CN115916646A

CN115916646A - 用于通过无人机空投负载的移动平台

Info

Publication number: CN115916646A
Application number: CN202180048756.1A
Authority: CN
Inventors: N·迪卡洛; G·R·托尔托拉; A·卡纳斯
Original assignee: N Dikaluo; Ezero
Current assignee: N Dikaluo; Ezero
Priority date: 2020-05-15
Filing date: 2021-05-14
Publication date: 2023-04-04
Also published as: IT202000011194A1; WO2021229522A1; US20230219701A1; EP4149839A1

Abstract

一种用于通过无人机空投负载的移动平台(100)，其包括：着陆平面(110)，其布置成界定竖轴y；至少一个位置传感器，其适于测量所述竖轴y相对于预定参考系统S的空间定向O；本地控制单元，其连接到所述或每一位置传感器；蓄电池，其布置成将电能提供给所述或每一位置传感器和所述本地控制单元。此外，所述本地控制单元布置成：获取所述竖轴y的所述空间定向O；比较所述竖轴y的所述空间定向O与预定空间定向O′；当所述空间定向O与所述预定空间定向O′之间存在低于预定值α_max的角偏差α时，产生正确定位的状态。

Description

用于通过无人机空投负载的移动平台

技术领域

本发明涉及通过无人机对物品送货上门的领域。

尤其，本发明涉及一种无人机的着陆的移动平台和一种用于监测和管理递送的系统。

背景技术

众所周知，通过无人机运输负载现在很普遍，且用于许多领域中，因为其比传统运输更快、更高效且及更自动化。

举例来说，无人机运输开始用于医院部门中以加快易腐性有机材料的移动，用于食品部门中以用于消费品的递送，且用于邮政部门中以用于包裹的送货上门。

这些空中运输系统中出现的问题中的一种涉及无人机到达负载的递送点，因为其必须允许无人机安全着陆，或替代地，安全释放所运输负载。

https://www.microavia.com/和https://www.valqari.com/中显示了一些可能的解决方案，其中着陆平台允许将材料卸载到无人机到达后打开的箱子中。这些系统允许将负载安全递送到公共场所，例如超市停车场或共管公寓庭院，但考虑到其尺寸，其不足以直接递送到公寓。

US2020079530展示可放置在窗口外且含有通向手套箱的舱口的着陆平台。在无人机到达后，平台上的传输器允许无人机识别负载释放点。

尽管这一系统没有先前系统繁琐，但仍然需要与房屋的外壁相对应的稳定固定。事实上，这涉及建筑物立面的损形、高昂的安装成本以及平台的不可移动性，所述平台常常暴露于大气介质和劣化物质，例如动物排泄物或细小粉尘，从而导致装置的机械部分磨损。此外，更重要的是，平台不可用于将负载递送到安装场所以外的场所，例如不同的家庭或工作场所。

在DE102019122135A1中，描述了一种包裹递送平台，其配置成从无人机接收含有磁性材料的包裹。尤其，包裹递送平台包括主体、围绕主体布置的多个磁体和配置成恰当地激活多个磁体以将包裹固定到主体的控制单元。

然而，即使这种解决方案也需要稳定地固定在房屋外部上，且不允许平台在安装场所以外的场所运输和使用。

发明内容

因此，本发明的一个特征是提供一种用于通过无人机空投负载的移动平台，所述平台允许其以简单且可拆卸的方式安装在房屋的空中可到达的点，例如窗户、阳台或平台。

本发明的另一个特征是提供这样一种平台，其包括传感器和电子组件以自动化和安全地递送负载。

本发明的又一特征是提供这样一种平台，其具有高自主性和低能量消耗。

本发明的另一方面是提供一种用于空投负载的系统，其允许远程地监测和管理递送的各种操作阶段。

这些和其它目标通过一种用于通过无人机空投负载的移动平台来实现，其包括：

-着陆平面，其界定竖轴y；

-至少一个位置传感器，其布置成测量竖轴y相对于预定参考系统S的空间定向O；

-本地控制单元，其连接到所述或每一位置传感器；

-蓄电池，其适合于将电能提供给所述或每一位置传感器和本地控制单元；

其主要特征是本地控制单元布置成：

-获取竖轴y的空间定向O；

-比较竖轴y的空间定向O与预定空间定向O′；

-当空间定向O与预定空间定向O′之间存在低于预定值α_max的角偏差α时，产生正确定位的状态；

有利地，提供天线以用于通过本地控制单元的数据的无线通信。

尤其，存在α＝3-10°。

有利地，提供一种发电系统、太阳能板或运动电流产生器。

有利地，本地控制单元布置成在正确定位的状态的产生之后，命令发出正确定位的信号。

尤其，信号可属于以下类型：

-声音；

-视觉；

-振动触觉；

-前述类型的组合。

有利地，提供至少一个运动传感器，其布置成检测移动平台的超出预定阈值的加速度。

尤其，本地控制单元布置成：

-当运动传感器在预定时间段内Δt未检测到移动平台的加速度时，进入待机状态；

-当运动传感器检测到移动平台的加速度时，处于活动状态。

这样，当本地控制单元处于待机时，蓄电池的电力消耗降低到最低。

尤其，在待机状态下，本地控制单元停用除了与运动传感器的连接以外的任何活动，以便节省电力，同时确保可能切换到活动状态。

有利地，着陆平面在非活动几何和活动几何之间传送，且在活动几何中，控制单元永久性地保持在活动状态下。

尤其，移动平台可以这种方式配置，使得当控制单元由于由运动传感器检测到的加速度而进入活动状态时，如果着陆平面在预定时间内传送到活动几何中，那么控制单元即使在没有检测到加速度的情况下也保持在活动状态下，否则控制单元返回到待机状态。

有利地，提供快速联接构件，其布置成允许将着陆平面可拆卸地固定到外部支架。

尤其，快速联接构件包括至少一个带。这种带可允许例如移动平台与阳台栏杆之间的可拆卸连接。

有利地，提供传感器以检测联接构件处于稳定的封闭配置，从而发出允许用户确保平台不会无意中从外部支架松开的信号。

根据本发明的另一方面，要求保护一种用于空投负载的系统，其包括：

-根据权利要求1到5中任一项所述的移动平台；

-至少一个无人机；

-远程控制单元，其布置成与移动平台和所述或每一无人机远程地交换数据；

其主要特征是远程控制单元布置成：

-检测由本地控制单元产生的正确定位的状态；

-将着陆平面中的递送命令发送到所述或每一无人机。

尤其，远程控制单元可与智能手机或平板电脑应用程序通信，其允许用户监测递送状态并进行特定命令。

有利地，移动平台包括位于着陆平面中的标记，且在递送命令之后，所述或每一无人机布置成将标记识别为用于降落或递送负载的预定点。

尤其，移动平台包括适合于检测移动平台的超出预定阈值的加速度的运动传感器。

有利地，在本地控制单元已产生正确定位的状态之后，本地控制单元布置成当运动传感器检测到移动平台的加速度时，产生不安全着陆的状态。

尤其，在不安全着陆的状态的产生之后，远程控制单元布置成将非着陆命令发送到所述或每一无人机。

这允许系统检测不利天气现象的存在，例如风或雨，且防止对无人机、平台或正在运输的包裹有潜在危害的着陆。

尤其，远程控制单元将无人机暂停某一时间量。如果在此时间间隔结束时，着陆仍然不安全，那么远程控制单元可决定是否允许在不降落无人机的情况下递送或重新调度递送。

有利地，移动平台包括适于检测移动平台的绝对位置的GPS传感器。

这允许系统大致知晓平台的位置，且将其与待传达给无人机用于着陆的预定位置相关联。举例来说，GPS传感器可以提供具有一米左右的不确定性的位置，系统将所述位置识别为接近于其在存储器中具有的着陆位置，且其中其知晓待提供给无人机的精确坐标。

尤其，提供被动RFID应答器，其布置成放置在处预定递送点，且移动平台包括接近度传感器，其布置成检测移动平台何时位于距被动RFID应答器的所确定距离d内。

这样，当除了正确的空间定向以外，移动平台也在用于无人机着陆的正确的点中时，本地控制单元可产生正确定位状态。

尤其，系统包含连接构件，其设计成在无人机着陆的情况下，允许无人机与平台之间稳定的连接。

尤其，这些连接构件可属于机械和/或磁性和/或电磁类型。

有利地，连接构件还可允许借助于放置在平台中的蓄电池对无人机电池进行能量再充电。

附图说明

参考附图，本发明的其它特性和/或优势将通过其示例性实施例的以下描述变得更清楚，所述示例性实施例为示例性而非限制性的，在附图中：

-图1展示根据本发明的用于空投负载的系统的可能实施例；

-图2展示通过根据本发明的系统进行操作的可能流程图；

-图3A和图3B展示本发明的可能实施例，其中移动平台可在开放配置与封闭配置之间切换，从而显著减小其体积；

-图4A、图4B和图4C展示锚定图3A和图3B的移动平台的三种可能方式。

具体实施方式

参考图1，根据本发明的用于空投负载的系统包括：移动平台100，包括着陆平面110，其界定竖轴y；至少一个位置传感器，其布置成测量竖轴y相对于预定参考系统S的空间定向O；本地控制单元，其连接到所述或每一运动传感器；以及蓄电池，其适合于将电能提供给所述或每一传感器和本地控制单元。

在本发明的一个可能的示例性实施例中，本地控制单元布置成在活动状态与待机状态之间传送，其中蓄电池的电力消耗降低到最低。

尤其，移动平台100还可包括运动传感器，其适合于检测平台的超出预定阈值的加速度，以此方式使得当运动传感器在预定时间段内Δt未检测到移动平台100的加速度时，本地控制单元自主地进入待机状态。在待机状态下，本地控制单元降低每次能量消耗，但保持与运动传感器的连接，以便当传感器检测到平台100的移动时，再次进入活动状态。

这样，当用户将其从其静止位置移动以将其放置在负载的递送点处时，平台100可自动地激活。

有利地，着陆平面110可在非活动几何与活动几何之间切换，且当着陆平面在活动几何中时，本地控制单元可退出待机状态。举例来说，在一个可能的实施例中，移动平台100可包括含有鳍片116和117，且通过抬升这些鳍片，在活动几何中发生着陆平面110的传送。这样，当安全壳翼片116和117抬起时，确保释放的负载并不脱离着陆表面110，且控制单元可进入活动状态以为递送做准备。

在图2中所描述的一个优选的示例性实施例中，非活动几何与活动几何之间的转变可与运动传感器组合。在此解决方案中，当运动传感器检测到平台100的加速度时，控制单元从待机状态变为预通电状态。如果着陆平面110在时间t₁内传送到活动几何中，那么单元控制切换到活动状态，否则其返回到待机状态。

在一个可能的实施例中，移动平台100进一步包括例如带的联接构件120，其适合于允许将着陆平面110可拆卸地固定到外部支架300，例如阳台栏杆。其还可以是验证带的正确附接且发出对应信号的传感器。

即使参考图2，一旦移动平台100已布置在负载的递送点处，本地控制单元就能够获取竖轴y的空间定向O，且比较空间定向O与定向预定空间O^′，以验证角偏差α。如果此角偏差少于预定值α_max，那么这意味着移动平台100准备好接收负载，且本地控制单元产生正确定位的状态。

在一个可能的实施例中，系统进一步提供被动RFID应答器的存在，其能够定位于所需递送点处，同时移动平台100包括能够检测到距RFID应答器的距离的接近度传感器。以此方式，本地控制单元可检查移动平台100何时距RFID应答器在某一距离d内，从而仅当验证平台100的定向和位置都正确时，才产生正确定位状态。

在本发明的一个实施例中，平台100进一步包括无线天线，使得当产生正确定位状态时，本地控制单元可将此信息传达给连接到必须递送负载的无人机200的远程控制单元。

另外，远程控制单元可连接到移动装置400，例如智能手机或平板电脑，其允许用户监测和管理货物递送的各种阶段。

在此正确定位的状态的产生之后，系统还可命令发出声音、视觉、振动触觉信号或以上的组合，以向用户传达平台100准备好接收负载。

此信号可由本地控制单元命令且由移动平台100发出和/或由远程控制单元命令且例如借助于移动装置400远程地发出。

在正确定位状态的产生之后，系统的远程控制单元能够向无人机200发送在着陆平面110上的递送命令。

在一个实施例中，移动平台包括例如QR码的标记115，其放置于着陆平面110上，使得在递送命令之后，无人机可与平台100接合，从而将标记识别为用于负载的着陆或递送的预定点。

在一个实施例中，移动平台100包括运动传感器，其适于检测移动平台的超出预定阈值的加速度，且在本地控制单元已产生正确定位状态之后，本地控制单元适于当运动传感器检测到移动平台100的加速度时，产生不安全着陆状态。

尤其，远程控制单元将无人机暂停某一时间间隔t₂。如果在此时间间隔t₂结束时，着陆仍然不安全，那么远程控制单元可决定是否允许在不降落无人机的情况下递送或重新调度递送。

参考图3A和图3B，在本发明的一个可能的实施例中，移动平台100以此方式配置以在封闭配置(其中总体积减少)与开放配置(其中平台准备好放置在着陆点处)之间传送。

以此方式，在封闭配置中，移动平台100可在不使用时容易地存储或运输到期望降落无人机的场所。

尤其，在封闭配置中，着陆平面110可在非活动几何中，同时在开放配置中，着陆平面可在活动几何中。以此方式，平台110的打开导致可激活控制单元的同时启动，从而加快在着陆区域中建立平台100的程序。

此外，还参考图4A，此实施例提供V形支架，其中获得空腔125，在开放配置中，其允许移动平台100锚定到外部支架300，例如阳台的矮墙。

参考图3A和图4B，为了适于外部支架300的不同的厚度，此实施例还提供滑动板126的存在，其能够平行于V形支架的壁平移，从而根据需要减小空腔125的厚度。

参考图4C，此实施例还可提供带子121的存在，其适于在支架300的构形不允许通过空腔125稳定固定的情况下，例如在栏杆的情况下，允许锚定到外部支架300。

Claims

1.一种用于通过无人机空投负载的移动平台(100)，其包括：

-着陆平面(110)，其界定竖轴y；

-至少一个位置传感器，其布置成测量所述竖轴y相对于预定参考系统S的空间定向O；

-本地控制单元，其连接到所述或每一位置传感器；

-蓄电池，其适合于将电能提供给所述或每一位置传感器和所述本地控制单元；

所述移动平台(100)特征在于所述本地控制单元布置成：

-获取所述竖轴y的所述空间定向O；

-比较所述竖轴y的所述空间定向O与预定空间定向O′；

-当所述空间定向O与所述预定空间定向O′之间存在低于预定值α_max的角偏差α时，产生正确定位的状态；

特征在于提供至少一个运动传感器，其适合于检测所述移动平台(100)的超出预定阈值的加速度，

且特征在于所述本地控制单元进一步布置成：

-当所述运动传感器在预定时间段内Δt未检测到所述移动平台(100)的加速度时，进入待机状态；

-当所述运动传感器检测到所述移动平台(100)的加速度时，处于活动状态。

2.根据权利要求1所述的移动平台(100)，其中提供天线以用于通过所述本地控制单元的数据的无线通信。

3.根据权利要求1所述的移动平台(100)，其中所述本地控制单元还布置成在所述正确定位的状态的所述产生之后，命令发出正确定位的信号。

4.根据权利要求1所述的移动平台(100)，其中所述着陆平面(110)适于在非活动几何与活动几何之间传送，且其中在所述活动几何中，所述控制单元永久性地保持在所述活动状态下。

5.根据权利要求1所述的移动平台(100)，其中提供快速联接构件(120)，其布置成允许将所述着陆平面(110)可拆卸地固定到外部支架(300)。

6.一种用于空投负载的系统，其包括：

-根据权利要求1到5中任一项所述的移动平台(100)；

-至少一个无人机(200)；

-远程控制单元，其布置成与所述移动平台(100)和所述或每一无人机(200)远程地交换数据；

用于所述空投的所述系统特征在于所述远程控制单元布置成：

-检测由所述本地控制单元产生的所述正确定位的状态；

-将所述着陆平面(110)上的递送命令发送到所述或每一无人机(200)。

7.根据权利要求6所述的用于空投负载的系统，其中所述移动平台(100)包括位于所述着陆平面(110)上的标记(111)，且其中在所述递送命令之后，所述或每一无人机(200)布置成将所述标记识别为用于降落或递送所述负载的预定点。

8.根据权利要求6所述的用于空投负载的系统，其中所述移动平台(100)包括适合于检测所述移动平台(100)的超出预定阈值的加速度的运动传感器，其中在所述本地控制单元已产生所述正确定位的状态之后，所述本地控制单元布置成当所述运动传感器检测到所述移动平台(100)的加速度时，产生不安全着陆的状态，且其中在所述不安全着陆的状态的所述产生之后，所述远程控制单元布置成将非着陆命令发送到所述或每一无人机(200)。

9.根据权利要求6所述的用于空投负载的系统，其中所述移动平台(100)包括适合于检测所述移动平台(100)的绝对位置的GPS传感器。

10.根据权利要求6所述的用于空投负载的系统，其中提供被动RFID应答器，其布置成放置在预定递送点处，且其中所述移动平台(100)包括接近度传感器，其布置成检测所述移动平台(100)何时位于距所述被动RFID应答器的所确定距离d内。