CN113311872B - 一种无人驾驶飞行器投递位置确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人驾驶飞行器投递位置确定方法及装置，通过待投递货物的货物信息来选择合适的机型和投递方式；在投递位置的确定过程中，采用GPS定位信息来进行粗定位，然后利用无人驾驶飞行器拍摄到的现场图片信息和GPS图片信息进行比对，以确认待投递位置是否正确。并且，在投递过程中考虑了环境因素对投递落地点可能造成的影响，再进行最终的投递位置确认，避免了由于环境因素对实际货物落地位置的影响。通过本发明提供的技术方案，提高了对货物投递位置的定位准确性，减少了投递过程中货物着陆带来的损耗和误操作事故，且具有多种灵活方便的实现方式，有效提高了无人驾驶飞行器物流的作业效率和精度。

Description

一种无人驾驶飞行器投递位置确定方法及装置

技术领域

本发明涉及航空测量技术领域，尤其涉及一种无人驾驶飞行器投递位置确定方法及装置。

背景技术

随着经济和社会的快速发展，智能物流迅速发展，在运输领域已经出现通过无人驾驶飞行器进行简单的货物传送。但是，由于无人驾驶飞行器送货的方式仍然较为简单，对货物的投递管理不完善，仍然存在一些问题。首先，无人驾驶飞行器对于货物的载重量有一定要求，无法满足所有待运送货物的需求。其次，无人驾驶飞行器在投递位置的确定过程中仍然存在一定缺陷：现有物流无人驾驶飞行器飞行控制定位多采用卫星定位方法，然而卫星定位方法在定位精度上通常无法满足无人驾驶飞行器进行货物投递的精度要求，尤其是在建筑物比较密集的区域，无人驾驶飞行器可能会存在定位不准确的问题。其次，现有技术中无人驾驶飞行器在投递时采用单一的投递方式，并且不考虑外界环境对于投递精确度可能产生的影响，可能导致投递位置偏移的问题。

发明内容

基于现有技术的上述情况，本发明的目的在于提供一种无人驾驶飞行器投递位置确定方法及装置，根据货物信息对无人驾驶飞行器的机型和投递方式进行选择，并且在投递位置的确定过程中综合GPS定位和图像定位来进行更加精确的定位，从而实现了无人驾驶飞行器的精准货物投递。

为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种无人驾驶飞行器投递位置确定方法，包括步骤：

获取待投递货物的货物信息，并根据货物信息选择无人驾驶飞行器的机型和第一投递方式；

获取待投递位置的位置信息，所述位置信息包括待投递位置的GPS定位信息和GPS图片信息；

根据所述位置信息中的GPS定位信息，无人驾驶飞行器飞行至距离该待投递位置在第一预设距离范围内的第一位置；

无人驾驶飞行器在第一位置处拍摄第一图片，并将该第一图片与所述位置信息中的GPS图片信息进行比对，以确定第二位置；

获取待投递时刻的环境信息，并根据环境信息和机型确定投递位置；

根据所述第一投递方式和投递位置对所述货物进行投递。

进一步的，所述货物信息包括货物重量和易碎标记。

进一步的，所述根据货物信息选择无人驾驶飞行器的机型和第一投递方式，包括：

当所述货物重量大于第一预设重量时，选择第一机型进行投递；否则，选择第二机型进行投递；

当所述易碎标记为易碎时，选择第一投递方式为A1类投递方式；否则，选择第一投递方式为A2类投递方式。

进一步的，所述A1类投递方式包括绳索投递；所述A2类投递方式包括直接空投。

进一步的，所述将该第一图片与所述位置信息中的GPS图片进行比对，以确定第二位置，包括：

分别提取所述第一图片与GPS图片的主要目标，并将二者进行比对；

分别提取所述第一图片与GPS图片的次要目标，并将二者进行比对；

分别提取所述第一图片与GPS图片中主要目标与次要目标的相对位置，并将二者进行比对；

当上述各比对结果均吻合时，将当前位置作为第二位置，并进行下一步；否则，无人驾驶飞行器根据所述GPS定位信息再次确定第一位置。

进一步的，所述主要目标通过在第一图片中所占面积的比例来确定；或者，所述主要目标通过在第一图片中是否处于中心位置来确定。

进一步的，所述环境信息包括风速。

进一步的，所述根据环境信息和机型确定投递位置，包括：

当风速小于第一预设风速时，第二位置为投递位置；

当风速大于第一预设风速时，根据机型确定投递位置：当机型为第一机型时，第二位置为投递位置；当机型为第二机型时，根据风速计算第三位置，将第三位置作为投递位置。

根据本发明的另一个方面，提供了一种无人驾驶飞行器投递位置确定装置，包括机型及投递方式选择模块、第一位置确定模块、第二位置确定模块、投递位置确定模块、以及投递模块；其中，

所述机型及投递方式选择模块，获取待投递货物的货物信息，并根据货物信息选择无人驾驶飞行器的机型和第一投递方式；

所述第一位置确定模块，获取待投递位置的位置信息，所述位置信息包括待投递位置的GPS定位信息和GPS图片信息；

所述第二位置确定模块，根据无人驾驶飞行器在第一位置处拍摄的第一图片，并将该第一图片与所述位置信息中的GPS图片信息进行比对，以确定第二位置；

所述投递位置确定模块，获取待投递时刻的环境信息，并根据环境信息和机型确定投递位置；

所述投递模块，根据所述第一投递方式和投递位置对所述货物进行投递。

综上所述，本发明提供了一种无人驾驶飞行器投递位置确定方法及装置，通过待投递货物的货物信息来选择合适的机型和投递方式，提高了投递过程的可靠性和安全性；在投递位置的确定过程中，采用GPS定位信息来进行粗定位，然后利用无人驾驶飞行器拍摄到的现场图片信息和GPS图片信息进行比对，以确认待投递位置是否正确，解决了现有技术中，仅采用GPS定位时，在多建筑物中间无人驾驶飞行器容易将相似建筑物混淆的问题。并且，在投递过程中考虑了环境因素对投递落地点可能造成的影响，再进行最终的投递位置确认，避免了由于环境因素对实际货物落地位置的影响。通过本发明提供的技术方案，取得了以下有益的技术效果：提高了对货物投递位置的定位准确性，减少了投递过程中货物着陆带来的损耗和误操作事故，且具有多种灵活方便的实现方式，有效提高了无人驾驶飞行器物流的作业效率和精度。

附图说明

图1是本发明无人驾驶飞行器投递位置确定方法的流程图；

图2是本发明无人驾驶飞行器投递位置确定装置的构成框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

下面对结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。根据本发明的一个实施例，提供了一种无人驾驶飞行器投递位置确定方法，该方法的流程图如图1所示，包括以下步骤：

获取待投递货物的货物信息，并根据货物信息选择无人驾驶飞行器的机型和第一投递方式。其中，所述货物信息可以包括货物重量和易碎标记。由于无人驾驶飞行器的载重量不相同，从而在采用无人驾驶飞行器进行货物配送时，根据货物的重量来对无人驾驶飞行器的机型来进行选择。当所述货物重量大于第一预设重量时，选择第一机型进行投递；否则，选择第二机型进行投递。例如，第一预设重量可以设置为10kg，第一机型为载重量较大的无人驾驶飞行器，第二机型为普通载重量的无人驾驶飞行器。当可选择的无人驾驶飞行器的机型较多时，也可以将机型选择的预设重量设为更多个，以使得无人驾驶飞行器的运输的过程中可靠性更高。在货物信息中，还可以设置易碎标记，对于容易损坏的货物，如果采用常规的投递方法，则可能在落地的时候造成货物损坏，因此，在投递前根据货物中的易损标记来对第一投递方式进行选择。当所述易碎标记为易碎时，选择第一投递方式为A1类投递方式；否则，选择第一投递方式为A2类投递方式。其中，A1类投递方式可以选择绳索投递、降落伞投递等可以使得货物平稳落地的方式，A2类投递方式可以选择直接空投的方式。绳索投递利用一端粘贴在无人驾驶飞行器上的绳索来投递货物，在投递时，无人驾驶飞行器伸出绳索在目标地区上空盘旋，使得绳索的另一端自然向盘旋圆心接近，当绳索的末端触碰地面时，末端上的锚钉确保其固定在陆地上。当绳索的拉力重量比足够高，绳索末端重量足够大时，整个系统将保持动态稳定，使得无人驾驶飞行器待投递的货物可以沿着绳索滑降至地面。降落伞投递方式，将降落，设置在待投递货物的上方，当货物下落时展开，可以实现安全投递货物，使待投递货物平稳落地。

获取待投递位置的位置信息，所述位置信息包括待投递位置的GPS定位信息和GPS图片信息。现有技术中，物流无人驾驶飞行器飞行控制定位多采用卫星定位方法，然而卫星定位方法在定位精度上通常无法满足无人驾驶飞行器进行货物投递的精度要求，尤其是在建筑物比较密集的区域，在GPS定位的精度范围内，无人驾驶飞行器可能将距离比较近的建筑物相互混淆，或者在建筑物的不同方位时无法确认准确的投递位置。基于上述情况，本实施例中采用根据所述位置信息中的GPS定位信息，无人驾驶飞行器飞行至距离该待投递位置在第一预设距离范围内的第一位置，以进行粗定位；然后无人驾驶飞行器在第一位置处拍摄第一图片，并将该第一图片与所述位置信息中的GPS图片信息进行比对，以确定第二位置，进行更精准的第二次定位。具体来说，可以按照以下方式进行：分别提取所述第一图片与GPS图片的主要目标，并将二者进行比对；分别提取所述第一图片与GPS图片的次要目标，并将二者进行比对；分别提取所述第一图片与GPS图片中主要目标与次要目标的相对位置，并将二者进行比对；当上述各比对结果均吻合时，将当前位置作为第二位置，并进行下一步；否则，无人驾驶飞行器根据所述GPS定位信息再次确定第一位置。其中，主要目标可以通过以下方式确定：通过在第一图片中所占面积的比例来确定，例如，在图片中占据最大面积的建筑物等目标，识别为主要目标，在图片中占据第二大面积的建筑物等目标，识别为次要目标。或者，通过在第一图片中是否处于中心位置来确定是否为主要目标，例如，将在图片中位于最中心位置的建筑物等目标，识别为主要目标，将距离该主要目标距离最近的建筑物等目标，识别为次要目标。将无人驾驶飞行器所拍摄的第一图片中和与GPS图片中的主要目标和次要目标分别进行比对，比对的过程可以通过现有的数据处理、图像识别等方式来进行，在此不做具体限定，以确认两张图片中的主要建筑物和次要建筑物是否为相同建筑物。当在图片中存在多于两个的明显建筑物等目标时，也可以进一步识别第三目标、第四目标……等多个目标分别进行比对。并且，为了进一步提高识别精度，分别提取所述第一图片与GPS图片中主要目标与次要目标的相对位置，例如可以分别两张图片中计算主要目标和次要目标、和/或主要目标与第三目标、第四目标……等目标的连线，和/或各个目标之间的连线与水平线的角度，和/或次要目标、第三目标……等目标位于主要目标的方位等参数来确认主要目标是否为待投递的位置目标。当上述各比对结果均吻合时，将当前位置作为第二位置，并进行下一步；否则，无人驾驶飞行器根据所述GPS定位信息再次确定第一位置，即无人驾驶飞行器根据GPS定位信息再次进行定位，并飞行至所定位的第一位置，并再次拍摄图片进行第二位置的确认。

获取待投递时刻的环境信息，并根据环境信息和机型确定投递位置。现有技术中，采用无人驾驶飞行器进行投递时，通常不考虑外界环境对于投递精确度可能产生的影响，可能导致投递位置偏移的问题。而环境因素，尤其是风速，通常对于投递的落地位置会产生较大的影响。本实施例中，在确定了最后的投递位置后，获取待投递时刻的环境信息，例如风速信息，并根据风速的大小进一步选择投递位置。当风速小于第一预设风速时，第二位置为投递位置。该第一预设风速例如可以为5m/s，也可以根据实际采用的无人驾驶飞行器的机型来对预设风速进行设置。当风速大于第一预设风速时，根据机型确定投递位置：当机型为第一机型时，第二位置为投递位置；当机型为第二机型时，根据风速计算第三位置，将第三位置作为投递位置。当风速较大，认为可能对投递货物的落地位置产生较大影响时，此时，还应当考虑无人驾驶飞行器确认的机型，当机型较大时，代表其所投递的货物较重，并且基于第一投递方式可能受到风速的影响不会很大，所以，此时仍然选择之前确认的第二位置为投递位置。当机型较大时，代表其所投递的货物较轻，并且直接投递的方式在风的作用下会使得落地位置产生较大的偏差，此时，应当根据风速计算重新计算，计算出第三位置，并将第三位置作为投递位置。无人驾驶飞行器在巡航高度保持与地面平行，通过风速和无人驾驶飞行器的飞行速度，计算出第三位置。由于被投递后的货物的下落运动，可以抽象为一个具有水平初速度的平抛运动，在竖直方向上受到重力和空气阻力，水平方向上受到风的阻力，根据风速可以计算出风的阻力大小，因此，可以根据物理知识计算出下落时长和水平位置，从而计算得到第三位置，即为最佳的投递位置。最后，根据所述第一投递方式和投递位置对所述货物进行投递。无人驾驶飞行器投递时，对应的接收位置可以为指定位置的货物接收柜、或者货物接受箱等。

根据本发明的第二个实施例，提供了一种无人驾驶飞行器投递位置确定装置，该装置的构成框图如图2所示，该装置包括机型及投递方式选择模块、第一位置确定模块、第二位置确定模块、投递位置确定模块、以及投递模块。

机型及投递方式选择模块，获取待投递货物的货物信息，并根据货物信息选择无人驾驶飞行器的机型和第一投递方式。其中，货物信息包括货物重量和易碎标记。具体来说，可以按照以下方式进行选择：当所述货物重量大于第一预设重量时，选择第一机型进行投递；否则，选择第二机型进行投递；当所述易碎标记为易碎时，选择第一投递方式为A1类投递方式；否则，选择第一投递方式为A2类投递方式。其中，A1类投递方式可以选择绳索投递或者降落伞投递；A2类投递方式可以选择直接空投。

第一位置确定模块，获取待投递位置的位置信息，所述位置信息包括待投递位置的GPS定位信息和GPS图片信息。

第二位置确定模块，根据无人驾驶飞行器在第一位置处拍摄的第一图片，并将该第一图片与所述位置信息中的GPS图片信息进行比对，以确定第二位置。具体可以按照以下方式进行比对：分别提取所述第一图片与GPS图片的主要目标，并将二者进行比对；分别提取所述第一图片与GPS图片的次要目标，并将二者进行比对；分别提取所述第一图片与GPS图片中主要目标与次要目标的相对位置，并将二者进行比对；当上述各比对结果均吻合时，将当前位置作为第二位置，并进行下一步；否则，无人驾驶飞行器根据所述GPS定位信息再次确定第一位置。其中，主要目标和次要目标的确定可以通过在第一图片中所占面积的比例来确定；或者，也可以通过在第一图片中是否处于中心位置来确定。以及，可以根据需要确定除主要目标和次要目标之外的多个目标。

投递位置确定模块，获取待投递时刻的环境信息，并根据环境信息和机型确定投递位置。其中，所述环境信息可以包括风速，当风速小于第一预设风速时，第二位置为投递位置；当风速大于第一预设风速时，根据机型确定投递位置：当机型为第一机型时，第二位置为投递位置；当机型为第二机型时，根据风速计算第三位置，将第三位置作为投递位置。

投递模块，根据所述第一投递方式和投递位置对所述货物进行投递。

上述各模块中，机型及投递方式选择模块，可以通过无人驾驶飞行器投递起飞的投递中转站中的控制器进行信息获取以及选择计算。第一位置确定模块、第二位置确定模块、以及投递位置确定模块，可以通过无人驾驶飞行器上装载的控制器以及相应的通信设备、传感设备等获取信息，并按照既定的算法进行计算以进行位置确定。投递模块，可以通过无人驾驶飞行器上装载的与控制器、通信设备、以及传感设备均相互连接的动作机构实施投递动作。以上各模块的实施均可以通过现有技术中的硬件设施，通过本发明第一个实施例所述的方法来实现，在此不再赘述。

综上所述，本发明涉及一种无人驾驶飞行器投递位置确定方法及装置，通过待投递货物的货物信息来选择合适的机型和投递方式，提高了投递过程的可靠性和安全性；在投递位置的确定过程中，采用GPS定位信息来进行粗定位，然后利用无人驾驶飞行器拍摄到的现场图片信息和GPS图片信息进行比对，以确认待投递位置是否正确，解决了现有技术中，仅采用GPS定位时，在多建筑物中间无人驾驶飞行器容易将相似建筑物混淆的问题。并且，在投递过程中考虑了环境因素对投递落地点可能造成的影响，再进行最终的投递位置确认，避免了由于环境因素对实际货物落地位置的影响。通过本发明提供的技术方案，取得了以下有益的技术效果：提高了对货物投递位置的定位准确性，减少了投递过程中货物着陆带来的损耗和误操作事故，且具有多种灵活方便的实现方式，有效提高了无人驾驶飞行器物流的作业效率和精度。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (5)

1.一种无人驾驶飞行器投递位置确定方法，其特征在于，包括步骤：

获取待投递货物的货物信息，并根据货物信息选择无人驾驶飞行器的机型和第一投递方式；

获取待投递位置的位置信息，所述位置信息包括待投递位置的GPS定位信息和GPS图片信息；

根据所述位置信息中的GPS定位信息，无人驾驶飞行器飞行至距离该待投递位置在第一预设距离范围内的第一位置；

无人驾驶飞行器在第一位置处拍摄第一图片，并将该第一图片与所述位置信息中的GPS图片信息进行比对，以确定第二位置，包括：分别提取所述第一图片与GPS图片的主要目标，并将二者进行比对；分别提取所述第一图片与GPS图片的次要目标，并将二者进行比对；分别提取所述第一图片与GPS图片中主要目标与次要目标的相对位置，并将二者进行比对；当上述各比对结果均吻合时，将当前位置作为第二位置，并进行下一步；否则，无人驾驶飞行器根据所述GPS定位信息再次确定第一位置；其中，所述主要目标通过在第一图片中所占面积的比例来确定；或者，所述主要目标通过在第一图片中是否处于中心位置来确定；

获取待投递时刻的环境信息，并根据环境信息和机型确定投递位置，所述环境信息包括风速，当风速小于第一预设风速时，第二位置为投递位置；当风速大于第一预设风速时，根据机型确定投递位置：当机型为第一机型时，第二位置为投递位置；当机型为第二机型时，根据风速计算第三位置，将第三位置作为投递位置；

根据所述第一投递方式和投递位置对所述货物进行投递。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述货物信息包括货物重量和易碎标记。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据货物信息选择无人驾驶飞行器的机型和第一投递方式，包括：

当所述货物重量大于第一预设重量时，选择第一机型进行投递；否则，选择第二机型进行投递；

当所述易碎标记为易碎时，选择第一投递方式为A1类投递方式；否则，选择第一投递方式为A2类投递方式。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述A1类投递方式包括绳索投递；所述A2类投递方式包括直接空投。

5.一种无人驾驶飞行器投递位置确定装置，其特征在于，包括机型及投递方式选择模块、第一位置确定模块、第二位置确定模块、投递位置确定模块、以及投递模块；其中，

所述机型及投递方式选择模块，获取待投递货物的货物信息，并根据货物信息选择无人驾驶飞行器的机型和第一投递方式；

所述第一位置确定模块，获取待投递位置的位置信息，所述位置信息包括待投递位置的GPS定位信息和GPS图片信息；

所述第二位置确定模块，根据无人驾驶飞行器在第一位置处拍摄的第一图片，并将该第一图片与所述位置信息中的GPS图片信息进行比对，以确定第二位置，包括：分别提取所述第一图片与GPS图片的主要目标，并将二者进行比对；分别提取所述第一图片与GPS图片的次要目标，并将二者进行比对；分别提取所述第一图片与GPS图片中主要目标与次要目标的相对位置，并将二者进行比对；当上述各比对结果均吻合时，将当前位置作为第二位置，并进行下一步；否则，无人驾驶飞行器根据所述GPS定位信息再次确定第一位置；其中，所述主要目标通过在第一图片中所占面积的比例来确定；或者，所述主要目标通过在第一图片中是否处于中心位置来确定；

所述投递位置确定模块，获取待投递时刻的环境信息，并根据环境信息和机型确定投递位置，所述环境信息包括风速，当风速小于第一预设风速时，第二位置为投递位置；当风速大于第一预设风速时，根据机型确定投递位置：当机型为第一机型时，第二位置为投递位置；

当机型为第二机型时，根据风速计算第三位置，将第三位置作为投递位置；

所述投递模块，根据所述第一投递方式和投递位置对所述货物进行投递。

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