一种无人机与私家车共享运力资源的快递投送系统的制作方法

本发明涉及一种无人机与私家车共享运力资源的快递投送系统，属于快递、共享系统、电子技术领域。

背景技术：

无人机快递，即通过利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的无人驾驶的低空飞行器运载包裹，自动送达目的地。无人机是典型的物联网相关应用，传统的快递行业，面临着巨大的人员开销，设备成本高，而无人机快递却可以准确而及时的完成货物投递，有效地节约各种资源。

作为物流的进化版本，智能物流可实现物流的自动化、可视化、可控化、智能化、网络化，从而提高资源利用率和生产力水平。从整个物流发展轨迹来看，智能物流的发展，应该是从传统配送到集中配送、协同配送、共同配送，然后到智能配送。而无人机＋快递无疑就是智能配送中的重要一环，在整个智慧物流中起到很关键的作用。

虽然无人机快递的行业标准政策、核心技术、飞行信息服务等问题还有待于解决，但其市场前景仍为我们所看好。

而本发明利用国内已建成的或正在建设中的庞大交通网络为快递无人机实现代步，避免了大量资源的浪费，对物流智能化、自动化的发展具有很好的价值。

技术实现要素：

本发明提供了一种无人机与私家车共享运力资源的快递投送系统，其目的在于由控制装置控制摄像头对无人机飞行的周围环境和搭载私家车进行拍摄采集，并获取相应的信息，进而通过该信息控制扫描装置对私家车二维码进行扫描识别建立数据连接，通过控制助停装置和充电装置实现无人机的停靠分离和充电，用私家车对无人机进行部分路段的承载代步运输，用控制装置控制无人机进行剩余部分路段的自主运输，同时设置提取装置，来实现用无人机运输快递的目的。

本发明采取的技术方案是:一种无人机与私家车共享运力资源的快递投送系统，包括：承载平台、快递承载箱、扫描装置、助停装置、充电装置、gps装置、控制装置、摄像头，快递承载箱、扫描装置、助停装置、充电装置、gps装置、摄像头均与控制装置连接且受控制装置调控；由控制装置获取并控制其快递承载箱承载着快递进行运输配发的无人机的快递运输路径进而来指令无人机上的摄像头来拍摄采集识别无人机需搭载的私家车，进而控制扫描装置来对无人机需搭载的私家车顶部设计的对应二维码图形进行扫描来建立数据连接，进而由控制装置控制设计在无人机上的摄像头配合设计在无人机和私家车顶部的助停装置协调工作来实现无人机在私家车承载平台上的停靠和分离，由控制装置控制设计在无人机和私家车顶部的充电装置的工作来对无人机进行充电，通过与车主和顾客建立后台数据信息平台，进而可实现代步计费功能，顾客通过设置在无人机上的快递承载箱可完成目的地的快递提取，进而来完成本装置的代步运送、自主运送、快递提取工作。

进一步的，所述的承载平台设置在地面的每一辆私家车的顶部位置，且在不影响私家车正常工作的前提下依据私家车自身的大小和无人机的型号进行设计，该承载平台主要作为无人机的承载装置，此外在每一辆私家车上设置有gps装置，由控制装置通过gps装置来获取私家车的位置信息并通过对私家车的位置信息和无人机运送快递路径的分析来指令无人机进行路线移动进而使无人机更精确的飞行到对应可搭载代步的私家车的顶部，进而便于无人机在承载平台上降落来使私家车搭载无人机进行快递的代步运送设计。

进一步的，所述的摄像头设置在无人机承载板的底部位置，当无人机单独飞行时，可通过摄像头来拍摄采集无人机飞行周围的图像环境并上传到控制装置进行信息储存，且该信息可在无人机需要降落到地面时帮助无人机选择合适位置降落，当无人机需进行搭载飞行时，由控制装置通过获取无人机需搭载的私家车信息和飞行指令来控制无人机上的摄像头来对地面上的私家车进行私家车信息拍摄采集匹配进而帮助无人机实现后续的精准停靠、充电、降落工作。

进一步的，所述的扫描装置设置在无人机承载板的底部，在私家车顶部还设置有二维码显示屏，在二维码显示屏内设置有后台设置好的二维码图形，且每一张私家车对应的二维码图形均不一样，当控制装置控制无人机飞行到对应的搭载私家车的顶部，同时无人机上的摄像头对该私家车进行信息拍摄采集并由控制装置核对匹配成功时，由控制装置来控制无人机的扫描装置完成对搭载私家车的二维码图形的扫描工作。

进一步的，所述的扫描装置主要利用自身光源照射对应搭载私家车的二维码图形，再由光电转换器接收反射光线并将其转化为数字信号传递给控制装置识别完成对私家车的二维码图形的扫描进而来与对应私家车之间建立起数据连接。

进一步的，所述的助停装置可采用多种设计模式，当助停装置采用电磁铁进行设计时，包括设置在私家车顶部承载平台底面左右两侧的条形电磁铁和设置在无人机承载板底面左右两侧的条形电磁铁，设置在承载平台的条形电磁铁设置有多条，且主要作为无人机在承载平台上的停靠和分离的装置，当无人机与私家车通过扫描装置建立了数据连接后，承载平台底面两侧的条形电磁铁接通电源并与无人机的条形电磁铁相互吸引，进而利用电磁力吸引原理实现无人机在承载平台上的停靠，当无人机完成私家车代步运送功能后，承载平台底面两侧的条形电磁铁在控制装置的作用下断开电源，与无人机的条形电磁铁形成的吸引力消失，进而无人机可与承载平台分离。

进一步的，当助停装置采用微型气泵设计时，主要在无人机底部安装微型气泵，在无人机需要停靠在搭载私家车的顶部时，控制装置控制微型气泵抽气形成负压，进而实现无人机与承载平台的吸附，从而实现无人机的停靠，由控制装置控制微型气泵的吸气恢复气压，进而无人机可与承载平台进行分离，此外，除采用电磁铁和微型气泵设计之外，也可采用其他可实现无人机停靠分离的设计模式来实现停靠、分离工作。

进一步的，所述的充电装置可采用无线式充电和有线式充电两种方式，当采用无线式充电方式时，可用线圈进行设计，包括在私家车顶部承载平台前后方设置的送电线圈，以及无人机承载板底面前后方设置的接收线圈，送电线圈和接收线圈表面均浇筑有聚乙烯塑料，从而具有高强度的防水功效，当无人机停靠在私家车顶部的承载平台上时，接收线圈与送电线圈的位置能刚好对应且不直接接触，当控制装置获取到无人机停靠完成以后需要充电时，送电线圈中将有一定频率的交变电流通过，进而通过电磁感应在无人机上的接收线圈中产生一定的电流从而可实现无人机的充电工作。

进一步的，当充电装置可采用有线式充电方式设计时，在承载平台前方设置充电接头，在无人机承载板底面前方设置有充电接口，当控制装置获取到无人机有停靠和充电需求时，由摄像头准确采集充电接头的位置，由控制装置控制无人机在停靠的同时实现充电接口与充电接头的自动准入连接，从而可实现无人机的充电工作。

进一步的，所述的部分路段的快递代步运送工作由私家车搭载无人机进行配送完成，当扫描工作完成以后无人机与该私家车建立数据关系，且私家车的车主还通过手机app与后台数据平台的计费系统进行了数据连接，车主可通过手机app实时从后台数据平台的计费系统中获取到无人机的停靠、充电、代步距离信息，进而车主可跟进由控制装置通过后台设计的计费系统根据无人机的充电用电量和无人机停靠在私家车顶部后随其行驶的路程距离计算出的报酬信息，并在快递代步运送工作结束后收到相应报酬。

进一步的，所述的自主运送功能由无人机自动完成，当私家车完成快递的部分路段运送工作后，剩余的私家车无法进行路段配送到的快递运输路线的运送将由控制装置控制无人机自动完成，且到达目的地后无人机将根据摄像头拍摄的周围环境信息选择合理位置进行降落，由控制装置获取无人机周围的信息来控制无人机进行降落，通过后台来与快递提取顾客的手机建立数据云盘信息平台，当无人机降落到对应位置后，由控制装置来向顾客的手机上发送快递提取号和位置信息来等待顾客进行快递提取。

进一步的，所述的快递承载箱主要设计在无人机的承载板上，该快递承载箱主要作为无人机的快递承载装置，所运输的快递由工作人员提前放入该快递承载箱内进行运送，该快递承载箱包括设计在快递承载箱正面左侧的二维码显示装置，设置在正面中央的密码锁、显示屏和数字键盘，当快递提取顾客收到由控制装置发来的无人机到达降落的信息以后可通过手机扫描快递承载箱的二维码显示装置屏幕上的二维码进行快递提取，且每一次无人机进行快递运送时，由控制装置设计在二维码显示装置上的二维码均不一样，且该二维码显示装置可通过控制装置与后台建立数据连接，实时获取快递提取顾客的手机特征信息，当顾客进行快递提取时首先对该手机信息进行信息数据匹配再通过二维码扫描成功来进行快递提取，此外，买家也可通过数字键盘输入控制装置向手机上发送的快递提取号来解开密码锁进行货物提取，当提取号正确后，显示屏上会自动显示快递提取成功信息，当货物提取完成以后，控制装置会控制无人机依据设计路线原路返回进行再一次的运送工作。

进一步的，所述的各项功能均由控制装置控制进行，控制装置包括私家车车载控制装置、无人机控制装置、远程控制装置，私家车车载控制装置、无人机控制装置、远程控制装置之间通过无线通信装置实现信号连接进行互发指令，由私家车车载控制装置控制设置在私家车承载平台上的助停装置和充电装置的工作，以及向车主和远程控制装置发送无人机的各段路程停靠信息、充电信息、代步距离信息，由无人机控制装置控制扫描装置对私家车顶部的二维码图形进行扫描，控制摄像头对周围环境进行拍摄采集帮助无人机停靠和降落，并向远程控制装置发送无人机降落信息和位置信息，由远程控制装置实时接收私家车车载控制装置和无人机控制装置发来的各种信息，进而控制计费系统计费并向车主支付报酬，以及实时获取快递提取顾客的手机特征信息进而检测完成快递提取工作。

一种用无人机运输快递的装置，其操作方法步骤如下：

步骤一：当无人机接收到快递运送信息并获取需要私家车承载进行部分路段运输时，由控制装置控制无人机进行代步运送功能，首先控制装置依据大数据库得知与无人机快递运输路线相同的私家车信息，进而通过gps装置来获取私家车的位置信息，同时摄像头对该私家车进行拍摄采集匹配。

步骤二：当gps装置和摄像头的信息获取工作完成且匹配成功后后，由控制装置向无人机的扫描装置发出控制指令，进而扫描装置扫描无人机应搭载的私家车顶部设置的二维码来与私家车建立数据连接，且私家车的车主还通过手机app与后台数据平台的计费系统进行了数据连接。

步骤三：当数据连接工作完成以后，由控制装置控制摄像头和助停装置配合完成无人机在承载平台上的精准停靠和分离，当停靠完成且需要充电时，由控制装置控制充电装置完成无人机的充电工作。

步骤四：当无人机进行停靠、充电、代步工作时，车主可通过手机app实时从后台数据平台的计费系统中获取到无人机的相应工作信息，进而车主可跟进由控制装置通过后台设计的计费系统根据无人机的充电用电量和无人机停靠在私家车顶部后随其行驶的路程距离计算出的报酬信息。

步骤五：当代步运送功能完成后，无人机在控制装置的控制下自动完成剩余运输路线的运送，且到达目的地后无人机根据摄像头拍摄采集的周围环境信息选择合理位置进行降落，并向控制装置发送降落位置信息和提取号信息。

步骤六：控制装置接收到降落信息和提取号后将其转发给快递提取顾客，快递提取顾客收到信息并到达无人机降落点后可通过手机扫描该次运送的特定二维码进行快递提取，或通过数字键盘输入提取号进行货物提取，货物提取完成以后，无人机依据设计路线原路返回进行再一次的运送工作。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、利用承载平台为无人机的停靠、充电、代步提供场所，利用gps装置对私家车进行定位，从而实现无人机的准确停靠；2、利用摄像头对无人机飞行周围环境和私家车进行拍摄采集，从而协助无人机的停靠、降落工作；3、利用扫描装置对私家车二维码进行扫描识别建立数据连接，利用助停装置和充电装置实现无人机的停靠和充电工作；4、利用控制装置的控制作用，使装置内各个部分能够有条不紊的进行工作，完成无人机的代步运送和自主运送功能，同时设置扫码提取和提取号提取两种快递提取方法，完成快递的完整配送；5、此外，车主可实时接收无人机的工作信息，从而可以跟进报酬信息；6、本发明结构简单，实现了无人机与国内已建成的或正在建设中的庞大交通网络的运力资源共享，避免了大量资源的浪费，对物流智能化、自动化的发展具有很好的价值。

附图说明

图1为本发明的装置整体结构设计图；

图2为本发明的无人机整体设计图；

图3为本发明的无人机底部细节设计图；

图4为本发明的承载平台结构细节设计图；

图5为本发明的系统流程图；

图6为本发明的快递运输过程示意图；

图7为本发明的无人机工作电路图；

图8为本发明的承载平台工作电路图；

图中各标号为1-承载平台；2-快递承载箱；201-二维码显示装置；202-密码锁；203-显示屏；204-数字键盘；3-扫描装置；4-助停装置；401-承载平台条形电磁铁；402-无人机条形电磁铁；5-充电装置；501-送电线圈；502-接收线圈。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明作进一步说明。应该理解，这些描述只是实例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

请参阅图1-6，一种无人机与私家车共享运力资源的快递投送系统，其特征在于包括：承载平台1、快递承载箱2、扫描装置3、助停装置4、充电装置5、gps装置、控制装置、摄像头，快递承载箱2、扫描装置3、助停装置4、充电装置5、gps装置、摄像头均与控制装置连接且受控制装置调控；由控制装置获取并控制其快递承载箱2承载着快递进行运输配发的无人机的快递运输路径进而来指令无人机上的摄像头来拍摄采集识别无人机需搭载的私家车，进而控制扫描装置3来对无人机需搭载的私家车顶部设计的对应二维码图形进行扫描来建立数据连接，进而由控制装置控制设计在无人机上的摄像头配合设计在无人机和私家车顶部的助停装置4协调工作来实现无人机在私家车承载平台1上的停靠和分离，由控制装置控制设计在无人机和私家车顶部的充电装置5的工作来对无人机进行充电，通过与车主和顾客建立后台数据信息平台，进而可实现代步计费功能，顾客通过设置在无人机上的快递承载箱2可完成目的地的快递提取，进而来完成本装置的代步运送、自主运送、快递提取工作。

所述的承载平台1设置在地面的每一辆私家车的顶部位置，且在不影响私家车正常工作的前提下依据私家车自身的大小和无人机的型号进行设计，该承载平台1主要作为无人机的承载装置，此外在每一辆私家车上设置有gps装置，由控制装置通过gps装置来获取私家车的位置信息并通过对私家车的位置信息和无人机运送快递路径的分析来指令无人机进行路线移动进而使无人机更精确的飞行到对应可搭载代步的私家车的顶部，进而便于无人机在承载平台1上降落来使私家车搭载无人机进行快递的代步运送设计。

所述的摄像头设置在无人机承载板的底部位置，当无人机单独飞行时，可通过摄像头来拍摄采集无人机飞行周围的图像环境并上传到控制装置进行信息储存，且该信息可在无人机需要降落到地面时帮助无人机选择合适位置降落，当无人机需进行搭载飞行时，由控制装置通过获取无人机需搭载的私家车信息和飞行指令来控制无人机上的摄像头来对地面上的私家车进行私家车信息拍摄采集匹配进而帮助无人机实现后续的精准停靠、充电、降落工作。

所述的扫描装置3设置在无人机承载板的底部，在私家车顶部还设置有二维码显示屏，在二维码显示屏内设置有后台设置好的二维码图形，且每一张私家车对应的二维码图形均不一样，当控制装置控制无人机飞行到对应的搭载私家车的顶部，同时无人机上的摄像头对该私家车进行信息拍摄采集并由控制装置核对匹配成功时，由控制装置来控制无人机的扫描装置3完成对搭载私家车的二维码图形的扫描工作。

所述的扫描装置3主要利用自身光源照射对应搭载私家车的二维码图形，再由光电转换器接收反射光线并将其转化为数字信号传递给控制装置识别完成对私家车的二维码图形的扫描进而来与对应私家车之间建立起数据连接。

所述的助停装置4可采用多种设计模式，当助停装置4采用电磁铁进行设计时，包括设置在私家车顶部承载平台1底面左右两侧的条形电磁铁401和设置在无人机承载板底面左右两侧的条形电磁铁402，设置在承载平台1的条形电磁铁401设置有多条，且主要作为无人机在承载平台1上的停靠和分离的装置，当无人机与私家车通过扫描装置3建立了数据连接后，承载平台1底面两侧的条形电磁铁401接通电源并与无人机的条形电磁铁402相互吸引，进而利用电磁力吸引原理实现无人机在承载平台1上的停靠，当无人机完成私家车代步运送功能后，承载平台1底面两侧的条形电磁铁401在控制装置的作用下断开电源，与无人机的条形电磁铁402形成的吸引力消失，进而无人机可与承载平台1分离。

当助停装置4采用微型气泵设计时，主要在无人机底部安装微型气泵，在无人机需要停靠在搭载私家车的顶部时，控制装置控制微型气泵抽气形成负压，进而实现无人机与承载平台1的吸附，从而实现无人机的停靠，由控制装置控制微型气泵的吸气恢复气压，进而无人机可与承载平台1进行分离，此外，除采用电磁铁和微型气泵设计之外，也可采用其他可实现无人机停靠分离的设计模式来实现停靠、分离工作。

所述的充电装置5可采用无线式充电和有线式充电两种方式，当采用无线式充电方式时，可用线圈进行设计，包括在私家车顶部承载平台1前后方设置的送电线圈501，以及无人机承载板底面前后方设置的接收线圈502，送电线圈501和接收线圈502表面均浇筑有聚乙烯塑料，从而具有高强度的防水功效，当无人机停靠在私家车顶部的承载平台1上时，接收线圈502与送电线圈501的位置能刚好对应且不直接接触，当控制装置获取到无人机停靠完成以后需要充电时，送电线圈501中将有一定频率的交变电流通过，进而通过电磁感应在无人机上的接收线圈502中产生一定的电流从而可实现无人机的充电工作。

当充电装置5可采用有线式充电方式设计时，在承载平台1前方设置充电接头，在无人机承载板底面前方设置有充电接口，当控制装置获取到无人机有停靠和充电需求时，由摄像头准确采集充电接头的位置，由控制装置控制无人机在停靠的同时实现充电接口与充电接头的自动准入连接，从而可实现无人机的充电工作。

所述的部分路段的快递代步运送工作由私家车搭载无人机进行配送完成，当扫描工作完成以后无人机与该私家车建立数据关系，且私家车的车主还通过手机app与后台数据平台的计费系统进行了数据连接，车主可通过手机app实时从后台数据平台的计费系统中获取到无人机的停靠、充电、代步距离信息，进而车主可跟进由控制装置通过后台设计的计费系统根据无人机的充电用电量和无人机停靠在私家车顶部后随其行驶的路程距离计算出的报酬信息，并在快递代步运送工作结束后收到相应报酬。

所述的自主运送功能由无人机自动完成，当私家车完成快递的部分路段运送工作后，剩余的私家车无法进行路段配送到的快递运输路线的运送将由控制装置控制无人机自动完成，且到达目的地后无人机将根据摄像头拍摄的周围环境信息选择合理位置进行降落，由控制装置获取无人机周围的信息来控制无人机进行降落，通过后台来与快递提取顾客的手机建立数据云盘信息平台，当无人机降落到对应位置后，由控制装置来向顾客的手机上发送快递提取号和位置信息来等待顾客进行快递提取。

所述的快递承载箱2主要设计在无人机的承载板上，该快递承载箱2主要作为无人机的快递承载装置，所运输的快递由工作人员提前放入该快递承载箱2内进行运送，该快递承载箱2包括设计在快递承载箱2正面左侧的二维码显示装置201，设置在正面中央的密码锁202、显示屏203和数字键盘204，当快递提取顾客收到由控制装置发来的无人机到达降落的信息以后可通过手机扫描快递承载箱2的二维码显示装置201屏幕上的二维码进行快递提取，且每一次无人机进行快递运送时，由控制装置设计在二维码显示装置201上的二维码均不一样，且该二维码显示装置201可通过控制装置与后台建立数据连接，实时获取快递提取顾客的手机特征信息，当顾客进行快递提取时首先对该手机信息进行信息数据匹配再通过二维码扫描成功来进行快递提取，此外，买家也可通过数字键盘204输入控制装置向手机上发送的快递提取号来解开密码锁202进行货物提取，当提取号正确后，显示屏203上会自动显示快递提取成功信息，当货物提取完成以后，控制装置会控制无人机依据设计路线原路返回进行再一次的运送工作。

所述的各项功能均由控制装置控制进行，控制装置包括私家车车载控制装置、无人机控制装置、远程控制装置，私家车车载控制装置、无人机控制装置、远程控制装置之间通过无线通信装置实现信号连接进行互发指令，由私家车车载控制装置控制设置在私家车承载平台1上的助停装置4和充电装置5的工作，以及向车主和远程控制装置发送无人机的各段路程停靠信息、充电信息、代步距离信息，由无人机控制装置控制扫描装置3对私家车顶部的二维码图形进行扫描，控制摄像头对周围环境进行拍摄采集帮助无人机停靠和降落，并向远程控制装置发送无人机降落信息和位置信息，由远程控制装置实时接收私家车车载控制装置和无人机控制装置发来的各种信息，进而控制计费系统计费并向车主支付报酬，以及实时获取快递提取顾客的手机特征信息进而检测完成快递提取工作。

请参阅图7、8本发明的无人机工作电路图，包括时钟电路、复位电路、无线通讯电路共有电路，以及图6特有扫描装置电路3、无人机动力装置电路、缓存电路、电压检测电路，图7特有gps装置电路和电磁铁电路401、送电线圈电路501，下面对以上电路分别进行描述说明：

系统所用单片机型号为at89c51，寄存器型号为74ls373，数据存储器型号为62256。

时钟电路中晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号，通常一个系统公用一个晶振，以使各部分保持同步；两个谐振电容大小取决于晶振的负载电容值，作用是滤除干扰。

为了保障单片机运行，给单片机增加复位电路，复位电路有以下功能：上电复位可以对内部存储器进行复位；同步内外的时钟信号；电压波动或不稳定时，复位电路给电路延时直到电路稳定；当程序出错时通过复位电路使单片机恢复正常运行状态。

由于单片机内存有限，不能完成数据的保存，所以需要在单片机外部扩展一个数据存储器，本系统选用的是62256数据存储器，为了使单片机频率与存入数据的频率相同，在外部存储器前加了一个型号为74ls373的锁存器，并把锁存器的le引脚与单片机ale引脚连接在一起，这样锁存器跳变信号就与单片机的晶振频率相同，待锁存器接收到跳变信号，数据即可传到外扩存储器中。

无线通信电路采用声表器件，电路稳定性显著提高，另外其频率稳定性与晶振大体相同，基频可达几百上千赫兹，与晶振相比其电路又十分简单。

无人机动力由正反转直流电机提供，其中l298芯片为电机驱动芯片，用于驱动电机工作。

电压检测电路利用单片机的ad进行转换，将转换结果换算为电压。实际电压值为单片机ad值乘以参考电压（单片机供电电压）除以对应位数值。

系统过程描述：无人机接收到数据库服务器的信息，匹配与自己路线相同的私家车，无人机的扫描装置3扫描对应私家车的二维码，私家车接收到来自服务器的消息后可以控制车上电磁铁401的通断电和送电线圈501的通电或断电，从而控制无人机的与分离或充电与否。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。