CN105956700A - 空中载具飞行路径最佳化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明有关一种空中载具飞行路径最佳化的方法，其包含：S1)依据空运范围大小，于此范围内规划复数条纵轴及复数条横轴，所述纵轴及横轴相互交错形成复数个交点；S2)于所述交点处设置工作平台，供空中载具进行相关维护及装载货物作业；及S3)所述空中载具以一限制条件作为依据规划出一最佳化的飞行路径，该飞行路径以交点作为基准单位，空中载具的飞行路径起点及终点皆位于交点上。由上述的方法，空中载具于移动时将是采取由一个交点移动至另一个交点，而每一个交点皆有工作平台，来提供相关维护及装载货物作业，用此让空中载具的飞行路径统化，达到方便控管、有效分工及避免碰撞的目的。

Description

空中载具飞行路径最佳化的方法

技术领域

本发明是有关于一种空中载具飞行路径最佳化的方法，且特别是有关于一种透过纵轴及横轴规划出多个交点来架构空运范围并达到飞行路径系统化的空中载具飞行路径最佳化的方法。

背景技术

近年来，随着小型无人机的技术日趋成熟，其应用层面也越来越广，从早期的无人空拍机，到近期的无人机用以运输物品，都是小型无人机的应用。

近期，已有快递或网拍业者运用小型无人机来运送物品，当客户下单后，业者透过人工或自动化方式将物品进行必要的包装后(如将商品放入容器或者将商品加装特殊固定扣件等等)，再让物品固定于无人机上，最后透过人力操作，将无人机飞至客户所指定的交货处，待客户将物品取下后，继续操作无人机飞回出发地这样的作法看似方便，但实际上隐含着诸多问题：

1、无人机续航力不足，导致运送区域范围有限。

2、运用方式受限，因都会区的高楼林立，无人机的应用上会受到地形限制，所以当前一人操作一机运送的作法较适合运用于郊区或偏乡。

3、目前市面上并未有一套空中无人机载具的运输系统方案，这类属于城市间或较大范围的无人机短程运输建议，由于各家物流商虽已开始投入空中无人机的运输构想，但目前都是以单一点对点方式进行，若有其他同业进行同区域运送时，可能容易产生碰撞意外的产生。

4、运送物品种类限制，可以理解的，因空运属于一种成本较高的运送模式，其重量及大小都有诸多考量，所以当要运送较大或较重的物品时，就要使用更为大型的机型，如此一来，对于运送端来说，就需要更多不同规格的机型来应对各种情况。

由上述几点可知，当前的无人机运输上有着诸多问题及不便之处，因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术中的不足和缺陷，提出一种空中载具飞行路径最佳化的方法，其透过纵轴及横轴规划出多个交点来架构空运范围并达到飞行路径系统化，用此来克服当前无人机用于运输上的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为提供一种空中载具飞行路径最佳化的方法，其特征在于：

S1)依据空运范围大小，于此范围内规划复数条纵轴及复数条横轴，所述纵轴及横轴相互交错形成复数个交点；

S2)于所述交点处设置工作平台，供空中载具进行相关维护及装载货物作业；

S3)所述空中载具以至少一限制条件作为依据规划出一最佳化的飞行路径，该飞行路径以交点作为基准单位，空中载具的飞行路径起点及终点皆位于交点上。

其中，该限制条件为时间、路径长度或载重效率其中之一。

其中，所述纵轴及横轴相互交错形成一棋盘格状，该空中载具的飞行路径为跟随纵轴、横轴或对角的方式行进。

其中，该工作平台可为高楼顶楼空间、广场等，能让载具安全及不影响安全、交通状态下建置。

其中，当所述空中载具的飞行路径发生重叠或对向相会时，所述空中载具将会以垂直方向或水平方向自行错开来避免碰撞。

其中，当所述空中载具的飞行路径发生重叠或对向相会时，所述空中载具可以用单行道方式行程形成回路来避免碰撞。

其中，所述空中载具的规格皆为相同，而根据载运之货物重量，使用一台至多台空中载具进行载运。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：提出一种空中载具飞行路径最佳化的方法，其透过纵轴及横轴规划出多个交点来架构空运范围并达到飞行路径系统化，用此来克服当前无人机用于运输上的问题，因透过纵轴及横轴所规划产生的棋盘格状区域，使空中载具的移动方式可视为交点至交点的移动方式，使整体飞行路径系统化，并方便控管、有效分工及避免碰撞的优点。

附图说明

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1为本发明纵轴及横轴相互交错形成棋盘格状的空运范围套于地图的示意图。

图2为本发明棋盘格状结合坐标的示意图。

图2a为本发明运用棋盘格状坐标移动表示的示意图(一)。

图2b为本发明运用棋盘格状坐标移动表示的示意图(二)。

图3为本发明位于交点处所架设工作平台的示意图。

图4为本发明空中载具于空中交错进行回避的示意图(一)。

图5为本发明空中载具于空中交错进行回避的示意图(二)。

图中：1-纵轴、2-横轴、3-交点、4-空中载具、5-工作平台、6-货物、A-通道、B-分隔。

具体实施方式

在以下实施例中，相同或相似的元件符号代表相同或相似的元件。此外，以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向，因此，使用的方向用语是用来说明的，而并非用来限制本发明。

请参阅图1，图1为纵轴及横轴相互交错形成棋盘格状的空运范围套于地图的示意图，由图中可以看出，此图中可视为两层，底层为一般的地图，而上层是由纵轴1及横轴2所交错形成棋盘格状的空运范围示意图层，当中纵轴1及横轴2所交错的处即为交点3。

请参阅图2，图2为棋盘格状结合坐标的示意图，为了减轻视图上的负担，此图中仅有棋盘格状的空运范围，具体来说，每一条纵轴1及横轴2皆会给予一个线段名称，例如将纵轴采用英文字母编排，而横轴采用数字编排，如纵轴依序为AA、AB、AC、....、ZZ之类的，而横轴依序为000、001、...、543、998、999之类的，如此可以得知每一个交点3的编号，如AA000、AC543或ZZ999等

请参阅图2a，为运用棋盘格状坐标移动表示的示意图(一)，当定义了每一个交点3的编号后，就可以顺利的规划飞行路径，而每一个飞行路径是依据一个限制条件来进行规划，如时间、路径长度或载重效率，如由AA000到AF007，通常根据使用上的需求来说，时间是优先选择的，所以在这本例解说时，可以知道走直线是最省时的方法，所以飞行路径会是由AA000、AB001、AC002、AD003、AE004、AF005、AF006、AF007的方式移动，当然也有可能是采取AA000、AA001、AA002、AB003、AC004、AD005、AE006、AF007的方式移动，而当出现两个最佳解(飞行路径)时，则会参考其他的因素来进行规划，如当前路径上的环境因素或所规划路径上是否有其他组空中载具正在进行，透过上述的方式，最终将会选定一个最佳的飞行路径。

请参阅图2b，为运用棋盘格状坐标移动表示的示意图(二)，在这个解释例中，将要说明空中载具进行集货及共通载运的概念，延续上一个实施例，对于集货来说，空中载具A要由AA000至AF007，而空中载具B要由AF000至AF007，如果单由空中载具B的观点来看，单独由AF000向下移动至AF007是最佳的飞行路径，但这样的作法就失去了本发明棋盘格状坐标的意义，在此再进一步的定义，假设一台空中载具所能装载的重量为2公斤，空中载具A要由AA000至AF007载运的重量为1公斤，空中载具B要由AF000至AF007载运的重量为1公斤，如此可以将空中载具A由AA000到AD003先待机，空中载具B由AF000到AD003先待机，将其中一方的货物交给另外一方，再由其中一架空中载具由AD003至AF007完成货物运送，这样的作法就可以省下一架空中载具的时间及其他消耗；而对于共通载运来说，同样的空中载具A要由AA000至AF007载运的重量为1公斤，空中载具B要由AF000至AF007载运的重量为1公斤，但有一个重量为2公斤新增的货物要由AD003运送至AF007，在这样的情况下，空中载具A、B都由各自的出发点到达AD003，再将新增的货物用共通载运的方式进一步的协力运送到AF007，具体来说，货物可以采能吊挂或夹持的方式来进行固定，而其方式可根据需求来任意变换或等效替换。

由上述的说明可知，在图2a的说明中，提供了一种单趟送货的模式，而图2b的说明中，提供了一种多区集货的模式，本发明是透过将地图用坐标化的方式，让这两种方式可以明确且快速的搭配使用，形成多点架构统一管理，进而降低空中运输的成本，采用了缩短行程并集中收集货物，之后再分配到各坐标点上，解决需要单点的长途续行力问题。

请参阅图3，图3为位于交点处所架设工作平台的示意图，由图中可以看出，工作平台5有一定的平面面积，作为空中载具4停放及货物6存放及作业的空间，具体来说，工作平台5会设置于交点的最高处，大多是设置在屋顶处；而工作平台5还会有一些维护空中载具4及装载货物的功能，例如充电站或电池交换模块，货物暂存区或货物输送带等等，而工作平台5进一步的更能制作一个取物界面，当提货人要进行取货时付款(包含收取现金、信用卡或第三方支付等等)，货物就会由暂存区移动到取物界面，让整个工作平台5不需要有额外的工作人员进行驻点。

请参阅图4，图4为空中载具于空中交错进行回避的示意图(一)，在上述的说明中可得的空中载具4是由交点至交点移动，透过一连串的交点至交点构成一个完整的飞行路径，基本上飞行路径在规划时是会自动回避当前已被占用的路径，来避免空中载具4在空中发生碰撞的问题，但不可避免的情况下空中载具4发生同方向移动或反方向移动时，空中载具4之间会自行的进行错开，图示中圆形虚线的部份可视为一个通道A，可以认知为空中载具4的车道，而中隔的虚线部份可视为一个分隔B，可以认知为空中载具4的分隔岛，透过这样的方式，空中载具4再行进间都会保持一个安全的距离，在此图式中，分隔B左右两边的空中载具4所要行进的方向是相反的，透过这样的作法就可以避免碰撞的问题。

请参阅图5，图5为空中载具于空中交错进行回避的示意图(二)，在上一图中，分隔B是垂直分隔，这样的状况较适用于单台空中载具4使用，当有较大货物需要多台空中载具4协力载运时，因顾虑到货物平衡及浮力不互相影响的问题，分隔B就会改为水平分隔，由图式中可知，分隔B上下两边的空中载具4所要行进的方向是相反的，透过这样的作法就可以避免碰撞的问题。

上述的说明已充分说明透过纵轴1及横轴2所构成的棋盘格状坐标的优点，此外针对当前空中载具4货物掉落的问题也有所改善，具体来说，会在货物上印制或贴上一个条形码，同过给一个工作平台5时将会去扫描这个条形码，如此将可得知当前的运输状况，此外也可以确认货物是否安全运送，而不慎发生货物掉落时，下一个工作平台5将无法扫描条形码，即可知道货物是在哪一段(交点至交点)发生掉落，而后续的寻找货物范围也能有效的缩小。

基本上，本发明在运送大型或重型货物时，透过本发明的系统，可实时调度周边闲置中的空中载具，根据货物重量来配置相对数量的空中载具4来一起搬运，如此可以有效的将空中载具4规格统一化，减少整备及维修的困难，这样的作法式也是基于纵轴1及横轴2所构成的棋盘格状坐标的进阶运用，使本系统有效解决大型或重型货物运输方案，不须额外在研发大型空中无人机，并达成整体空中运输系统化，让整体运用上更加多元变化。

Claims (7)

1.一种空中载具飞行路径最佳化的方法，其特征在于：

S1)依据空运范围大小，于此范围内规划复数条纵轴及复数条横轴，所述纵轴及横轴相互交错形成复数个交点；

S2)于所述交点处设置工作平台，供空中载具进行相关维护及装载货物作业；

S3)所述空中载具以至少一限制条件作为依据规划出一最佳化的飞行路径，该飞行路径以交点作为基准单位，空中载具的飞行路径起点及终点皆位于交点上。

2.根据权利要求1所述的空中载具飞行路径最佳化的方法，其特征在于：其中，该限制条件为时间、路径长度或载重效率其中之一。

3.根据权利要求1所述的空中载具飞行路径最佳化的方法，其特征在于：其中，所述纵轴及横轴相互交错形成一棋盘格状，该空中载具的飞行路径为跟随纵轴、横轴或对角的方式行进。

4.根据权利要求1所述的空中载具飞行路径最佳化的方法，其特征在于：其中，该工作平台可为高楼顶楼空间、广场等，能让载具安全及不影响安全、交通状态下建置。

5.根据权利要求3所述的空中载具飞行路径最佳化的方法，其特征在于：其中，当所述空中载具的飞行路径发生重叠或对向相会时，所述空中载具将会以垂直方向或水平方向自行错开来避免碰撞。

6.根据权利要求3所述的空中载具飞行路径最佳化的方法，其特征在于：其中，当所述空中载具的飞行路径发生重叠或对向相会时，所述空中载具可以用单行道方式行程形成回路来避免碰撞。

7.根据权利要求1所述的空中载具飞行路径最佳化的方法，其特征在于：其中，所述空中载具的规格皆为相同，而根据载运之货物重量，使用一台至多台空中载具进行载运。