配送系统及配送方法与流程

本发明涉及自动化技术领域，具体涉及一种配送系统及配送方法。

背景技术：

通过小型无人机实现包裹的配送，是目前很多物流和科技公司正在努力解决的问题，现在国内外很多物流公司和科技开发公司都在做这方面的尝试，但目前的实现方式都离不开人的参与，更多的是由人远程遥控飞机完成物流的运送，不但对无人机操控人员的要求很高，而且还容易影响配送效率，因此，如何提高无人机配送的自动化程度是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种配送系统及配送方法，可以提高无人机配送的自动化程度。

为实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种配送系统，包括收货站和无人机；

所述收货站包括用于显示预设图案的显示系统；

所述无人机包括第一图像识别系统以及飞行控制系统；

所述第一图像识别系统用于对所述收货站进行连续图像采集，得到所述收货站的第一图像和第二图像，并对所述第一图像和所述第二图像进行差分运算，得到第三图像，其中，所述第一图像为所述显示系统显示所述预设图案时所述第一图像识别系统采集的图像，所述第二图像为所述显示系统不显示图案时所述第一图像识别系统采集的图像；

所述飞行控制系统可根据所述第三图像调整飞行参数，使所述无人机接近所述收货站。

优选地，所述无人机还包括第一控制单元以及卫星定位系统；

所述飞行控制系统还可根据所述卫星定位系统的定位信息以及所述收货站的位置信息调整飞行参数，使所述无人机接近所述收货站；

其中，当所述无人机与所述收货站的相对位置关系满足第一预设条件时，所述第一控制单元控制所述飞行控制系统根据所述卫星定位系统的定位信息以及所述收货站的位置信息调整飞行参数，以接近所述收货站；当所述无人机与所述收货站的相对位置关系满足第二预设条件时，所述第一控制单元控制所述飞行控制系统根据所述第三图像调整飞行参数，以接近所述收货站。

优选地，所述无人机还包括着陆控制系统，所述着陆控制系统包括以下的至少一种：利用超声波确定所述无人机的位置信息的超声波定位系统、用于对所述收货站上的停机标志进行图像采集的第二图像识别系统；

所述飞行控制系统还可根据所述超声波定位系统确定的位置信息和/或所述第二图像识别系统采集的图像调整飞行参数，使所述无人机降落至所述收货站；

其中，当所述无人机与所述收货站的相对位置关系满足第三预设条件时，所述第一控制单元控制所述飞行控制系统根据所述超声波定位系统确定的位置信息和/或所述第二图像识别系统采集的图像调整飞行参数，使所述无人机降落至所述收货站。

优选地，所述收货站还包括用于与所述无人机通讯的第一通讯系统，所述无人机还包括第二控制单元以及用于与所述收货站通讯的第二通讯系统；

所述第二控制单元用于向所述收货站发送显示开启指令以及向所述第一图像识别系统发送第一图像采集指令，使所述第一图像识别系统在所述显示系统显示所述预设图案时对所述收货站进行图像采集，得到所述第一图像，所述第二控制单元还用于向所述收货站发送显示关闭指令以及向所述第一图像识别系统发送第二图像采集指令，使所述第一图像识别系统在所述显示系统不显示图案时对所述收货站进行图像采集，得到所述第二图像。

优选地，所述显示系统包括若干个led灯。

优选地，所述收货站还包括机械运动控制系统，所述机械运动控制系统包括控制模块以及可收缩和/或折叠的停机坪，所述控制模块用于控制所述停机坪的伸展以及所述停机坪的收缩和/或折叠。

优选地，其特征在于，所述配送系统还包括服务端，所述服务端存储有所述收货站的身份信息和/或位置信息，所述无人机可从所述服务端获取所述收货站的身份信息和/或位置信息。

为实现上述目的，本发明的技术方案还提供了一种配送方法，包括：

步骤a：无人机的第一图像识别系统对收货站进行连续图像采集，得到所述收货站的第一图像和第二图像，其中，所述第一图像为所述收货站的显示系统显示预设图案时所述第一图像识别系统采集的图像，所述第二图像为所述显示系统不显示图案时所述第一图像识别系统采集的图像；

步骤b：所述第一图像识别系统对所述第一图像和所述第二图像进行差分运算，得到第三图像；

步骤c：所述无人机的飞行控制系统根据所述第三图像调整飞行参数，使所述无人机接近所述收货站；

步骤d：重复执行步骤a～c。

优选地，当所述无人机与所述收货站的相对位置关系满足第一预设条件时，所述无人机的第一控制单元控制所述飞行控制系统根据所述无人机的卫星定位系统的定位信息以及所述收货站的位置信息调整飞行参数，接近所述收货站；

当所述无人机与所述收货站的相对位置关系满足第二预设条件时，所述第一控制单元控制所述第一图像识别系统、所述飞行控制系统执行步骤a～d。

优选地，当所述无人机与所述收货站的相对位置关系满足第三预设条件时，所述第一控制单元控制所述飞行控制系统根据所述无人机的超声波定位系统确定的位置信息和/或所述无人机的第二图像识别系统采集的图像调整飞行参数，使所述无人机降落至所述收货站；

其中，所述超声波定位系统利用超声波确定所述无人机的位置信息、所述第二图像识别系统用于对所述收货站上的停机标志进行图像采集。

本发明提供的配送系统，通过在收货站上设置显示系统，利用该显示系统实现对无人机的引导，无人机通过对收货站进行图像采集和处理就可以实现自动接近收货站，从而可以提高无人机配送的自动化程度，有利于配送效率的提高。

附图说明

图1是本发明实施方式提供的一种配送系统的示意图；

图2是本发明实施方式提供的一种收货站的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明实施方式了一种配送系统，该配送系统包括收货站和无人机；

所述收货站包括用于显示预设图案的显示系统；

所述无人机包括第一图像识别系统以及飞行控制系统；

所述第一图像识别系统用于对所述收货站进行连续图像采集，得到所述收货站的第一图像和第二图像，并对所述第一图像和所述第二图像进行差分运算，得到第三图像，其中，所述第一图像为所述显示系统显示所述预设图案时所述第一图像识别系统采集的图像，所述第二图像为所述显示系统不显示图案时(即显示系统关闭显示)所述第一图像识别系统采集的图像；

所述飞行控制系统可根据所述第三图像调整飞行参数，使所述无人机接近所述收货站。

本发明实施方式提供的配送系统，通过在收货站上设置显示系统，利用该显示系统实现对无人机的引导，无人机通过对收货站进行图像采集和处理就可以实现自动接近收货站，从而可以提高无人机配送的自动化程度，有利于配送效率的提高。

在本发明中，收货站的显示系统可以为任何能够显示图案的显示装置，例如可以为液晶显示器、oled显示器等，优选地，为了降低功耗，该显示系统可以包括若干个led灯，通过多个led灯的排列可以形成所需的图案，例如，该显示系统可以包括呈阵列排布的多个led灯，显示系统所显示的预设图案可以为任何图案，例如可以为矩形图案、圆形图案、多边形图案、线状图案等；

第一图像识别系统可对收货站进行连续图像采集，从而得到收货站的第一图像和第二图像，例如，收货站的显示系统可以以预设的频率显示预设图案(即每隔一定的时间段显示一定时间该预设图案)，第一图像识别系统也以预设的频率对收货站进行图像采集，从而可以使第一图像识别系统连续采集的两幅图像中一幅图像包含显示系统显示的预设图案，另一幅不包含该预设图案，此外，也可以通过分别向第一图像识别系统和显示系统发送控制命令的方式实现第一图像和第二图像的采集，优选地，在本发明中，进行差分运算的第一图像和第二图像的采集时间差应小于0.01秒；

第一图像识别系统在采集第一图像和第二图像后，对该两幅图像进行差分运算，从而得到第三图形，由于第一图像和第二图像的差别在于显示系统显示的预设图案，因此，在差分运算后得到的第三图像仅包含该预设图案；

由于在无人机与收货站的相对位置不同的情况下，所得到的第三图像中预设图案的尺寸大小、形状以及在第三图像中的位置也会不同，因此，飞行控制系统可根据该第三图像调整飞行参数，使该无人机接近收货站，例如，飞行控制系统可以根据预设参数以及当前的第三图像调整飞行参数，该预设参数可以包括无人机达到目标位置(如收货站上空的预设范围)时预设图案在第三图案中的大小尺寸、形状以及位置，其中，该预设参数可以直接预先存储至无人机中，也可以预先存储至收货站中，然后由收货站发送至无人机。

参见图1，图1是本发明实施方式提供的一种配送系统的示意图，该配送系统包括收货站100和无人机200；

其中，所述收货站100包括用于显示预设图案的显示系统101、用于与所述无人机200通讯的第一通讯系统102以及机械运动控制系统103；

所述无人机20包括第一图像识别系统201、飞行控制系统202、中央控制系统203、卫星定位系统204、着陆控制系统205以及用于与所述收货站100通讯的第二通讯系统206；

其中，收货站为无人机的降落平台，如图2所示，收货站100的显示系统101可以包括呈阵列排布的多个led灯1011，机械运动控制系统103包括控制模块以及可收缩和/或折叠的停机坪1031，停机坪上设置有停机标识(如“h”状图案)，该控制模块用于控制所述停机坪的伸展以及所述停机坪的收缩和/或折叠，当停机坪伸展时可增大空间，从而有利于无人机的降落，当停机坪不使用时可以在控制模块的控制下收缩和/或折叠，从而节省空间；

第一图像识别系统201用于对收货站100进行连续图像采集，得到收货站的第一图像和第二图像，并对该第一图像和所述第二图像进行差分运算，得到第三图像，其中，所述第一图像为所述显示系统显示所述预设图案时所述第一图像识别系统采集的图像，所述第二图像为所述显示系统不显示图案时所述第一图像识别系统采集的图像，例如，该第一图像识别系统可以包括图像采集装置和图像处理装置，通过图像采集装置采集收货站的第一图像和第二图像，通过该图像处理装置可以对第一图像和第二图像进行差分运算，从而得到第三图像；

飞行控制系统202可以包括飞行部件以及相应的控制器，控制器可以通过相应的飞行参数控制飞行部件，实现飞行控制；

中央控制系统203可以包括第一控制单元2031和第二控制单元2032，第二控制单元2032用于向所述收货站发送显示开启指令以及向所述第一图像识别系统发送第一图像采集指令，使所述第一图像识别系统在所述显示系统显示所述预设图案时对所述收货站进行图像采集，得到所述第一图像，所述第二控制单元还用于向所述收货站发送显示关闭指令以及向所述第一图像识别系统发送第二图像采集指令，使所述第一图像识别系统在所述显示系统不显示图案时对所述收货站进行图像采集，得到所述第二图像；

卫星定位系统204可以为gps卫星定位系统或者北斗卫星定位系统，用于确定该无人机的卫星定位信息；

其中，着陆控制系统205可以采用现有的无人机着陆控制方式，例如可以包括以下的至少一种：利用超声波确定所述无人机的位置信息的超声波定位系统、用于对所述收货站上的停机标志进行图像采集的第二图像识别系统(如近距离图像识别系统)；

其中，飞行控制系统202不但可以根据第一图像识别系统201输出的第三图像调整飞行参数，使无人机接近收货站，也可以根据卫星定位系统204的定位信息以及收货站的位置信息调整飞行参数，使无人机接近所述收货站，还可以根据上述的超声波定位系统确定的位置信息和/或第二图像识别系统采集的图像调整飞行参数，使所述无人机降落至收货站；

具体地，当所述无人机与所述收货站的相对位置关系满足第一预设条件时，中央控制系统203的第一控制单元2031控制飞行控制系统202根据卫星定位系统204的定位信息以及收货站的位置信息调整飞行参数，以接近收货站，例如，该第一预设条件可以为无人机与收货站之间的距离大于或等于预设距离(如20米)；

当所述无人机与所述收货站的相对位置关系满足第二预设条件时，第一控制单元2031控制所述飞行控制系统根据所述第三图像调整飞行参数，以接近收货站，例如，该第二预设条件可以为无人机与收货站之间的距离小于预设距离(如20米)，且无人机在收货站上空的预设范围之外；

例如，当无人机与所述收货站的相对位置关系满足第二预设条件时，第一控制单元2031向第二控制单元2032发送启动控制命令，第二控制单元2032在接收到启动控制命令后向收货站发送显示开启指令，使收货站的显示系统显示预设图案，同时向所述第一图像识别系统发送第一图像采集指令，使所述第一图像识别系统在所述显示系统显示所述预设图案时对所述收货站进行图像采集，得到所述第一图像，在采集该第一图像后，第二控制单元向收货站发送显示关闭指令，使收货站的显示系统停止显示图案(即显示系统关闭显示功能)，同时向第一图像识别系统发送第二图像采集指令，使第一图像识别系统在显示系统不显示图案时对收货站进行图像采集，得到第二图像，之后对采集的两幅图像进行差分运算，得到仅包含预设图案的第三图像，飞行控制系统根据该第三图像调整飞行参数，接近收货站，通过上述方式，飞行控制系统可以不断调整飞行参数，从而不断接近收货站，其中，进行差分运算的第一图像和第二图像的采集时间差小于0.01秒(如0.005秒)；

当所述无人机与所述收货站的相对位置关系满足第三预设条件时，所述第一控制单元控制所述飞行控制系统根据所述超声波定位系统确定的位置信息和/或所述第二图像识别系统采集的图像调整飞行参数，使所述无人机降落至所述收货站，例如，该第三预设条件可以为无人机在收货站上空的预设范围之内。

优选地，本发明中的配送系统还可以包括服务端(如云端服务器)，所述服务端存储有所述收货站的身份信息和/或位置信息，所述无人机可从所述服务端获取所述收货站的身份信息和/或位置信息，例如收货站的身份信息可以为编码(或识别码)，其具有唯一性，不同收货站具有不同的编码，在配送时，收货站的身份信息可以与配送的订单相关联，进而可以实现无人签收情况下的自动配送。

本发明实施方式提供的配送系统，不但可以提高无人机配送的自动化程度，提高配送效率，还可以实现无人机自主降落，并实现厘米级精确定位，另外，该配送系统可以包含多个无人机，从而可以进一步地提高配送效率。

此外，本发明实施方式还提供了一种配送方法，包括：

步骤a：无人机的第一图像识别系统对收货站进行连续图像采集，得到所述收货站的第一图像和第二图像，其中，所述第一图像为所述收货站的显示系统显示预设图案时所述第一图像识别系统采集的图像，所述第二图像为所述显示系统不显示图案时所述第一图像识别系统采集的图像；

步骤b：所述第一图像识别系统对所述第一图像和所述第二图像进行差分运算，得到第三图像；

步骤c：所述无人机的飞行控制系统根据所述第三图像调整飞行参数，使所述无人机接近所述收货站；

步骤d：重复执行步骤a～c。

优选地，当所述无人机与所述收货站的相对位置关系满足第一预设条件时，所述无人机的第一控制单元控制所述飞行控制系统根据所述无人机的卫星定位系统的定位信息以及所述收货站的位置信息调整飞行参数，接近所述收货站；

当所述无人机与所述收货站的相对位置关系满足第二预设条件时，所述第一控制单元控制所述第一图像识别系统、所述飞行控制系统执行步骤a～d。

优选地，当所述无人机与所述收货站的相对位置关系满足第三预设条件时，所述第一控制单元控制所述飞行控制系统根据所述无人机的超声波定位系统确定的位置信息和/或所述无人机的第二图像识别系统采集的图像调整飞行参数，使所述无人机降落至所述收货站；

其中，所述超声波定位系统利用超声波确定所述无人机的位置信息、所述第二图像识别系统用于对所述收货站上的停机标志进行图像采集。

上述配送方法可以应用至上述的配送系统；

具体地，上述配送系统的工作流程可以如下：

步骤s1：操作人员抵达目标收货站所在的区域地面后，可通过智能设备读取待投送货品的配送订单信息，并将该配送订单信息发送至服务端，服务端将与该配送订单信息相关联的收货站(即目标收货站)的身份信息以及位置信息(即三维空间数据)返回给该智能设备，之后该智能设备将目标收货站的身份信息以及位置信息发送至无人机；

步骤s2：无人机首先根据目标收货站的位置信息以及其卫星定位系统的定位信息确定无人机与收货站的相对位置关系，若其满足第一预设条件(如无人机与收货站之间的距离大于或等于预设距离)，则无人机的第一控制单元控制飞行控制系统利用卫星定位系统的引导进入目标收货站的空域内，此时无人机进入自主寻的导航模式；

在到达目标收货站的空域后(无人机与收货站之间的距离小于预设距离)，无人机的中央控制系统首先利用第二通讯系统发送请求降落指令给目标收货站；

步骤s3：目标收货站接受到无人机的请求降落指令后，如果此时目标收货站不具备降落条件，就通过第一通讯系统向无人机回复无法降落的原因(如平台就绪准备失败，货仓满载等)，无人机收到该信息后进行记录，并自动返航；

步骤s4：目标收货站接收到无人机的请求降落指令后，如果此时具备降落条件，则目标收货站控制其机械运动控制系统完成伸展滑动等动作，使目标收货站做好无人机降落卸载货品的准备工作，同时使目标收货站的显示系统就绪，然后向无人机返回目标收货站的预设参数和平台就绪指令，该预设参数可以包括无人机达到目标位置(如收货站上空的预设范围)时预设图案在第三图案中的大小尺寸、形状以及位置，另外，目标收货站还可以将自身的身份信息发送至无人机，无人机根据从服务端得到的身份信息对其进行身份验证，确保无人机将货品送到正确的收货站；

步骤s5：无人机在接收到目标收货站的平台就绪指令以及对目标收货站身份验证无误后，无人机启动自动寻的模式，无人机的第一控制单元向第二控制单元发送启动控制命令，第二控制单元在接收到启动控制命令后向目标收货站发送显示开启指令，使目标收货站的显示系统显示预设图案，同时向第一图像识别系统发送第一图像采集指令，使第一图像识别系统在显示系统显示预设图案时对目标收货站进行图像采集，得到第一图像，在采集该第一图像后，第二控制单元向目标收货站发送显示关闭指令，使目标收货站的显示系统关闭显示功能，同时向第一图像识别系统发送第二图像采集指令，使第一图像识别系统在显示系统不显示图案时对收货站进行图像采集，得到第二图像；

步骤s6：第一图像识别系统对两幅图像进行差分运算，得到仅包含预设图案的图像，并根据目标收货站的预设参数通过计算得到飞行参数(导航参数)，无人机的飞行控制系统依据该参数自主接近目标收货站；

步骤s7：在无人机自主接近降落平台过程中，不断重复步骤s5中的图像采集以及步骤s6中的动作，直至飞行到目标收货站上方的预设范围内(即满足降落要求的区域)；

步骤s8：当无人机到达目标收货站上方的预设范围后，第一控制单元启动无人机的着陆控制系统，并控制飞行控制系统根据着陆控制系统输出的信息调整飞行参数，使无人机降落至目标收货站的停机坪上，完成最后的精准定位和降落；

步骤s9：无人机释放包裹后向目标收货站发送配送成功信息，目标收货站关闭其显示系统，并更新相关数据记录，无人机自动返航。

本发明能够实现无需人工参与的准确投递，实现无人签收情况下的无人机自动配送，有效减少二次配送，降低企业运营成本，特别是对于相对密集区域的最后一百米的物流配送，无需配送员走楼梯或者坐电梯，能够将单件配送时间由5-10分钟压缩到1分钟，可以极大提高配送效率。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。