基于無人機的高爾夫球識別定位跟蹤和信息通訊系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基于無人機的高爾夫球定位領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無人機的高爾夫球識別定位跟蹤和信息通訊系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高爾夫球運動已經(jīng)成為奧林匹克運動會項目，是一項綠色、陽光、健康、養(yǎng)生的運動，在世界范圍內(nèi)已經(jīng)普及。近幾年，高爾夫運動在中國得到了迅速的發(fā)展，不久的將來，高爾夫也會成為一項中國的大眾運動。
[0003]高爾夫參賽者或運動者都期望有一個高技術(shù)產(chǎn)品，能夠幫助他們迅速提高運動成績，記錄和分享他們的高爾夫精彩時刻和人生，并享受這樣一種健康的運動。例如，動態(tài)實時地顯示高爾夫球的實際運動軌跡、擊球距離、球落點定位、每一桿球的路徑、技術(shù)動作、甚至在復雜的球場環(huán)境中迅速地發(fā)現(xiàn)并找到自己的球。根據(jù)美國高爾夫協(xié)會(USGA)的比賽規(guī)則，參賽者如果丟失了他們的球，而不能在規(guī)定的短時間內(nèi)找到，就要在一輪或整場比賽中被罰桿。
[0004]無人飛機已經(jīng)從軍用技術(shù)走向民用，并開始普及。例如，深圳大疆創(chuàng)新科技有限公司成功研發(fā)和銷售系列四旋翼無人機。無人飛機用途廣泛，包括警用、城市管理、環(huán)境監(jiān)測、森林防火、電力巡線、搶險救災(zāi)、視頻拍攝等行業(yè)。
[0005]然而，對于直徑約4厘米大小并快速飛行的高爾夫球，現(xiàn)有各種無人機的定位和跟蹤技術(shù)還是無能為力。發(fā)明人申請的中國發(fā)明專利申請?zhí)?01410370775.8公開了一種嵌入天線的高爾夫球，保持球?qū)ΨQ性、抗擊打，并利用雷達通訊技術(shù)實現(xiàn)高爾夫球的定位。另一方面，現(xiàn)有高爾夫球訓練都是地面固定系統(tǒng)，沒有天地立體的三維跟蹤系統(tǒng)。本發(fā)明公布了基于無人機的天地立體化的三維高爾夫運動和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，特別是一種有天線單元的高爾夫球通過無人機進行識別定位跟蹤和實現(xiàn)手持機通訊及實時高爾夫信息傳輸?shù)奶斓亓Ⅲw化三維系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了提供一種能夠動態(tài)實時地顯示高爾夫球的實際運動軌跡、擊球距離、球落點定位、每一桿球的路徑、技術(shù)動作、甚至在復雜的球場環(huán)境中迅速地發(fā)現(xiàn)并找到特定高爾夫球的系統(tǒng)，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:
[0007]基于無人機的高爾夫球識別定位跟蹤和信息通訊系統(tǒng)，包括無人機、高爾夫球模塊、無人機地面站以及手持機；所述無人機包括無人機機體、設(shè)置于機體上的高爾夫雷達、飛行控制單元和實時通信單元；所述實時通信單元分別連接無人機地面站、高爾夫雷達和飛行控制單元，所述高爾夫雷達連接高爾夫球模塊，所述飛行控制單元連接無人機機體用于控制機體飛行；所述高爾夫球模塊包括球體以及設(shè)置于球體內(nèi)的天線單元；所述高爾夫手持機通過無線網(wǎng)絡(luò)連接無人機地面站。
[0008]高爾夫球識別定位跟蹤方法，包括以下步驟:
[0009]S1、高爾夫球被擊打后，通過天線與高爾夫雷達連接，接收來自高爾夫雷達的射頻信息；
[0010]S2、天線反射或再次發(fā)射電磁波至雷達；雷達獲得無線射頻信號和參數(shù)；
[0011]S3、無人機通過高爾夫雷達和實時通信單元把這些實時信息傳輸?shù)綗o人機地面站和尚爾夫手持機；
[0012]S4、無人機地面站根據(jù)球道電子地圖和包含多普勒效應(yīng)的特定算法定位高爾夫球，計算高爾夫球飛行參數(shù)，并將實時信息返回到飛行控制單元；
[0013]S5、飛行控制單元利用實時信息控制無人機飛行路線、跟蹤高爾夫球。
[0014]同時無人機地面站將位置信息發(fā)送至高爾夫手持機，引導高爾夫球員找到自己的球。
[0015]進一步的，所述無人機機體上還設(shè)置有攝影機，所述攝影機通過實時通信單元將航拍影像文件傳輸至無人機地面站。設(shè)置攝影機不僅能夠拍攝高爾夫球的運動影像，還能夠使高爾夫球員掌握高爾夫球道三維立體信息。
[0016]進一步的，所述高爾夫手持機包括無線定位單元、球場及球道電子地圖單元、無線網(wǎng)絡(luò)通信單元以及高爾夫訓練模擬單元，所述無線定位單元連接衛(wèi)星用于輔助定位高爾夫球員所在位置；所述球場及球道電子地圖單元通過無線網(wǎng)絡(luò)通信單元獲取球場及球道網(wǎng)絡(luò)地圖、通過無人機地面站獲取球場及球道的修正地圖，能夠在現(xiàn)有電子地圖的基礎(chǔ)上對其進行實時的標定和修正；所述高爾夫模擬訓練單元包括成績記錄部分和軌跡記錄部分，所述成績記錄部分由球員手動輸入，所述軌跡記錄部分與無人機地面站連接，用于接收高爾夫球運動軌跡和航拍影像，有利于幫助球員快速進行軌跡分析以便提高運動成績。
[0017]進一步的，所述高爾夫手持機可以通過無線網(wǎng)絡(luò)通信單元將高爾夫訓練模擬單元數(shù)據(jù)分享至網(wǎng)絡(luò)平臺，能夠分享高爾夫運動的精彩時刻。
[0018]進一步的，高爾夫雷達、天線單元、高爾夫手持機、無人機地面站、及無人機實時通信單元的通訊協(xié)議可以是RFID、WIF1、藍牙、UffB, GSM、4G LTE中的任意一種，通訊系統(tǒng)的射頻中心頻率沒有限制，可以是多頻段，典型頻率為13.56MHz、430MHz、900MHz、1.8GHz、
2.4GHz、5.0GHz、24GHz，以及毫米波頻段，即等于或高于30GHz，例如60GHz。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于:通過無人機識別、定位、跟蹤、和尋找高爾夫球并航拍高爾夫球飛行軌跡，實現(xiàn)高爾夫球的智能化管理。同時，還提供無人機航拍和巡航高爾夫球場，使高爾夫參賽者或運動者掌握高爾夫球道三維立體信息，并提供環(huán)境如球道風向信息，進一步標定或修正高爾夫球場及球道的電子地圖。
【附圖說明】
[0020]圖1、基于無人機的高爾夫球識別、定位、數(shù)據(jù)傳輸、和高爾夫球飛行軌跡的獲取示意圖
[0021]圖2、無人機高爾夫球場和球道巡航拍攝過程示意圖
[0022]圖3、基于無人機的高爾夫球識別定位跟蹤方法示意圖
【具體實施方式】
[0023]基于無人機的高爾夫球識別定位跟蹤和信息通訊系統(tǒng)，包括無人機101、高爾夫球100、無人機地面站108以及手持機109 ;所述無人機101包括無人機機體、設(shè)置于機體上的高爾夫雷達103、飛行控制單元201和實時通信單元301 ;所述實時通信單元301分別連接無人機地面站108、高爾夫雷達103和飛行控制單元201，所述高爾夫雷達103連接高爾夫球100，所述飛行控制單元201連接無人機101機體用于控制機體飛行；所述高爾夫球100包括球體以及設(shè)置于球體內(nèi)的天線單元；所述高爾夫手持機109通過無線網(wǎng)絡(luò)連接無人機地面站108。
[0024]高爾夫球100被擊打后，通過天線與高爾夫雷達103連接，高爾夫雷達103將接收到的數(shù)據(jù)通過實時通信單元301傳輸至無人機地面站108，無人機地面站108定位高爾夫球100，并將定位數(shù)據(jù)傳輸至無人機101飛行控制單元201，無人機101飛行控制單元201控制無人機101跟蹤高爾夫球100飛行，以實現(xiàn)高爾夫球100的跟蹤定位，同時無人機地面站108將位置信息發(fā)送至高爾夫手持機109，引導高爾夫球100員找到自己的球。
[0025]本實施例的高爾夫球100飛行軌跡獲取如圖1所述，將要擊打的高爾夫球100位于位置202，首先對將要擊打的嵌入天線的高爾夫球100進行識別、定位和實時傳輸，由信息傳輸鏈212和210共同完成。當高爾夫球100飛行時，例如空中位置203和204，對高爾夫球100進行識別定位分別由信息傳輸鏈214和210、信息傳輸鏈216和210完成。當高爾夫球100降落到目標位置，例如果嶺位置205，對高爾夫