理连接框图；

图4是捡球车的电路原理连接框图；

图5是玩具球的电路原理连接框图；

图6是在投掷场地建立直角坐标系的示意图。

图中：1、中央控制器，2、玩具球，3、落地区，4、投掷区，5、定位基站，6、捡球车，7、中央处理单元，8、第一射频模块，9、触摸屏，10、微处理器，11、UWB阅读器，12、车体，13、行走机构，14、第一控制芯片，15、捡球装置，16、第一UWB无线定位标签，17、第二射频模块，18、第二控制芯片，19、第二UWB无线定位标签，20、第三射频模块，21、压力检测板，22、前侧板，23、驱动电机，24、水平移动机构，25、升降机构，26、旋转机构，27、摄像头，28、斜面，29、罩体，30、连接臂。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本发明的一种投掷玩具系统，如图1所示，包括中央控制器1、呈矩形的投掷场地和用于投掷的玩具球2，投掷场地包括落地区3和投掷区4，投掷场地的四角处设有定位基站5，落地区3由若干个压力检测板21组成，投掷区4内设有捡球车6，如图5所示，中央控制器1包括中央处理单元7、第一射频模块8和触摸屏9，定位基站5包括微处理器10和UWB阅读器11。

如图2、图4所示，捡球车包括车体12，车体12底部设有行走机构13，车体12上设有第一控制芯片14、捡球装置15、第一UWB无线定位标签16和第二射频模块17，车体12包括呈矩形的底板，底板的四周边缘分别设有前侧板22、后侧板、左侧板和右侧板，前侧板22与底板铰接，车体12内还设有驱动前侧板22转动的驱动电机23，底板上设有可前后移动的水平移动机构24，捡球装置15包括升降机构25、旋转机构26、连接臂30以及与玩具球2匹配的罩体29，罩体29的内侧顶部设有摄像头27，罩体29通过连接臂30与旋转机构26相连，旋转机构26设置在升降机构25顶部，升降机构25与水平移动机构24相连。如图3所示，玩具球2包括球体，球体上设有第二控制芯片18、第二UWB无线定位标签19和第三射频模块20。

中央处理单元7分别与压力检测板21、第一射频模块8和触摸屏9电连接，微处理器10分别与UWB阅读器11和中央处理单元7电连接，第一控制芯片14分别与行走机构13、第一UWB无线定位标签16、第二射频模块17、驱动电机23、水平移动机构24、升降机构25、旋转机构26和摄像头27电连接，第二控制芯片18分别与第二UWB无线定位标签19和第三射频模块20电连接。

前侧板22内侧的顶部设有倾斜的斜面28，便于玩具球2滚回捡球车6内。水平移动机构24包括设置在底板上的滑轨、设置在滑轨上的滑块以及与滑块相连的直线电机，升降机构25设置在滑块上，直线电机与第一控制芯片14电连接。压力检测板21包括基板和设置在基板底部的压力传感器，压力传感器与中央处理单元7电连接。

投掷场地四周设有围栏，系统工作时，中央控制器1实时监控捡球车6和玩具球2的位置。用户进入投掷区4投掷玩具球2，玩具球2被投掷出去后，当玩具球2落到落地区3的压力检测板21上时，压力检测板21检测到压力产生变化，中央控制器1判断玩具球2落地，中央控制器1将该时刻玩具球2的位置作为投掷成绩并存储，触摸屏9显示该成绩，中央控制器1检测到玩具球2落地后不再读取压力检测板21的输出信号。球体落地之后会滚动，当球体在落地区3停止滚动时，中央控制器1检测到玩具球2的位置不再发生变化，中央控制器1发送控制命令给捡球车6，捡球车6根据控制命令朝玩具球2运动，同时中央控制器1实时计算捡球车6和玩具球2的距离。初始时，中央控制器1控制捡球车6按照当前状态运动一定距离，中央控制器1根据计算出的捡球车6运动轨迹确定当前捡球车6的运动方向。

当距离值小于设定的最小值K时，中央控制器1发送控制命令给捡球车6，捡球车6停止运动，第一控制芯片14控制捡球装置15将玩具球2捡入车内。玩具球2被捡入车内后，第一控制芯片14发送信息给中央控制器1，中央控制器1发送控制命令给捡球车6，捡球车6根据控制命令运动，回到投掷区4，当捡球车6回到投掷区4停下后，捡球车6通过捡球装置15将玩具球2放在投掷区4上，以供玩家再次投掷。然后，中央控制器1重新开始读取压力检测板21的输出信号。

本发明的一种投掷玩具系统的工作方法，适用于上述的一种投掷玩具系统，包括以下步骤：

S1：启动中央控制器、定位基站、捡球车和玩具球工作，捡球车通过第二射频模块向中央控制器发送请求信号，玩具球通过第三射频模块向中央控制器发送请求信号；

S2：当中央控制器通过第一射频模块接收到捡球车的请求信号和玩具球的请求信号时，同步执行步骤S3和步骤S4；

S3：中央控制器开始实时监控捡球车和玩具球的位置，包括以下步骤：

S31：当中央控制器通过第一射频模块接收到捡球车的请求信号和玩具球的请求信号时，中央控制器发送计时命令给四个定位基站，同时中央控制器通过第一射频模块发送定位命令给捡球车和玩具球；

S32：当四个定位基站接收到计时命令时，四个定位基站的微处理器将内部计时器清零且同时开始计时，当捡球车接收到定位命令时，捡球车通过第一UWB无线定位标签持续发送带有自身特定编码的UWB信号给四个定位基站，当玩具球接收到定位命令时，玩具球通过第二UWB无线定位标签持续发送带有自身特定编码的UWB信号给四个定位基站；

S33：当定位基站通过UWB阅读器接收到捡球车发送的UWB信号时，定位基站将计时得到的时间值发送给中央控制器，当定位基站通过UWB阅读器接收到玩具球发送的UWB信号时，定位基站将计时得到的时间值发送给中央控制器；

S34：中央控制器对接收到的与捡球车对应的时间值进行处理，通过TDOA到达时间差法计算出捡球车的位置，对接收到的与玩具球对应的时间值进行处理，通过TDOA到达时间差法计算出玩具球的位置；

S35：中央控制器重新发送计时命令给定位基站，重新发送定位命令给捡球车和玩具球，接着跳转至步骤S32；

S4：中央控制器读取压力检测板的输出信号，玩具球被投掷出去后，当玩具球落到落地区的压力检测板上时，压力检测板检测到压力产生变化，中央控制器判断玩具球落地，中央控制器将该时刻玩具球的位置作为投掷成绩并存储，触摸屏显示该成绩；

S5：当球体在落地区停止滚动时，中央控制器检测到玩具球的位置不再发生变化，中央控制器发送控制命令给捡球车，捡球车根据控制命令朝玩具球运动，同时中央控制器实时计算捡球车和玩具球的距离；

S6：当距离值小于设定的最小值K时，中央控制器发送控制命令给捡球车，捡球车停止运动，第一控制芯片控制捡球装置将玩具球捡入车内；

S7：玩具球被捡入车内后，第一控制芯片发送信息给中央控制器，中央控制器发送控制命令给捡球车，捡球车根据控制命令运动，回到投掷区，当捡球车回到投掷区停下后，捡球车通过捡球装置将玩具球放在投掷区上，以供玩家再次投掷，接着跳转至步骤S4。

步骤S34中计算捡球车位置的方法包括以下步骤：将四个定位基站按逆时针方向依次编号为A基站、B基站、C基站和D基站，A基站位于投掷场地的左下角，以A基站为原点，A基站与B基站的连线为x轴，A基站与D基站的连线为Y轴，建立直角坐标系，A基站的坐标为(0，0)，B基站的坐标为(b，0)，C基站的坐标为(b，c)，D基站的坐标为(0，c)，捡球车的坐标为(x，y)，A基站从开始计时到接收到捡球车发送的UWB信号的时间为TA，B基站计时得到的时间值为TB，C基站计时得到的时间值为TC，D基站计时得到的时间值为TD，因为UWB信号在空气中的传播速度为光速V，因此可以计算出捡球车到达A基站、B基站的距离差为 $V^{*}(\mathrm{TB}-\mathrm{TA})=\sqrt{{(x-b)}^2+{(y-0)}^2}-\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2},$ 捡球车到达A基站、C基站的距离差为 $V^{*}(\mathrm{TC}-\mathrm{TA})=\sqrt{{(x-b)}^2+{(y-c)}^2}-\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2}$ ，捡球车到达A基站、D基站的距离差为 $V^{*}(\mathrm{TD}-\mathrm{TA})=\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2}-\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2},$

围绕A基站进行计算，得到三个方程式：

$V^{*}(\mathrm{TB}-\mathrm{TA})=\sqrt{{(x-b)}^2+{(y-0)}^2}-\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2}$

$V^{*}(\mathrm{TC}-\mathrm{TA})=\sqrt{{(x-b)}^2+{(y-c)}^2}-\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2}$

$V^{*}(\mathrm{TD}-\mathrm{TA})=\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2}-\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2}$

求解上述三个方程得到捡球车的坐标(x1，y1)。

同理，围绕B基站、C基站、D基站，也可分别计算出对应的捡球车坐标(x2，y2)，(x3，y3)，(x4，y4)，将这四个坐标值取平均值得到的坐标(xd，yd)作为捡球车的当前坐标。

步骤S6中第一控制芯片控制捡球装置将玩具球捡入车内包括以下步骤：第一控制芯片控制驱动电机工作，驱动电机带动前侧板向下转动直到前侧板的顶部与落地区接触，接着第一控制芯片通过水平移动机构控制罩体前后移动，通过升降机构控制罩体上下移动，通过旋转机构控制罩体左右移动，罩体内的摄像头不断的获取图像信息，当摄像头捕捉到玩具球的完整图像时，第一控制芯片控制罩体停止水平移动，通过升降机构控制罩体下降将玩具球罩住，接着第一控制芯片通过水平移动机构控制罩体向后移动到位，罩体将玩具球拉回车内，然后第一控制芯片控制前侧板向上转动到位。

步骤S5中中央控制器发送控制命令给捡球车，捡球车根据控制命令朝玩具球运动包括以下步骤：中央控制器先发送运动命令给捡球车，捡球车按照当前运动方向运动，中央控制器根据检测到的连续两个捡球车位置计算出捡球车的运动方向，根据玩具球的当前位置发送对应的方向指令给捡球车，捡球车根据接收到的方向指令改变运动方向，朝玩具球所在方向运动。

Claims (10)

1.一种投掷玩具系统，其特征在于：包括中央控制器(1)、呈矩形的投掷场地和用于投掷的玩具球(2)，所述投掷场地包括落地区(3)和投掷区(4)，所述投掷场地的四角处设有定位基站(5)，所述落地区(3)由若干个压力检测板(21)组成，所述投掷区(4)内设有捡球车(6)，所述中央控制器(1)包括中央处理单元(7)、第一射频模块(8)和触摸屏(9)，所述定位基站(5)包括微处理器(10)和UWB阅读器(11)，所述捡球车(6)包括车体(12)，所述车体(12)底部设有行走机构(13)，所述车体(12)上设有第一控制芯片(14)、捡球装置(15)、第一UWB无线定位标签(16)和第二射频模块(17)，所述玩具球(2)包括球体，所述球体上设有第二控制芯片(18)、第二UWB无线定位标签(19)和第三射频模块(20)，所述中央处理单元(7)分别与压力检测板(21)、第一射频模块(8)和触摸屏(9)电连接，所述微处理器(10)分别与UWB阅读器(11)和中央处理单元(7)电连接，所述第一控制芯片(14)分别与行走机构(13)、捡球装置(15)、第一UWB无线定位标签(16)和第二射频模块(17)电连接，所述第二控制芯片(18)分别与第二UWB无线定位标签(19)和第三射频模块(20)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种投掷玩具系统，其特征在于：所述车体(12)包括呈矩形的底板，所述底板的四周边缘分别设有前侧板(22)、后侧板、左侧板和右侧板，所述前侧板(22)与底板铰接，所述车体(12)内还设有驱动前侧板(22)转动的驱动电机(23)，所述底板上设有可前后移动的水平移动机构(24)，所述捡球装置(15)包括升降机构(25)、旋转机构(26)、连接臂(30)以及与玩具球(2)匹配的罩体(29)，所述罩体(29)的内侧顶部设有摄像头(27)，所述罩体(29)通过连接臂(30)与旋转机构(26)相连，所述旋转机构(26)设置在升降机构(25)顶部，所述升降机构(25)与水平移动机构(24)相连，所述第一控制芯片(14)还分别与驱动电机(23)、水平移动机构(24)、升降机构(25)、旋转机构(26)和摄像头(27)电连接。

3.根据权利要求2所述的一种投掷玩具系统，其特征在于：所述前侧板(22)内侧的顶部设有倾斜的斜面(28)。

4.根据权利要求2所述的一种投掷玩具系统，其特征在于：所述水平移动机构(24)包括设置在底板上的滑轨、设置在滑轨上的滑块以及与滑块相连的直线电机，所述升降机构(25)设置在滑块上，所述直线电机与第一控制芯片(14)电连接。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种投掷玩具系统，其特征在于：所述压力检测板(21)包括基板和设置在基板底部的压力传感器，所述压力传感器与中央处理单元(7)电连接。

6.一种投掷玩具系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：启动中央控制器、定位基站、捡球车和玩具球工作，捡球车通过第二射频模块向中央控制器发送请求信号，玩具球通过第三射频模块向中央控制器发送请求信号；

S2：当中央控制器通过第一射频模块接收到捡球车的请求信号和玩具球的请求信号时，同步执行步骤S3和步骤S4；

S3：中央控制器开始实时监控捡球车和玩具球的位置，包括以下步骤：

S31：当中央控制器通过第一射频模块接收到捡球车的请求信号和玩具球的请求信号时，中央控制器发送计时命令给四个定位基站，同时中央控制器通过第一射频模块发送定位命令给捡球车和玩具球；

S32：当四个定位基站接收到计时命令时，四个定位基站的微处理器将内部计时器清零且同时开始计时，当捡球车接收到定位命令时，捡球车通过第一UWB无线定位标签持续发送带有自身特定编码的UWB信号给四个定位基站，当玩具球接收到定位命令时，玩具球通过第二UWB无线定位标签持续发送带有自身特定编码的UWB信号给四个定位基站；

S33：当定位基站通过UWB阅读器接收到捡球车发送的UWB信号时，定位基站将计时得到的时间值发送给中央控制器，当定位基站通过UWB阅读器接收到玩具球发送的UWB信号时，定位基站将计时得到的时间值发送给中央控制器；

S34：中央控制器对接收到的与捡球车对应的时间值进行处理，通过TDOA到达时间差法计算出捡球车的位置，对接收到的与玩具球对应的时间值进行处理，通过TDOA到达时间差法计算出玩具球的位置；

S35：中央控制器重新发送计时命令给定位基站，重新发送定位命令给捡球车和玩具球，接着跳转至步骤S32；

S4：中央控制器读取压力检测板的输出信号，玩具球被投掷出去后，当玩具球落到落地区的压力检测板上时，压力检测板检测到压力产生变化，中央控制器判断玩具球落地，中央控制器将该时刻玩具球的位置作为投掷成绩并存储，触摸屏显示该成绩；

S5：当球体在落地区停止滚动时，中央控制器检测到玩具球的位置不再发生变化，中央控制器发送控制命令给捡球车，捡球车根据控制命令朝玩具球运动，同时中央控制器实时计算捡球车和玩具球的距离；

S6：当距离值小于设定的最小值K时，中央控制器发送控制命令给捡球车，捡球车停止运动，第一控制芯片控制捡球装置将玩具球捡入车内；

S7：玩具球被捡入车内后，第一控制芯片发送信息给中央控制器，中央控制器发送控制命令给捡球车，捡球车根据控制命令运动，回到投掷区，当捡球车回到投掷区停下后，捡球车通过捡球装置将玩具球放在投掷区上，以供玩家再次投掷，接着跳转至步骤S4。

7.根据权利要求6所述的一种投掷玩具系统的工作方法，其特征在于，所述步骤S34中计算捡球车位置的方法包括以下步骤：将四个定位基站按逆时针方向依次编号为A基站、B基站、C基站和D基站，A基站位于投掷场地的左下角，以A基站为原点，A基站与B基站的连线为X轴，A基站与D基站的连线为Y轴，建立直角坐标系，A基站的坐标为(0，0)，B基站的坐标为(b，0)，C基站的坐标为(b，c)，D基站的坐标为(0，c)，捡球车的坐标为(x，y)，A基站从开始计时到接收到捡球车发送的UWB信号的时间为TA，B基站计时得到的时间值为TB，C基站计时得到的时间值为TC，D基站计时得到的时间值为TD，因为UWB信号在空气中的传播速度为光速V，因此可以计算出捡球车到达A基站、B基站的距离差为 $V^{*}(\mathrm{TB}-\mathrm{TA})=\sqrt{{(x-b)}^2+{(y-0)}^2}-\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2}$ ，捡球车到达A基站、C基站的距离差为 $V^{*}(\mathrm{TC}-\mathrm{TA})=\sqrt{{(x-b)}^2+{(y-c)}^2}-\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2},$ 捡球车到达A基站、D基站的距离差为 $V^{*}(\mathrm{TD}-\mathrm{TA})=\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2}-\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2},$ 求解上述三个方程即可得到唯一的x，y解，从而得到捡球车的坐标(x1，y1)。

8.根据权利要求7所述的一种投掷玩具系统的工作方法，其特征在于，所述计算捡球车位置的方法包括以下步骤：围绕A基站进行计算，得到三个方程式：

$V^{*}(\mathrm{TB}-\mathrm{TA})=\sqrt{{(x-b)}^2+{(y-0)}^2}-\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2}$

$V^{*}(\mathrm{TC}-\mathrm{TA})=\sqrt{{(x-b)}^2+{(y-c)}^2}-\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2}$

$V^{*}(\mathrm{TD}-\mathrm{TA})=\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2}-\sqrt{{(x-0)}^2+{(y-0)}^2}$

计算出的捡球车坐标为(x1，y1)，同理，围绕B基站、C基站、D基站，也可分别计算出对应的捡球车坐标(x2，y2)，(x3，y3)，(x4，y4)，将这四个坐标值取平均值得到的坐标(xd，yd)作为捡球车的当前坐标。

9.根据权利要求6或7或8所述的一种投掷玩具系统的工作方法，其特征在于，所述步骤S6中第一控制芯片控制捡球装置将玩具球捡入车内包括以下步骤：第一控制芯片控制驱动电机工作，驱动电机带动前侧板向下转动直到前侧板的顶部与落地区接触，接着第一控制芯片通过水平移动机构控制罩体前后移动，通过升降机构控制罩体上下移动，通过旋转机构控制罩体左右移动，罩体内的摄像头不断的获取图像信息，当摄像头捕捉到玩具球的完整图像时，第一控制芯片控制罩体停止水平移动，通过升降机构控制罩体下降将玩具球罩住，接着第一控制芯片通过水平移动机构控制罩体向后移动到位，罩体将玩具球拉回车内，然后第一控制芯片控制前侧板向上转动到位。

10.根据权利要求6或7或8所述的一种投掷玩具系统的工作方法，其特征在于，所述步骤S5中中央控制器发送控制命令给捡球车，捡球车根据控制命令朝玩具球运动包括以下步骤：中央控制器先发送运动命令给捡球车，捡球车按照当前运动方向运动，中央控制器根据检测到的连续两个捡球车位置计算出捡球车的运动方向，根据玩具球的当前位置发送对应的方向指令给捡球车，捡球车根据接收到的方向指令改变运动方向，朝玩具球所在方向运动。