CN109242376A - 无人机短程投递系统及其投递方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无人机短程投递系统及其投递方法，包括以下步骤：总站服务器接收用户终端发送的收件请求信息；总站服务器选择用户终端就近的投递基站，并将收件请求信息共享给投递基站的分站服务器；分站服务器控制所处的投递基站中，闲置无人机启动后取货，并飞往所述位置信息对应的预设空域；分站服务器判断所述无人机是否到达所述预设空域；由用户终端向总站服务器发送取货请求；无人机自动返回至起飞时的投递基站后，由分站服务器向总站服务器发送任务结束信息。利用用户终端可选择时间和地点进行投递的方式，让无人机在设定时间段将货物运送到设定地点，一方面满足用户的需求，另一方面最大限度利用物流资源，降低人力物力的浪费。

Description

无人机短程投递系统及其投递方法
技术领域
本发明属于计算机应用领域，尤其涉及一种无人机短程投递系统及其投递方法。
背景技术
随着互联网、物联网和人工智能技术快速发展和普及，近年来，对物流快递的要求也越来越高。国内外多家大型电商和物流企业，开始试验并推出现利用无人飞行器替代人工投送快递包裹的业务，以提高快递包裹的配送时效和服务质量，满足网上购物的越来越高的旺盛需求，同时使快递的投送更加的安全、可靠、快捷，最大限度降低运营成本、仓库成本、人力成本等。
虽然现有快递投送业务已初步具备自动化、无人化、信息化特点，大大降低了快递货物包裹投送的延误率、损毁率、丢失率，但现有无人飞行器投递业务还未能真正实现远程控制、高度自主、智能交收，无人飞行器抵达目标位置后，大多还需要人员地面指挥调控，货物包裹交接，还需要无人飞行器着陆装卸转移货物包裹，客户无法直接接收或交寄货物包裹，二次搬运投送，带来的人力成本依然很大，配送时效和服务质量也都难以尽如人意。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在短程范围内进行智能物流投递的无人机短程投递方法，其技术方案如下：
无人机短程投递方法，包括以下步骤：
总站服务器接收用户终端发送的收件请求信息，收件请求信息至少包含用户终端设定的位置信息和收件时间段信息；
总站服务器选择用户终端就近的投递基站，并将收件请求信息共享给投递基站的分站服务器；
分站服务器控制所处的投递基站中，闲置无人机启动后取货，并飞往所述位置信息对应的预设空域；
分站服务器判断所述无人机是否到达所述预设空域，若到达，则由总站服务器向用户终端发出提醒信息；
由用户终端向总站服务器发送取货请求，若验证通过，则由分站服务器向无人机发送投放信息，无人机释放货物；
无人机自动返回至起飞时的投递基站后，由分站服务器向总站服务器发送任务结束信息。
进一步地，无人机自启动起飞至返回到位，全程拍摄航拍视频，并将航拍视频发给分站服务器和用户终端，分站服务器将航拍视频上传至总站服务器。
进一步地，若距离用户终端最近的投递基站出现无可用无人机时，该投递基站的分站服务器将故障信息上传至总站服务器；
总站服务器选择另一临近的投递基站，临近投递基站放出无人机，在最近投递基站取货。
进一步地，所述临近投递基站的无人机在起飞过程中，向分站服务器实时传输电量信息；
若所述无人机的电量出现不足时，分站服务器向总站服务器上传充电请求，总站服务器选择一处于无人机飞行轨迹上或邻近无人机飞行轨迹上的投递基站，并将该投递基站的位置信息发送给邻近投递基站的分站服务器，分站服务器控制无人机飞往选定的投递基站，进行悬停的无线充电。
另一目的在于，提供一种专用于上述无人机短程投递方法的无人机短程投递系统，其技术方案如下：
无人机短程投递系统，包括：
供用户选择取件位置和取件时间段的用户终端；
与用户终端进行信息交互的总站服务器；
执行总站服务器的控制命令的投递基站，其包括基站主体及其上设置的分站服务器，分站服务器与总站服务器通过无线通信协议交互连接，基站主体的侧面可抽拉的设置有位于上层的货物仓和位于下层的飞行器仓，货物仓和飞行器仓各自通过电动推拉机构连接在基站主体上，各电动推拉机构通过编码器控制连接在分站服务器上，并且各个货物仓和飞行器仓均为顶部开口、其他侧封闭的仓体；
放置在货物仓底部的货物托盘，货物托盘上设有用于锁住货物并且可与无人机导电连接的电控锁点；
放置在飞行器仓中的无人机，无人机与分站服务器通过无线协议交互连接。
进一步地，货物仓有至少三列并环绕一无线充电器分布，至少有两列货物仓的容量互不相同。
进一步地，货物托盘包括刚性的托盘支架，托盘支架具有上小下大且顶部开口的T型的容纳腔，容纳腔的顶部开口为供货物取放的放货口，容纳腔的底部放置有内部充满电流变液的柔性的囊体，囊体的边缘与容纳腔顶部的台阶上下挡止；
电控锁点有至少三处并不共线分布，电控锁点包括静连接在容纳腔的台阶下方且顶部开口、底部封闭的电极套管，电极套管连通有位于容纳腔的台阶上的穿孔，穿孔的孔径小于电极套管的孔径；
无人机的底部设有与电控锁点一一对应设置的导电杆，导电杆可与所述穿孔、电极套管可拔插套连接。
进一步地，无人机包括机体，机体的底部静连接有左右对称设置的支腿，支腿的底部通过翻转电机连接有前后延伸的横梁，横梁的前后两侧各自通过直线进给的步进电机连接有栏杆，栏杆的底部为下端开口且可与所述穿孔间隙插配的筒形端头，筒形端头中静连接有可向下伸出的气缸，气缸的活塞杆静连接有可导电的球头，球头导电连接有位于筒形端头中的蓄电池，球头楔面配合的插配在弹爪套中，弹爪套与筒形端头之间连接有压簧，弹爪套的底部为在球头完全伸出时向筒形端头外围张开的钩部，该钩部可与穿孔和电极套管之间的台阶挡止配合。
本发明的有益效果如下：
利用用户终端可选择时间和地点进行投递的方式，让无人机在设定时间段将货物运送到设定地点，一方面满足用户的需求，另一方面最大限度利用物流资源，在合适时间段和合适地点进行物流配送，降低人力物力的浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图；
图1是无人机短程投递系统的投递基站结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是无人机短程投递系统的货物托盘结构示意图；
图4是无人机短程投递系统的无人机结构示意图；
图5是无人机短程投递系统的无人机在另一视角下的结构示意图；
图6是图4中无人机的筒形端头的结构示意图；
图7是无人机短程投递方法的信息流框图。
具体实施方式
为了使本发明的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作出进一步的说明。
本发明中无人机短程投递系统总控信息技术的物流配送系统，主要由位于中央控制室的总站服务器和位于客户端位置处的投递基站、位于用户手中的用户终端组成。总站服务器属于总控制器，供用于终端和投递基站之间的信息交互，同时也截断了用户终端和投递基站之间的直接信息交互，以避免散步在城市各个角落的投递基站在出现人为窃取现象时，出现信息泄露。用户终端可选择各种手持式智能设备(如智能手机、手持平板电脑或智能手环等)和笔记本电脑、台式电脑等。
该无人机短程投递系统主要由用户终端、总站服务器、投递基站、货物托盘和无人机组成。下面针对各个组成部分一一进行介绍。
参见图1和图2，示出了本发明中无人机短程投递系统的投递基站结构示意图，该投递基站执行总站服务器的控制命令，包括基站主体101及其上设置的分站服务器，分站服务器与总站服务器通过无线通信协议交互连接，基站主体101的侧面可抽拉的设置有位于上层的货物仓102和位于下层的飞行器仓103，货物仓102和飞行器仓103 各自通过电动推拉机构连接在基站主体101上，各电动推拉机构通过编码器控制连接在分站服务器上，并且各个货物仓102和飞行器仓 103均为顶部开口、其他侧封闭的仓体。货物仓102有四列并环绕一无线充电器104分布，至少有两列货物仓102的容量互不相同。
可选地，电动推拉机构采用电动推杆和直线导轨组合的结构，即仓体和基站主体101之间采用直线导轨导向配合，再在仓体和基站主体101之间安装电动推杆，电动推杆通过编码器连接分站服务器，分站服务器将执行命令经编码器编译后，发送给电动推杆，以控制仓体开关，便于货物的放置和取出，无人机的飞出和落下。
参见图3，示出了本发明中无人机短程投递系统的货物托盘的结构示意图，该货物托盘放置在货物仓底部，并且在每个货物仓底部活动放置有多个货物托盘，各个货物托盘层叠方式，这样做的目的是因为货物托盘会连同货物一起送给用户，后期统一再回收。货物托盘上设有用于锁住货物并且可与无人机导电连接的电控锁点。货物托盘包括刚性的托盘支架201，托盘支架201具有上小下大且顶部开口的T 型的容纳腔，容纳腔的顶部开口为供货物取放的放货口，容纳腔的底部放置有内部充满电流变液的柔性的囊体202，囊体202的边缘与容纳腔顶部的台阶上下挡止。电控锁点有至少三处并不共线分布，电控锁点包括静连接在容纳腔的台阶下方且顶部开口、底部封闭的电极套管203，电极套管203连通有位于容纳腔的台阶上的穿孔204，穿孔 204的孔径小于电极套管203的孔径。
参见图4和图5，示出了本发明中无人机短程投递系统的无人机的结构示意图，该无人机可从飞行器仓中飞出，并且在完成投递任务后，可返回至飞行器仓。无人机与分站服务器通过无线协议交互连接。无人机的机体301顶部安装有上航拍仪302，腹部安装有下航拍仪 303。无人机的底部设有与电控锁点一一对应设置的导电杆，导电杆可与所述穿孔、电极套管可拔插套连接。无人机包括机体301，机体 301的底部静连接有左右对称设置的支腿304，支腿304的底部通过翻转电机连接有前后延伸的横梁305，横梁305的前后两侧各自通过直线进给的步进电机连接有栏杆306，栏杆306的底部为下端开口且可与所述穿孔间隙插配的筒形端头307。
参见图6，示出了本发明中无人机短程投递系统的筒形端头的结构示意图。该筒形端头可实现与货物托盘的锁定和释放。筒形端头中静连接有可向下伸出的气缸401，气缸401的活塞杆静连接有可导电的球头402，球头402导电连接有位于筒形端头中的蓄电池，球头402 楔面配合的插配在弹爪套403中，弹爪套403与筒形端头之间连接有压簧404，弹爪套403的底部为在球头402完全伸出时向筒形端头外围张开的钩部，该钩部可与穿孔和电极套管之间的台阶挡止配合。
参见图7，在使用时，该无人机短程投递系统按照如下方法进行：
包括以下步骤：
总站服务器接收用户终端发送的收件请求信息，收件请求信息至少包含用户终端设定的位置信息和收件时间段信息；
总站服务器选择用户终端就近的投递基站，并将收件请求信息共享给投递基站的分站服务器；
分站服务器控制所处的投递基站中，闲置无人机启动后取货，并飞往所述位置信息对应的预设空域，在起飞时打开航拍仪器进行拍摄；
分站服务器判断所述无人机是否到达所述预设空域，若到达，则由总站服务器向用户终端发出提醒信息；
由用户终端向总站服务器发送取货请求，若验证通过，则由分站服务器向无人机发送投放信息，无人机释放货物；
无人机自动返回至起飞时的投递基站后，由分站服务器向总站服务器发送任务结束信息，同时无人机结束拍摄。
另外，若距离用户终端最近的投递基站出现无可用无人机时，该投递基站的分站服务器将故障信息上传至总站服务器；总站服务器选择另一临近的投递基站，临近投递基站放出无人机，在最近投递基站取货。
所述临近投递基站的无人机在起飞过程中，向分站服务器实时传输电量信息；若所述无人机的电量出现不足时，分站服务器向总站服务器上传充电请求，总站服务器选择一处于无人机飞行轨迹上或邻近无人机飞行轨迹上的投递基站，并将该投递基站的位置信息发送给邻近投递基站的分站服务器，分站服务器控制无人机飞往选定的投递基站，进行悬停的无线充电。
最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本发明的技术方案，任何对本发明进行的等同替换及不脱离本发明精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.无人机短程投递方法，其特征在于，包括以下步骤：
总站服务器接收用户终端发送的收件请求信息，收件请求信息至少包含用户终端设定的位置信息和收件时间段信息；
总站服务器选择用户终端就近的投递基站，并将收件请求信息共享给投递基站的分站服务器；
分站服务器控制所处的投递基站中，闲置无人机启动后取货，并飞往所述位置信息对应的预设空域；
分站服务器判断所述无人机是否到达所述预设空域，若到达，则由总站服务器向用户终端发出提醒信息；
由用户终端向总站服务器发送取货请求，若验证通过，则由分站服务器向无人机发送投放信息，无人机释放货物；
无人机自动返回至起飞时的投递基站后，由分站服务器向总站服务器发送任务结束信息。
2.根据权利要求1所述的无人机短程投递方法，其特征在于，无人机自启动起飞至返回到位，全程拍摄航拍视频，并将航拍视频发给分站服务器和用户终端，分站服务器将航拍视频上传至总站服务器。
3.根据权利要求1或2所述的无人机短程投递方法，其特征在于，若距离用户终端最近的投递基站出现无可用无人机时，该投递基站的分站服务器将故障信息上传至总站服务器；
总站服务器选择另一临近的投递基站，临近投递基站放出无人机，在最近投递基站取货。
4.根据权利要求3所述的无人机短程投递方法，其特征在于，所述临近投递基站的无人机在起飞过程中，向分站服务器实时传输电量信息；
若所述无人机的电量出现不足时，分站服务器向总站服务器上传充电请求，总站服务器选择一处于无人机飞行轨迹上或邻近无人机飞行轨迹上的投递基站，并将该投递基站的位置信息发送给邻近投递基站的分站服务器，分站服务器控制无人机飞往选定的投递基站，进行悬停的无线充电。
5.专用于如权利要求1所述的无人机短程投递方法的无人机短程投递系统，其特征在于，包括：
供用户选择取件位置和取件时间段的用户终端；
与用户终端进行信息交互的总站服务器；
执行总站服务器的控制命令的投递基站，其包括基站主体及其上设置的分站服务器，分站服务器与总站服务器通过无线通信协议交互连接，基站主体的侧面可抽拉的设置有位于上层的货物仓和位于下层的飞行器仓，货物仓和飞行器仓各自通过电动推拉机构连接在基站主体上，各电动推拉机构通过编码器控制连接在分站服务器上，并且各个货物仓和飞行器仓均为顶部开口、其他侧封闭的仓体；
放置在货物仓底部的货物托盘，货物托盘上设有用于锁住货物并且可与无人机导电连接的电控锁点；
放置在飞行器仓中的无人机，无人机与分站服务器通过无线协议交互连接。
6.根据权利要求5所述的无人机短程投递系统，其特征在于，货物仓有至少三列并环绕一无线充电器分布，至少有两列货物仓的容量互不相同。
7.根据权利要求5或6所述的无人机短程投递系统，其特征在于，货物托盘包括刚性的托盘支架，托盘支架具有上小下大且顶部开口的T型的容纳腔，容纳腔的顶部开口为供货物取放的放货口，容纳腔的底部放置有内部充满电流变液的柔性的囊体，囊体的边缘与容纳腔顶部的台阶上下挡止；
电控锁点有至少三处并不共线分布，电控锁点包括静连接在容纳腔的台阶下方且顶部开口、底部封闭的电极套管，电极套管连通有位于容纳腔的台阶上的穿孔，穿孔的孔径小于电极套管的孔径；
无人机的底部设有与电控锁点一一对应设置的导电杆，导电杆可与所述穿孔、电极套管可拔插套连接。
8.根据权利要求7所述的无人机短程投递系统，其特征在于，无人机包括机体，机体的底部静连接有左右对称设置的支腿，支腿的底部通过翻转电机连接有前后延伸的横梁，横梁的前后两侧各自通过直线进给的步进电机连接有栏杆，栏杆的底部为下端开口且可与所述穿孔间隙插配的筒形端头，筒形端头中静连接有可向下伸出的气缸，气缸的活塞杆静连接有可导电的球头，球头导电连接有位于筒形端头中的蓄电池，球头楔面配合的插配在弹爪套中，弹爪套与筒形端头之间连接有压簧，弹爪套的底部为在球头完全伸出时向筒形端头外围张开的钩部，该钩部可与穿孔和电极套管之间的台阶挡止配合。
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