CN110111060A - 一种无人机货物运送系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人机货物运送系统，包括：无人机，无人机用于运送货物，无人机上设置控制模块，控制模块包括信号发射单元和信号接收单元；货物集散地，货物集散地设置在楼房的顶部，货物集散地包括货物运送处和货物接收处，货物接收处设置有第一控制模块，控制模块分别与第一感应单元、第一信号发射单元和第二信号发射单元电性连接，第一信号发射单元和第二信号发射单元分别能够与信号接收单元电性连接；货物运送处设置有第二控制模块，第二控制模块分别与第二感应单元、第三信号发射单元和第二信号发射单元电性连接，第三信号发射单元和第二信号发射单元能够与信号接收单元电性连接；后台服务器，后台服务器用于控制无人机的飞行。

Description

一种无人机货物运送系统及其方法

技术领域

本发明涉及无人机领域，具体涉及一种无人机货物运送系统及其方法。

背景技术

根据同城快递邮件的时限及当前市场情况，它的要求较之其他快递邮件的要求要高得多，主要是：快捷性、安全性、灵活性、低成本。因此，现实运行操作就需要一种高效、低廉的模式，以适应市场需求。在同城快递的运送中，很多顾客需要非常快的速度，要求在1~2小时内送达，而在规定的时间内送不到，快递公司可以免收快递费， 会造成快递公司运营成本的上升，很多快递公司，为了实现这种同城快递的需求，会将快递价格定的高些。

目前，随着无人机技术的日趋成熟，在运输领域已经出现通过无人机进行简单的货物传送。使用无人机进行同城快递，能够有效减少快递公司的运营成本，同时，能够有效减少路上因为堵车等问题而衍生的超时问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种无人机货物运送系统及其方法，应用无人机实现同城快递之间的送达服务，实现同城快递的快捷性、安全性、灵活性和低成本。

为了完成上述目的，本发明提供了一种无人机货物运送系统，包括：

多个无人机，无人机用于运送货物，无人机上设置控制模块，控制模块包括信号发射单元和信号接收单元；

多个货物集散地，货物集散地设置在楼房的顶部，货物集散地包括货物运送处和货物接收处，货物接收处设置有第一控制模块，控制模块分别与第一感应单元、第一信号发射单元和第二信号发射单元电性连接，第一信号发射单元和第二信号发射单元分别能够与信号接收单元电性连接；货物运送处设置有第二控制模块，第二控制模块分别与第二感应单元、第三信号发射单元和第二信号发射单元电性连接，第三信号发射单元和第二信号发射单元能够与信号接收单元电性连接；

后台服务器，后台服务器分别与控制模块、第一信号发射单元和第三信号发射单元电性连接，后台服务器内还设置有路径规划单元，路径规划单元用于对货物的运送路径进行规划以形成第一次路径信息，并将第一次路径信息发送到无人机的控制单元。

优选的，信号发射单元包括定位单元，定位单元用于定位无人机的位置。

优选的，信号接收单元包括第一信号接收单元和第二信号接收单元，第一信号接收单元用于接收后台服务器、第一信号发射单元和第三信号发射单元的信息，第二信号接收单元用于接收第二信号发射单元的信息。

进一步优选的，第二信号接收单元为三个，且这些第二信号接收单元分布成三角形；货物运送处的第二信号发射单元为三个，且与第二信号接收单元相对应；货物接收处的第二信号发射单元为三个，且与第二信号接收单元相对应。

同时本发明提供一种无人机货物运送方法，包括以下步骤：

S1：将打包好的货物放置在货物运送处，第二感应模块感应到货物后，向第二控制模块发出信号，第二控制模块控制第三信号发射单元发出信号；

S2：后台服务器接收第三信号发射单元发出的信号后，形成任务信息，后台服务器根据货物信息进行规划路径信息，后台服务器将任务信息和规划路径信息发送到无人机的信号接收单元；

S3：无人机接收到任务信息后，到达货物所在的货物集散地，信号接收单元接收第三信号发射单元发出的信号，到达货物运送处提取货物，并且在提取货物后生成提取信息，无人机将提取信息发送到后台服务器，后台服务器记录提取信息；

S4：无人机根据规划路径信息运送货物；

S5：无人机到达指定的货物集散地，货物接收处的第一信号发射单元发出信息，与无人机的信号接收单元连接，无人机将货物放置在该处货物集散地处的货物接收处；

S6：完成一次无人机送货任务。

优选的，信号接收单元包括第一信号接收单元和第二信号接收单元，步骤S2还包括以下步骤：

S21：后台服务器在接收到任务信息后，则进行检索货物所在地的闲置无人机，将任务信息发送到该无人机的第一信号接收单元；

S22：如果在步骤S21中未检索到无人机，则检索目的地是货物所在地的无人机，将该任务信息发送到该无人机的第一信号接收单元；

S23：如果在步骤S22中未检索到无人机，则检索货物所在地附近的闲置无人机，将该任务信息发送到该无人机的第一信号接收单元；

S24：如果为检索到步骤S23中的无人机，则重新按照步骤S21、S22、S23进行检索。

进一步优选的，步骤S3中还包括以下步骤：

S31：第三信号发射单元与无人机的第一信号接收单元连接，导引无人机到达货物运送处；

S32：货物运送处的第二信号发射单元与无人机的第二信号接收单元连接，且无人机上的三个第二信号接收单元与货物运送处的三个第二信号发射单元能够相对应连接，从而调整无人机的位置和飞行方向；

S33：无人机直接下落提取货物。

更进一步优选的，步骤S5中还包括以下步骤：

S51：第一信号发射单元与无人机的第一信号接收单元连接，导引无人机到达货物接收处；

S52：货物接收处的第二信号发射单元与无人机的第二信号接收单元连接，且无人机上的三个第二信号接收单元与货物接收处的三个第二信号发射单元能够一一对应玲姐，从而调整无人机的位置和飞行方向；

S53：无人机将货物放置到货物接收处。

本发明的有益效果为：本发明通过无人机的运输实现同城快递的便捷性，解决了因为城市拥堵而造成超时问题。同时，本发明后台服务器控制无人机的飞行，无人机自动装卸货物，节省了人力和运营成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的无人机货物运输系统的工作示意图。

图2是本发明的无人机货物运输系统的货物集散地的示意图。

图3是本发明的无人机货物运输系统的无人机接收货物的示意图。

图4是本发明的无人机货物运输系统的另一实施例的篮筐的示意图。

图5是图4中的篮筐与无人机的接合示意图。

附图标记说明

货物集散地：A（包括A1、A2、A3、A4、A5）

无人机：B（包括B1、B2、B3）

后台服务器：C

h1、h2、h3：高度

1、楼顶；100、货物接收处；110、第一信号发射单元；

120、第二信号发射单元；

200、货物提取处；210、第三信号发射单元；

310、第一信号接收单元；320、第二信号接收单元；

400、篮筐；410、外壳；411、开口；420、滚轮；421、轮片；

422、滚轴。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本实施例提供了一种无人机货物运送系统，包括多个无人机B、多个货物集散地A和后台服务器C，无人机B、货物集散地A均与后台服务器C通过信号系统电性连接。在本实施例中，无人机B用于运送货物，无人机B上设置控制模块（图中未示出），控制模块包括信号发射单元（图中未示出）和信号接收单元（图中未示出）。在本实施例中，货物集散地A设置在楼房的顶部，即楼顶1，因为在现代的城市生活中，土地资源日益稀缺，同时，在城市中高楼林立，如果占用空地，无疑会增加运营成本，同时，在高楼林立的环境中，也不利于无人机的飞行，因此，将货物集散地A设置在楼顶1。如图2所示，货物集散地A包括货物运送处200和货物接收处100，货物接收处100设置有第一控制模块，第一控制模块分别与第一感应单元（图中未示出）、第一信号发射单元110和第二信号发射单元120电性连接，同时，第一信号发射单元110和第二信号发射单元120分别与无人机B信号接收单元电性连接；货物运送处200设置有第二控制单元，第二控制单元分别与第二感应单元、第三信号发射单元210和第二信号发射单元120电性连接，同时，第三信号发射单元210和第二信号发射单元120与无人机的信号接收单元电性连接。本实施例中，后台服务器C分别与控制模块、第一信号发射单元110和第三信号发射单元210电性连接，后台服务器C内还设置有路径规划单元（图中未示出），路径规划单元用于对货物的运送路径进行规划以形成第一次路径信息，并将第一次路径信息发送到无人机的控制单元。路径规划时，需要将地图信息预先存储到后台服务器C中，因为在现代城市中，有的楼房的高度超过了无人机的飞行高度，需要预先闪避开这种楼房，一防止撞机事件。

在本实施例中，信号发射单元包括定位单元（图中未示出），定位单元用于定位无人机的位置，信号发射单元不断向后台服务器C发送无人机B位置信息，以便操作人员能够实时掌控无人机B的具体位置。

在本实施例中，如图3所示，信号接收单元包括第一信号接收单元310和第二信号接收单元320，第一信号接收单元310用于接收后台服务器C、第一信号发射单元110和第三信号发射单元210的信息，第二信号接收单元320用于接收第二信号发射单元120的信息。另外，在本实施例中，无人机B上的第二信号接收单元320为三个，且这些第二信号接收单元320在无人机B上呈三角形分布，分别位于三角形的顶点；货物运送处200的第二信号发射单元120为三个，且与第二信号接收单元320相对应；货物接收处100的第二信号发射单元120为三个，且与第二信号接收单元320相对应。无人机在提取或放下货物时，需要将无人机B上的三个第二信号接收单元320与货物运送处200或者货物接收处100处的第二信号发射单元120分别一一对应，这样就使得无人机B与货物接收处100或者货物运送处200相平行，接着，无人机B直接下落即可完成货物的自动装卸。在本实施例中，第一信号发射单元110和第三信号发射单元210的作用是引导无人机B，即，第一信号发射单元110用于引导无人机B飞到货物接收处100，第二信号发射单元210用于引导无人机B飞到货物运送处200。当无人机B飞到货物接收处100或者货物运送处200时，货物接收处100或者货物运送处200的第三信号发射单元120，将与无人机B上的第二信号接收单元320连接，同时，三个第二信号接收单元320分别测量距离货物接收处100或者货物运送处200的高度，使得三个第二信号接收单元320所测的高度大致相同（如图3所示，h1、h2、h3的高度相同），从而使得无人机B的底部与货物接收处100或者货物运送处200所在的平面平行。另外，在本实施例中，第三信号发射单元120排列方式为非等边三角形，使得每次无人机B飞到货物接收处100或者货物运送处200上空时，无人机的机头始终处于一个方向，即，无人机的机头处于三角形的顶点处相连接，无人机的左侧处的第二信号接收单元320与货物接收处100或者货物运送处200的左侧的第三信号发射单元120连接，无人机右侧的第二信号接收单元320与货物接收处100或者货物运送处200的左侧的第三信号发射单元120连接，使得无人机始终是这一种连接方式。而如果是等边三角形，则由多种连接方式，并不能保证无人机的机头每次都能朝向一个方向，而这样设计便于自动化操作，使得篮筐放置固定地点，便于工作人员的操作，同时也便于无人机提取篮筐。在本实施例中，需要将货物预先放置在篮筐中，篮筐可以与无人机B通过吸盘相连接。或者，将货物预先放置在篮筐中，篮筐与无人机B通过把手连接，当无人机B调整好位置和方向后，无人机B直接下降，将把手挂在无人机B上。

具体的，在本实施例中，信号发射单元和信号接收单元为无线发送装置和无线接收装置，第三信号发射单元120和第二信号接收单元320相互配合形成红外线测距仪，例如，第三信号发射单元120为红外线发射管，第二信号接收单元320为红外线接收二极管。第一信号发射单元110、第二信号发射单元210与无人机B之间利用信号引导装置的发射和接收（第一信号发射单元110、第二信号发射单元210发射信号，无人机B接收信号），将无人机B引导向相应的地方移动。

同时，本发明提供一种无人机货物运送方法，包括以下步骤：

S1：将打包好的货物放置在货物运送200处，第三信号发射单元210发出任务信息；在此步骤中，当货物放置到货物运送处设置后，第二感应单元感应到货物后，向第二控制模块发射信息，而第二控制模块又控制第三信号发射单元向后台服务器发送信号。

S2：后台服务器C接收第三信号发射单元210发出的任务信息后，后台服务器C根据货物信息进行规划路径信息，后台服务器C将任务信息和规划路径信息发送到无人机的信号接收单元。例如，后台服务器C接收第三信号发射单元210发出的信息后，根据货物所在地和目的地的信息，从而提供第一次路径规划信息，从而规避路途中的高楼。在实际操作中，由于超过无人机飞行高度的高楼很少，因此，往往无人机都是采取直线飞行。

S3：无人机C接收到任务信息后，到达货物所在的货物集散地A，信号接收单元接收第三信号发射单元210发出的信号，到达货物运送处200提取货物，并且在提取货物后生成提取信息，无人机B将提取信息发送到后台服务器C，后台服务器C记录提取信息。

S4：无人机B根据步骤S2中的规划路径信息运送货物。

S5：无人机B到达指定的货物集散地A，货物接收处100的第一信号发射单元110发出信息，与无人机B的信号接收单元连接，无人机B将货物放置在该处货物集散地处的货物接收处100。

S6：完成一次无人机送货任务。

在本实施例中，信号接收单元包括第一信号接收单元310和第二信号接收单元320，步骤S2还包括以下步骤：

S21：后台服务器在接收到任务信息后，则进行检索货物所在地的闲置无人机，将任务信息发送到该无人机B的第一信号接收单元310；

S22：如果在步骤S21中未检索到无人机，则检索目的地的货物所在地的无人机，将该任务信息发送到该无人机B的第一信号接收单元310；

S23：如果在步骤S22中未检索到无人机，则检索货物所在地附近的闲置无人机，将该任务信息发送到该无人机B的第一信号接收单元310；

S24：如果未检索到步骤S23中的无人机，则重新按照步骤S21、S22、S23进行检索。

进一步的在本实施例中，步骤S3中还包括以下步骤：

S31：第三信号发射单元210与无人机B的第一信号接收单元310连接，导引无人机到达货物运送处，即，在本实施例中，第三信号发射单元210是起到引导无人机B的作用，使得无人机B能够直接到达货物运送处。

S32：货物运送处200的第二信号发射单元120与无人机B的第二信号接收单元320连接，且无人机B上的三个第二信号接收单元320与货物运送处200的三个第二信号发射单元120能够相对应连接，从而调整无人机的位置和飞行方向；具体的，在本实施例中，第二信号发射单元120为红外线定位装置，第二信号接收单元320为红外线接收装置，红外线定位装置与红外线接收装置相互配合，可以有效的定位无人机B的位置和高度，而采用三个红外线定位装置，又可以更加具体的无人机B的位置，即，使得每次无人机在货物接收处100或者货物运送处200时，无人机的机头始终保持一个方向，这样，在装卸货物时，操作人员只需使得篮筐始终位于同一个位置，即可使得无人机可以自动完成装卸。

S33：无人机直接下落提取货物。

更进一步的，在本实施例中，步骤S5中还包括以下步骤：

S51：第一信号发射单元110与无人机的第一信号接收单元310连接，导引无人机到达货物接收处；第一信号发射单元110与第三信号单设单元210的作用相同，都是用于引导无人机B的飞行。

S52：货物接收处100的第二信号发射单元120与无人机的第二信号接收单元320连接，且无人机上B的三个第二信号接收单元与货物接收处的三个第二信号发射单元能够一一对应，从而调整无人机的位置和飞行方向；货物接收处100的工作原理与货物运送处的工作原理类似，不再赘述。

S53：无人机将货物放置到货物接收处。

在本实施例中，货物接收处包括输送通道和输送平台，输送通道用于连接楼顶与楼房内部，输送平台用于输送货物，且输送平台沿着输送通道运动，将货物从楼顶运送到屋内。这样，当无人机将货物放置到输送平台上后，输送平台上的感应装置感应到货物后，输送平台开始运动，将货物输送到屋内，节省了劳力，使得工作人员无需到楼顶取货物。

在本实施例中，货物运送处的结构和货物接收处的结构相同，只是货物运送处的输送平台的作用是将屋内的货物运送到楼顶上，使得无人机直接提取货物即可。

另外，在其他实施方式中，在无人机的底部设置有机械手，机械手与无人机的控制系统连接，在篮筐上设置有握把，通过机械手抓取握把从而提取货物。

或者，在其他的实施例中，如图4和图5所示，篮筐400包括外壳410和滚轮420，滚轮420设置在外壳410内，在外壳410上设置有开口411，滚轮420包括滚轴422和轮片421，在滚轴422上安装旋转电机（图中未示出），旋转电机带动整个滚轮420在外壳410内转动。轮片421将外壳410内部分隔成多个隔间。在使用时，将货物分别放置在不同的隔间内，并将每个隔间标记上标号，例如，隔间1、隔间2等，并且将不同的目的地的货物放置在不同的隔间内，将每个隔间的货物所到达的目的地传输到后台服务器，然后，后台服务器根据隔间的旋转顺序规划出一条线路，具体的，例如，放置货物顺序为：隔间1（目的地a）-隔间2（目的地b）-隔间3（目的地c），货物掉落顺序（即隔间旋转顺序）为隔间1-隔间2-隔间3，则后台服务器根据隔间的旋转顺序规划线路，则根据不同的隔间的。在到达不同的目的地的时候，无人机通过控制旋转电机旋转，使得隔间内的货物通过开口处掉落。在到达最后的目的地时，篮筐将货物放出后，无人机则将篮筐放置到此处的目的地，而后装载装有货物的篮筐。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种无人机货物运送系统，其特征在于，包括：

多个无人机，所述无人机用于运送货物，所述无人机上设置控制模块，所述控制模块包括信号发射单元和信号接收单元；

多个货物集散地，所述货物集散地设置在楼房的顶部，所述货物集散地包括货物运送处和货物接收处，所述货物接收处设置有第一控制模块，所述控制模块分别与第一感应单元、第一信号发射单元和第二信号发射单元电性连接，所述第一信号发射单元和所述第二信号发射单元分别能够与所述信号接收单元电性连接；所述货物运送处设置有第二控制模块，所述第二控制模块分别与第二感应单元、第三信号发射单元和第二信号发射单元电性连接，所述第三信号发射单元和第二信号发射单元能够与所述信号接收单元电性连接；

后台服务器，所述后台服务器分别与所述控制模块、所述第一信号发射单元和所述第三信号发射单元电性连接，所述后台服务器内还设置有路径规划单元，所述路径规划单元用于对货物的运送路径进行规划以形成第一次路径信息，并将所述第一次路径信息发送到无人机的控制单元。

2.根据权利要求1所述的无人机货物运送系统，其特征在于，所述信号发射单元包括定位单元，所述定位单元用于定位所述无人机的位置。

3.根据权利要求1所述的无人机货物运送系统，其特征在于，所述信号接收单元包括第一信号接收单元和第二信号接收单元，所述第一信号接收单元用于接收所述后台服务器、所述第一信号发射单元和所述第三信号发射单元的信息，所述第二信号接收单元用于接收所述第二信号发射单元的信息。

4.根据权利要求3所述的无人机货物运送系统，其特征在于，所述第二信号接收单元为三个，且这些第二信号接收单元分布成三角形；所述货物运送处的第二信号发射单元为三个，且与所述第二信号接收单元相对应；所述货物接收处的第二信号发射单元为三个，且与所述第二信号接收单元相对应。

5.一种无人机货物运送方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将打包好的货物放置在货物运送处，第二感应模块感应到货物后，向第二控制模块发出信号，第二控制模块控制第三信号发射单元发出信号；

S2：后台服务器接收第三信号发射单元发出的信号后，形成任务信息，所述后台服务器根据货物信息进行规划路径信息，所述后台服务器将所述任务信息和规划路径信息发送到无人机的信号接收单元；

S3：所述无人机接收到任务信息后，到达货物所在的货物集散地，信号接收单元接收第三信号发射单元发出的信号，到达货物运送处提取货物，并且在提取货物后生成提取信息，所述无人机将所述提取信息发送到所述后台服务器，所述后台服务器记录所述提取信息；

S4：所述无人机根据所述规划路径信息运送货物；

S5：所述无人机到达指定的货物集散地，所述货物接收处的第一信号发射单元发出信息，与所述无人机的信号接收单元连接，所述无人机将货物放置在该处货物集散地处的货物接收处；

S6：完成一次无人机送货任务。

6.根据权利要求5所述的无人机货物运送方法，其特征在于，所述信号接收单元包括第一信号接收单元和第二信号接收单元，所述步骤S2还包括以下步骤：

S21：所述后台服务器在接收到所述任务信息后，则进行检索货物所在地的闲置无人机，将任务信息发送到该无人机的所述第一信号接收单元；

S22：如果在步骤S21中未检索到无人机，则检索目的地是所述货物所在地的无人机，将该任务信息发送到该无人机的所述第一信号接收单元；

S23：如果在步骤S22中未检索到无人机，则检索货物所在地附近的闲置无人机，将该任务信息发送到该无人机的所述第一信号接收单元；

S24：如果为检索到步骤S23中的无人机，则重新按照步骤S21、S22、S23进行检索。

7.根据权利要求6所述的无人机货物运送方法，其特征在于，所述步骤S3中还包括以下步骤：

S31：所述第三信号发射单元与所述无人机的第一信号接收单元连接，导引所述无人机到达货物运送处；

S32：所述货物运送处的第二信号发射单元与所述无人机的第二信号接收单元连接，且所述无人机上的三个第二信号接收单元与所述货物运送处的三个第二信号发射单元能够相对应连接，从而调整所述无人机的位置和飞行方向；

S33：所述无人机直接下落提取货物。

8.根据权利要求7所述的无人机货物运送方法，其特征在于，所述步骤S5中还包括以下步骤：

S51：所述第一信号发射单元与所述无人机的第一信号接收单元连接，导引所述无人机到达货物接收处；

S52：所述货物接收处的第二信号发射单元与所述无人机的第二信号接收单元连接，且所述无人机上的三个第二信号接收单元与所述货物接收处的三个第二信号发射单元能够一一对应玲姐，从而调整所述无人机的位置和飞行方向；

S53：所述无人机将货物放置到货物接收处。