CN116605406B - 一种抛投系统及其控制方法、飞行设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例涉及无人机领域，涉及一种抛投系统，包括抛投箱、以及均设于所述抛投箱上的对象追踪装置、辅助飞行装置和控制装置；对象追踪装置和辅助飞行装置均与控制装置电连接；对象追踪装置用于采集目标对象的追踪信息；辅助飞行装置用于调整抛投箱的位姿；控制装置分别与对象追踪装置和辅助飞行装置电连接，且用于根据追踪信息确定目标对象的实际位置，以在实际位置未处于预设位置时，控制辅助飞行装置调整抛投箱的位姿。本申请还提供一种抛投箱的控制方法及飞行设备。本申请的抛投箱可自行调整自身位姿，以提升抛投箱的抛投位置的准确性以及回收的便捷性。
Description
技术领域
本申请涉及无人飞行器技术领域，尤其涉及一种抛投系统及其控制方法、飞行设备。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操控的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自行地操作。
现有的无人机应用于各行各业，可利用其运输装载有物品的抛投箱，并在到达抛投地点后进行抛投；然而，现有的抛投箱功能单一，无法自行调整自身位姿，导致存在抛投位置的准确性低、回收难的问题。
发明内容
本申请实施例的目的在于提出一种抛投系统及其控制方法、飞行设备，以解决抛投箱无法自行调整自身位姿的问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种抛投系统，采用了如下所述的技术方案：
一种抛投系统，包括抛投箱、以及均设于所述抛投箱上的对象追踪装置、辅助飞行装置和控制装置；
所述对象追踪装置，用于采集目标对象的追踪信息；
所述辅助飞行装置，用于调整所述抛投箱的位姿；
所述控制装置，分别与所述对象追踪装置和所述辅助飞行装置电连接，且用于根据所述追踪信息确定所述目标对象的实际位置，以在所述实际位置未处于预设位置时，控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的位姿。
进一步地，所述目标对象为抛物对象；
所述对象追踪装置包括成像机构，所述成像机构用于采集含有所述抛物对象的成像画面作为所述追踪信息；
所述控制装置用于根据所述追踪信息确定所述目标对象的实际位置，具体为：所述控制装置用于获取所述抛物对象在所述成像画面上的所述实际位置。
进一步地，所述控制装置用于在所述实际位置未处于预设位置时，控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的位姿，具体为：
所述控制装置用于：
在所述抛投箱处于抛投状态时，获取在所述成像画面上，所述实际位置对应的第一坐标参数和所述预设位置对应的第二坐标参数；
在所述第一坐标参数与所述第二坐标参数的参数差值大于第一预设阈值时，控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的姿态。
进一步地，所述控制装置用于在所述第一坐标参数与所述第二坐标参数的参数差值大于第一预设阈值时，控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的姿态，具体为：
所述控制装置用于：
在所述第一坐标参数与所述第二坐标参数的参数差值大于第一预设阈值时，根据所述第一坐标参数和所述第二坐标参数，通过三角函数计算偏转参数；
根据所述偏转参数控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的位姿，以使所述抛物对象的实际位置处于所述成像画面的所述预设位置内。
进一步地，所述目标对象为所述抛投箱；
所述抛投系统还包括设于所述抛投箱上的通信装置，所述通信装置与所述控制装置电连接，且所述通信装置用于接收回收地点的第一地理位置作为所述预设位置，所述回收地点用于供无人机回收所述抛投箱；
所述对象追踪装置还包括定位机构，所述定位机构用于采集所述抛投箱的第二地理位置作为所述追踪信息；
所述控制装置用于根据所述追踪信息确定所述目标对象的实际位置，具体为：所述控制装置用于将所述第二地理位置确定为实际位置；
所述控制装置用于在所述实际位置未处于预设位置时，控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的位姿，具体为：
所述控制装置用于在所述抛投箱处于待回收状态时，若所述实际位置和所述预设位置之间的距离值大于第二预设阈值，则根据所述距离值控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的位姿，以使所述实际位置处于所述预设位置内。
进一步地，所述抛投系统还包括设于所述抛投箱的吸附装置；
所述吸附装置具有用于与所述无人机上的取料装置配合吸附的吸附面。
进一步地，所述目标对象为所述吸附装置的所述吸附面；
所述对象追踪装置包括角度识别机构，所述角度识别机构用于采集所述吸附装置的所述吸附面在所述抛投箱上的角度位置作为所述追踪信息；
所述控制装置用于根据所述追踪信息确定所述目标对象的实际位置，具体为：所述控制装置用于将所述角度位置确定为所述实际位置；
所述控制装置用于在所述实际位置未处于预设位置时，控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的位姿，具体为：
所述控制装置用于在所述抛投箱处于待回收状态时，若所述角度位置与所述预设位置的角度差值大于第三预设阈值，则根据所述角度差值控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的姿态。
为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种抛投系统的控制方法，采用了如下所述的技术方案：
一种抛投系统的控制方法，包括下述步骤：
步骤S1，采集目标对象的追踪信息，并根据所述追踪信息确定所述目标对象的实际位置，以在所述实际位置未处于预设位置时，控制辅助飞行装置调整抛投箱的位姿，以使所述实际位置处于所述预设位置内。
进一步地，所述目标对象为抛物对象，所述步骤S1包括：采集含有所述抛物对象的成像画面作为所述追踪信息，并获取所述抛物对象在所述成像画面上的所述实际位置，以在所述实际位置的第一坐标参数与预设位置的第二坐标参数的参数差值大于第一预设阈值时，控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的姿态。
进一步地，所述目标对象为抛投箱，所述步骤S1包括：采集所述抛投箱的第二地理位置作为所述追踪信息，并将所述第二地理位置确定为实际位置，以在所述抛投箱处于待回收状态时，若所述实际位置和所述预设位置之间的距离值大于第二预设阈值，则根据所述距离值控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的位置；其中，所述预设位置为回收地点对应的第一地理位置。
进一步地，所述目标对象为抛投箱上用于与无人机上的取料装置配合吸附的吸附面，所述步骤S1包括：采集所述吸附面在所述抛投箱上的角度位置作为所述追踪信息，并将所述角度位置确定为所述实际位置，以在所述抛投箱处于待回收状态时，若所述角度位置与所述预设位置的角度差值大于第三预设阈值，则根据所述角度差值控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的姿态。
为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种飞行设备，采用了如下所述的技术方案：
一种飞行设备，包括无人机以及如上所述的抛投系统，所述抛投系统与所述无人机可拆卸连接。
与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：
控制装置通过比较对象追踪装置采用的追踪信息所对应的实际位置与预设位置，以在实际位置未处于预设位置时，控制辅助飞行装置调整抛投箱的位姿，从而使抛投箱具备自行调整位姿的功能，以提升抛投箱的抛投位置的准确性以及回收的便捷性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请中的方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例中飞行设备的结构示意图；
图2是本申请实施例中抛投系统的结构示意图；
图3是本申请实施例中抛投系统中成像机构采集的成像画面；（实际位置未处于预设位置内）；
图4是本申请实施例中抛投系统中成像机构采集的成像画面；（实际位置处于预设位置内）。
图5是根据本申请实施例中抛投系统的控制方法的流程图。
附图标记：
10、无人机；20、抛投系统；21、抛投箱；22、对象追踪装置；23、辅助飞行装置；24、控制装置；25、通信装置；A、实际位置；B、预设位置。
实施方式
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
为便于理解，下面首先对具体实施方式中提及的术语进行说明：
位姿，包括位置和/或姿态。示例的，在抛投箱中，位置表征为抛投箱所处的地理位置点；姿态表征为抛投箱的三轴相对于某条参考线或某个参考平面，或某固定的坐标系统间的状态，如仰头、低头、左倾斜、右倾斜等。
参阅图1，本申请实施例提供一种飞行设备，包括无人机10以及抛投系统20，所述无人机10与所述抛投系统20可拆卸连接。
在一些实施例中，所述飞行设备还包括设于所述无人机10上的输送机构，所述输送机构装设于所述无人机10上，且所述输送机构用于装载所述抛投系统20，并用于对抛投系统20进行输送。
进一步地，在一些实施例中，所述输送机构为夹持机构，通过无人机10上设置处理器控制夹持机构夹持抛投系统20，以实现无人机10的载料作用，或释放抛投系统20，以使抛投系统20按照抛投轨迹抛投至目标地点上；在另一些实施例中，所述输送机构包括载料架以及推送组件，所述载料架装设于无人机10上且用于装载抛投系统20，所述推送组件设于载料架内且用于推送位于所述载料架内的抛投系统20，以使抛投系统20按照抛投轨迹抛投至目标地点上。
请参阅图2，在本申请实施例中，所述抛投系统20包括抛投箱21、对象追踪装置22、辅助飞行装置23以及控制装置24，所述对象追踪装置22、所述辅助飞行装置23和所述控制装置24均设于所述抛投箱21上，且所述对象追踪装置22和所述辅助飞行装置23均与所述控制装置24电连接。其中：
所述抛投箱21用于装载物品，所述的抛投系统20设置在所述抛投箱21上，且用于对所述抛投箱21的位姿进行调整。
所述对象追踪装置22用于采集目标对象的追踪信息。其中，所述目标对象包括抛物对象、抛投箱21中的至少一者，所述抛物对象为所述抛投箱21被抛投的对象，如人或物；所述追踪信息包括但不限于目标对象的成像信息、位置信息、角度信息等。
所述辅助飞行装置23用于调整所述抛投箱21的位姿。示例的，如通过辅助飞行装置23使抛投箱21进行仰头、低头、左倾斜、右倾斜中的至少一者，以改变抛投箱21的姿态；又如通过辅助飞行装置23驱动抛投箱21进行移动，以改变抛投箱21的位置。
所述控制装置24用于根据所述追踪信息确定所述目标对象的实际位置，以在所述实际位置未处于预设位置时，控制所述辅助飞行装置23调整所述抛投箱21的位姿。
在本实施例中，控制装置24通过比较对象追踪装置22采用的追踪信息所对应的实际位置与预设位置，以在实际位置未处于预设位置时，控制辅助飞行装置23调整抛投箱21的位姿，从而使抛投箱21具备自行调整位姿的功能，以提升抛投箱21的抛投位置的准确性以及回收的便捷性。
在一些实施例中，所述辅助飞行装置23包括但不限于喷气式飞行装置、旋翼飞行装置等。
在一些实施例中，所述控制装置24包括但不限于中央处理器（CentralProcessing Unit，CPU）、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片中的至少一种。
在一些实施例中，所述控制装置24为至少一个。当控制装置24的数量为一个时，对象追踪装置22和辅助飞行装置23均通过控制装置24进行集中控制，实现对各装置的集中管控；当控制装置24的数量为至少两个时，至少一个控制装置24用于控制对象追踪装置22，至少一个控制装置24用于控制辅助飞行装置23，如此实现各装置分开管控，提升控制装置24的控制处理效率。
在一些实施例中，所述的抛投系统20还包括设于所述抛投箱21的吸附装置，所述吸附装置具有用于与所述无人机10上的取料装置配合吸附的吸附面。在实际应用中，利用吸附装置的吸附面与取料装置吸附配合，使无人机10可利用取料装置回收抛投箱21，从而使抛投箱21可被二次利用，提升抛投箱21的利用效率。
在一些实施例中，所述目标对象可为所述吸附装置的吸附面。以可在确定所述吸附面的实际位置未处于预设位置时，通过控制装置24控制辅助飞行装置23调整所述抛投箱21的姿态，以使吸附装置上的吸附面更利于与取料装置进行的吸附贴合，提升吸附装置的吸附面与取料装置配合吸附的稳固性，且提升吸附效率。
在一些实施例中，所述吸附装置为第一磁吸件，所述取料装置具有与第二磁吸件，利用第一磁吸件和第二磁吸件磁吸配合，实现吸附装置的吸附面与取料装置进行吸附配合。
在一些实施例中，所述第一磁吸件和所述第二磁吸件分别独立为磁铁或电磁铁，所述磁铁的至少一面为所述吸附面，所述电磁铁在通电状态下具有磁性，使电磁铁的至少一面为所述吸附面。
在一些实施例中，所述无人机10上的所述取料装置为牵引绳，该牵引绳的一端与无人机10连接固定，牵引绳的另一端具有另一吸附面，以与吸附装置上的吸附面配合吸附。
在本申请实施例中，所述对象追踪装置22包括成像机构、定位机构以及角度识别机构中的至少一者，以此满足高准确性的抛投箱21抛投和/或回收的需求。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请实施例中的所述的抛投系统20的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的目标对象分别为抛物对象、抛投箱21和吸附装置的吸附面的技术方案进行清楚、完整地描述。
（1）当所述目标对象为所述抛投对象时，所述对象追踪装置22包括成像机构，所述成像机构用于采集含有所述抛物对象的成像画面作为所述追踪信息；所述控制装置24用于根据所述追踪信息确定所述目标对象的实际位置，具体为：获取所述抛物对象在所述成像画面上的所述实际位置。
参见图3和图4，在抛投箱21借助无人机10被抛投出去后，若根据成像机构采集的成像画面上抛投对象的实际位置A处于预设位置B内，则表征抛投箱21按照抛投轨迹朝向抛物对象进行移动；若抛投箱21在处于抛投状态时，受到气流的影响导致姿态变化，或抛投对象偏离移动至目标地点的路径时，则根据成像机构采集的成像画面上抛投对象的实际位置A未处于预设位置B内，此时通过控制装置24控制辅助飞行装置23调整抛投箱21的姿态，使成像机构采集的成像画面上抛投对象的实际位置A处于预设位置B内，从而提升抛投箱21的抛投位置的准确性。
进一步地，在一些实施例中，所述控制装置24用于在所述实际位置未处于预设位置时，控制所述辅助飞行装置23调整所述抛投箱21的位姿，具体为：
在所述抛投箱21处于抛投状态时，获取在所述成像画面上，所述实际位置对应的第一坐标参数和所述预设位置对应的第二坐标参数；
在所述第一坐标参数与所述第二坐标参数的参数差值大于第一预设阈值时，控制所述辅助飞行装置23调整所述抛投箱21的姿态。
在一些实施例中，成像机构采集的成像画面上形成二维坐标系X-Y，可通过第一坐标参数与第二坐标参数为/>计算实际位置与预设位置之间的直线距离作为参数差值。其中，直线距离/>的计算公式如下：/>;
接着，利用参数差值与第一预设阈值进行比对，在参数差值小于或等于第一预设阈值时，则表征实际位置与预设位置的偏差较小，可保持抛投箱21的位姿，如此在保证抛投箱21的抛投位置准确性的前提下，减少对抛投箱21的位姿调整，从而提升控制装置24的处理效率；在参数差值大于第一预设阈值时，则表征实际位置与预设位置的位置偏差较大，需基于参数差值通过控制装置24控制辅助飞行装置23调整抛投箱21的位姿，使抛投箱21朝向抛投对象进行飞行，从而提升抛投箱21的抛投位置准确性。
在一些实施例中，所述第一预设阈值为预设参数差值。其中，所述预设参数差值为定值或范围值；在所述预设参数差值为定值时，可保证参数差值与预设参数差值的比对准确性；在所述预设参数差值为范围值时，以在保证抛投箱21的抛投位置准确性的前提下，减少对抛投箱21的位姿调整，从而提升控制装置24的处理效率。
在一些实施例中，所述控制装置24用于在所述第一坐标参数与所述第二坐标参数的参数差值大于第一预设阈值时，控制所述辅助飞行装置23调整所述抛投箱21的姿态，具体为：
在所述第一坐标参数与所述第二坐标参数的参数差值大于第一预设阈值时，根据所述第一坐标参数和所述第二坐标参数，通过三角函数计算偏转参数；
根据所述偏转参数控制所述辅助飞行装置23调整所述抛投箱21的位姿，以使所述抛物对象的实际位置处于所述成像画面的所述预设位置内。
在本实施例中，上述三角函数可为正弦函数、余弦函数、正切函数中至少一种。
示例的，将第一坐标参数与第二坐标参数为/>代入正切函数，得到的偏转参数/>的计算公式如下：/>;
在本实施例中，基于偏转角度通过控制装置24控制辅助飞行装置23调整抛投箱21的姿态，从而调整抛投箱21上成像机构的图像采集方位，使成像机构对准抛投对象的位置，进而使采集的成像画面中抛投对象的目标位置处于预设位置内，提升抛投箱21的抛投位置的准确性。
（2）当所述目标对象为所述抛投箱21时，参见图4，所述抛投系统20还包括与设于所述抛投箱21且与所述控制装置24电连接的通信装置25，所述通信装置25用于接收回收地点的第一地理位置作为所述预设位置，所述回收地点用于供所述无人机10回收所述抛投箱21；所述对象追踪装置22还包括定位机构，所述定位机构用于采集所述抛投箱21的第二地理位置作为所述追踪信息；所述控制装置24用于根据所述追踪信息确定所述目标对象的实际位置，具体为：将所述第二地理位置确定为实际位置；所述控制装置24用于在所述实际位置未处于预设位置时，控制所述辅助飞行装置23调整所述抛投箱21的位姿，具体为：在所述抛投箱21处于待回收状态时，若所述实际位置和所述预设位置之间的距离值大于第二预设阈值，则根据所述距离值控制所述辅助飞行装置23调整所述抛投箱21的位姿，以使所述实际位置处于所述预设位置内。
在回收抛投箱21时，控制装置24接收通信装置25发送的回收地点对应的第一地理位置作为预设位置，并接收定位机构采集抛投箱21的第二地理位置作为实际位置，以在实际位置与预设位置的距离值小于或等于第二预设阈值时，不对抛投箱21的位姿进行调整；在实际位置与预设位置的差值大于第二预设阈值时，则表征为抛投箱21对应的第二地理位置未处于回收地点内，此时通过控制装置24控制辅助飞行装置23使抛投箱21进行移动上述距离值，从而调整抛投箱21的位置，提升抛投箱21的回收位置的准确性，降低抛投箱21的回收难度。
在一些实施例中，所述第一地理位置和所述第二地理位置以经纬度坐标进行表示，以第一地理位置的经纬度和所述第二地理位置的经纬度计算两者之间的距离值，其中距离值的计算公式如下：;
其中，为所述距离值，/>为所述第一地理位置的经度值，/>为所述第一地理位置的纬度值，/>为所述第二地理位置的经度值，/>为所述第二地理位置的纬度值。
在一些实施例中，所述第二预设阈值为预设距离值。其中，所述预设距离值为定值或范围值；在所述预设距离值为定值时，可保证距离值与预设距离值的比对准确性；在所述预设距离值为范围值时，以在保证抛投箱21的回收位置准确性的前提下，减少对抛投箱21的位姿调整，从而提升控制装置24的处理效率。
（3）当所述目标对象为所述吸附装置的所述吸附面时，所述对象追踪装置22包括角度识别机构，所述角度识别机构用于采集所述吸附装置的所述吸附面在所述抛投箱21上的角度位置作为所述追踪信息；所述控制装置24用于根据所述追踪信息确定所述目标对象的实际位置，具体为：将所述角度位置确定为所述实际位置；所述控制装置24用于在所述实际位置未处于预设位置时，控制所述辅助飞行装置23调整所述抛投箱21的位姿，具体为：在所述抛投箱21处于待回收状态时，若所述角度位置与所述预设位置的角度差值大于第三预设阈值，则根据所述角度差值控制所述辅助飞行装置23调整所述抛投箱21的姿态。
在回收抛物箱时，控制装置24接收角度识别机构采集吸附装置相对于水平面的倾斜角度，从而确定吸附装置上的吸附面的角度位置，在角度位置与预设位置的角度差值小于或等于第三预设阈值时，不对抛投箱21的位姿进行调整；在角度位置与预设位置的角度差值大于第三预设阈值时，则表征为设置在抛投箱21上的吸附装置的吸附面偏离预设位置，此时基于角度差值通过控制装置24控制辅助飞行装置23调整抛投箱21的姿态，从而对吸附装置的姿态进行同步调整，进而使吸附装置上的吸附面处于预设位置内，如此使吸附装置上的吸附面更利于与取料装置进行的吸附贴合，提升吸附装置的吸附面与取料装置配合吸附的稳固性，且提升吸附效率。
在一些实施例中，所述角度识别机构为陀螺仪，以测量所述抛投箱21的测量角度。
在一些实施例中，所述第三预设阈值为预设角度值。其中，所述预设角度值为定值或范围值；在所述预设角度值为定值时，可保证角度差值与预设角度值的比对准确性；在所述预设角度值为范围值时，以在保证吸附装置上的吸附面与无人机10上取料装置配合吸附位置的准确性的前提下，减少对抛投箱21的位姿调整，从而提升控制装置24的处理效率。
参阅图5，本申请实施例还提供一种抛投系统的控制方法，所述控制方法用于控制如上所述的抛投系统上。其中，所述抛投箱的控制方法，包括下述步骤：
步骤S1，采集目标对象的追踪信息，并根据所述追踪信息确定所述目标对象的实际位置，以在所述实际位置未处于预设位置时，控制辅助飞行装置调整抛投箱的位姿，以使所述实际位置处于所述预设位置内。
在本步骤中，所述目标对象包括抛物对象、抛投箱中的至少一者，所述抛物对象为所述抛投箱被抛投的对象；所述追踪信息包括但不限于目标对象的成像信息、位置信息、角度信息等。
在本步骤中，所述实际位置包括但不限于坐标参数、地理位置、角度参数中的至少一者。
在本步骤中，通过比较对象追踪装置采用的追踪信息所对应的实际位置与预设位置，以在实际位置未处于预设位置时，控制辅助飞行装置调整抛投箱的位姿，从而使抛投箱具备自行调整位姿的功能，以提升抛投箱的抛投位置的准确性以及回收的便捷性。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请实施例中的所述的抛投系统的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的目标对象分别为“抛物对象”、“抛投箱”和“抛投箱上的吸附面”的技术方案进行清楚、完整地描述。
（1）所述目标对象为抛投对象，其中，所述抛投对象可为人或物；所述步骤S1，包括：
S11，采集含有所述抛物对象的成像画面作为所述追踪信息，并获取所述抛物对象在所述成像画面上的所述实际位置，以在所述实际位置的第一坐标参数与预设位置的第二坐标参数的参数差值大于第一预设阈值时，控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的姿态。
在本步骤中，利用成像机构（如摄像头）采集的成像画面。
在本步骤中，在所述抛投箱处于抛投状态时，通过获取在所述成像画面上，所述实际位置对应的第一坐标参数和所述预设位置对应的第二坐标参数，并在所述第一坐标参数与所述第二坐标参数的参数差值大于第一预设阈值时，控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的姿态。
在一些实施例中，成像机构采集的成像画面上形成二维坐标系X-Y，可通过第一坐标参数与第二坐标参数为/>计算实际位置与预设位置之间的直线距离作为参数差值。其中，直线距离/>的计算公式如下：/>;
接着，利用参数差值与第一预设阈值进行比对，在参数差值小于或等于第一预设阈值时，则表征实际位置与预设位置的偏差较小，可保持抛投箱的位姿，如此在保证抛投箱的抛投位置准确性的前提下，减少对抛投箱的位姿调整，从而提升控制装置的处理效率；在参数差值大于第一预设阈值时，则表征实际位置与预设位置的位置偏差较大，需基于参数差值通过控制装置控制辅助飞行装置调整抛投箱的位姿，使抛投箱朝向抛投对象进行飞行，从而提升抛投箱的抛投位置准确性。
在一些实施例中，所述第一预设阈值为预设参数差值。其中，所述预设参数差值为定值或范围值；在所述预设参数差值为定值时，可保证参数差值与预设参数差值的比对准确性；在所述预设参数差值为范围值时，以在保证抛投箱的抛投位置准确性的前提下，减少对抛投箱的位姿调整，从而提升控制装置的处理效率。
在一些实施例中，所述以在所述实际位置的第一坐标参数与预设位置的第二坐标参数的参数差值大于第一预设阈值时，控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的姿态的步骤包括：
在所述第一坐标参数与所述第二坐标参数的参数差值大于第一预设阈值时，根据所述第一坐标参数和所述第二坐标参数，通过三角函数计算偏转参数；
根据所述偏转参数控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的位姿，以使所述抛物对象的实际位置处于所述成像画面的所述预设位置内。
在本步骤中，上述三角函数可为正弦函数、余弦函数、正切函数中至少一种。
示例的，参见图1，将第一坐标参数与第二坐标参数为/>代入正切函数，得到的偏转参数/>的计算公式如下：/>;
在本实施例中，基于偏转角度通过控制装置控制辅助飞行装置调整抛投箱的姿态，从而调整抛投箱上成像机构的图像采集方位，使成像机构对准抛投对象的位置，进而使采集的成像画面中抛投对象的目标位置处于预设位置内，提升抛投箱的抛投位置的准确性。
（2）所述目标对象为抛投箱；所述步骤S1，包括：
步骤S12，采集所述抛投箱的第二地理位置作为所述追踪信息，并将所述第二地理位置确定为实际位置，以在所述抛投箱处于待回收状态时，若所述实际位置和所述预设位置之间的距离值大于第二预设阈值，则根据所述距离值控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的位置；其中，所述预设位置为回收地点对应的第一地理位置。
在本实施例中，在回收抛投箱时，控制装置获取目标地点，并将接收的回收地点对应的第一地理位置作为预设位置，并接收定位机构采集抛投箱的第二地理位置作为实际位置，以在实际位置与预设位置的距离值小于或等于第二预设阈值时，不对抛投箱的位姿进行调整；在实际位置与预设位置的差值大于第二预设阈值时，则表征为抛投箱对应的第二地理位置未处于回收地点内，此时通过控制装置控制辅助飞行装置使抛投箱进行移动上述距离值，从而调整抛投箱的位置，提升抛投箱的回收位置的准确性，降低抛投箱的回收难度。
在一些实施例中，所述第一地理位置和所述第二地理位置以经纬度坐标进行表示，以第一地理位置的经纬度和所述第二地理位置的经纬度计算两者之间的距离值，其中距离值的计算公式如下：;
其中，为所述距离值，/>为所述第一地理位置的经度值，/>为所述第一地理位置的纬度值，/>为所述第二地理位置的经度值，/>为所述第二地理位置的纬度值。
在一些实施例中，所述第二预设阈值为预设距离值。其中，所述预设距离值为定值或范围值；在所述预设距离值为定值时，可保证距离值与预设距离值的比对准确性；在所述预设距离值为范围值时，以在保证抛投箱的回收位置准确性的前提下，减少对抛投箱的位姿调整，从而提升控制装置的处理效率。
（3）所述目标对象为所述吸附装置的所述吸附面，所述吸附装置的吸附面用于与无人机上的取料装置配合吸附，从而实现无人机回收抛投箱。所述步骤S1，包括：
步骤S13，采集所述吸附面在所述抛投箱上的角度位置作为所述追踪信息，并将所述角度位置确定为所述实际位置，以在所述抛投箱处于待回收状态时，若所述角度位置与所述预设位置的角度差值大于第三预设阈值，则根据所述角度差值控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的姿态。
在本实施例中，所述吸附面在所述抛投箱上的角度位置利用角度识别装置检测得到。在一些实施例中，所述角度识别机构为陀螺仪，以测量所述抛投箱的测量角度。
在本实施例中，在回收抛物箱时，控制装置接收角度识别机构采集吸附装置相对于水平面的倾斜角度，从而确定吸附装置上的吸附面的角度位置，在角度位置与预设位置的角度差值小于或等于第三预设阈值时，不对抛投箱的位姿进行调整；在角度位置与预设位置的角度差值大于第三预设阈值时，则表征为设置在抛投箱上的吸附装置的吸附面偏离预设位置，此时基于角度差值通过控制装置控制辅助飞行装置调整抛投箱的姿态，从而对吸附装置的姿态进行同步调整，进而使吸附装置上的吸附面处于预设位置内，如此使吸附装置上的吸附面更利于与取料装置进行的吸附贴合，提升吸附装置的吸附面与取料装置配合吸附的稳固性，且提升吸附效率。
在一些实施例中，所述第三预设阈值为预设角度值。其中，所述预设角度值为定值或范围值；在所述预设角度值为定值时，可保证角度差值与预设角度值的比对准确性；在所述预设角度值为范围值时，以在保证吸附装置上的吸附面与无人机上取料装置配合吸附位置的准确性的前提下，减少对抛投箱的位姿调整，从而提升控制装置的处理效率。
本申请还提供了另一种实施方式，即提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令可被上述控制装置执行，以使所述控制装置执行如上述的抛投箱的控制方法的步骤。
在本实施例中，控制装置通过比较对象追踪装置采用的追踪信息所对应的实际位置与预设位置，以在实际位置未处于预设位置时，控制辅助飞行装置调整抛投箱的位姿，从而使抛投箱具备自行调整位姿的功能，以提升抛投箱的抛投位置的准确性以及回收的便捷性。
显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。
Claims (8)
1.一种抛投系统，其特征在于，包括抛投箱、以及均设于所述抛投箱上的对象追踪装置、辅助飞行装置、控制装置和吸附装置；
所述对象追踪装置，用于采集目标对象的追踪信息；
所述辅助飞行装置，用于调整所述抛投箱的位姿；
所述控制装置，分别与所述对象追踪装置和所述辅助飞行装置电连接，且用于根据所述追踪信息确定所述目标对象的实际位置，以在所述实际位置未处于预设位置时，控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的位姿；
所述吸附装置具有用于与无人机上的取料装置配合吸附的吸附面；
其中，当所述目标对象为所述吸附装置的所述吸附面时，所述对象追踪装置包括角度识别机构，所述角度识别机构用于采集所述吸附装置的所述吸附面在所述抛投箱上的角度位置作为所述追踪信息；所述控制装置用于根据所述追踪信息确定所述目标对象的实际位置，以在所述实际位置未处于预设位置时，控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的位姿，具体为：
所述控制装置用于将所述角度位置确定为所述实际位置，以在所述抛投箱处于待回收状态时，若所述角度位置与所述预设位置的角度差值大于第三预设阈值，则根据所述角度差值控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的姿态。
2.根据权利要求1所述的抛投系统，其特征在于，所述目标对象为抛物对象；
所述对象追踪装置包括成像机构，所述成像机构用于采集含有所述抛物对象的成像画面作为所述追踪信息；
所述控制装置用于根据所述追踪信息确定所述目标对象的实际位置，具体为：所述控制装置用于获取所述抛物对象在所述成像画面上的所述实际位置。
3.根据权利要求2所述的抛投系统，其特征在于，所述控制装置用于在所述实际位置未处于预设位置时，控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的位姿，具体为：
所述控制装置用于：
在所述抛投箱处于抛投状态时，获取在所述成像画面上，所述实际位置对应的第一坐标参数和所述预设位置对应的第二坐标参数；
在所述第一坐标参数与所述第二坐标参数的参数差值大于第一预设阈值时，控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的姿态。
4.根据权利要求3所述的抛投系统，其特征在于，所述控制装置用于在所述第一坐标参数与所述第二坐标参数的参数差值大于第一预设阈值时，控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的姿态，具体为：
所述控制装置用于：
在所述第一坐标参数与所述第二坐标参数的参数差值大于第一预设阈值时，根据所述第一坐标参数和所述第二坐标参数，通过三角函数计算偏转参数；
根据所述偏转参数控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的位姿，以使所述抛物对象的实际位置处于所述成像画面的所述预设位置内。
5.根据权利要求1所述的抛投系统，其特征在于，所述目标对象为所述抛投箱；
所述抛投系统还包括设于所述抛投箱上的通信装置，所述通信装置与所述控制装置电连接，且所述通信装置用于接收回收地点的第一地理位置作为所述预设位置，所述回收地点用于供无人机回收所述抛投箱；
所述对象追踪装置还包括定位机构，所述定位机构用于采集所述抛投箱的第二地理位置作为所述追踪信息；
所述控制装置用于根据所述追踪信息确定所述目标对象的实际位置，具体为：所述控制装置用于将所述第二地理位置确定为实际位置；
所述控制装置用于在所述实际位置未处于预设位置时，控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的位姿，具体为：
所述控制装置用于在所述抛投箱处于待回收状态时，若所述实际位置和所述预设位置之间的距离值大于第二预设阈值，则根据所述距离值控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的位姿，以使所述实际位置处于所述预设位置内。
6.一种抛投系统的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至5中任一项所述的抛投系统，所述抛投系统的控制方法包括下述步骤：
步骤S1，采集目标对象的追踪信息，并根据所述追踪信息确定所述目标对象的实际位置，以在所述实际位置未处于预设位置时，控制辅助飞行装置调整抛投箱的位姿，以使所述实际位置处于所述预设位置内；
其中，当所述目标对象为抛投箱上用于与无人机上的取料装置配合吸附的吸附面时，所述步骤S1包括：采集所述吸附面在所述抛投箱上的角度位置作为所述追踪信息，并将所述角度位置确定为所述实际位置，以在所述抛投箱处于待回收状态时，若所述角度位置与所述预设位置的角度差值大于第三预设阈值，则根据所述角度差值控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的姿态。
7.根据权利要求6所述的抛投系统的控制方法，其特征在于，
所述目标对象为抛物对象，所述步骤S1包括：采集含有所述抛物对象的成像画面作为所述追踪信息，并获取所述抛物对象在所述成像画面上的所述实际位置，以在所述实际位置的第一坐标参数与预设位置的第二坐标参数的参数差值大于第一预设阈值时，控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的姿态；和/或，
所述目标对象为抛投箱，所述步骤S1包括：采集所述抛投箱的第二地理位置作为所述追踪信息，并将所述第二地理位置确定为实际位置，以在所述抛投箱处于待回收状态时，若所述实际位置和所述预设位置之间的距离值大于第二预设阈值，则根据所述距离值控制所述辅助飞行装置调整所述抛投箱的位置；其中，所述预设位置为回收地点对应的第一地理位置。
8.一种飞行设备，其特征在于，包括无人机以及如权利要求1至5任一项所述的抛投系统，所述抛投系统与所述无人机可拆卸连接。
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2023
- 2023-07-18 CN CN202310877261.0A patent/CN116605406B/zh active Active
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