CN109782800A - 一种无人机物流送货系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无人机物流送货系统及方法，所述系统包括：无人机、挂载在无人机的货箱及用于抓取货箱的机械臂，所述货箱上设有示廓器；无人机控制站，用于控制所述无人机携带货箱由物流末端集散点飞达指定配送地点；信息采集设备，用于当无人机携带货箱到达指定送货地点上空时，采集无人机的位置信息，同时可根据货箱上的示廓器，采集货箱的形状尺寸信息；分析控制系统，用于根据信息采集设备采集的无人机位置信息，计算出货箱与机械臂的相对位置，同时采集的根据货箱形状尺寸信息计算出货箱的轮廓大小，并控制所述机械臂抓取所述货箱，以对所述货箱进行收取。本发明的有益效果在于：通过该系统可在城市建筑环境当中实现无人机送货。

Description

一种无人机物流送货系统及方法

技术领域

本发明涉及一种送货系统及方法，尤其是指一种无人机物流送货系统及方法。

背景技术

无人机参与物流运输是当前无人机应用与研发的热门方向。目前多数的研发方向依然是以无人机处于开阔环境内进行装、卸货及起降为假设条件，没有考虑无人机物流在城市建筑环境中使用的合理方式。

发明专利CN 108860605 A，公开了一种具有墙面吸附功能的物流配送无人机，该物流配送无人机可应用在城市建筑上。其通过在无人机上安装吸盘及产生负压的机构，使无人机可以吸附在运送目标点附近的墙壁或窗户上，从而达到城市建筑中运送货物的目的。但该方式会使无人机增加大量的机构重量，降低了无人机的运载能力，且螺旋桨位置与墙壁的距离及螺旋桨移动造成重心与合力的作用点位置变化会使得无人机控制系统开发困难，可实现性差。

因此，需要对现有的无人机物流系统及方法进行改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种无人机物流送货系统及方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种无人机物流送货系统，包括，

无人机、挂载在无人机的货箱及用于抓取货箱的机械臂，所述货箱上设有示廓器；

无人机控制站，用于控制所述无人机携带货箱由物流末端集散点飞达指定配送地点；

信息采集设备，用于当无人机携带货箱到达指定送货地点上空时，通过包括但不限于视频画面、无线电波或激光信号等方式采集无人机的位置信息，并可根据货箱上的示廓器，采集货箱的形状尺寸信息；

分析控制系统，用于根据信息采集设备采集的无人机的位置信息，计算出货箱与机械臂的相对位置，并控制所述机械臂抓取所述货箱，以对所述货箱进行收取。

进一步的，所述货箱上还设有货物识别信息，根据所匹配的信息采集设备的形式，所述货物识别信息包括但不限于二维码、条形码、无线信号或激光信号，所述货物识别信息包含有货物的配送地点信息，用于所述信息采集设备识别所述货箱的配送地点信息，所述分析控制系统判断货箱的配送地点信息与无人机飞达的配送地点是否匹配，如果匹配，分析控制系统控制所述机械臂抓取所述货箱，以对所述货箱进行收取。

进一步的，所述分析控制系统，用于判断所述货箱的配送地点信息与无人机飞达的配送地点不匹配时，将货箱的配送地点信息发送回所述无人机控制站以调整配送航线。

进一步的，所述分析控制系统，还用于根据货箱的形状尺寸信息，控制机械臂以与货箱的尺寸相适配的收拢程度抓取货箱，以对所述货箱进行收取。

进一步的，所述无人机控制站，还用于控制所述无人机按照预定航线飞到指定配送地点悬停，以使所述信息采集设备可采集到无人机的位置信息及货箱的形状尺寸信息。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案为：一种无人机物流送货方法，包括，

无人机控制站控制无人机携带货箱由物流末端集散点飞达指定配送地点；

信息采集设备在无人机携带货箱到达指定送货地点上空时，采集无人机货箱的位置信息；

信息采集设备同时还根据货箱上的示廓器，采集货箱的形状尺寸信息；

分析控制系统根据信息采集设备采集的货箱的位置信息，计算出货箱与机械臂的相对位置，并控制所述机械臂抓取所述货箱，以对所述货箱进行收取。

进一步的，信息采集设备识别所述货箱的货物识别信息，以获取配送地点信息，所述分析控制系统判断货箱的配送地点信息与无人机飞达的配送地点是否匹配，如果匹配，分析控制系统控制所述机械臂抓取所述货箱，以对所述货箱进行收取。

进一步的，当所述分析控制系统判断所述货箱的配送地点信息与无人机飞达的配送地点不匹配时，将货箱的配送地点信息发送回所述无人机控制站以调整配送航线。

进一步的，所述分析控制系统根据货箱的形状尺寸信息，控制机械臂以与货箱的尺寸相适配的收拢程度抓取货箱，以对所述货箱进行收取。

进一步的，所述无人机控制站控制所述无人机按照预定航线飞到指定配送地点悬停，以使所述信息采集设备可采集到无人机的位置信息及货箱的形状尺寸信息。

本发明的有益效果在于：无人机控制站控制所述无人机携带货箱由物流末端集散点飞达指定配送地点；无人机与机械臂的相对位置通过控制机械臂移动来消除，即可在固定或移动的平台上对货箱进行收取；且信息采集设备可采集识别示廓器提供的货箱的形状尺寸信息，以使机械臂以与货箱的尺寸相适配的收拢程度抓取不同尺寸的货箱。

附图说明

下面结合附图详述本发明的具体结构。

图1为本发明一具体实施例中的无人机物流送货系统图；

图2为本发明一具体实施例中的传递路径示意图；

图3为本发明一具体实施例中的应用示意图；

图4为本发明一具体实施例中的机械臂示意图；

其中，1-机械臂、2-信息采集设备、3-示廓器、4-分析控制系统、5-无人机、6-无人机控制站、7-货箱、8-建筑、9-阳台、10-物流末端集散点、11-抓手。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

参阅图1-图4，一种无人机物流送货系统，包括，

无人机5、挂载在无人机5的货箱7及用于抓取货箱7的机械臂1，所述货箱7上设有示廓器3；

无人机控制站6，用于控制所述无人机5携带货箱7由物流末端集散点10飞达指定配送地点；

信息采集设备2，用于当无人机5携带货箱7到达指定送货地点上空时，通过包括但不限于视频画面、无线电波或激光信号等方式采集无人机5及货箱7的位置信息。同时根据货箱7上的示廓器3，采集货箱7的形状尺寸信息；

分析控制系统4，用于根据信息采集设备2采集的无人机5及货箱7的视频画面信息，解析画面计算出货箱7与机械臂1的相对位置，并控制所述机械臂1抓取所述货箱7，以对所述货箱7进行收取。

本技术方案中，机械臂1为四自由度的机械臂，机械臂1上设有抓手11，抓手11用于抓取货箱7，分析控制系统4能够控制抓手11的张开收拢程度。信息采集设备2与分析控制系统4电信号连接，分析控制系统与机械臂1电信号连接，无人机控制站6与分析控制系统4无线通讯连接，无人机控制站6与无人机5无线通讯连接；机械臂1可固定在城市建筑8的阳台9上；信息采集设备2为光学摄像机，光学摄像机固定在城市建筑8的墙上，光学摄像机的拍摄视野范围内没遮挡，可将拍摄画面实时传递给分析控制系统4。进一步的，光学摄像机的位置与机械臂1的固定位置相对固定，以便于每次收取货箱7时，可在同一套参考坐标系下计算机械臂1的移动轨迹。如果光学摄像机的固定位置与机械臂1的固定位置发生改变，则应调整分析控制系统4中的计算参考坐标系。分析控制系统4可接受光学摄像机实时传输的画面，通过画面分析无人机5及货箱7的位置，得到机械臂1与无人机5及货箱7的相对位置从而可以控制多自由度机械臂1以合适的速度、角度抓取货箱7。进一步的，无人机控制站6在收到分析控制系统4的操作信息后将对无人机5发出控制指令，无人机5根据指令，放开货箱7后返回物流末端集散点10，或者关停螺旋桨由机械臂1收取进行电池或燃油的补充。该技术方案通过机械臂1来收取货箱7，适用于城市建筑8环境的无人机物流送货方式。

实施例一

在一具体实施例中，所述货箱7上还设有货物识别信息，本实施例中使用的货物识别信息形式为二维码。所述二维码包含有货物的配送地点信息，用于所述信息采集设备2识别所述货箱7的配送地点信息，所述分析控制系统4判断货箱7的配送地点信息与无人机5飞达的配送地点是否匹配，如果匹配，分析控制系统4控制所述机械臂1抓取所述货箱7，以对所述货箱7进行收取。进一步的，分析控制系统4根据货箱7的形状尺寸信息，控制机械臂1以与货箱7的尺寸相适配的收拢程度抓取货箱7，以对所述货箱7进行收取。进一步的，所述货物识别信息还可以为条形码、无线信号或激光信号等，需在所述信息采集设备2上增加与信号形式匹配的模块如无线通讯链路、雷达等。

本实施例中，分析控制系统4还将通过光学摄像机拍摄到的画面来分辨无人机5上携带的货箱7上的有二维码或条形码，从而获知该货箱7的配送地点信息，并判断货箱7的配送地点信息与无人机5飞达的配送地点是否匹配，若匹配，则控制机械臂1以与货箱7的尺寸相适配的收拢程度抓取货箱7，以对所述货箱7进行收取，确保物流配送的准确性。

实施例二

在一具体实施例中，所述分析控制系统4，用于判断所述货箱7的配送地点信息与无人机5飞达的配送地点不匹配时，将货箱7的配送地点信息发送回所述无人机控制站6以调整配送航线。

本实施例中，当无人机5配送的地址有误时，无人机控制站6根据配送地点信息重新调整配送航线，并控制无人机5携带货箱7根据新的配送航线配送，确保物流配送的准确性。

实施例三

在一具体实施例中，所述无人机控制站6，还用于控制所述无人机5按照预定航线飞到指定配送地点悬停，以使所述信息采集设备2可采集到无人机5的位置信息及货箱7的形状尺寸信息。

本实施例中，无人机控制站6预先计算无人机5的配送航线，并控制无人机5携带货箱7按照预定的航线飞到指定的配送地点，当信息采集设备2采集到无人机5携带货箱7的画面后，分析控制系统4反馈相应的信号给无人机控制站6，无人机控制站6控制无人机5悬停，分析控制系统4根据无人机5悬停的位置，计算出货箱7相对于机械臂1固定点的相对距离，并识别出货箱7的形状尺寸。

参阅图1-图4，一种无人机物流送货方法，包括，

无人机控制站6控制无人机5携带货箱7由物流末端集散点10飞达指定配送地点；

信息采集设备2在无人机5携带货箱7到达指定送货地点上空时，采集无人机货箱7的位置信息；

信息采集设备2同时还根据货箱上的示廓器3，采集货箱7的形状尺寸信息；

分析控制系统4根据信息采集设备2采集的无人机5的位置信息，计算出货箱7与机械臂1的相对位置，并控制所述机械臂1抓取所述货箱7，以对所述货箱7进行收取。

实施例四

在一具体实施例中，信息采集设备2识别所述货箱7的二维码或条形码，以获取配送地点信息，所述分析控制系统4判断货箱7的配送地点信息与无人机5飞达的配送地点是否匹配，如果匹配，分析控制系统4控制所述机械臂1抓取所述货箱7，以对所述货箱7进行收取。进一步的，所述分析控制系统4根据货箱7的形状尺寸信息，控制机械臂1以与货箱7的尺寸相适配的收拢程度抓取货箱7，以对所述货箱7进行收取。

实施例五

在一具体实施例中，当所述分析控制系统4判断所述货箱7的配送地点信息与无人机5飞达的配送地点不匹配时，将货箱7的配送地点信息发送回所述无人机控制站6以调整配送航线。

实施例六

在一具体实施例中，所述无人机控制站6控制所述无人机5按照预定航线飞到指定配送地点悬停，以使所述信息采集设备2可采集到无人机5的位置信息及货箱7的形状尺寸信息。

本发明的系统的实施例包含方法实施例的全部内容，具有与方法实施例相同的技术效果，因此不再对此进行赘述。

本文给出的技术方案中关于多自由度机械臂的选用、信息采集设备类型与形式及示廓效果仅为优选示例，其能起到同样效果的任意组合形式均在本发明精神内。

此处第一、第二……只代表其名称的区分，不代表它们的重要程度和位置有什么不同。

此处，上、下、左、右、前、后只代表其相对位置而不表示其绝对位置。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种无人机物流送货系统，其特征在于：包括，

无人机、挂载在无人机的货箱及用于抓取货箱的机械臂，所述货箱上设有示廓器；

无人机控制站，用于控制所述无人机携带货箱由物流末端集散点飞达指定配送地点；

信息采集设备，用于当无人机携带货箱到达指定送货地点上空时，通过包括但不限于视频画面、无线电波或激光信号等方式采集无人机的位置信息采集无人机的位置信息，同时可根据货箱上的示廓器，采集货箱的形状尺寸信息；

分析控制系统，用于根据信息采集设备采集的无人机的位置信息，计算出货箱与机械臂的相对位置，并控制所述机械臂抓取所述货箱，以对所述货箱进行收取。

2.如权利要求1所述的无人机物流送货系统，其特征在于：所述货箱上还设有货物识别信息，根据所匹配的信息采集设备的形式，所述货物识别信息包括但不限于二维码、条形码、无线信号或激光信号,所述货物识别信息包含有货物的配送地点信息，用于所述信息采集设备识别所述货箱的配送地点信息，所述分析控制系统判断货箱的配送地点信息与无人机飞达的配送地点是否匹配，如果匹配，分析控制系统控制所述机械臂抓取所述货箱，以对所述货箱进行收取。

3.如权利要求2所述的无人机物流送货系统，其特征在于：所述分析控制系统,用于判断所述货箱的配送地点信息与无人机飞达的配送地点不匹配时，将货箱的配送地点信息发送回所述无人机控制站以调整配送航线。

4.如权利要求1所述的无人机物流送货系统，其特征在于：所述分析控制系统，还用于根据货箱的形状尺寸信息，控制机械臂以与货箱的尺寸相适配的收拢程度抓取货箱，以对所述货箱进行收取。

5.如权利要求1所述的无人机物流送货系统，其特征在于：所述无人机控制站，还用于控制所述无人机按照预定航线飞到指定配送地点悬停，以使所述信息采集设备可采集到无人机的位置信息及货箱的形状尺寸信息。

6.一种无人机物流送货方法，其特征在于：包括，

无人机控制站控制无人机携带货箱由物流末端集散点飞达指定配送地点；

信息采集设备在无人机携带货箱到达指定送货地点上空时，采集无人机及货箱的位置信息；

信息采集设备同时还根据货箱上的示廓器，采集货箱的形状尺寸信息；

分析控制系统根据信息采集设备采集的无人机的位置信息，计算出货箱与机械臂的相对位置，并控制所述机械臂抓取所述货箱，以对所述货箱进行收取。

7.如权利要求6所述的无人机物流送货方法，其特征在于：信息采集设备识别所述货箱的货物识别信息，以获取配送地点信息，所述分析控制系统判断货箱的配送地点信息与无人机飞达的配送地点是否匹配，如果匹配，分析控制系统控制所述机械臂抓取所述货箱，以对所述货箱进行收取。

8.如权利要求7所述的无人机物流送货方法，其特征在于：当所述分析控制系统判断所述货箱的配送地点信息与无人机飞达的配送地点不匹配时，将货箱的配送地点信息发送回所述无人机控制站以调整配送航线。

9.如权利要求6所述的无人机物流送货方法，其特征在于：所述分析控制系统根据货箱的形状尺寸信息，控制机械臂以与货箱的尺寸相适配的收拢程度抓取货箱，以对所述货箱进行收取。

10.如权利要求6所述的无人机物流送货方法，其特征在于：所述无人机控制站控制所述无人机按照预定航线飞到指定配送地点悬停，以使所述信息采集设备可采集到无人机的位置信息及货箱的形状尺寸信息。