CN112090043B - 一种基于无人机的高尔夫球回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于无人机的高尔夫球回收系统，所述系统包括无人机和至少一个高尔夫球；所述无人机包括第一处理器、第一存储器、第一无线通信模块、第一GPS模块、摄像头、图像识别模块、机器手臂、箱体、设置于箱体底板上的压力传感器；所述高尔夫球包括高尔夫球球体、设置于高尔夫球球体内的第二处理器、第二存储器、第二无线通信模块、第二GPS模块；所述第一无线通信模块可通过移动网络与所述第二无线通信模块通信连接。基于上述系统，无人机能够自动回收散落在高尔夫球场上的多个高尔夫球，解决了现有技术中回收高尔夫球需要耗费大量人力的问题。

Description

一种基于无人机的高尔夫球回收方法

技术领域

本发明属于无人机领域，特别是涉及一种基于无人机的高尔夫球回收系统及方法。

背景技术

人们进行高尔夫球运动时，由于高尔夫球场很大且具有草地、山坡等地形，时常会出现找不到高尔夫球的情况，使得高尔夫球消耗严重。而在现有技术中，为了方便工作人员寻找高尔夫球，会在高尔夫球内设置定位装置，如专利文献CN210583535U就公开了一种在球体内设置定位装置的高尔夫球；但是该方法需要人们根据高尔夫球的位置人工进行回收，该种回收方式的效率低下、且需要耗费大量人力，所以需要一种可以自动回收高尔夫球的系统。

发明内容

基于现有技术存在的上述问题，本发明提供一种基于无人机的高尔夫球回收系统，所述系统包括无人机和至少一个高尔夫球，所述无人机包括第一处理器、第一存储器、第一无线通信模块、第一GPS 模块、摄像头、图像识别模块、机器手臂、箱体、设置于箱体底板上的压力传感器；所述高尔夫球包括高尔夫球球体、设置于高尔夫球球体内的第二处理器、第二存储器、第二无线通信模块、第二GPS模块；

所述第一存储器、第一无线通信模块、第一GPS模块、摄像头、机器手臂、压力传感器与所述第一处理器电连接；所述第二存储器、第二无线通信模块、第二GPS模块与所述第二处理器电连接；所述第一无线通信模块可通过移动网络与所述第二无线通信模块通信连接；所述箱体用于放置高尔夫球，所述压力传感器用于测量所述箱体内高尔夫球的重量；所述第二存储器中存储有高尔夫球的标识码，每个标识码唯一对应一个高尔夫球。

进一步的，所述标识码可为一个数字序列或字符串序列。

进一步的，所述箱体可为不设置顶板的长方体壳体；此外，所述箱体还包括可自动开合的挡板，所述第一处理器可通过电路模块控制挡板的开合状态。

进一步的，所述第一无线通信模块和所述第二无线通信模块可以是4G通信模块或5G通信模块。

进一步的，所述系统还包括移动终端，所述无人机可通过第一无线通信模块与所述移动终端建立通信连接，所述移动终端可向无人机发送指令，所述指令可用于启动无人机的高尔夫球回收功能。所述移动终端可为手机、平板电脑等设备。

一种基于无人机的高尔夫球回收方法，应用于上述系统，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：无人机获取多个高尔夫球的定位信息，根据所述定位信息计算与多个高尔夫球之间的距离，按照距离由近到远的顺序分别对多个高尔夫球进行回收；

步骤S2：无人机利用摄像头和图像识别模块，进一步确定要进行回收的高尔夫球的位置，并利用机械臂抓取高尔夫球，将高尔夫球放到无人机上的箱体内；

步骤S3：当所述压力传感器检测到的重量大于设定阈值，无人机返回预先设定的回收地点。

进一步的，所述步骤S1具体可包括以下子步骤：

步骤S11：当启动无人机的高尔夫球回收功能时，无人机通过第一GPS模块实时获取第一GPS定位信息，同时第一处理器通过第一无线通信模块向散落在高尔夫球场的多个高尔夫球发送第一指令，所述第一指令用于获取所述高尔夫球的标识码和第二GPS定位信息；

步骤S12：当所述高尔夫球通过第二无线通信模块接收所述第一指令时，会通过第二GPS模块获取第二GPS定位信息，并通过第二处理器计算与预先设定的回收地点之间的距离，当与预先设定的回收地点之间的距离大于第一预设阈值时，响应所述第一指令，将所述标识码和第二GPS定位信息发送给无人机；当与预先设定的回收地点之间的距离小于第一预设阈值时，则不响应所述第一指令；所述预先设定的回收地点的GPS定位信息可预先存储在高尔夫球的第二存储器上；

步骤S13：无人机根据自身的GPS的定位信息和接收到的多个高尔夫球的GPS定位信息，确定与多个高尔夫球之间的实时距离，并根据标识码、高尔夫球的GPS定位信息、与多个高尔夫球之间的实时距离、高尔夫球的回收状态建立待回收列表，所述待回收列表存储在第一存储器中，所述待回收列表按实时距离由近到远进行排序，所述无人机按照待回收列表的先后排序分别对多个高尔夫球进行回收，所述回收状态的初始值设定为未回收，且无人机只会对回收状态为未回收的高尔夫球进行回收。

进一步的，所述步骤S2具体可包括以下子步骤：

步骤S21：当无人机对离其最近的高尔夫球进行回收时，所述第一处理器实时计算与该高尔夫球之间的距离，当无人机飞行到与该高尔夫球的距离小于第二预设阈值时，无人机切换到悬停状态，并启动无人机的摄像头和机械手臂，结合所述图像识别模块，通过机械手臂抓取该高尔夫球，所述第二预设阈值小于所述机械手臂的长度；

步骤S22：无人机通过机械手臂抓取高尔夫球后，把该高尔夫球放置在无人机上的箱体内，并在待回收列表中将该高尔夫球对应的回收状态设置为已回收；

步骤S23：无人机继续对待回收列表中的回收状态为未回收的高尔球进行回收。

进一步的，所述步骤S3后还可包括以下步骤：

步骤S31：当所述无人机返回预先设定的回收地点的上空时，所述第一处理器控制箱体上的挡板打开，使得所述箱体内的高尔夫球通过挡板打开后露出的开口掉到所述回收地点上；

步骤S32：当压力传感器检测到的重量低于设定阈值，且待回收列表中仍有处于未回收状态的高尔夫球时，无人机继续对待回收列表中的处于未回收状态的高尔球进行回收；

步骤S33：当待回收列表中已没有处于未回收状态的高尔夫球时，无人机自动返回预先设定的回收地点，并停在回收地点的地面上。

进一步的，当无人机检测到其电量低于设定阈值时，无人机自动返回预先设定的回收地点，并停在回收地点的地面上。

进一步的，所述移动终端还可向无人机发送用于获取无人机的待回收列表的指令。

本发明的有益效果在于，无人机通过获取散落在高尔夫球场的多个高尔夫球的定位信息，并根据所述定位信息分别计算多个高尔夫球与无人机之间的距离，按照距离优先级对高尔夫球进行自动回收；由于GPS定位存在一定误差，且为了使得机械手臂能精准抓取到高尔夫球，当无人机与高尔夫球之间的距离小于预设阈值时，启动无人机的摄像头和机械手臂，结合所述图像识别模块，通过机械手臂抓取该高尔夫球，并将抓取到的高尔夫球放置到回收的箱体内。该种高尔夫球回收系统，解决了现有技术中回收高尔夫球需要耗费大量的人力的问题；此外，高尔夫球场一般存在多种地形，通过无人机该种工具进行回收，可以无视地形的影响。

附图说明

图1是用于回收高尔夫球的无人机控制系统的模块图。

图2是无人机对多个高尔夫球进行回收的流程图。

图3是无人机对多个高尔夫球进行回收的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护范围。

如图1所示，本发明提供一种基于无人机的高尔夫球回收系统，所述系统包括无人机和至少一个高尔夫球，所述无人机包括第一处理器、第一存储器、第一无线通信模块、第一GPS模块、摄像头、图像识别模块、机器手臂、箱体、设置于箱体底板上的压力传感器；所述高尔夫球包括高尔夫球球体、设置于高尔夫球球体内的第二处理器、第二存储器、第二无线通信模块、第二GPS模块；

所述第一存储器、第一无线通信模块、第一GPS模块、摄像头、机器手臂、压力传感器与所述第一处理器电连接；所述第二存储器、第二无线通信模块、第二GPS模块与所述第二处理器电连接；所述第一无线通信模块可通过移动网络与所述第二无线通信模块通信连接；所述箱体用于放置高尔夫球，所述压力传感器用于测量所述箱体内高尔夫球的重量；所述第二存储器中存储有高尔夫球的标识码，每个标识码唯一对应一个高尔夫球。

进一步的，所述标识码可为一个数字序列或字符串序列。比如表1中通过不同的数字序列来标识不同的高尔夫球。

进一步的，所述箱体可为不设置顶板的长方体壳体；此外，所述箱体还包括可自动开合的挡板，所述第一处理器可通过电路模块控制挡板的开合状态。所述挡板与箱体之间可通过设置滑槽和滑轨的方式进行滑动，以实现开闭状态。

进一步的，所述第一无线通信模块和所述第二无线通信模块可以是4G通信模块或5G通信模块。

进一步的，所述系统还包括移动终端，所述无人机可通过第一无线通信模块与所述移动终端建立通信连接，所述移动终端可向无人机发送指令，所述指令可用于启动无人机的高尔夫球回收功能。所述指令还可包括但不限于：控制无人机的飞行、获取无人上摄像头拍摄的图像等。

进一步的，所述摄像头可设置在所述机械手臂上，或者设置在无人机机体的底部，及其它任何可方便拍摄图像的位置。

一种基于无人机的高尔夫球回收方法，应用于上述系统，如图2所示，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：无人机获取多个高尔夫球的定位信息，根据所述定位信息计算与多个高尔夫球之间的距离，按照距离由近到远的顺序分别对多个高尔夫球进行回收；

步骤S2：无人机利用摄像头和图像识别模块，进一步确定要进行回收的高尔夫球的位置，利用机械臂抓取高尔夫球，将高尔夫球放到无人机上的箱体内；

步骤S3：当所述压力传感器检测到的重量大于设定阈值，无人机返回预先设定的回收地点。

进一步的，所述步骤S1具体可包括以下子步骤：

步骤S11：当启动无人机的高尔夫球回收功能时，无人机通过第一GPS模块实时获取第一GPS定位信息，同时第一处理器通过第一无线通信模块向散落在高尔夫球场的多个高尔夫球发送第一指令，所述第一指令用于获取所述高尔夫球的标识码和第二GPS定位信息；

步骤S12：当所述高尔夫球通过第二无线通信模块接收所述第一指令时，会通过第二GPS模块获取第二GPS定位信息，并通过第二处理器计算与预先设定的回收地点之间的距离，当与预先设定的回收地点之间的距离大于第一预设阈值时，响应所述第一指令，将所述标识码和第二GPS定位信息发送给无人机；当与预先设定的回收地点之间的距离小于第一预设阈值时，则不响应所述第一指令；所述预先设定的回收地点的GPS定位信息可预先存储在高尔夫球的第二存储器上；

因为处于预先设定的回收地点的高尔夫球是不需要进行回收的，即已经回收完成，所以只有当高尔夫球与预先设定的回收地点的距离大于设定阈值，才需要对高尔夫球进行回收；

步骤S13：所述第一处理器根据自身的GPS的定位信息和接收到的多个高尔夫球的GPS定位信息，确定与多个高尔夫球之间的实时距离，并根据标识码、高尔夫球的GPS定位信息、与多个高尔夫球之间的实时距离、高尔夫球的回收状态建立待回收列表，所述待回收列表存储在第一存储器中，所述待回收列表按实时距离由近到远进行排序，所述无人机按照待回收列表的先后排序分别对多个高尔夫球进行回收，所述回收状态的初始值设定为未回收，且无人机只会对回收状态为未回收的高尔夫球进行回收；

如下表所示，为待回收列表的一个实施例。高尔夫球的标识码用数字序列进行标识，且不同的高尔夫球对应不同的数字序列。所述回收状态包括未回收和已回收两种状态，未回收状态可用“0”表示，已回收状态可用“1”表示。该表按照与无人机的实时距离由近到远进行排序，无人机按照该表的顺序由近到远逐个对高尔夫球进行回收。表中标识码为“000001”的高尔夫球的回收状态为“1”，表明该高尔夫球已成功回收到箱体内；按照下表，无人机接下来会对标识码为“000031”的高尔夫球进行回收。

标识码	GPS定位信息	实时距离	回收状态
				000001	定位S	0m	1
000031	定位W	80m	0
				000052	定位B	100m	0
000042	定位H	110m	0

表1-待回收列表

进一步的，所述步骤S2具体包括以下子步骤：

步骤S21：当无人机对离其最近的高尔夫球进行回收时，所述第一处理器实时计算与该高尔夫球之间的距离，当无人机飞行到与该高尔夫球的距离小于第二预设阈值时，无人机切换到悬停状态，并启动无人机的摄像头和机械手臂，结合所述图像识别模块，通过机械手臂抓取该高尔夫球，所述第二预设阈值小于所述机械手臂的长度；

机械手臂的抓取范围受限于自身的长度，所以当无人机飞行到与高尔夫球的距离小于第二预设阈值时，才开启机械手臂，是为了保证机械手臂能抓取到所述高尔夫球。由于GPS定位存在一定误差，且为了使得机械手臂能精准抓取到高尔夫球，当无人机与高尔夫球之间的距离小于预设阈值时，启动无人机的摄像头和机械手臂，结合所述图像识别模块，确定高尔夫球的精确位置。所述图像识别模块包括图像识别算法，可通过获取摄像头拍摄的实时图像，并运用所述图像识别算法，确定高尔夫球的精确位置。利用该图像识别模块，机械手臂可精准地对高尔夫球进行抓取。现有技术存在很多种图像识别算法，可根据实际需要采用适合的图像识别算法，这里不再赘述；

步骤S22：无人机通过机械手臂抓取高尔夫球后，把该高尔夫球放置在无人机上的箱体内，并在待回收列表中将该高尔夫球对应的回收状态设置为已回收；

由于无人机只会对回收状态为未回收的高尔夫球进行回收，所以将回收成功的高尔夫球的回收状态设置为已回收，是为了防止无人机的机械手臂继续抓取已回收到箱体内的高尔夫球；

步骤S23，无人机继续对待回收列表中的回收状态为未回收的高尔球进行回收。

进一步的，所述步骤S3后还可包括以下步骤：

步骤S4：当所述无人机返回预先设定的回收地点的上空时，所述第一处理器控制箱体上的挡板打开，使得所述箱体内的高尔夫球通过挡板打开后露出的开口掉到所述回收地点上；

步骤S5：当压力传感器检测到的重量低于设定阈值，且待回收列表中仍有处于未回收状态的高尔夫球时，无人机继续对待回收列表中的处于未回收状态的高尔球进行回收；

步骤S6：当待回收列表中已没有处于未回收状态的高尔夫球时，无人机自动返回预先设定的回收地点，并停在回收地点的地面上。

如图3所示，无人机1对高尔夫球A、B、C按照由近到远的顺序进行回收，箱体3为不设置顶板的长方体壳体，无人机1可控制机械手臂2从长方体壳体的上方伸入到壳体内，从而能将抓取后的高尔夫球放置到箱体3内；所述箱体3的侧壁设有一开口，开口上设置了挡板31，所述第一处理器可通过电路模块控制挡板31的开合，以露出所述开口或封闭所述开口；当无人机未返回到回收地点时，挡板31处于闭合状态，封住所述开口；当无人机返回到回收地点时，无人机可控制挡板31开启，以使得位于箱体内的高尔夫球通过挡板31开启后露出的开口掉到所述回收地点上。

进一步的，当无人机检测到其电量低于设定阈值时，无人机自动返回预先设定的回收地点，并停在回收地点的地面上。

进一步的，所述移动终端还可向无人机发送用于获取无人机的待回收列表的指令。用户通过移动终端获取到无人机上的待回收列表，可以清楚地知道无人机的回收进度。

进一步的，所述无人机还包括距离传感器，所述无人机还可通过所述距离传感器进一步确定与高尔夫球之间的距离。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于无人机的高尔夫球回收方法，应用于一种基于无人机的高尔夫球回收系统，所述系统包括无人机和至少一个高尔夫球，所述无人机包括第一处理器、第一存储器、第一无线通信模块、第一GPS模块、摄像头、图像识别模块、机器手臂、箱体、设置于箱体底板上的压力传感器；所述高尔夫球包括高尔夫球球体、设置于高尔夫球球体内的第二处理器、第二存储器、第二无线通信模块、第二GPS模块；所述第一存储器、第一无线通信模块、第一GPS模块、摄像头、机器手臂、压力传感器与所述第一处理器电连接；所述第二存储器、第二无线通信模块、第二GPS模块与所述第二处理器电连接；所述第一无线通信模块可通过移动网络与所述第二无线通信模块通信连接；所述箱体用于放置高尔夫球，所述压力传感器用于测量所述箱体内高尔夫球的重量；所述第二存储器中存储有高尔夫球的标识码，每个标识码唯一对应一个高尔夫球；所述箱体还包括可自动开合的挡板，所述第一处理器可通过电路模块控制挡板的开合状态；所述第一无线通信模块和所述第二无线通信模块可以是4G通信模块或5G通信模块；所述系统还包括移动终端，所述无人机可通过所述第一无线通信模块与所述移动终端建立通信连接，所述移动终端可向无人机发送指令，所述指令可用于启动无人机的高尔夫球回收功能；

所述回收方法包括以下步骤：

步骤S1：无人机获取多个高尔夫球的定位信息，根据所述定位信息计算与多个高尔夫球之间的距离，按照距离由近到远的顺序分别对多个高尔夫球进行回收；

步骤S2：无人机利用摄像头和图像识别模块，进一步确定要进行回收的高尔夫球的位置，并利用机械臂抓取高尔夫球，将高尔夫球放置在无人机上的箱体内；

步骤S3：当所述压力传感器检测到的重量大于设定阈值，无人机返回预先设定的回收地点；

所述步骤S1具体可包括以下子步骤：

步骤S11：当启动无人机的高尔夫球回收功能时，无人机通过第一GPS模块实时获取第一GPS定位信息，同时第一处理器通过第一无线通信模块向散落在高尔夫球场的多个高尔夫球发送第一指令，所述第一指令用于获取所述高尔夫球的标识码和第二GPS定位信息；

步骤S12：当所述高尔夫球通过第二无线通信模块接收所述第一指令时，会通过第二GPS模块获取第二GPS定位信息，并通过第二处理器计算与预先设定的回收地点之间的距离，当与预先设定的回收地点之间的距离大于第一预设阈值时，响应所述第一指令，将所述标识码和第二GPS定位信息发送给无人机；当与预先设定的回收地点之间的距离小于第一预设阈值时，则不响应所述第一指令；所述预先设定的回收地点的GPS定位信息可预先存储在高尔夫球的第二存储器上；

步骤S13：无人机根据自身的GPS的定位信息和接收到的多个高尔夫球的GPS定位信息，确定与多个高尔夫球之间的实时距离，并根据标识码、高尔夫球的GPS定位信息、与多个高尔夫球之间的实时距离、高尔夫球的回收状态建立待回收列表，所述待回收列表存储在第一存储器中，所述待回收列表按实时距离由近到远进行排序，所述无人机按照待回收列表的先后排序分别对多个高尔夫球进行回收，所述回收状态的初始值设定为未回收，且无人机只会对回收状态为未回收的高尔夫球进行回收。

2.根据权利要求1所述的基于无人机的高尔夫球回收方法，其特征在于：所述步骤S2具体可包括以下子步骤：

步骤S21：当无人机对离其最近的高尔夫球进行回收时，所述第一处理器实时计算与该高尔夫球之间的距离，当无人机飞行到与该高尔夫球的距离小于第二预设阈值时，无人机切换到悬停状态，并启动无人机的摄像头和机械手臂，结合所述图像识别模块，通过机械手臂抓取该高尔夫球，所述第二预设阈值小于所述机械手臂的长度；

步骤S22：无人机通过机械手臂抓取高尔夫球后，把该高尔夫球放置在无人机上的箱体内，并在待回收列表中将该高尔夫球对应的回收状态设置为已回收；

步骤S23：无人机继续对待回收列表中的回收状态为未回收的高尔球进行回 收。

3.根据权利要求2所述的基于无人机的高尔夫球回收方法，其特征在于：所述步骤S3后还可包括以下步骤：

步骤S4：当所述无人机返回预先设定的回收地点的上空时，所述第一处理器控制箱体上的挡板打开，使得所述箱体内的高尔夫球通过挡板打开后露出的开口掉到所述回收地点上；

步骤S5：当压力传感器检测到的重量低于设定阈值，且待回收列表中仍有处于未回收状态的高尔夫球时，无人机继续对待回收列表中的处于未回收状态的高尔球进行回收；

步骤S6：当待回收列表中已没有处于未回收状态的高尔夫球时，无人机自动返回预先设定的回收地点，并停在回收地点的地面上。

4.根据权利要求1所述的基于无人机的高尔夫球回收方法，其特征在于：当无人机检测到其电量低于设定阈值时，无人机自动返回预先设定的回收地点，并停在回收地点的地面上。

5.根据权利要求2所述的基于无人机的高尔夫球回收方法，其特征在于：所述移动终端还可向无人机发送用于获取无人机的待回收列表的指令。

Images