一种利用无人机实现的快递系统及方法_2

文档序号:9350521阅读:来源:国知局
将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0050]需要说明的是,在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解,硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式,然所述描述乃以说明书的一般原则为目的,并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0051]为便于对本发明实施例的理解,下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明,且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。
[0052]无人飞行器简称“无人机”,英文缩写为“UAV (unmanned aerial vehicle)”,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为:无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。
[0053]本发明实施例中优选的无人飞行器为多旋翼无人飞行器(或称为多旋翼飞行器),可以是四旋翼、六旋翼及旋翼数量大于六的无人飞行器。优选的,机身由碳纤维材料制成,在满足较高使用强度和刚度的前提下,可大幅减轻机身的重量,从而降低多旋翼无人飞行器的动力需求以及提高多旋翼无人飞行器的机动性。当然,在本发明的其他实施例中,机身还可以由塑料或者其他任意使用的材料制成。机身上设有多个相对于所述机身中的对称平面呈对称分布的浆臂,每一个浆臂远离所述机身的一端设有桨叶组件,所述桨叶组件包括安装在所述浆臂上的电机和连接在所述电机的输出轴上的桨叶,每一片桨叶的旋转轴线均位于同一圆柱面上。
[0054]本发明技术方案采用的飞行拍摄设备主要是指小、微型多旋翼无人飞行器,这种无人飞行器体积小、成本低、飞行稳定性较好,飞行拍摄成本低等。本发明使用的飞行器,典型的以四轴多旋翼飞行器为代表。
[0055]实施例一、一种利用无人机实现的快递系统。
[0056]图1为本发明实施例一的利用无人机实现的快递系统结构示意图,本发明实施例将结合图1进行具体说明。
[0057]如图1所示,本发明实施例提供了一种利用无人机实现的快递系统100,包括至少一架无人机(102-1,102_2),图1中仅画出两架作为示例性说明,实际系统中可以是两件以上的任意多架,所述无人机(102-1,102-2)能够在空中运输快递包裹;多个地面站,同样的,图示中以第一地面站101-1和第二地面站101-2作为示例性说明,实际系统中的地面站数量不受限制,所述地面站(101-1,101-2)之间、所述地面站(101-1,101-2)与所述无人机(102-1,102-2)之间能够双向通信,其特征在于:所述地面站(101-1,101-2)按照预设节点设置,其至少适用于:第一地面站101-1接收运输快递包裹至第二地面站101-2的请求;将至少包括所述快递包裹第一地面站101-1和第二地面站101-2的快递参数发送至所述无人机(102-1,102-2)其中之一;其中接收到所述快递参数的无人机(102-1,102-2),进一步适用于:在所述第一地面站101-1取得所述快递包裹;根据导航路线飞行至所述第二地面站101-2。
[0058]需要说明的是,在本发明中以第一地面站101-1指代无人机(102-1,102_2)获得快递包裹、起飞的地面站,以第二地面站101-2指代无人机(102-1,102-2)释放快递包裹、降落的地面站,“第一”和“第二”不是数量限制,也没有功能限制,实际系统中,所述第一地面站101-1和第二地面站101-2在有些时刻或者同时是可以互换的,例如,第一地面站101-1发起向第二地面站101-2运输快递包裹任务的同时,所述第二地面站101-2可能同时也在向第一地面站101-1或者其他任意地面站(如第三地面站、第四地面站或者第N地面站)发起运输快递包裹的任务,在这时,第二地面站101-2就是源地面站,而第一地面站101-1或者其他任意地面站就是目的地面站。在本发明中,任意两个地面站之间是可以相互通信的,经过认证注册的无人机(102-1,102-2)可以在任意两个地面站之间起飞、降落。甚至,当所述第一地面站101-1和所述第二地面站101-2之间的距离较远时,在所述第一地面站101-1和所述第二地面站101-2中间还可以包括中继地面站,此时,可以选择同一台无人机从所述第一地面站101-1取得快递包裹后,先飞行至所述中继地面站,在所述中继地面站该无人机进行充电或者更换电源模块或故障自检后,继续从所述中继地面站飞行至所述第二地面站101-2 ;或者,也可以由多台无人机接力飞行,即第一无人机从所述第一地面站101-1取得快递包裹后飞行至所述中继地面站,在所述中继地面站释放所述快递包裹,由第二无人机取得所述快递包裹,继续运输至所述第二地面站101-2。这里的中继地面站数量也是不受限制的。
[0059]本发明实施例中优选的,所述无人机包括无人机控制系统、一个或多个电源模块、螺旋桨、快递包裹的存储装置,所述电源模块可以是电池电源、太阳能电源、液压电源、超级电容、燃料电池,以及其他可选择的电源产生装置,或者上述任意电源形式的组合。例如,所述电源模块可以是一块6000mAh的锂电池。所述电源模块为所述无人机控制系统和所述螺旋桨提供电源。所述无人机着陆时可以自主移除或者替换另外的电源模块。
[0060]本发明实施例中优选的,所述地面站可以是高楼的楼顶、临窗阳台、一片空地或者物料运输设施或者任意可以安全存放物品的地点。
[0061]本发明实施例中优选的,还包括地面站管理系统,其适用于与各个地面站(101-1,101-2)无线通信,调配各个地面站(101-1,101-2)。
[0062]本发明实施例中优选的,所述地面站管理系统进一步包括节点规划装置,其适用于根据数据挖掘设置地面站的拓扑结构。
[0063]本发明实施例中优选的,所述快递参数还包括快递包裹的重量、体积、性质、第一地面站101-1和第二地面站101-2之间的距离,所述第一地面站101-1根据所述快递参数选择适当的无人机(102-1,102-2)来运输所述快递包裹。
[0064]本发明实施例中优选的,所述无人机接收所述快递参数,例如快递包裹的信息、第一地面站信息和/或第二地面站信息,通过人工或自动或半自动的方式从所述第一地面站取得所述快递包裹。所述地面站可以是物料运输设备或者第三方卖家,也可以是商务大楼。所述无人机可以自主规划一条从第一地面站达到第二地面站的航线轨迹,也可以在接收所述快递参数的同时,接收所述地面站或者所述地面站管理系统甚至其他便携式控制终端的预先规划好的飞行航线信息,然后在空中将所述快递包裹运输至所述第二地面站。
[0065]本发明实施例中优选的,所述无人机或者所述地面站或者所述地面站管理系统或者所述便携式控制终端,还可以接收来自其他无人机或者其他任意互联网络设备发送的天气(例如,刮风,下雨,下雪等)、着陆条件和/或交通状况等信息,并利用所述信息规划无人机的航线轨迹或者实时修正预先规划好的飞行航线轨迹。
[0066]本发明实施例中优选的,所述地面站(101-1,101-2)进一步包括信标定位单元、中央控制单元、任务管理单元、设备管理单元、通信控制单元,其中:
[0067]所述信标定位单元适用于对无人机的降落和/或起飞实现导航指引;
[0068]所述中央控制单元适用于控制地面站(101-1,101-2)的所有操作;
[0069]所述任务管理单元适用于管理快递任务;
[0070]所述设备管理单元适用于管理无人机(102-1,102-2);
[0071]所述通信控制单元适用于实现地面站(101-1,101-2)与无人机(102_1,102_2)、其他地面站或者其他便携式控制终端的通信功能。
[0072]本发明实施例中优选的,当所述无人机到达所述第二地面站时,需要识别可以安全着陆的区域或者表面,然后释放所述快递包裹,完成这次快递任务。无人机的降落可以在所述第二地面站的所述信标定位单元的辅助下完成,也可以在其他远程控制器提供的遥控指令下完成,还可以使用存储的第二地面站信息来导航指引,存储的第二地面站信息包括该第二地面站安全着陆区域以及着陆区域的地理坐标。完成本次快递任务之后,所述无人机可以飞回所述第一地面站,也可以在所述第二地面站接收新的快递任务飞往相应的目的地面站,还可以寻找适当的地方进行电量补充或者更换电量模块,以及故障检测等。
[0073]本发明实施例中优选的,在自动化操作实现方式中,所述无人机还可以包括物品获取和/或释放控制装置和操作装置,其用于实现所述快递包裹的自动放置到该无人机的存储装置中,以及在所述无人机降落到目的地面站时或者达到目的地面站指定高度时,自动释放所述快递包裹,而不需要人工操作,进一步提高所述快递系统的效率和安全性。
[0074]本发明实施例中优选的,所述无人机还可以包括图像采集装置,所述图像采集装置可以用于辅助该无人机的起飞或降落甚至飞行过程,例如,在降落时,所述图像采集装置拍摄所述目的地面站周围的环境,帮助选择安全、平整的表面进行着陆;还可以在无人机飞行过程中,采集无人机下方的图像,从而判断周围的交通状况、是否有人群或者动物在附近的,这样无人机可以提前躲避障碍物,重新规划飞行航迹。
[0075]本发明实施例公开了一种利用无人机实现的快递系统,利用无人机实现快递包裹的快速运输,针对特定节点之间的高频物流需求,设计了符合无人机特点的快递系统,对于最简单的节点结构,比如只有AB两点的间距较近的节点结构,可以实现高频对飞式的快递服务,并且成本可控。对于更为复杂的需求,可以通过增加节点数量,规划节点网络的拓扑关系,有效地提升了快递的服务范围,并且确保了最佳的物流效率。另一方面,节点地面站对快递任
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