CN112268267B - 一种可用作无人机中转站的智慧路灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可用作无人机中转站的智慧路灯及其使用方法，该智慧路灯包括灯杆本体；智慧路灯还包括无人机停靠棚、指引组件；无人机停靠棚包括平台、两组挡臂、第一驱动组件；平台、第一驱动组件以及灯杆本体，三者固连成一体；指引组件包括主板、摄像头、风速传感器；摄像头和风速传感器，均与主板电连接并受其控制；主板包括处理摄像头所上传数据及风速传感器所上传数据的CPU、用于确定无人机停靠棚所在位置的GPS模块、接收无人机停靠请求的无线通讯模块；无线通讯模块，还用于向无人机发送无人机停靠棚所在位置以及CPU所得处理数据；改进后的路灯更为智能，功能更为多样，可以为无人机提供停靠指引，还可以为无人机提供庇护。

Description

一种可用作无人机中转站的智慧路灯

技术领域

本发明涉及路灯技术领域，更具体地说，涉及一种可用作无人机中转站的智慧路灯及其使用方法。

背景技术

路灯是为道路提供照明的灯具。目前的路灯无法为无人机提供中转服务，

功能较为单一。因此，仍需对路灯结构做改进，以解决前述不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可用作无人机中转站的智慧路灯，以及一种智慧路灯的使用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一方面，提供了一种可用作无人机中转站的智慧路灯，包括灯杆本体；其中，所述智慧路灯还包括位于所述灯杆本体的外侧的无人机停靠棚、为无人机停靠在所述无人机停靠棚上提供指引的指引组件；

所述无人机停靠棚包括供无人机水平降落的平台、配合遮挡所述平台上所停靠无人机的两组挡臂、驱动两组所述挡臂合拢或张开的第一驱动组件；所述平台、所述第一驱动组件以及所述灯杆本体，三者固连成一体；

所述指引组件包括设于所述灯杆本体的内部的主板、用于拍摄道路画面的摄像头、用于检测道路风速的风速传感器；所述摄像头和所述风速传感器，均与所述主板电连接并受其控制；所述主板包括处理所述摄像头所上传数据及所述风速传感器所上传数据的CPU、用于确定所述无人机停靠棚所在位置的GPS模块、接收无人机停靠请求的无线通讯模块；所述无线通讯模块，还用于向无人机发送所述无人机停靠棚所在位置以及所述CPU所得处理数据。

另一方面，提供了一种智慧路灯的使用方法，基于上述的一种可用作无人机中转站的智慧路灯，其中，包括如下步骤：

接收无人机所发送的停靠请求；

接收停靠请求后，摄像头、风速传感器、GPS模块分别向CPU传送当前所摄图像、检测数据、无人机停靠棚所在位置；

CPU分析当前路段的人流量和车流量、无人机停靠棚与无人机距离，根据人流量、车流量、风力、无人机停靠棚与无人机距离以及预设的计算方式输出指引数据；

无线通讯模块将指引数据和无人机停靠棚所在位置传送给无人机；

无线通讯模块接收到无人机确认停靠的信号后，CPU根据摄像头所摄图像分析当前天气；若为雨天或大风天气时，驱动两组挡臂合拢；否则，两组挡臂不合拢。

本发明的有益效果在于：

为无人机提供停靠指引。无人机需要停靠时，向外发送无人机停靠请求，当前路段所有的智慧路灯都可以接收到请求；智慧路灯的无线通讯模块接收到无人机停靠请求后，CPU通过摄像头所摄图像分析当前路段的人流量和车流量，通过风速传感器所测数据分析当前风力大小，通过GPS模块确定无人机停靠棚所在位置；进而，根据人流量、车流量、风力、无人机停靠棚与无人机距离、预设的计算方式输出指引数据；进而，无线通讯模块将指引数据和无人机停靠棚所在位置传送给无人机，以供无人机进行选择。

为无人机提供庇护。接收到无人机确认停靠的信号后，若当前为雨天或大风天气时，驱动两组挡臂合拢，对无人机进行遮挡，防止无人机受损。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：

图1是本发明实施例一提供的一种可用作无人机中转站的智慧路灯的正视图；

图2是本发明实施例一提供的一种可用作无人机中转站的智慧路灯的剖切图（为俯视角度）。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例一

本发明实施例提供了一种可用作无人机中转站的智慧路灯，如图1-图2所示，包括灯杆本体；智慧路灯还包括位于灯杆本体的外侧的无人机停靠棚11、为无人机停靠在无人机停靠棚11上提供指引的指引组件12；

无人机停靠棚11包括供无人机水平降落的平台13、配合遮挡平台13上所停靠无人机的两组挡臂14、驱动两组挡臂14合拢或张开的第一驱动组件15；平台13、第一驱动组件15以及灯杆本体，三者固连成一体；

指引组件12包括设于灯杆本体的内部的主板（图中未示出）、用于拍摄道路画面的摄像头16、用于检测道路风速的风速传感器17；摄像头16和风速传感器17，均与主板（图中未示出）电连接并受其控制；主板（图中未示出）包括处理摄像头16所上传数据及风速传感器17所上传数据的CPU、用于确定无人机停靠棚11所在位置的GPS模块、接收无人机停靠请求的无线通讯模块；无线通讯模块，还用于向无人机发送无人机停靠棚11所在位置以及CPU所得处理数据。改进后的路灯更为智能，功能更为多样，具体的：

为无人机提供停靠指引。无人机需要停靠时，向外发送无人机停靠请求，当前路段所有的智慧路灯都可以接收到请求；智慧路灯的无线通讯模块接收到无人机停靠请求后，CPU通过摄像头16所摄图像分析当前路段的人流量和车流量，通过风速传感器17所测数据分析当前风力大小，通过GPS模块确定无人机停靠棚所在位置；进而，根据人流量、车流量、风力、无人机停靠棚与无人机距离、预设的计算方式输出指引数据；进而，无线通讯模块将指引数据和无人机停靠棚11所在位置传送给无人机，以供无人机进行选择。

为无人机提供庇护。接收到无人机确认停靠的信号后，若当前为雨天或大风天气时，驱动两组挡臂14合拢，对无人机进行遮挡，防止无人机受损。

其中，将人流量和车流量作为考虑因素，是因在人流量和车流量越大的时候，无人机的飞行容易有更大的安全隐患；将风力作为考虑因素，是因在风力越大的时候，无人机的飞行越容易受干扰；将无人机停靠棚与无人机距离作为考虑因素，是因相隔越远，所需的飞行时间也更长。因此，可以对每个因素设置相应的百分值，进而计算得到用于对停靠进行评价的总值。

作为示例的：

智慧路灯甲的数据为：人流量数值为5、车流量为10、风力为2级、无人机停靠棚与无人机距离为100米，总值为5*0.1+10*0.2+2*0.5+100*0.5=53.5；

智慧路灯乙的数据为：人流量数值为10、车流量为5、风力为2级、无人机停靠棚与无人机距离为50米，总值为10*0.1+5*0.2+2*0.5+50*0.5=28；

分数越低，说明越有利于无人机的停靠，因此，在当前情况下，智慧路灯乙是更为合适的停靠点。

如图1-图2所示，灯杆本体为正方形；灯杆本体包括三组活动边18、与地面固定的一组固定边19；活动边18与固定边19、相邻两组活动边18，均通过不透水的弹性帘110连接；智慧路灯还包括驱动三组活动边18同速张开或合拢的第二驱动组件；活动边18的运动方向，与自身的厚度方向平行；固定边19、平台13以及第一驱动组件111，三者固连成一体；摄像头16和风速传感器17，均与固定边19固定；第二驱动组件与主板（图中未示出）电连接并受其控制；

无人机包括均为铁制品的两个支撑脚；平台13设有供无人机朝灯杆本体的内部投送快递的投递口（图中未示出）、与两个支撑脚一一对应的两个电磁铁（图中未示出）；电磁铁（图中未示出）与平台13固定，且与主板（图中未示出）电连接并受其控制；投递口（图中未示出）呈方形；固定边19、与固定边19平行的活动边18，二者距离为第一距离；第一距离最小时，小于投递口（图中未示出）的长度；第一距离最大时，大于投递口（图中未示出）的长度；平行的两组活动边18，关于投递口（图中未示出）呈对称分布，且距离为第二距离；第二距离最小时，小于投递口（图中未示出）的宽度；第二距离最大时，大于投递口（图中未示出）的宽度；投递口（图中未示出）上与固定边19同侧的内壁面，位于灯杆本体的空腔的上方；相邻的两组活动边18，均于上端部固设有测距传感器113；测距传感器113的检测端朝向斜上方，且用于检测活动边18与无人机所携带快递的距离；测距传感器113与主板（图中未示出）电连接并受其控制；

灯杆本体的内部还设有斜向下并供快递滑落的滑道114；滑道114为弹性带；滑道114包括一个第一边角115、均位于第一边角115的下方的两个第二边角116、位于第二边角116下方的第三边角（图中未示出）；第一边角115与固定边19固定；两个第二边角116，分别与固定边19、活动边18固定；第三边角（图中未示出）与活动边18固定；与第三边角（图中未示出）相对的弹性帘，包括上帘体、下帘体；上帘体的上下两端，均与活动边18固定；下帘体的下端与活动边18固定，且上端连接有第三驱动组件118；第三驱动组件118设于活动边18上，且用于驱动下帘体靠近或远离上帘体；第三驱动组件118与主板（图中未示出）电连接并受其控制；

智慧路灯还包括储物袋（图中未示出）；储物袋（图中未示出）用于储存从滑道114滑出的快递；对应滑道114上较低一侧的两组活动边18，均与储物袋（图中未示出）的袋口固定。改进后的路灯还具备可以暂存快递的功能，使用灵活，具体的：

接收到无人机确认停靠的信号后，电磁铁（图中未示出）通电，将无人机的支撑脚吸住，进行定位；接收到无人机发送的快递投递请求后，测距传感器113进行测距，所测距离未落在指定区间时，说明灯杆本体的粗细未与快递的大小适配，则第二驱动组件持续驱动三组活动边18张开；所测距离落在指定区间时，灯杆本体已经足够粗、可以供快递向下掉落，则第二驱动组件不再驱动三组活动边18张开；进而，无人机释放快递，使得快递凭借自身重力，向下掉入灯杆本体，第三驱动组件118带动下帘体下行，使得下帘体和上帘体之间有供快递滑出的空隙；快递落到滑道114后，由于滑道114是斜向下的，则快递会向外滑出，并最终进到储物袋（图中未示出）中，等待快递主人取货。通过将灯杆本体设置成粗细可调的，既满足了投递快递的需求，又能避免长期占用过多空间，灵活性好。其中，弹性帘110一是与固定边19、活动边18配合围成供快递向下掉落的通道；二是可以防止外界的水分和灰尘进到灯杆本体的内部，起到良好的防护作用。其中，两组活动边18都外移后，储物袋（图中未示出）便可以被张开，以待快递进入。进一步的，储物袋（图中未示出）可设置开放的取快递口，也可增设电子锁防止误拿或偷拿快递。

如图1-图2所示，无人机包括无线充电接收线圈；智慧路灯还包括位于平台13的下方且用于遮挡投递口（图中未示出）的挡板119、嵌设在挡板119上并与无线充电接收线圈对应的无线充电发射线圈（图中未示出）；活动边18固设有驱动挡板119横向移动的第四驱动组件120；无线充电发射线圈（图中未示出）和第四驱动组件120，均与主板（图中未示出）电连接并受其控制。需要投递快递时，第四驱动组件120驱动挡板119外移，以便快递向下掉落；投递完成后，第四驱动组件120驱动挡板内移，将投递口（图中未示出）挡住，即可通过无线充电发射线圈（图中未示出）与无线充电接收线圈为无人机充电。因此，改进后的智慧路灯还具备为无人机充电的功能。

如图1-图2所示，灯杆本体的内部还设有与主板（图中未示出）电连接的电池（图中未示出）；挡臂14为向阳面朝内的太阳能板，且与电池（图中未示出）电连接。通过摄像头16识别到为晴天时，第一驱动组件15驱动挡臂14外翻，以露出挡臂14的向阳面，进行充电；通过摄像头16识别到为雨天时，此时无法进行太阳能充电，第一驱动组件15驱动挡臂14内翻，避免挡臂14的向阳面一直被雨水冲刷，防护效果好。

如图1-图2所示，挡臂14的前后两侧，均固设有挡帘121；相邻的两组挡帘121，其一嵌设有第一铁片（图中未示出），另一嵌设有与第一铁片（图中未示出）对应的第一磁铁（图中未示出）。两组挡臂14合拢时，第一铁片（图中未示出）与第一磁铁（图中未示出）吸合，密封性更好，可以有效隔绝外界的灰尘和水分。

如图1-图2所示，第二驱动组件包括与三组活动边18一一对应的三组驱动单元122；驱动单元包括横向的丝杆123，以及均与丝杆123对应的丝杆螺母124、丝杆支撑座125、第一锥齿轮126；丝杆123贯穿活动边18；丝杆螺母124与活动边18固定；丝杆支撑座125位于灯杆本体的外部，且与地面固定；第一锥齿轮126与丝杆123同轴固定，且位于灯杆本体的内部；第二驱动组件还包括与三组第一锥齿轮126都啮合的第二锥齿轮127、电机轴与第二锥齿轮127同轴固定的第一电机128；第一电机128与地面固定，且与主板（图中未示出）电连接并受其控制，整体驱动结构简单、便于装配。

如图1-图2所示，三组活动边18均于下端部固设有第二磁铁（图中未示出）；智慧路灯还包括与三组第二磁铁（图中未示出）一一对应的三组第二铁片129；第二铁片129与地面固定，通过第二磁铁（图中未示出）和第二铁片129的吸附，对活动边18进行导向，使其运动更为平稳；此外，第二磁铁（图中未示出）外移时，将第二铁片129上的灰尘向外扫出，具备一定的清洁效果。

如图1-图2所示，下帘体的两侧均设有第三驱动组件118；第三驱动组件包括气缸；气缸的缸体与活动边18固定，且活动端与下帘体固定。

如图1-图2所示，第一驱动组件15包括与两组挡臂14一一对应的两组转轴130；转轴130通过轴承（图中未示出）与平台13转动连接；挡臂14与转轴130固定；转轴130同轴固定有第一链轮131；平台13上还转动连接有第二链轮132；第一驱动组件15还包括与第一链轮131和第二链轮132都啮合的链条133；第二链轮132与链条133的内侧啮合；两组第一链轮131，分别与链条133的内侧、外侧啮合。

实施例二

本发明实施例提供了一种智慧路灯的使用方法，包括如下步骤：

步骤S101：接收无人机所发送的停靠请求。

步骤S102：接收停靠请求后，摄像头、风速传感器、GPS模块分别向CPU传送当前所摄图像、检测数据、无人机停靠棚所在位置。

步骤S103：CPU分析当前路段的人流量和车流量、无人机停靠棚与无人机距离，根据人流量、车流量、风力、无人机停靠棚与无人机距离以及预设的计算方式输出指引数据。

步骤S104：无线通讯模块将指引数据和无人机停靠棚所在位置传送给无人机。

步骤S105：无线通讯模块接收到无人机确认停靠的信号后，CPU根据摄像头所摄图像分析当前天气；若为雨天或大风天气时，驱动两组挡臂合拢；否则，两组挡臂不合拢。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种可用作无人机中转站的智慧路灯，包括灯杆本体；其特征在于，所述智慧路灯还包括位于所述灯杆本体的外侧的无人机停靠棚和为无人机停靠在所述无人机停靠棚上提供指引的指引组件；

所述无人机停靠棚包括供无人机水平降落的平台、配合遮挡所述平台上所停靠无人机的两组挡臂和驱动两组所述挡臂合拢或张开的第一驱动组件；所述平台、所述第一驱动组件以及所述灯杆本体三者固连成一体；

所述指引组件包括设于所述灯杆本体的内部的主板、用于拍摄道路画面的摄像头和用于检测道路风速的风速传感器；所述摄像头和所述风速传感器均与所述主板电连接并受其控制；所述主板包括处理所述摄像头所上传数据及所述风速传感器所上传数据的CPU、用于确定所述无人机停靠棚所在位置的GPS模块和接收无人机停靠请求的无线通讯模块；所述无线通讯模块还用于向无人机发送所述无人机停靠棚所在位置以及所述CPU所得处理数据；

所述灯杆本体为正方形；所述灯杆本体包括三个活动边和与地面固定的一个固定边；所述固定边和与所述固定边相连接的所述活动边通过不透水的弹性帘连接，与所述固定边相平行的所述活动边和与所述固定边相连接的所述活动边通过不透水的弹性帘连接；所述智慧路灯还包括驱动三个所述活动边同速张开或合拢的第二驱动组件；所述活动边的运动方向与自身的厚度方向平行；所述固定边、所述平台以及所述第一驱动组件三者固连成一体；所述摄像头和所述风速传感器均与所述固定边固定；所述第二驱动组件与所述主板电连接并受其控制；

无人机包括均为铁制品的两个支撑脚；所述平台设有供无人机朝所述灯杆本体的内部投送快递的投递口和与两个支撑脚一一对应的两个电磁铁；所述电磁铁与所述平台固定且与所述主板电连接并受其控制；所述投递口呈方形；所述固定边和与所述固定边平行的所述活动边之间的距离为第一距离；第一距离最小时，小于所述投递口的长度；第一距离最大时，大于所述投递口的长度；与所述固定边相连接的两个所述活动边关于所述投递口呈对称分布，与所述固定边相连接的两个所述活动边之间的距离为第二距离；第二距离最小时，小于所述投递口的宽度；第二距离最大时，大于所述投递口的宽度；所述投递口上与所述固定边同侧的内壁面位于所述灯杆本体的空腔的上方；相邻的两组所述活动边均于上端部固设有测距传感器；所述测距传感器的检测端朝向斜上方且用于检测所述活动边与无人机所携带快递的距离；所述测距传感器与所述主板电连接并受其控制；

所述灯杆本体的内部还设有斜向下并供快递滑落的滑道；所述滑道为弹性带；所述滑道包括一个第一边角、均位于所述第一边角的下方的两个第二边角和位于所述第二边角下方的第三边角；所述第一边角与所述固定边固定；两个所述第二边角分别与所述固定边以及与所述固定边相连接的两个所述活动边固定；所述第三边角和与所述固定边相平行的所述活动边固定；与所述第三边角相对的所述弹性帘包括上帘体和下帘体；所述上帘体的上下两端分别与所述固定边相连接的两个所述活动边固定；所述下帘体的下端与所述固定边固定，且所述下帘体的上端连接有第三驱动组件；所述第三驱动组件设于与所述固定边相平行的所述活动边上，且用于驱动所述下帘体靠近或远离所述上帘体；所述第三驱动组件与所述主板电连接并受其控制；

所述智慧路灯还包括储物袋；所述储物袋用于储存从所述滑道滑出的快递；位于所述滑道上较低一端的两个所述活动边均与所述储物袋的袋口固定；

所述第二驱动组件包括与三个所述活动边一一对应的三个驱动单元；所述驱动单元包括横向的丝杆，以及均与所述丝杆对应的丝杆螺母、丝杆支撑座和第一锥齿轮；所述丝杆贯穿所述活动边；所述丝杆螺母与所述活动边固定；所述丝杆支撑座位于所述灯杆本体的外部且与地面固定；所述第一锥齿轮与所述丝杆同轴固定且位于所述灯杆本体的内部；所述第二驱动组件还包括与三个所述第一锥齿轮都啮合的第二锥齿轮和电机轴与所述第二锥齿轮同轴固定的第一电机；所述第一电机与地面固定且与所述主板电连接并受其控制；

三个所述活动边均于下端部固设有第二磁铁；所述智慧路灯还包括与三个所述第二磁铁一一对应的三个第二铁片；所述第二铁片与地面固定；

所述下帘体的两侧均设有所述第三驱动组件；所述第三驱动组件包括气缸；所述气缸的缸体和与所述固定边相平行的所述活动边固定，且气缸的活动杆与所述下帘体固定。

2.根据权利要求1所述的一种可用作无人机中转站的智慧路灯，其特征在于，无人机包括无线充电接收线圈；所述智慧路灯还包括位于所述平台的下方且用于遮挡所述投递口的挡板、嵌设在所述挡板上并与所述无线充电接收线圈对应的无线充电发射线圈；所述活动边固设有驱动所述挡板横向移动的第四驱动组件；所述无线充电发射线圈和所述第四驱动组件，均与所述主板电连接并受其控制。

3.根据权利要求2所述的一种可用作无人机中转站的智慧路灯，其特征在于，所述灯杆本体的内部还设有与所述主板电连接的电池；所述挡臂为向阳面朝内的太阳能板，且与所述电池电连接。

4.根据权利要求3所述的一种可用作无人机中转站的智慧路灯，其特征在于，所述挡臂的前后两侧均固设有挡帘；相邻的两个所述挡帘中一个嵌设有第一铁片，另一个嵌设有与所述第一铁片对应的第一磁铁。

5.根据权利要求1所述的一种可用作无人机中转站的智慧路灯，其特征在于，所述第一驱动组件包括与两个所述挡臂一一对应的两组转轴；所述转轴通过轴承与所述平台转动连接；所述挡臂与所述转轴固定；所述转轴同轴固定有第一链轮；所述平台上还转动连接有第二链轮；所述第一驱动组件还包括与所述第一链轮和所述第二链轮都啮合的链条；所述第二链轮与所述链条的内侧啮合；两个所述第一链轮分别与所述链条的内侧和外侧啮合。

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