一种无人机运行方法及运行平台与流程

本发明属于物流、快递、商业服务技术领域，尤其涉及一种无人机运行方法及运行平台。

背景技术

目前，因登山旅游区的陆路交通客观原因极其不便，需要上山的物资(可以是普通物资，也可以是急需物资，例如药物等)主要依靠索道或者人力，但索道不能覆盖全部区域，且运输时间较长，而人力运输效率极低，而且，山上请求物资，要求在较短时间内送达时，人力和索道也会应因需要提前较长时间安排或无法部署，造成需求区域无法满足或延误。

此外，在登山类旅游区，垃圾的清运工作也是一大难题，旅游区的垃圾如果得不到及时清除，不仅会带来视觉、味觉等感官的破坏，影响旅游者的兴趣，还可能会给旅游者造成一定的身体危害，而且还可能会影响当地的生物链结构，破坏景区的生态平衡。而现有的登山类旅游景点的垃圾一般都是采用肩挑手扛的方式向山下运输，工作人员劳动强度较大。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种提高登山类旅游景区物资运输时效的无人机运行方法及运行平台。

根据本发明的一个方面，提供了一种无人机运行方法，包括：

客户端生成并发送需求订单信息；

预设于山下的补给品存放点的后台管理系统接收需求订单信息，并读取需求订单信息；

无人机装载与需求订单信息对应的补给品，并沿上山预设路径运至需求订单指示或预设的降落点；

获取需求订单指示或预设的降落点的降落或投放授权；

验证接受人的身份，若接受人身份合法或为合法授权的接受人，无人机在需求订单指示或预设的降落点下放补给品；

无人机沿下山预设路径返航。

进一步的，所述无人机沿下山预设路径返航之前，还包括：

采集各垃圾投放点的垃圾存放量信息，检测垃圾存放量超预设值的垃圾投放点；

无人机沿预设路径到达垃圾存放量超预设值的垃圾投放点，装载垃圾。

进一步的，还包括采集山上降落点、山下补给品存放点、上山预设路径、下山预设路径及垃圾投放点中至少一处的气象信息。

进一步的，采集气象信息之后，还包括根据气象信息，控制无人机的起飞或延时起飞、调整飞行的线路、返航、迫降或悬停等待。

进一步的，控制无人机迫降包括：

获取与指定降落点或预设降落点最近的降落点信息；

获取最近的降落点的授权；

根据无人机电池信息、油量信息、气象信息及临时信息中的一个或多个，调整无人在最近的降落点降落。

进一步的，所述需求订单信息还包括补给品的品牌、型号、数量及时效。

进一步的，所述无人机装载与需求订单信息对应的补给品后，包括：

将出仓信息、预计到达信息、降落点信息、对需求订单进行拆单或合单信息中的一项或多项推送至客户端。

进一步的，所述上山预设路径及下山预设路径上分别至少设置一个临时降落点。

进一步的，所述山上降落点处布置安全围栏。

进一步的，所述补给品存放点为散点式分布于山下。

进一步的，所述补给品存放点还实时监控无人机飞行线路、飞行距离及飞行速度。

进一步的，所述上山预设路径上、下山预设路径上、降落点及补给品存放点中的一处或多处设置续航基站、维修装置及起飞和辅助降落装置中的一项或多项。

根据本发明的另一个方面，提供了一种无人机运行平台，包括：

客户端，生成并发送需求订单信息；

后台管理单元，接收需求订单信息，并读取需求订单信息，授权无人机在指示或预设的降落点的降落或投放；

无人机控制单元，无人机装载与需求订单信息对应的补给品，并沿上山预设路径运至需求订单指示或预设的降落点；以及，获取需求订单指示或预设的降落点的降落或投放授权；以及，无人机沿下山预设路径返航；

身份验证单元，验证接受人的身份，若接受人身份合法或为合法授权的接受人，无人机控制单元控制无人机下放补给品。

进一步的，还包括采集山上降落点、山下补给品存放点、上山预设路径、下山预设路径及垃圾投放点中至少一处的气象信息的气象采集单元。

本发明示例的无人机运行方法及运行平台效率优势更明显，相对人力运输无人机的各方面效能更加具有优势，具体的优势主要是飞行速度更快，路程为直线，里程更近，自动化程度高等；路程为直线的同时，登高(也就是攀爬)行为在车辆或索道不通的位置(现阶段主要依靠人力背运完成)，也是非常困难的，而飞行在登高的效率上也是非常高效的；在涉山涉水，陆路交通不便的地区，尤其是登山类旅游景点等环境下，无人机的运输效率和及时性较现有的人力和索道等更具优势在涉山涉水，陆路交通不便的地区，尤其是登山类旅游景点等环境下，无人机的运输效率和及时性较现有的人力和索道等更具优势。

本发明的无人机运行方法及无人机运行平台在涉山涉水领域，尤其是在登山类旅游景点中，具有多项专门的优势，例如效能、频率、及时性、实时性、覆盖区域、可持续性等，突出的原因是在其他的场景下，无人机的运营优势并不如此明显，换句话说，在已知的场景下，登山类旅游景点的物资补给场景高度契合无人机的优势。

附图说明

图1是本发明一个实施例提供的无人机运行系统示意图；

图2本发明另一实施例提供的无人机运行方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的无人机运行平台的结构框图；

图4是本发明实施例提供的无人机商业运行控制平台示意图。

图中：1、客户端；2、后台管理单元；3、无人机控制单元；4、身份验证单元；5、气象采集单元；6、后台管理系统；7、无人机控制系统；7-1、手机app单元；7-2、身份验证模块；8、加油或充电装置；9、维修装置；10、起飞和辅助降落装置；11、气象监测装置；12、通讯系统。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明作详细描述。

如图1所示，本发明一个实施例提供的无人机运行系统，设置有：

至少一个用于存放物资、药品，配备有通讯设备、气象观察设备、无人机控制系统、加油或充电装置、维修装置、辅助降落装置的无人机起飞区；

至少一个无人机降落区；

装备在由所述无人机起飞区和无人机降落区之间的航线上的飞行辅助装置；以及

每条所述航线上至少设置有一个紧急备降区。

进一步，所述无人机降落区进一步设置有：

用于下单，明确补给品的品牌、型号、数量、需求的收件信息的手机app或pc下单管理系统；

用于山上接收人员经身份验证后接收补给品，通过app或pc内点击接受，后台接受到相关信息后再通知无人机放货给接收人员的物资接收系统；以及

山上接收人员接收完毕后，将其日常产生的垃圾放置进入无人机的货箱运下山的垃圾处理系统；

本发明实施例提供的手机app或pc下单管理系统进一步设置有：

配置在所述无人机起飞区，用于山下接单后，给出反馈的信息的手机app或pc接单管理系统。

本实施例提供的无人机控制系统包括一个基础的通讯装置以及配套的后台系统；

所述后台系统内保存飞行所需的所有资料；所述所有资料包括无人机的机体编号、需要搭载的补给品、需要安装的电池量或油、执行的班次和航线、飞行的距离、起飞的时间、飞行的速度、降落的地点一系列飞行相关的参数；

所述无人机控制系统用于控制无人机的起降，所述无人机得到控制系统的授权后，按照相关预定的参数进行飞行；

所述无人机控制系统通过通讯系统直接连接无人机的导航和飞控系统，监控无人机的运行状态。

本发明实施例提供的无人机控制系统进一步包括：

在紧急情况下，经过预先的部署，向非常规降落点运输救急物资，将航线预置在无人机控制系统内，一旦产生紧急需求后，调用最近的一个降落点执行飞行任务的应急调用管理单元。

本发明实施例提供的飞行辅助装置进一步包括：

用于与地面或无人机进行一次通讯尝试，用于验证正常工作，沿线的气象监测装置将风速、空气湿度、是否下雨、雨量一系列飞行相关的参数按时或实时传送到地面的航线状况采集系统；

用于在起飞前需要查询这些参数是否符合预设值，从而决定无人机是否可以起飞的以及在飞行途中，若气象监测装置发现突发的异常天气不利于无人机继续飞行则及时知会地面，控制无人机返航、紧急降落、改变航线，或者悬停等待的起飞控制系统。

本发明实施例提供的无人机降落区处布置安全围栏。

本发明实施例提供的无人机商业运行方法，具体包括：

在山下设点，存放物资、药品；并布置通讯设备、气象观察设备、无人机控制系统；配有加油或充电装置、维修装置、起飞和通过激光雷达用于支持起降场的安全控制的辅助降落装置；

在山上设定若干远离人群的降落点，降落点内安装有各种辅助装置；山下起飞点至山上降落点设置有预先通过勘察确定的航线；同时每条航线上最少有一个紧急备降点；

沿航线布置以支持正常飞行通讯装置和气象监测装置；

山上配置相关的用于下单，明确补给品的品牌、型号、数量、需求的收件信息的手机app或者pc的客户端；

山上接收人员经身份验证后接收补给品，通过app或pc内点击接受，后台接受到相关信息后再通知无人机放货给接收人员；山上接收人员接收完毕后，将其日常产生的垃圾放置进入无人机的货箱运下山；

在紧急情况下，经过预先的部署，向非常规降落点运输救急物资，将航线预置在无人机控制系统内，一旦产生紧急需求后，无人机控制系统调用最近的一个降落点执行飞行任务。

所述无人机相关控制系统包括一个基础的通讯装置以及配套的后台系统；后台系统内保存飞行所需的所有资料；所述所有资料包括无人机的机体编号、需要搭载的补给品、需要安装的电池量或油、执行的班次和航线、飞行的距离、起飞的时间、飞行的速度、降落的地点一系列飞行相关的参数；同时控制系统用于控制无人机的起降，所述无人机得到控制系统的授权后，按照相关预定的参数进行飞行；控制系统通过通讯系统直接连接无人机的导航和飞控系统，监控无人机的运行状态。

无人机起飞前航线沿线的所有通讯装置均需要与地面或无人机进行一次通讯尝试，用于验证正常工作，沿线的气象监测装置将风速、空气湿度、是否下雨、雨量一系列飞行相关的参数按时或实时传送到地面；地面在起飞前需要查询这些参数是否符合预设值，从而决定无人机是否可以起飞；在飞行途中，若气象监测装置发现突发的异常天气不利于无人机继续飞行则及时知会地面，控制无人机返航、紧急降落、改变航线，或者悬停等待。

所述山上若干降落点处布置安全围栏；

所述无人机根据山上需求的不同决定使用类型。

山下接单后，反馈信息；山下反馈的信息包括已接单、xx时间发运、xx时间预计到达xx号降落点、一次完成还是多次完成的信息。

所述后台接受到相关信息后再通知无人机放货给接收人员中，所述相关信息包括可以降落到降落点、停机后在放货、在指定位置悬停、确认后空投的信息；

所述无人机控制系统为全自动或人为操作；

所述预先的部署包括：预置在无人机控制系统内的经常性巡视的踩点并明确标注的降落点经纬度坐标和航线。

所述无人机还用于协助现场执行非货运任务；所述执行非货运任务包括搜救；搜救时无人机运输为有人驾驶。

下面结合附图和具体案例对本发明作进一步描述。

如图4所示，本实施例提供的无人机运行平台，包括：

后台管理系统6，通过通讯系统与无人机控制系统连接，用于接受无人机控制系统发送的相关信息，经处理后，反馈给无人机控制指令并将控制指令发送发给无人机控制系统；

无人机控制系统7，通过通讯系统与后台管理系统连接；用于控制无人机的执行的班次和航线、飞行的距离、起飞的时间、飞行的速度、降落的地点；同时控制系统还控制无人机的起降；还用于通过通讯系统直接连接无人机的导航和飞控系统，监控无人机的运行状态。

所述的无人机商业运行控制系统还包括加油或充电装置8、维修装置9、起飞和辅助降落装置10；起飞和辅助降落装置10为激光或摄像辅助降落装置，通过三角定位或机器视觉方式协助无人机在降落过程中进行微调。加油或充电装置8、维修装置9、起飞和辅助降落装置10均通过通讯系统与无人机控制系统连接。

所述的无人机商业运行控制系统还包括：

气象监测装置11，通过通讯系统12与后台管理系统6连接；用于检测气象参数。

所述无人机控制系统，包括：

手机app单元7-1，通过通讯系统12与后台管理系统6连接；用于发送补给品的信息；

身份验证模块7-2，用于验证手机app单元7-1的相关信息。

所述手机app单元或为pc的客户端。

所述无人机安装有用于储存垃圾或其他物品的货箱。

所述无人机控制系统的控制模式为全自动控制或手动控制.

下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

本发明实施例提供的无人机商业运行控制系统，在山下设点，点内存放各种物资，药品等山上所需的物品；点内有人值守，有通讯设备，气象观察设备、有无人机相关控制系统；

无人机相关控制系统包括一个基础的通讯装置，以及配套的后台系统，后台系统内保存飞行所需的所有资料，例如无人机的机体编号、需要搭载的补给品、需要安装的电池量(也可以是油)，执行的班次和航线，飞行的距离、起飞的时间、飞行的速度、降落的地点等一系列飞行相关的参数，同时控制系统还控制无人机的起降，例如无人机必须得到控制系统的授权后，按照相关预定的参数进行飞行，而控制系统则通过通讯系统直接连接无人机的导航和飞控系统，监控无人机的运行状态；

点内配有加油或充电装置(看无人机是烧油还是烧电)，有维修装置，有起飞和辅助降落装置等一系列的运行用装置；相关装置包括(仅为举例，以实现功能为主，方式多样)激光雷达，支持起降场的安全控制，保证合理范围内没有人员，或有人员时及时报警，以此禁止无人机起降，减少出现意外可能；还可以激光或摄像辅助降落装置，通过三角定位或机器视觉等方式协助无人机在降落过程中进行微调；

另外还有通讯装置，安全围栏(可以是物理围栏，也是是红外光束等)；

在山上设定若干降落点，降落点应当远离人群以保证安全，降落点内也应按照需求安装各种辅助装置等

山下起飞点至山上降落点的航线是固定的，需要预先勘察确定，并通过管理部门审批，同时每条航线上最少要有一个紧急备降点

沿航线需布置通讯装置，气象监测装置等辅助装置以支持正常飞行，例如无人机起飞前航线沿线的所有通讯装置均需要与地面或无人机进行一次通讯尝试，以证明其在正常工作，沿线的气象监测装置需要将风速、空气湿度、是否下雨、雨量等一系列飞行相关的参数按时或实时传送到地面，地面在起飞前需要查询这些参数是否符合预设值，从而决定无人机是否可以起飞，在飞行途中，如果前端的气象监测装置发现突发的异常天气(山上天气多变，变化速度快，且不可控因素较多)已经不利于无人机继续飞行则可及时知会地面，控制无人机返航、紧急降落、改变航线，或者悬停等待等；

根据山上需求的不同决定使用无人机的类型(主要是载重和体积)；

山上有相关的管理软件(例如一个手机app，或者是一个pc的客户端)用于下单，明确补给品的需求，例如品牌、型号、数量、需求的收件等；

山下接单后，给出反馈的信息，例如已接单，xx时间发运，xx时间预计到达xx号降落点，一次完成还是多次完成等；

山上人员按时前往接收，接收需要身份验证，例如到达后在app(或pc)内点击接受，后台接受到相关信息后再通知无人机放货给接收人员(实现的方式很多，但是方法是统一的)，例如可以降落到降落点，停机后在放货，也可以是在指定位置悬停，确认后空投等；

山上人员接收完毕后，可将其日常产生的垃圾(最好是经过压缩的)放置进入无人机的货箱(不是必须的，也可以空返，也可以装别的，但是考虑到山上的垃圾下山也比较麻烦，所以原则上最好是有，以达成良性循环的体系，专利不能强制约束一定要这样，但是要特别写明可以这样做，也建议这样做，需要将这样的做法纳入专利保护范围)，让无人机运下山；

原则上运输过程是全自动的，但是有人操作也需要纳入保护范围；

无人机原则上可以24小时飞行，不能飞行主要是受天气影响，或者管理方(政府部门)临时禁止；

在紧急情况下，经过预先的部署，可以向非常规降落点运输救急物资(例如药品等)，预先的部署是指在没有需求的时候，也要经常性踩点，并明确降落点经纬度坐标和航线等，将航线预备在系统内，一旦产生紧急需求后，可调用最近的一个降落点坐标执行飞行任务，但必须得到授权，且山上需要有人保证降落点本身是安全的，药品的放货也可以是包含降落后完成，或者是空投等

可以通过无人机协助现场执行非货运任务，例如搜救等，但必须转变模式为有人驾驶。

如图2所示，本发明另一实施例提供了一种无人机运行方法，包括：

步骤s101:客户端生成并发送需求订单信息。该客户端一般的使用场景为在山上，有需求时向山下补给品存放点发送订单信息，当然，在其他场景下可在山下或远程的其他地方直接下发需求订单。该客户端可以为pc端，也可为移动端，下发需求订单可以为下单系统或app应用。

步骤s102：预设于山下的补给品存放点的后台管理系统接收需求订单信息，并读取需求订单信息。该补给品存放点可以为统一仓库，当然也可为散点式分布。该补给品存放点内可根据具体场地设置普通物资及紧急物资。

步骤s103：无人机装载与需求订单信息对应的补给品，并沿上山预设路径运至需求订单指示或预设的降落点。在装载前一般需要根据补给品的重量或数量等，确定无人机的类型以匹配运送的货物。此外，山上的降落点为集中分布或散点式分布的若干。

步骤s104：获取需求订单指示或预设的降落点的降落或投放授权。该上山路径为预先规划，明确降落点经纬度坐标和航线等，将航线预备在系统内。

步骤s105：验证接受人的身份，若接受人身份合法或为合法授权的接受人，无人机在需求订单指示或预设的降落点下放补给品。山上人员按时前往接收，接收需要身份验证，例如，到达后在客户端app(或pc)内点击接受，后台接受到相关信息后再通知无人机放货给接收人员。下方补给品方式可以为降落到降落点，停机后再放货，也可以是在指定位置悬停，确认后空投等。

步骤s106：无人机沿下山预设路径返航。

本申请相比于现有技术的有益效果在于：通过客户端向山下的补给品存放点下发需求订单，解析需求订单的信息后，无人装载并直接飞抵山上指定降落点并在安全授权的前提下下货，从而使得运输效率大大提高，而且无需进行事前的工作的安排，可有效防止延误，使得物资运输可在第一时间得到有效处理。

本实施例无人机沿下山预设路径返航之前，还包括：

采集各垃圾投放点的垃圾存放量信息，检测垃圾存放量超预设值的垃圾投放点。优选地，山上的垃圾存放点的垃圾可以为事先压缩过的。

无人机沿预设路径到达垃圾存放量超预设值的垃圾投放点，装载垃圾。装置垃圾后，无人机沿下山预设路径返回，当然，在下山预设路径上可接受临时信息，做出调整飞行路线的决定，控制携带垃圾的无人机直接飞抵垃圾集中点，空投完成后再沿规划返回补给品存放点。

无人机在返航前，装载垃圾，使得资源实现优化配置。在解决上山运输物资的同时，同时解决下山运输旅游区垃圾的问题，解决了行业内一直希望而没有解决的技术问题，有效降低了工作人员的劳动强度，解放了劳动力。

本实施例还包括采集山上降落点、山下补给品存放点、上山预设路径、下山预设路径及垃圾投放点中至少一处的气象信息。

本实施例采集气象信息之后，还包括根据气象信息，控制无人机的起飞或延时起飞、调整飞行的线路、返航、迫降或悬停等待。采集气象信息以支持无人机的正常飞行，将风速、空气湿度、是否下雨、雨量等一系列飞行相关的参数按时或实时传送到地面(无人机控制单元)，地面(无人机控制单元)在起飞前需要查询这些参数是否符合预设值，从而决定无人机是否可以起飞，在飞行途中，如果前端发现突发的异常天气(山上天气多变，变化速度快，且不可控因素较多)已经不利于无人机继续飞行则可及时知会地面(无人机控制单元)，控制无人机返航、紧急降落、改变航线，或者悬停等待等。

控制无人机迫降包括：

获取与指定降落点或预设降落点最近的降落点信息；

获取最近的降落点的授权；

根据无人机电池信息、油量信息、气象信息及临时信息中的一个或多个，调整无人在最近的降落点降落。

该临时信息包括无人机接受到的紧急信息，例如山林火灾预警、塌方预警等。迫降一般适用于紧急情况，明确降落点经纬度坐标和航线之后，将航线预备在系统内，一旦产生紧急需求后，可调用最近的一个降落点坐标执行飞行任务，但必须得到授权，且山上需要有人保证降落点本身是安全的。或者，授权的前提必须保证最近的降落点在迫降时可安全使用。

在最近的降落点降落，有效解决了在一定时效要求内，需求区域无法满足的问题，在最近的降落点下放货物即便无法到达特定的区域点，也可使该区域点的问题得到较优化处理。

需求订单信息还包括补给品的品牌、型号、数量及时效。

所述无人机装载与需求订单信息对应的补给品后，包括：

将出仓信息、预计到达信息、降落点信息、对需求订单进行拆单或合单信息中的一项或多项推送至客户端。例如已接单、三点发运、三点一刻预计到达、零零二号降落点、订单多次完成等。

本实施例上山预设路径及下山预设路径上分别至少设置一个临时降落点，山上降落点处布置安全围栏，该安全围栏可以为物理围栏或红外光束等。该补给品存放点为散点式分布于山下，所述补给品存放点还实时监控无人机飞行线路、飞行距离及飞行速度。

上山预设路径上、下山预设路径上、降落点及补给品存放点中的一处或多处设置续航基站、维修装置及起飞和辅助降落装置中的一项或多项。优选地，该起飞和辅助降落装置可以为激光雷达，用以支持起降场的安全控制，当然，在其他一些实施例中，还可以利用激光或摄像辅助降落装置，通过三角定位或机器视觉等方式协助无人机在降落过程中进行微调。

如图3所示，本实施例还提供了一种无人机运行平台，包括：

客户端1，生成并发送需求订单信息；具体的，客户端为手机app或者pc客户端。

后台管理单元2，接收需求订单信息，并读取需求订单信息，授权无人机在指示或预设的降落点的降落或投放；

无人机控制单元3，无人机装载与需求订单信息对应的补给品，并沿上山预设路径运至需求订单指示或预设的降落点；以及，获取需求订单指示或预设的降落点的降落或投放授权；以及，无人机沿下山预设路径返航；

身份验证单元4，验证接受人的身份，若接受人身份合法或为合法授权的接受人，无人机控制单元控制无人机下放补给品。

本实施例的无人机运行平台还包括采集山上降落点、山下补给品存放点、上山预设路径、下山预设路径及垃圾投放点中至少一处的气象信息的气象采集单元5。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。