CN111325514A

CN111325514A - 一种无人自主物品运输系统及方法

Info

Publication number: CN111325514A
Application number: CN202010232246.7A
Authority: CN
Inventors: 任伟; 何金玲; 冯家兴; 赵森; 王白岩
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2020-06-23

Abstract

本公开涉及一种无人自主物品运输系统及方法，其包括无人自主地面车辆、无人自主飞行器、终端收纳盒以及自主无人物流管理系统，所述无人自主地面车辆、无人自主飞行器、终端收纳盒以及自主无人物流管理系统通过网络通信连接。无人自主物流管理系统接收物品的订单信息，指示每个自主车辆执行一个或多个物品配送订单。自主车辆导航到源位置装载客户订购的物品，规划导航路线，确定中转位置，在中转位置处，物品从无人自主地面车辆转移到无人自主飞行器，无人自主飞行器停靠在终端收纳盒，完成物品的投递与回收，用户回到家中即可从终端收纳盒中取出物品，同时也可将取出物品后的循环利用物品包装再次放入终端收纳盒，待无人自主飞行器回收。

Description

一种无人自主物品运输系统及方法

技术领域

本发明涉及一种无人自主物品运输系统及方法，特别是指一种无人自主地面车辆与无人自主飞行器相组合的物品运输系统及方法。

背景技术

随着社会的发展，生活节奏加快，快递和外卖成了现在人们生活的一部分，外卖、快递等物品无接触配送是未来发展的趋势。随着电子商务的无处不在、无时不有的趋势，越来越多的消费者希望所买即所得，最终需要的是通过物流来推动实现。

目前，外卖、快递等物品的末端配送主要出在如下问题：1、外卖的迅猛发展加剧了塑料餐具的大量消耗，由此产生的垃圾如何处理成为社会亟待解决的难题；2、大量快递包裹回收循环利用实施难度大，见效甚微；3、外卖、快递配送时间受多重因素影响，尤其在“最后1公里”末端配送方案中体现最为严重；4、送货上门既是配送员的痛点，同时也是消费者的痛点，消费者可能由于工作不在家无法签收，还有就是快递员（包括快递车）进小区、进办公楼难。

为解决以上问题，市场上已有采用无人自主车辆代替人工配送的实现。

申请人为北京印刷学院，授权公告号为CN106541880B，名称为“一种智能运输装置"的发明专利；申请人为广东工业大学，授权公告号为CN106493084B，名称为“一种快递柜及具有该快递柜的快递运输存储系统"的发明专利；申请人为赵海，申请公布号CN105306500A，名称为“一种基于四轴飞行器的快递运输系统、快递运输方法及单目避障方法”的发明专利申请。

上述申请或者专利有些是提出了快递柜与智能运输车、无人机相结合的运输装置，提高偏远地区的快件配送效率；有些是采用了可停靠无人机的快递柜，实现货物装卸，存储，派件；有些是单独采用了四轴飞行器快递运输系统，实现快递的配送。但是，由于无人自主运输系统的运用方式依然不够成熟，目前尚未出现物品运输方案做到使客户足不出户且不需要客户参与即可实现物品的自主接收，以及物品包装的自主回收。

发明内容

为解决上述问题，本发明的一种无人自主物品运输系统及方法，提供一种可实现资源节约、绿色环保的物品运输生态系统。

本发明采用如下技术方案：

一种无人自主物品运输系统，包括用户端、终端收纳盒、无人自主地面车辆、无人自主飞行器以及自主无人物流管理系统，所述用户端、终端收纳盒、无人自主地面车辆、无人自主飞行器以及自主无人物流管理系统网络通信连接，所述终端收纳盒至少包括感应模块三和驱动终端收纳盒顶盖门开启与关闭的驱动机构三，所述无人自主飞行器设有感应模块二，当感应模块三与感应模块二连接成功则终端收纳盒的驱动机构三动作使终端收纳盒顶盖门开启，当感应模块三与感应模块二断开则驱动机构三动作使终端收纳盒顶盖门关闭。

具体地，所述用户端为通讯设备或网络通信客户端。

进一步地，无人自主地面车辆内设有中央处理器一、电源模块一、感应模块一、存储模块一、定位模块一、导航模块一、通信模块一、驱动车辆顶门开启及关闭的驱动机构一，所述电源模块一、感应模块一、存储模块一、定位模块一、导航模块一、通信模块一以及驱动车辆顶门开启及关闭的驱动机构一分别与中央处理器一连接，存储模块一内存储有用户订单信息和位置信息。

进一步地，无人自主飞行器内设有中央处理器二、电源模块二、感应模块二、存储模块二、定位模块、导航模块二、通信模块二、控制物品装卸的驱动机构，电源模块二、感应模块二、存储模块二、定位模块、导航模块二、通信模块二以及控制物品装卸的驱动机构分别与中央处理器二连接，存储模块二内存储有用户订单信息和位置信息。

进一步地，终端收纳盒内设有中央处理器三、电源模块三、感应模块三、存储模块三、定位模块三、通信模块三、驱动终端收纳盒顶盖门开启及关闭的驱动机构三，电源模块三、感应模块三、存储模块三、定位模块三、通信模块三以及驱动终端收纳盒顶盖门开启及关闭的驱动机构三分别与中央处理器三连接，存储模块三内存储有用户订单信息和位置信息。

进一步地，所述终端收纳盒内可存放多个物品。

进一步地，所述无人自主飞行器内设有多个存放物品的装置。

进一步地，所述自主无人物流管理系统为一台可处理订单信息的通信设备。

由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明首先利用无人自主车辆解决最后10-20公里范围内末端配送，然后利用无人自主飞行器解决最后50-500米范围内末端配送，使得无人自主飞行器最终停靠在终端收纳盒，完成物品的投递与回收，用户回到家中即可从终端收纳盒中取出物品，同时也可将取出物品后的循环利用物品包装再次放入终端收纳盒，（例如：当物品是外卖时，外卖餐具可以代替一次性塑料餐具，进行统一回收、消毒处理，节约资源、保护环境。）待无人自主飞行器回收。

2、本发明解决消费者白天工作或外出等一系列不在家的情况，导致物品无法签收，还有就是快递员（包括快递车）进小区、进办公楼难，代收点、快递柜寄存或消费者自己下楼取等物品的时效性痛点问题，本系统可以不受时间限制，24小时为用户提供配送服务，全程无人化作业、无接触化配送，顾客足不出户就可实现快递、外卖等物品的接收，同时做到物品包装（例如：快递包装、外卖餐具）便捷回收。

3、本发明体现了物流时效的“快”、“准”两个方面，满足消费者的按需服务，成为速度、智能、无处不在的无人自主物品运输系统。

附图说明

图1为本发明无人自主车辆的结构框图。

图2为本发明无人自主飞行器的结构框图。

图3为本发明终端收纳盒的结构框图。

图4为本发明无人自主物品运输系统城市场景示例性物品交付示意图。

图5为本发明无人自主物品运输系统农村场景示例性物品交付示意图。

图6为本发明接收物品流程示意图。

图7为本发明回收物品包装流程示意图。

具体实施方式

下面将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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。

本公开涉及一种无人自主物品运输系统使用两个自主车辆在源位置和目的地位置之间递送物品。例如，自主地面车辆可以将物品从源位置运输到中转位置，自主飞行器将物品从中转位置运输到目的地位置。无人自主物流管理系统接收一个或多个物品的订单信息，所述无人自主物流管理系统将指令发送到所确定的自主车辆（包括自主无人地面车辆和自主无人飞行器），指示每个自主车辆执行一个或多个物品配送订单。根据可用的自主车辆到达源位置的物理时间、自主车辆的剩余能量、运输容量等多个参数，无人物流管理系统确定最佳的自主车辆。中转位置可以是沿着源位置和目的地位置之间的导航路径的任何位置，使得物品的自主递送可以克服不同的障碍。无人自主飞行器可以与终端收纳盒进行网络通信，以接收对接规划中的辅助。无人自主地面车辆可以与无人自主飞行器进行网络通信，以接收导航路径规划中的辅助。在下面示例中，中转位置可以与目的地位置相邻，使得无人自主飞行器仅在短距离内运输物品。例如，物品要被递送到楼房阳台或楼房墙体上的终端收纳盒，自主地面车辆可以将物品从源位置运送到中转位置。然后，该物品从无人自主地面车辆转移到无人自主飞行器，无人自主飞行器可以在障碍物上方空中运输该物品，并将该物品递送到目的地位置的终端收纳盒。可以理解，可以存在任何数量和种类的障碍物，这些障碍物会妨碍无人自主地面车辆通过，而不妨碍无人自主飞行器通过。因此，可以使用无人自主地面车辆和无人自主飞行器的组合来完成物品从源位置到目的地位置的运输。

在参考图1中，无人自主地面车辆10内设有中央处理器一101、电源模块一102、感应模块一103、存储模块一104、定位模块一105、导航模块一106、通信模块一107、驱动车辆顶门开启及关闭的驱动机构一108，电源模块一102、感应模块一103、存储模块一104、定位模块一105、导航模块一106、通信模块一107以及驱动车辆顶门开启及关闭的驱动机构一108分别与中央处理器一101连接，存储模块一104内存储有用户订单信息和位置信息。

在参考图2中，无人自主飞行器20内设有中央处理器二201、电源模块二202、感应模块二203、存储模块二204、定位模块205、导航模块二206、通信模块二207、控制物品装卸的驱动机构208，电源模块二202、感应模块二203、存储模块二204、定位模块205、导航模块二206、通信模块二207以及控制物品装卸的驱动机构208分别与中央处理器二201连接，存储模块二204内存储有用户订单信息和位置信息。

在参照图3中，终端收纳盒30内设有中央处理器三301、电源模块三302、感应模块三303、存储模块三304、定位模块三305、通信模块三306、驱动其开启及关闭的驱动机构三307，电源模块三302、感应模块三303、存储模块三304、定位模块三305、通信模块三306以及驱动其开启及关闭的驱动机构三307分别与中央处理器三301连接，存储模块三304内存储有用户订单信息和位置信息。

在参照图4、5中，无人自主物流管理系统130选择的是自主无人地面车辆 10和自主无人飞行器20，导航到所述物品40的源位置 100 （例如，与电子商务市场相关联的物品中转中心），装载所述物品40，并启动沿着导航路径进行所述物品40运输。在运输到中转位置110的过程中，无人自主飞行器20通过机器手或其他装卸机构从所述无人自主地面车辆10装载要转运的所述物品40，在所述无人自主地面车辆10到达所述中转位置 110 ，所述无人自主飞行器20从所述无人自主地面车辆10内起飞，沿着导航路径并越过障碍物运输物品到目的地位置30。障碍物包括楼梯，栅栏，路缘石，水体，交通，拥堵，垂直距离，或不能由所述无人自主地面车辆10导航通过的其它障碍物。相比而言，所述自主无人飞行器20具有空中运输所述物品40通过障碍物的能力。所述中转位置 110被指定为阻碍所述无人自主地面车辆 10通行的邻近目的地的任意地理位置，所述无人自主飞行器 20 只需从中转位置将所述物品40运输到终端收纳盒30。所述目的地位置 30 （可由客户指定），所述无人自主飞行器20短距离运输所述物品40可以节约能量的消耗，减少空中运输产生的噪声，提高配送效率。所述无人自主无人飞行器20可以载有一个或多个所述物品40，所述无人自主地面车辆10将一个小区或距离在一定范围内的物品一次性装入所述自主无人飞行器20中，所述自主无人飞行器20进行多件所述物品40不间断派送，提高派送效率。

实施例一

参考图6，一种无人自主物品运输系统客户接收物品方法，包括以下步骤：

1、客户从电子商务网站订购了物品，该物品可以被存储在一个中转中心（源位置）中，并且目的地位置可以由客户指定作为购买该物品的一部分，例如，客户可以选择将物品递送到任何目的地位置，包括但不限于住宅，商业位置，地理坐标。

2、自主无人物流管理系统通过网络通信向自主车辆发送指令，用于指示自主车辆导航到源位置装载客户订购的物品。

3、规划源位置和目的地位置之间的导航路线。在确定导航路线时，确定沿着导航路线的一个或多个障碍物，。

4、基于所确定的障碍物，确定沿着所述路线的中转位置，中转位置是位于源位置和目的地位置之间的任意位置。在中转位置处，无人自主地面车辆的物品被转移到将运输物品通过障碍物的无人自主飞行器上。

5、无人自主飞行器与物品一起从中转位置导航经过障碍物，导航到目的地位置处的终端收纳盒，无人自主飞行器将物品卸载到终端收纳盒来完成物品的配送。

6、无人自主飞行器返回到停放在中转位置处的无人自主地面车辆内。

7、无人自主地面车辆启动下一个任务。

实施例二

参考图7，一种无人自主物品运输系统客户回收物品包装方法，包括以下步骤：

1、客户将物品从物品包装中取出后，将物品包装放入终端收纳盒中，终端收纳盒生成回收订单。

2、无人物流管理系统通过网络通信向自主车辆发送指令调用无人自主车辆前往目的地终端收纳盒回收物品包装。

3、无人自主地面车辆规划源位置和目的地位置之间的导航路线。在确定导航路线时，确定沿着导航路线的一个或多个障碍物，并确定中转位置。

4、基于所确定的障碍物，确定沿着所述路线的中转位置，中转位置是位于源位置和目的地位置之间的任意位置。在中转位置处，无人自主飞行器停靠在终端收纳盒，装载物品包装。

5、无人自主飞行器返回到停放在中转位置处的无人自主地面车辆内。

6、无人自主地面车辆开启下一个任务。

Claims

1.一种无人自主物品运输系统及方法，其包括：其包括终端收纳盒、无人自主地面车辆、无人自主飞行器以及自主无人物流管理系统；

其特征在于，无人自主物流管理系统接收一个或多个物品的订单信息，所述无人自主物流管理系统将指令发送到所确定的自主车辆，指示每个自主车辆执行一个或多个物品配送订单，自主车辆导航到源位置装载客户订购的物品，规划导航路线，确定中转位置，在中转位置处，物品从无人自主地面车辆转移到无人自主飞行器，无人自主飞行器可以在障碍物上方空中运输该物品，最终无人自主飞行器停靠在终端收纳盒完成物品的投递与回收，用户回到家中即可从终端收纳盒中取出物品，同时也可将取出物品后的循环利用物品包装再次放入终端收纳盒，待无人自主飞行器回收。

2.根据权利要求1所述的无人自主物品运输系统及方法，其特征在于，

源位置可以是适于接收、存储处理和/或分发物品的任何设施；

中转位置可以是沿着源位置和目的地位置之间的导航路径的任何位置，使得物品的自主递送可以克服不同的障碍。

3.根据权利要求1所述的无人自主物品运输系统及方法，其特征在于，

终端收纳盒可以安装固定在包括但不限于住宅，商业位置，地理坐标。

4.例如，在城市楼房中，终端收纳盒或者是安装在住宅楼房阳台，或者是安装在位于窗户附近区域且向外具有空旷空间的墙体；在农村住宅中，终端收纳盒或者是安装在住宅房屋向外具有空旷空间的墙体上，或者是安装在庭院内不影响无人自主飞行器停落的任何位置。

5.根据权利要求1所述的无人自主物品运输系统及方法，其特征在于，

自主无人物流管理系统拥有一个或多个服务器和一个或多个处理器，可操作具有一个或多个用户界面的一个或多个订单处理的软件应用和/或通信系统；无人自主地面车辆可以是任何类型或形式的自供电车辆，其能够被编程或以其它方式配置用于自主行进，以进一步执行一个或多个任务或操作。

6.根据权利要求1所述的无人自主物品运输系统及方法，其特征在于，

无人自主飞行器可以是任何类型或形式的自供电飞行器，其能够被编程或以其它方式配置用于自主行进，以进一步执行一个或多个任务或操作。

7.根据权利要求1所述的无人自主物品运输系统及方法，其特征在于，还包括，

无人自主地面车辆内设有中央处理器一、电源模块一、感应模块一、存储模块一、定位模块一、导航模块一、通信模块一、驱动车辆顶门开启及关闭的驱动机构一，所述电源模块一、感应模块一、存储模块一、定位模块一、导航模块一、通信模块一以及驱动车辆顶门开启及关闭的驱动机构一分别与中央处理器一连接，存储模块一内存储有用户订单信息和位置信息。

8.根据权利要求1所述的无人自主物品运输系统及方法，其特征在于，还包括，

无人自主飞行器内设有中央处理器二、电源模块二、感应模块二、存储模块二、定位模块、导航模块二、通信模块二、控制物品装卸的驱动机构，电源模块二、感应模块二、存储模块二、定位模块、导航模块二、通信模块二以及控制物品装卸的驱动机构分别与中央处理器二连接，存储模块二内存储有用户订单信息和位置信息。

9.根据权利要求1所述的无人自主物品运输系统及方法，其特征在于，还包括，

终端收纳盒内设有中央处理器三、电源模块三、感应模块三、存储模块三、定位模块三、通信模块三、驱动终端收纳盒顶盖门开启及关闭的驱动机构三，电源模块三、感应模块三、存储模块三、定位模块三、通信模块三以及驱动终端收纳盒顶盖门开启及关闭的驱动机构三分别与中央处理器三连接，存储模块三内存储有用户订单信息和位置信息。