CN107992083A - 基于电网地图进行物流无人机航线规划的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电网地图进行物流无人机航线规划的系统及方法，数据存储模块用于存储现有电网地图数据；主控模块用于获取无人机的出发地点和目的地位置信息，并读取数据存储模块中的电网地图数据，进而根据出发地点、目的地位置信息和电网地图数据进行无人机航线规划，并将规划好的航线信息发送给飞控模块；GPS定位模块用于实现无人机的精确定位；飞控模块利用GPS定位控制无人机沿规划好的航线飞行，进行物流配送或收发。本发明通过利用现有电网地图数据快速规划物流无人机飞行航线，物流无人机沿该规划好的航线可到达任何地方进行物流配送或收发。

Description

基于电网地图进行物流无人机航线规划的系统及方法

技术领域

本发明涉及一种基于电网地图进行物流无人机航线规划的系统及方法，属于无人机技术领域。

背景技术

近年来，无人机市场的蓬勃发展使得无人机的应用领域越来越广泛，性能也越来越完善，电池的性能发生了突飞猛进的发展，电池的续航能力将不是制约无人机飞行的条件。

随着电子商务与人们生活的日渐紧密，物流服务也得到了快速发展，而物流无人机也将会更多的出现在我们的生活中，尤其是偏远山区，由于地形起伏变化大，交通运输不便，物流无人机将会起到更多的作用。但是随着无人机飞行距离越来越远，无人机数量越来越多，山区地形复杂，单纯靠飞手来控制无人机将不太现实，必须实现无人驾驶，这样就需要对物流无人机进行航线规划。如何提供一种有效的方案以实现物流无人机的航线规划，降低物流无人机飞行作业的应用门槛，促进物流无人机的推广应用，是现有技术中一亟待解决的技术问题。

发明内容

我国电网四通八达，随着电网电压的降低，电网到达的地方也更加细化。本发明旨在通过使用现有电网地图的电力线缆分布作为无人机航线基准，以现有的电网地图最快的规划出无人机飞行航线。因此，本发明提出了一种基于电网地图进行物流无人机航线规划的系统及方法。

本发明采用如下技术方案：一种基于电网地图进行物流无人机航线规划的系统，所述系统包括：

数据存储模块：用于存储现有电网地图数据；

主控模块：用于获取无人机的出发地点和目的地位置信息，并读取数据存储模块中的电网地图数据，进而根据出发地点、目的地位置信息和电网地图数据进行无人机航线规划，并将规划好的航线信息发送给飞控模块；

GPS定位模块：用于实现无人机的精确定位；

飞控模块：利用GPS定位控制无人机沿规划好的航线飞行，进行物流配送或收发。

优选的，所述主控模块规划的航线信息包括至少一个航段，所述无人机沿一个或多个航段飞行。

优选的，所述航段分为远距离航段和近距离航段；

所述远距离航段中，所述无人机需飞经A点到B点连通的线路；

所述近距离航段中，所述无人机需飞经B点到C点连通的线路；

所述A点到B点连通的线路为高压直流输电网连通的市区到县级的线路；

所述B点到C点连通的线路为10KV电网连通的县级到行政区的线路。

优选的，所述近距离航段还包括无人机需飞经的C点到目的地位置的线路，所述C点到目的地位置的线路为行政区到目的地位置的线路，该段线路利用GPS定位控制无人机飞行并降落。

优选的，所述系统还包括：

视频采集模块：用于实时采集无人机飞行过程中的线缆图像信息，并将采集的线缆图像信息发送给主控模块；

所述主控模块通过视觉算法，对接收到的图像信息进行线缆循迹，将数据存储模块中没有描述的电网地图数据同步到数据存储模块，实现电网地图数据的更新。

优选的，视频采集模块还用于与GPS定位模块一起实现无人机的精确定位,所述无人机沿规划好的航线飞行的过程中，所述飞控模块控制无人机飞行在线缆的右侧。

本发明还提出一种基于电网地图进行物流无人机航线规划的方法，所述方法包括如下步骤：

S100、获取现有电网地图数据；

S200、获取无人机的出发地点和目的地位置信息，根据出发地点、目的地位置信息和步骤S100中获取的电网地图数据进行无人机航线规划；

S300、利用GPS定位控制无人机沿规划好的航线飞行，进行物流配送或收发。

优选的，所述步骤S300中规划好的航线包括至少一个航段，所述无人机沿一个或多个航段飞行。

优选的，所述航段分为远距离航段和近距离航段；

所述远距离航段中，所述无人机需飞经A点到B点连通的线路；

所述近距离航段中，所述无人机需飞经B点到C点连通的线路；

所述A点到B点连通的线路为高压直流输电网连通的市区到县级的线路；

所述B点到C点连通的线路为10KV电网连通的县级到行政区的线路。

优选的，所述航段还包括无人机需飞经的C点到目的地位置的线路，所述C点到目的地位置的线路为行政区到目的地位置的线路，该段线路利用GPS定位控制无人机飞行并降落。

本发明采用如上技术方案带来的有益技术效果是：本发明通过利用现有电网地图数据快速规划物流无人机飞行航线，物流无人机沿规划好的航线可到达任何地方进行物流配送或收发，提高了物流的配送或收发效率，降低了物流成本，同时节省了大量的人力和物力。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述，本文通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，即所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1是本发明实施例的整体结构框图。

如图1所示，一种基于电网地图进行物流无人机航线规划的系统，主要包括数据存储模块、主控模块、GPS定位模块、飞控模块和视频采集模块。

其中，数据存储模块用于存储现有电网地图数据。

主控模块：用于获取无人机的出发地点和目的地位置信息，并读取数据存储模块中的电网地图数据，进而根据出发地点、目的地位置信息和电网地图数据进行无人机航线规划，并将规划好的航线信息发送给飞控模块。

GPS定位模块：用于实现无人机的精确定位。

飞控模块：利用GPS定位控制无人机沿规划好的航线飞行，进行物流配送或收发。

视频采集模块：用于实时采集无人机飞行过程中的线缆图像信息，并将采集的线缆图像信息发送给主控模块。主控模块通过视觉算法，对接收到的图像信息进行线缆循迹，将数据存储模块中没有描述的电网地图数据同步到数据存储模块，实现电网地图数据的更新。

视频采集模块还用于与GPS定位模块一起实现无人机的精确定位,所述无人机沿规划好的航线飞行的过程中，飞控模块控制无人机飞行在线缆的右侧，相当于驾驶的靠右行驶，以方便在更多无人机飞行时实现相互避让。

在一个优选实施例中，在线路规划时，主控模块规划的航线信息包括至少一个航段，所述飞控模块控制无人机沿一个或多个航段飞行。

进一步的，将所述航段分为远距离航段和近距离航段。

一般情况下，高压直流输电网可以连通每一个县级城市，因此在线路规划时，将这部分路线作为远距离航段，通过高压直流输电网网络规划县级及以上的管辖市区的路线，通过该方式可以最快规划出主要路线，并且可以实现路线最优化，最快到达距离终点的最近区域。因此，在远距离航段中，所述无人机需飞经A点到B点连通的线路，所述A点到B点连通的线路为高压直流输电网连通的市区到县级的线路。

到达县区后，电网的铺设就相对复杂了，需要算法来依据现有的电网来规划设定路线，一般情况10KV电网就可以到达每一个行政区，因此在线路规划时，将这部分路线作为近距离航段。因此，在近距离航段中，所述无人机需飞经B点到C点连通的线路，所述B点到C点连通的线路为10KV电网连通的县级到行政区的线路。

进一步的，到达每一个行政区后，也就到达目的地的附近了，最后的一到两公里的路线就可以完全依靠GPS来定位降落。因此所述近距离航段还包括无人机需飞经的C点到目的地位置的线路，所述C点到目的地位置的线路为行政区到目的地位置的线路，该段线路直接利用GPS定位控制无人机飞行并降落。

基于以上规划的远距离航段和近距离航段，在物流无人机进行物流配送或收发的具体执飞过程中，首先通过主控模块获取无人机的出发地点和目的地位置信息，然后主控模块读取数据存储模块中存储的电网地图数据，进而根据出发地点、目的地位置信息和电网地图数据规划出无人机所需执飞的飞行航段。例如，快递包裹需从天津市投往密云县密云镇，主控模块根据获得的上述地址和电网地图数据规划出无人机需沿两个航段进行执飞，即先沿高压直流输电网连通的天津市到密云县的远距离航段进行执飞，然后再沿10KV电网连通的密云县到密云镇(行政区)的近距离航段进行执飞，到达密云镇(行政区)后，也就到达目的地位置附近了，最后的一到两公里的路线就可以完全依靠GPS来定位降落了。

在一个优选实施例中，数据存储模块包括存储芯片，该存储芯片的存储空间大小可扩展。存储芯片用于存储现有电网地图数据。在无人机的生产过程中，可预先在软件系统将现有电网地图数据(即电力网分布图的GPS数据)记录在存储芯片内部，无人机主控模块获取无人机的出发地点和目的地位置信息后，通过读取该存储芯片中的电网地图数据，根据出发地点、目的地位置信息和电网地图数据进行无人机航线规划。进一步的，电网地图数据还可以实时获取，即通过视觉采集模块实时获取，本实施例中，视频采集模块包括机载摄像头或机载相机，机载摄像头或机载相机实时采集无人机飞行过程中的线缆图像信息，并将采集的线缆图像信息通过通信接口发送给主控模块。主控模块通过视觉算法，对接收到的图像信息进行线缆循迹，将存储芯片中没有描述的电网地图数据同步到存储芯片，实现电网地图数据的更新。

在一个优选实施例中，主控模块包括航线规划单元和视觉算法单元。航线规划单元在获取无人机的出发地点和目的地位置信息后，通过读取存储芯片中的电网地图数据，根据出发地点、目的地位置信息和电网地图数据进行无人机航线规划，并将规划好的航线信息发送给飞控模块。视觉算法单元用于接收机载摄像头或机载相机实时采集的无人机飞行过程中的线缆图像信息，通过采用视觉算法，对接收到的图像信息进行线缆循迹，将存储芯片中没有描述的电网地图数据同步到存储芯片，实现电网地图数据的更新。

本发明还提供了一种基于电网地图进行物流无人机航线规划的方法，所述方法包括如下步骤：

S100、获取现有电网地图数据；

S200、获取无人机的出发地点和目的地位置信息，根据出发地点、目的地位置信息和步骤S100中获取的电网地图数据进行无人机航线规划；

S300、利用GPS定位控制无人机沿规划好的航线飞行，进行物流配送或收发。

在一个优选实施例中，所述步骤S300中规划好的航线包括至少一个航段，所述无人机沿一个或多个航段飞行。

进一步的，将所述航段分为远距离航段和近距离航段；

在远距离航段中，所述无人机需飞经A点到B点连通的线路；

在近距离航段中，所述无人机需飞经B点到C点连通的线路；

所述A点到B点连通的线路为高压直流输电网连通的市区到县级的线路；

所述B点到C点连通的线路为10KV电网连通的县级到行政区的线路。

进一步的，所述近距离航段还包括无人机需飞经的C点到目的地位置的线路，所述C点到目的地位置的线路为行政区到目的地位置的线路，该段线路利用GPS定位控制无人机飞行并降落。

以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的普通技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于电网地图进行物流无人机航线规划的系统，所述系统包括：

数据存储模块：用于存储现有电网地图数据；

主控模块：用于获取无人机的出发地点和目的地位置信息，并读取数据存储模块中的电网地图数据，进而根据出发地点、目的地位置信息和电网地图数据进行无人机航线规划，并将规划好的航线信息发送给飞控模块；

GPS定位模块：用于实现无人机的精确定位；

飞控模块：利用GPS定位控制无人机沿规划好的航线飞行，进行物流配送或收发。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述主控模块规划的航线信息包括至少一个航段，所述无人机沿一个或多个航段飞行。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述航段分为远距离航段和近距离航段；

所述远距离航段中，所述无人机需飞经A点到B点连通的线路；

所述近距离航段中，所述无人机需飞经B点到C点连通的线路；

所述A点到B点连通的线路为高压直流输电网连通的市区到县级的线路；

所述B点到C点连通的线路为10KV电网连通的县级到行政区的线路。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，

所述近距离航段还包括无人机需飞经的C点到目的地位置的线路，所述C点到目的地位置的线路为行政区到目的地位置的线路，该段线路利用GPS定位控制无人机飞行并降落。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

视频采集模块：用于实时采集无人机飞行过程中的线缆图像信息，并将采集的线缆图像信息发送给主控模块；

所述主控模块通过视觉算法，对接收到的图像信息进行线缆循迹，将数据存储模块中没有描述的电网地图数据同步到数据存储模块，实现电网地图数据的更新。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，

所述视频采集模块还用于与GPS定位模块一起实现无人机的精确定位,所述无人机沿规划好的航线飞行的过程中，所述飞控模块控制无人机飞行在线缆的右侧。

7.一种基于电网地图进行物流无人机航线规划的方法，所述方法包括如下步骤：

S100、获取现有电网地图数据；

S200、获取无人机的出发地点和目的地位置信息，根据出发地点、目的地位置信息和步骤S100中获取的电网地图数据进行无人机航线规划；

S300、利用GPS定位控制无人机沿规划好的航线飞行，进行物流配送或收发。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述步骤S300中规划好的航线包括至少一个航段，所述无人机沿一个或多个航段飞行。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述航段分为远距离航段和近距离航段；

所述远距离航段中，所述无人机需飞经A点到B点连通的线路；

所述近距离航段中，所述无人机需飞经B点到C点连通的线路；

所述A点到B点连通的线路为高压直流输电网连通的市区到县级的线路；

所述B点到C点连通的线路为10KV电网连通的县级到行政区的线路。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述近距离航段还包括无人机需飞经的C点到目的地位置的线路，所述C点到目的地位置的线路为行政区到目的地位置的线路，该段线路利用GPS定位控制无人机飞行并降落。