一種用於無人船和無人機海上施肥施藥的裝置及方法與流程
2023-06-23 21:06:01 1
本發明涉及自動化控制的技術領域，尤其涉及一種用於無人船和無人機海上施肥施藥的裝置及方法。
背景技術：
無人船是一種藉助精確衛星定位和控制系統即可按照預設任務在水面航行並自主作業的全自動水面機器人。隨著國防及民用的需求發展，在國防海域、近海養殖和內河環保等水域中有越來越多的無人船在運行並承擔任務。為了實現大面積水域養殖場高效施肥，有必要引進無人船系統進行輔助施肥作業。
在水產養殖業中，需要定期向養殖水體中施加外用藥或外用肥。目前，這些藥物或肥料幾乎都是全池潑灑或投灑使用的，除少量特定的顆粒劑可以定向作用於水底外，其他大量藥物或肥料都是溶解或分散於全部水體中再起作用的。
對於水產養殖施肥而言，施肥是提高養殖水體中浮遊植物的生長量(水體初級生產力)、提高以浮遊生物為餌料的魚類產量、提高精養水體溶解氧的有效手段。但是，普通的養殖水體一般平均水深在2m左右，浮遊植物主要生活在養殖水體的真光層-即在水體的表層約20～40cm的水層中，所需要的肥料元素也應該主要分布在水體的真光層。但在全池潑灑施肥的狀況下，肥料進入養殖水體後，溶解速度快的成份會大致均勻地分布在整個水體中，溶解速度慢的成份則會沉降於水底，其中大部分被底泥吸附包覆而失去作用，少量溶解於水體中的肥料則會形成一個從水底到水面濃度遞減的分布層，雖然在普通池塘中有增氧曝氣機進行主動水層交換而將溶解的成份進行再次均勻分布，但由於肥料中難溶解於水的部份幾乎完全失效在池底，導致整個施肥效率極低。
專利號為cn200920229135.x的中國實用新型專利提供了一種水產養殖施藥施肥器，該施藥施肥器具有一個可以投放到養殖水體中的藥物或肥料儲存罐，所述儲存罐由上部浮力腔體和下部儲存釋放腔體組合而成，所述下部儲存釋放腔體的表面上分布有釋藥通孔，所述下部儲存釋放腔體的底部通過重力牽引繩與重力定位塊相連。在水面以下施藥施肥時，可將上部浮力腔體的頂部通過浮標牽引繩與顯位浮標相連。該技術解決了如何讓肥料在真光層緩慢釋放問題，有鑑於此，培肥水質，通過光合作用，促使水中浮遊植物，浮遊動物大量繁殖，同時也促進水生植物、固著生物。底棲動物、細菌和維管束植物、腐屑等大量繁殖增加。從理論和實踐證明，在水域投施肥料後，只要水溫穩定在20到32度之間，每投一次肥保持三天左右的晴天，浮遊生物則可以達到高峰，肥效可維持7天左右，如果定期連續投施化肥，使之形成良性循環，浮遊生物將不斷新生，成倍增長，目前普遍採取疊加式施肥方法，其培育浮遊生物的效果更佳。由於魚類得到了充足的餌料，魚產量得到大幅提高。
但用該裝置在海域中使用時(如紫菜養殖)，為保證養殖水域的肥料持續均勻釋放。施肥時漁民需手動將大量施肥裝置固定在養殖海域，這是一項危險而又繁重的工作。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明所解決的技術問題在於提供一種用於無人船和無人機海上施肥施藥的方法及裝置，確保無人船能高效、快速、準確的向養殖區域施肥、施藥，從而實現海上養殖自動化。
本發明通過以下技術方案來解決上述技術問題：一種用於無人船和無人機海上施肥施藥的方法，其特徵在於包括以下步驟：
a.養殖載體通過終端廣播任務參數；
b.無人船接收並根據所述任務參數，生成目標位置；
c.無人船航行至目標位置。
d.無人船接收並根據所述任務參數預備物料，向無人機發送信息包括至少以下之一：養殖載體位置坐標、養殖載體顯示的圖案；
e.當無人船檢測到物料準備完畢，無人機固定物料並起飛；
f.無人機向養殖載體發送準備信息；
g.養殖載體接收無人機發送的準備信息，打開桶蓋準備接料；
h.無人機的任務裝置識別任務點，投料並反饋給無人船；
i.無人機向養殖載體發送任務完成信息；
j.載體接收任務完成信息，關閉桶蓋；
k.該無人船根據反饋信息回收無人機。
進一步地，步驟a中所述任務參數生成的方法包括:
n1.養殖載體通過傳感器監視由養殖載體物料桶內電導率觸發的模擬量事件a，由養殖載體物料桶內液位高度觸發的模擬量事件b，由養殖載體外水質參數觸發的模擬量事件c1和模擬量事件c2；
n2.養殖載體依據n1步驟中模擬量事件a和b，判斷養殖載體物料桶內物料是否已全部溶解，確定所述物料處於以下狀態之一：溶解液充足完全溶解、溶解液不足未完全溶解；
n3.養殖載體依據n2步驟中物料溶解狀態和n1步驟中模擬量事件c1，判斷養殖區域物料溶解度是否過低；
n4.養殖載體依據n2步驟中物料溶解狀態和n1步驟中模擬量事件c2，判斷養殖區域物料溶解度是否過高；
n5.養殖載體依據所述模擬量事件向物料桶內補充海水或向養殖區域施放物料；
n6.養殖載體獲取產生所述模擬量事件a和b的養殖載體位置坐標d、產生所述模擬量c1和c2的物料種類和溶解度，養殖載體顯示的圖案模板，生成任務參數。
進一步地，步驟k中還包括步驟:
p1.無人船向無人機發送軌跡規劃信息；
p2.無人機根據軌跡規劃信息返航，調整無人船與無人機的相對位置數據；
p3.無人船開啟回收裝置，並根據相對位置數據，控制無人機施放降落裝置或改變飛行狀態，並控制回收裝置調整設置參數回收無人機。
進一步地，目標位置的生成方法包括以下步驟：
r1.根據設置的運行程序運算各載體位置坐標到無人船所在位置坐標的直線距離；
r2.提取出距離無人船直線距離最近的載體位置坐標；
r3.計算以載體位置坐標為中心，安全距離l為邊長的正四邊形的四個頂點的坐標；
r4.計算正四邊形的四個頂點與無人船的直線距離；
r5.提取出距離無人船直線距離最近的頂點的坐標，作為目標位置。
優選地，識別任務點的方法包括以下步驟：
t1.無人機接收任務信息，將載體位置坐標、載體顯示的圖案存儲在無人機飛控系統中；
t2.飛控系統控制無人機向載體位置坐標飛行；
t3.航拍攝像設備拍攝載體，將拍攝的圖像傳給數據處理單元；
t4.數據處理單元將拍攝的圖案二值化，並保存為模板mmodel；
t5.對二值化的圖像進行尺寸減小化處理和高斯平滑處理，得處理後的數字圖像mdetect；
t6.對mdetect採用霍夫變換方式，得到多個圓形區域，根據預設的信息區間，從多個圓形區域中篩選出位於信息區間內的圓形區域，作為初始任務信息圓形區域；
t7.以預設掃描半徑對所述初始任務信息圓形區域進行圓周掃描，分別統計紅色掃描點、綠色掃描點和黃色掃描點的數量，如果所述紅色掃描點、綠色掃描點和黃色掃描點的數量為對應的預設閾值，則判斷所述符合條件的圓形區域為任務信息區域。
t8.獲得模板mmodel中的圖像中心坐標；
t9.獲得任務信息區域的圓心坐標；
t10.根據無人機的實際坐標位置，及圖像縮放常數k，計算任務信息中心坐標。
優選地，所述回收無人機的方法包括以下步驟：
m1.提取無人機的飛行數據包括：飛行速度υ、飛行高度h1、gps坐標(x1，y1)；
m2.計算無人船與無人機的相對位置數據包括：無人船與無人機的直線距離無人船與無人機的直線線段分別與空間坐標系x、y、z軸的餘弦值：無人船與無人機的直線線段與無人機速度方向的餘弦值：
其中φ角為無人船與無人機的直線線段與無人機速度方向的夾角，θ、β、α分別為，無人機飛行方向在oxyz坐標系中與xyz坐標軸的夾角，(x2、y2、h2)為無人船上無人機降落點的坐標；
m3.判斷若小於閾值x，或小於閾值y，或小於閥值h，則通過無人船通訊設備向無人機發送指令，用於使無人機向無人船水平飛行，並賦予pid設置參數其中υ為飛行速度，r為存線輪半徑，qo為轉葉式液壓馬達出口排量，轉葉式液壓馬達理論流量與實際流量的比值v，qe為轉葉式液壓馬達入口設置流量；
m4.判斷是否大於等於閥值h，若是，則通過無人船通訊設備向無人機發送指令，用於使無人機懸停或打開降落傘，並賦予pid設置參數其中s為安全著陸速度；
m5.判斷h2-h1是否小於等於閥值g，若是，則無人船向無人機發送指令，用於使無人機停止飛行或脫離降落傘，並關閉回收裝置。
優選地，所述的養殖載體包括圓臺形的浮於水面的載體，其特徵在於，所述載體的上表面邊沿上設有兩端開口的圓筒狀的圍欄，圍欄上設有led信號燈，信號燈連接控制器，用於控制信號燈閃爍為無人機投料指示位置；所述載體上表面中心位置設有圓桶，圓筒上安裝有桶蓋及電動開蓋機構，圓桶底部的桶身上均設有輸料管，輸料管末端連接噴灑頭，圓筒桶上部側面連通進水軟管，圓筒內設有液位計、水質傳感器；所述輸料管和進水軟管上設有泵；所述載體的圍欄上端面設有給載體提供能源的環形太陽能電池板；所述載體下設水質傳感器；載體上還設置吊耳，牽繩，牽繩另一端固定在扦插莊上；所述led信號燈、液位計、壓力傳感器、電動閥、泵、開蓋機構通過導線連接處理器，處理器還連接無線通訊模塊、gps定位設備、水質傳感器；
養殖載體用於監測養殖區域的水質，根據水質信息，將物料施放到養殖區域，根據水質信息和養殖載體狀態廣播給無人船，將養殖載體狀態展示給無人機。
優選地，用於海上養殖的無人船物料投送方法中的無人機上設置有：無線通訊接口，用於與無人船和養殖載體通信；
飛行控制系統，所述飛行控制系統還包括控制單元、數據處理單元、執行器單元，用於控制所述無人機在所述投料區域投料和返航著船；
傳感器單元，所述傳感器單元還包括用於對無人機機身下方進行圖像採集攝像頭、用於監測飛行數據的高度傳感器、風速傳感器、轉速傳感器、imu模塊、gps模塊；
和用於固定施料袋的夾持器，所述夾持器包括連接鉸軸的至少三個爪，鉸軸上設有永磁鐵，爪的彎曲部設有滑塊，滑塊安裝在滑槽內，滑槽連接無人機下方，無人機下方還設有與永磁鐵相對的電磁鐵；
無人機用於巡視所述施料裝置，採集機身下方圖像，在所述機身下方圖像中搜索適合投料的區域，投送物料袋至所述養殖載體；
優選地，用於海上養殖的無人船物料投送方法中的無人船上設有：上位機，所述上位機通過導線連接通信電臺、gps定位設備，用於指揮無人機；
船載控制器，所述船載控制器通過控制電路連接無人機回收裝置、物料裝填裝置、上位機，用於回收無人機和控制物料裝填；
通信電臺，所述通信電臺用於與無人機及養殖載體裝置通訊，接收無人機的飛行數據和養殖載體的任務參數；
蓄電池，用於給上位機、船載控制器、通信電臺、回收裝置和物料裝填裝置供電；
回收裝置與無人機通過供電牽引線連接，所述回收裝置還包括存線輪、導向環、液力驅動管路，導向環通過支杆與轉軸轉動配合，存線輪安裝在轉軸上，轉軸和轉葉式液壓馬達輸出軸連接，設於轉葉式液壓馬達出口與入口之間的液力驅動管路上依此連通有排液流量計、第一電動閥、油箱、油泵、電動調節閥、入口流量計，油箱、油泵還並聯有設有第二電動閥的旁通迴路，轉葉式液壓馬達入口與電動調節閥之間設有串連放空電動閥和油箱支路；
和用於裝填物料袋的物料裝填裝置，所述物料裝填裝置，包括傳送帶、轉盤、進料鬥、格式閥、進袋漏鬥、導向機構、袋倉，其特徵在於；所述袋倉固定設置在傳送帶上，進料鬥置於進袋漏鬥上方，格式閥安裝於進料鬥出口下使得其出口端與所述進袋漏鬥出口相對，轉盤設於進袋漏鬥的出口端下方，導向機構設在轉盤旁方的工位處；
無人船接收無人機的飛行數據，並將飛行數據傳給上位機，上位機控制船載控制器開啟回收裝置，並根據設置的運行程序運算提取相對位置數據、無人船上無人機停靠點的坐標(x2、y2、h2)、回收裝置的規格參數，並賦予船載控制器pid設置參數，船載控制器根據pid設置參數調節採集的過程變量，控制回收裝置回收無人機；上位機還控制物料裝填裝置；
所述船載控制器還通過通訊電纜連接排液流量計、第一電動閥、油泵、入口流量計、放空電動閥。
現階段在海上養殖應用領域中，常因養殖裝置分布面積較廣，裝置間的水道錯綜複雜，水道距離較窄，不利於船舶在水道中自動航行完成近距離物料投放。且由於養殖區域面積大，需投放物料的點較多，採用船舶逐一投放物料的方法效率較低，與現有技術相比，本發明的技術方案至少具有如下有益效果：
1.投放在養殖載體中的物料可在養殖載體中溶解，製備濃度較高物料溶解液，根據養殖區域水質條件間歇投放，防止水體富營養化或缺乏營養，延長物料投放有效時間，減少船舶補充物料的頻次。
2.同時養殖載體投放物料方式為噴灑式，較物料袋懸掛方式溶解釋放物料，投放面積更廣，可以減少物料投放點設置的數量，提高向養殖區域投放物料的效率。
3.由於養殖網箱或養殖網簾面積大，定位裝置安裝不規則，難以精確定位形貌，採用無人機和無人船結合方式向養殖區域投放物料，可以避免無人船在錯綜複雜的水道反覆確認導航完成自動航行，提高航行的安全性和效率，無人船通過計算養殖區域各個養殖載體距離無人船的距離，再運算出距離養殖區域的安全位置即目標位置，降低了無人船在養殖區域航行的難度。
4.採用無人船航行至指定地點，無人機向養殖載體逐個投料的方式，無人機通過圖像識別養殖載體，可準確搜索與無人機攜帶的物料投放目標對應的養殖載體，且無人機飛行速度快，飛行無幹擾，採用無人機投料效率更高，本方案中無人機還通過養殖載體的幾何特徵計算投料點位置坐標，保障了投料的準確性。
5.一般無人機的航程較短，由於本方案中無人船搭載無人機至養殖區域，可縮短無人機的航程，本方案中回收裝置的存線輪上纏繞供電牽引線，供電牽引線連接無人機，存線輪由葉輪式液壓馬達驅動，pid控制器根據上位機設置的設定參數調節液壓馬達入口流量改變存線輪轉速，在無人機返航時，上位機可通過無人機飛行數據，分析無人機是否處於降落區域範圍，若不處於降落區域，使供電牽引線的線速度不高於無人機飛行速度在供電牽引線上的分速度，防止無人機在返航時被回收裝置拖拽，若處於降落區域，則向無人機發送降落指令，並使供電牽引線回收無人機的線速度不高於無人機傘降的安全速度，防止無人機降落時撞擊船體。
附圖說明
圖1是本發明一種用於無人船和無人機海上施肥施藥的裝置的養殖載體結構示意圖；
圖2是本發明一種用於無人船和無人機海上施肥施藥的方法中養殖載體施放物料的流程示意圖
圖3是本發明一種用於無人船和無人機海上施肥施藥的方法中無人船確定目標位置的流程示意圖
圖4是本發明一種用於無人船和無人機海上施肥施藥的方法中無人機確定投料位置的流程示意圖
圖5是本發明一種用於無人船和無人機海上施肥施藥的方法中無人機回收裝置回收無人機的方法示意圖
圖6是本發明一種用於無人船和無人機海上施肥施藥的裝置的結構示意圖
圖7是本發明一種用於無人船和無人機海上施肥施藥的裝置的結構示意圖中a截面放大圖
圖8是本發明一種用於無人船和無人機海上施肥施藥的方法中無人機的飛控系統結構示意圖
圖9是本發明一種用於無人船和無人機海上施肥施藥的方法中無人機回收裝置結構示意圖
圖10是本發明一種用於無人船和無人機海上施肥施藥的方法中物料裝填裝置結構示意圖
圖11是本發明一種用於無人船和無人機海上施肥施藥的方法中無人船控制系統結構示意圖
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明的用於海上養殖的無人船物料投送方法，其特徵在於包括以下步驟：
a.養殖載體100通過終端廣播任務參數；
b.無人船300接收並根據所述任務參數，生成目標位置；
c.無人船航行至目標位置。
d.無人船接收並根據所述任務參數預備物料，向無人機200發送信息包括至少以下之一：養殖載體位置坐標、養殖載體顯示的圖案；
e.當無人船檢測到物料準備完畢，無人機固定物料並起飛；
f.無人機向養殖載體發送準備信息；
g.養殖載體接收無人機發送的準備信息，打開桶蓋101準備接料；
h.無人機的任務裝置識別任務點，投料並反饋給無人船；
i.無人機向養殖載體發送任務完成信息；
j.養殖載體接收任務完成信息，關閉桶蓋101；
k.該無人船根據反饋信息回收無人機。
步驟a中任務參數生成的方法包括:
n1.養殖載體通過傳感器監視由養殖載體物料桶105內電導率觸發的模擬量事件a，由養殖載體物料桶105內液位高度觸發的模擬量事件b，由養殖載體外水質參數觸發的模擬量事件c1和模擬量事件c2；
n2.養殖載體依據n1步驟中模擬量事件a和b，判斷養殖載體物料桶內物料是否已全部溶解，確定所述物料處於以下狀態之一：溶解液充足完全溶解、溶解液不足未完全溶解；
n3.養殖載體依據n2步驟中物料溶解狀態和n1步驟中模擬量事件c1，判斷養殖區域物料溶解度是否過低；
n4.養殖載體依據n2步驟中物料溶解狀態和n1步驟中模擬量事件c2，判斷養殖區域物料溶解度是否過高；
n5.養殖載體依據所述模擬量事件向物料桶內補充海水或向養殖區域施放物料；
n6.養殖載體獲取產生所述模擬量事件a和b的養殖載體位置坐標d、產生所述模擬量c1和c2的物料種類和溶解度，養殖載體顯示的圖案模板，生成任務參數。
進一步地，養殖載體用於監測養殖區域的水質，根據水質信息，將物料施放到養殖區域，根據水質信息和養殖載體狀態廣播給無人船，將養殖載體狀態展示給無人機。
如圖1，養殖載體包括圓臺形的浮於水面的載體102，其特徵在於，所述載體的上表面邊沿上設有兩端開口的圓筒狀的圍欄103，圍欄上設有led信號燈104，包括紅、黃、綠三色，信號燈通過控制器：at89s52單片機控制，實現信號燈閃爍為無人機投料指示位置和指示所需投料種類的信息；所述載體上表面中心位置設有規格為直徑1米、高1.5米的圓桶(物料桶)105，圓桶上安裝有桶蓋101及電動開蓋機構106，開蓋機構包括：支架107、力臂108、角行程執行器(型號:atd-63)109、轉軸110。圓桶底部的桶身上均設有輸料管111，輸料管末端連接噴灑頭112及泵113，圓桶上部側面通孔連通進水軟管114及泵，圓筒內設有雷達液位計115，筒內設有水質傳感器(電導率傳感器)；所述載體的圍欄上端面設有給載體提供能源的環形太陽能電池板116；所述載體下設水質傳感器，包括：氣敏電極式氨氮傳感器，載體上還設置吊耳117，牽繩118，牽繩另一端固定在扦插樁上；gps定位設備安裝於載體的中心，所述gps定位設備、液位計、壓力傳感器通過導線信號連接處理器輸入端的引角，處理器輸出端還信號連接無線通訊模塊、和led信號燈、泵、開蓋機構的觸電開關。傳感器向處理器傳送模擬量信號，處理器依據程序輸出邏輯信號，如圖2，所述篩選過程包括：
s1.物料桶內當電導率低於4歐/米時，且物料桶內液位低於閥值1米，處理器判斷液位不足，需補充海水重新判斷；當電導率低於4歐/米時，且物料桶內液位高於閥值1米時，處理器判斷，物料桶內物料已完全溶解，缺乏物料，若此時養殖載體外水質傳感器例如檢測到氨氮濃度，位於閥值0.01～0.05mg/l之間時，表示濃度正常無需補充物料，若氨氮濃度低於0.01mg/l時，表示養殖區域缺乏氨氮，需養殖載體向養殖區域噴灑含氨氮的溶液，而處理器已判斷出物料桶內物料已完全溶解，缺乏物料，則通過無線通訊模塊發送任務參數包括：載體位置坐標、氮肥，控制led信號顯示圖案：黃色燈常亮報警。用於判斷物料桶內物料已消耗完待補充；
s2.物料桶內當電導率高於4歐/米時，且物料桶內液位低於閥值1米，處理器判斷液位不足，需補充海水重新判斷；當電導率高於4歐/米時，且物料桶內液位高於閥值1米時，處理器判斷，物料桶內物料未完全溶解，物料充足，若此時養殖載體外水質傳感器例如檢測到氨氮濃度，位於閥值0.01～0.05mg/l之間時，表示濃度正常無需補充物料，若氨氮濃度低於0.01mg/l時，表示養殖區域缺乏氨氮，需養殖載體向養殖區域噴灑含氨氮的溶液，而處理器已判斷出物料桶內物料未完全溶解，物料充足，則通過處理器控制泵吸取物料桶內溶液向養殖區域噴灑，若氨氮濃度高於0.05mg/l時，表示養殖區域水體富營養化，無線通訊模塊發送任務參數包括：載體位置坐標、氮肥，控制led信號顯示圖案：紅色燈常亮報警。用於通知無人船養殖區域水體富營養化；
s3.液位計檢測物料桶內液位值，用於判斷是否向物料桶內充入海水；
s4.當水質參數(氨氮濃度)高於0.01mg/l時，處理器關閉電動閥及泵停止向養殖區域施放肥料溶劑液。當水質參數(氨氮濃度)低於閥值0.01mg/l時，處理器開啟電動閥及泵向養殖區域施放肥料溶劑液。
如圖3，進一步地，步驟b中目標位置的生成方法包括以下步驟：
r1.計算各載體102位置坐標到無人船所在位置坐標(x2，y2)的直線距離；
r2.提取出距離無人船直線距離最近的載體位置坐標(x3，y3)；
r3.計算以載體位置坐標為中心，閥值20米為邊長的正四邊形的四個頂點的坐標(x3-5，y3-5)、(x3-5，y3+5)、(x3+5，y3+5)、(x3-5，y3+5)，20米為預留安全距離可視情況設置；
r4.計算正四邊形的四個頂點與無人船的直線距離；
r5.提取出距離無人船直線距離最近的頂點的坐標，如(x3-5，y3-5)，作為目標位置。
進一步地，步驟h中任務點的識別方法包括以下步驟：
t1.無人機接收任務信息，將載體位置坐標、載體顯示的圖案存儲在無人機飛控系統中，任務信息包括：載體位置坐標、載體顯示的圖案。
t2.飛控系統控制無人機向載體位置坐標飛行；
t3.航拍攝像設備拍攝載體，將拍攝的圖像傳給數據處理單元；
t4.數據處理單元將拍攝的圖案二值化，並保存為模板mmodel；
t5.對二值化的圖像進行尺寸減小化處理和高斯平滑處理，得處理後的數字圖像mdetect；
t6.對mdetect採用霍夫變換方式，得到多個圓形區域，根據預設的信息區間，從多個圓形區域中篩選出位於信息區間內的圓形區域，作為初始任務信息圓形區域；
t7.以與無人機所在高度對應的掃描半徑對所述初始任務信息圓形區域進行圓周掃描，分別統計rgb值符合的紅色掃描點、綠色掃描點和黃色掃描點的數量，如果所述紅色掃描點、綠色掃描點和黃色掃描點的數量為對應的預設閾值，則判斷所述符合條件的圓形區域為任務信息區域；
t8.獲得模板mmodel中的圖像中心坐標，模板mmodel中的圖像中心為相機中心；
t9.獲得任務信息區域的圓心坐標，信息區域的圓心為養殖載體中心；
t10.根據無人機的實際坐標位置，及圖像縮放常數k，計算任務信息中心坐標。無人機在拍攝時的實際坐標位置為模板mmodel中的圖像中心坐標，以上t4～t10所述步驟如圖4。
進一步地，本步驟k中還包括步驟:
p1.無人船向無人機發送軌跡規劃信息；
p2.無人機根據軌跡規劃信息返航，調整無人船與無人機的相對位置數據；
p3.無人船通過plc控制器(控制器)開啟回收裝置222，並根據相對位置數據，控制無人機施放降落裝置或改變飛行狀態，並採集回收裝置中的過程變量，如轉葉式液壓馬達216出口排量qo和入口流量q，控制回收裝置調整設置參數回收無人機。
如圖5，優選地，回收無人機的方法包括以下步驟：
m1.提取無人機的飛行數據，包括：飛行速度υ、飛行高度h1、gps坐標(x1，y1)；
m2.計算無人船與無人機的相對位置數據包括：無人船上無人機停靠點與無人機的直線距離無人船上無人機停靠點與無人機的直線線段分別與空間坐標系x、y、z軸的餘弦值：無人船與無人機的直線線段與無人機速度方向的餘弦值：
其中φ角為無人船上無人機停靠點與無人機的直線線段與無人機速度方向的夾角，θ、β、α分別為，無人機飛行方向在oxyz坐標系中與xyz坐標軸的夾角；
m3.判斷若小於閾值0.966，或小於閾值0.966，或小於閥值0.966，0.966為15°角的餘弦值，表示從zoy平面、或zox平面、或xoy平面看無人機的仰角小於75°，則通過無人船通訊設備向無人機發送指令，用於使無人機向無人船水平飛行，並賦予pid設置參數其中υ為飛行速度，r為所述存線輪201半徑，v為容積效率即：轉葉式液壓馬達206理論流量與實際流量的比值，qe為轉葉式液壓馬達入口設置流量；
m4.判斷是否大於等於閥值0.966，若是，則通過無人船通訊設備向無人機發送指令，用於使無人機懸停或打開降落傘，並賦予pid設置參數s為降落速度，例如s小於等於6m/s，此值可根據實際情況設置；
m5.判斷h2-h1是否小於等於閥值0.5m，若是，則通過無人船通訊設備向無人機發送指令，用於使無人機進入懸停自動降落或脫離降落傘，並通過plc控制器關閉回收裝置222。
其中sp為設置參數pv為過程變量q，e表示誤差，bias表示基值，cv表示控制變量，dt表示迴路刷新時間，kc表示控制增益，ti表示時間增益，td表示微分時間常數。
pid方程為：
e＝sp-pv，
e＝pv-sp，
優選地，用於海上養殖的無人船，由無人船、無人機組成如圖6，
如圖6-8，無人機上設置有：無線通訊接口，用於與無人船和養殖載體通信；
飛行控制系統還包括控制單元、數據處理單元、執行器單元，用於控制所述無人機在所述投料區域投料和返航著船；
傳感器單元還包括用於對無人機機身下方進行圖像採集的攝像頭、用於監測無人機飛行數據的高度傳感器、風速傳感器、轉速傳感器、imu模塊、gps模塊；
和用於固定施料袋的夾持器400如圖7所示；夾持器包括連接鉸軸403的至少三個爪402，鉸軸上設有永磁鐵404，無人機下方設有與永磁鐵相對的電磁鐵405，爪的彎曲部406設有滑塊407，滑塊安裝在滑槽408內，滑槽連接無人機下方，當電磁鐵得電時吸合永磁鐵，使爪合攏，當電磁鐵失電時在重力作用下永磁鐵遠離電磁鐵，使爪鬆開；
無人機用於巡視所述養殖載體，採集機身下方圖像，在所述機身下方圖像中搜索適合投料的區域，投送物料袋至所述養殖載體物料桶中；
進一步地，無人船上設有：上位機，所述上位機通過導線連接通信電臺、gps定位設備，用於指揮無人機回收裝置；
如圖11所示，plc控制器(控制器)通過控制電路連接無人機回收裝置222、物料裝填裝置333、上位機，用於回收無人機和控制物料裝填，選用controllogix5555plc控制器；
通信電臺包括圖傳電臺和數字電臺，用於與無人機及養殖載體裝置通訊，接收無人機的飛行數據和養殖載體的任務參數；
蓄電池，用於給上位機、plc控制器、通信電臺、回收裝置222和物料裝填裝置333供電；
與無人機通過供電牽引線連接的回收裝置222如圖9，還包括存線輪201、導向環202、液力驅動管路203，導向環通過支杆204與轉軸205轉動配合，存線輪安裝在轉軸上，轉軸和轉葉式液壓馬達206輸出軸連接，設於轉葉式液壓馬達出口207與入口208之間的液力驅動管路上依此連通有排液流量計209、第一電動閥210、油箱211、油泵212、電動調節閥213、入口流量計209，油箱、油泵還並聯設有第二電動閥215的旁通迴路，轉葉式液壓馬達入口與電動調節閥之間設有串連放空電動閥216和油箱的支路；回收裝置設於無人船甲板下，供電牽引線穿過甲板的通線孔與無人機相連，用於拖拽無人機。
無人船接收無人機的飛行數據，並將飛行數據傳給上位機，上位機信號連接plc控制器輸入端，向plc控制器輸入模擬量信號，plc控制器輸出端信號連接繼電器組、電動調節閥，繼電器電連接第一電動閥、油泵、第二電動閥、放空電動閥用於開啟和關閉回收裝置，上位機根據設置的運行程序運算提取無人機與無人船的相對位置數據、無人船上無人機降落點的坐標(x2、y2、h2)、回收裝置的規格參數，並賦予plc控制器pid設置參數，plc控制器為plc可編程邏輯控制器，plc控制器與電動調節閥、排液流量計、入口流量計信號連接，plc控制器根據pid設置參數採集接收入口、排液流量模擬量信號和電動調節閥開度模擬量信號，運算後輸出信號控制電動調節閥開到一定的開度，調節過程變量。控制回收裝置回收無人機；上位機還控制物料裝填裝置。用於裝填物料袋301的物料裝填裝置333，如圖10，包括傳送帶302、轉盤303、進料鬥304、格式閥305、進袋漏鬥306、導向機構307、袋倉308，其特徵在於；所述袋倉固定設置在傳送帶上，袋倉內的推送機構將紙質物料袋推送至傳送帶上，進料鬥置於進袋漏鬥上方，格式閥安裝於進料鬥出口下使得其出口端與所述進袋漏鬥出口相對，紙質物料袋上端開口大，下端小，物料袋落入進袋漏鬥後卡在漏鬥出料口，填裝物料後物料袋穿過進袋漏鬥口落在轉盤上，轉盤設於進袋漏鬥的出口端下方，轉盤由電機311驅動，導向機構設在轉盤旁的工位處，導向機構包括導向板309、轉軸310和電機311，導向機構將物料袋推送至無人機下方的工位，無人機上設有夾持裝置用於夾持物料袋，plc船載控制器輸出端信號連接繼電器組，繼電器組與格式閥、傳送帶、導向機構、轉盤的電機及袋倉內的推桿電連接，通過編輯plc計時程序控制上述機構傳動。