一种基于无人机的快递投递系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无人机的快递投递系统及方法，包括地面控制中心，无人机组及智能快递柜网。发件时，快递公司向地面控制中心发出快递投递的请求，为本订单生成具体的智能快递柜，并为无人机生成任务航线。无人机到达目标位置附近后，申请和快递柜进行通信验证，验证通过后，若快递柜空闲，无人机切换到视觉定位模式，定位成功后，快递柜上的电子门自动开启，无人机悬停或者降落在降落台上进行行投递。智能快递柜将快递传送到预分配好的隔间，并生成提取码，并将提取码发送给用户，用户根据提取码取件。本发明专利技术能极大地提高目前快递投递的效率，降低人力时间成本，更好地保障快递的安全性和隐私。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及物流运输及无人机应用领域，特别是一种基于无人机的快递投递系统及方法。
技术介绍
目前，现有快递投递方式可分为长距离，中距离和短距离投递。其中长距离的派送可采用负载较大的交通工具，如火车，飞机等。中距离可采用小型的交通工具，其运输效率比较高，成本也较低，但是对于短距离的快递的投递，即所谓的最后五公里的快递投递基本采用人力投递，当快递到达快递公司后，快递人员需对需对包裹进行登记，分拣，派送，很大部分的快递需要快递员送货至客户区某一集中点，以短信或电话的形式通知客户取件，快递员工作量大，且需长时间的等待客户取件，耗费了大量的人力和物力，而且快递的投递的效率也较低，此外，在投递过程中还容易出现快递的冒领，丢失，快递的隐私泄露等一系列问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种基于无人机的快递投递系统及方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于无人机的快递投递系统，包括：地面控制中心：用于处理快递申请及快递投递业务；无人机组：用于接受地面控制中心统一调配，向智能快递柜投递快递；智能快递柜网：覆盖某一区域，保障该区域的快递的存取功能。所述地面控制中心包括：订单生成模块：用于在接收到各区域的快递公司向发送的投递快递的请求后，根据快递的所属快递公司，按照快递收货地址，快递重量，体积，签收人，签收人联系方式这些快递参数为快递分配具体的智能快递柜及存储隔间，并生成本订单的订单编号；存储模块：用于存储各个智能快递柜的GPS坐标，定位用的标识物，智能快递柜的各个快递公司的各个存储隔间的型号和存储状态，各订单的快递参数信息，订单编号；通信模块：与无人机组、智能快递柜进行双向通信；计算模块：用于根据快递参数中的详细地址计算出接收快递的最近智能快递柜，此外，还对所有的智能快递柜的不同快递公司的已存隔间及空闲隔间进行统计；任务管理模块：用于从生成订单开始到快递投递完成为止，对无人机及智能快递柜的一系列的行为进行统一的调配和管理；显示模块：用于在订单生成后，为每个订单生成显示界面，实时显示无人机位置，速度，高度，电量，无人机离目标智能快递柜的距离，预计到达时间，以及显示快递的运输状态。所述无人机包括超声波传感器、气压高度计；所述超声波传感器、气压高度计均与GPS/INS导航模块连接；所述GPS/INS导航模块、电控快递锁、存储模块、通信模块依次连接；所述GPS/INS导航模块、自动避障模块、视觉定位模块、电源模块依次连接；所述电源模块与电量检测模块、无线充电模块连接。所述智能快递柜包括依次连接的通信模块、电子门、MCU/CPU控制模块、传输模块、红外感应模块、存储模块、提取码生成模块、提取码输入模块、无线充电模块、电源模块；所述电子门上设有用于定位的标志物。本专利技术还提供了一种基于无人机的快递投递方法，该方法实现过程包括：快递公司申请快递投递，并把快递参数发送给地面控制中心；地面控制中心进行评估，为无人机生成具体的快递柜及存储隔间；地面控制中心为无人机生成任务航线；无人机锁定快递后，按航线起飞，无人机若遇到障碍物，无人机进行避障，当航线发生偏差时，地面控制中心重新为无人机生成航线；无人机到达目标快递柜附近时进行验证通信；验证通过时若智能快递柜空闲，无人机进入投递模式，若智能快递柜繁忙，无人机进入等待队列，直至智能快递柜处理完本快递为止；无人机进入投递模式后，切换到视觉定位的模式，定位成功后，智能快递柜上的电子门开启，无人机进行快递投递；投递完后，智能快递柜上的电子门关闭，智能快递柜通过传输带把快递传输到分配好的存储隔间，存储隔间存储状态进行相应更新；智能快递柜生成提取码发送给用户，供用户凭提取码进行取件；无人机返航，本次投递完成。所述目标快递柜确定的具体过程包括：若用户指定了收货的快递柜，则把指定的快递柜作为目标快递柜，否则计算模块根据订单的收货地址，计算出离收货地址最近的智能快递柜，若该智能快递柜对应的快递公司的存储区域有空闲存储隔间，则把该智能快递柜作为目标快递柜，否则，把处于阈值距离范围内的其它最近的且满足以上条件的智能快递柜作为目标快递柜；若不存在满足条件的智能快递柜，则拒绝该快递请求；所述的阈值距离范围为距离收货地址的距离最大值，该值可视不同收货区域的人口密度及地理环境特征等因素在地面控制中心进行人为地设定。与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果为：本专利技术能极大地提高目前快递投递的效率，降低人力时间成本，更好地保障快递的安全性和隐私。附图说明图1示出了本专利技术实施例中的快递系统结构示意图；图2示出了本专利技术实施例中的基于快递系统地面控制中心的模块示图；图3示出了本专利技术实施例中的基于快递系统无人机的模块示意图；图4示出了本专利技术实施例中的基于快递系统的智能快递柜的模块示意图；图5示出了本专利技术实施例中的快递订单生成的流程图；图6示出了本专利技术实施例中的无人机从生成订单到进入待投递状态的流程图；图7示出了本专利技术实施例中的无人机完成快递投递的流程图。具体实施方式以下结合图提供详细的实施例。如图1所示，本专利技术所提供的快递系统包括：地面控制中心，无人机组和全网覆盖的智能快递柜。所述的任意三者之间都能进行双向的全双工通信。此外，所述的地面控制中心，可由多个分区的地面控制中心组成，每个分区的地面控制中心负责某个区域的所有的智能快递柜的快递的投放，并实时更新统计管辖内的快递柜的快递投放情况，进一步地，地面控制中心可把相关快递投放等信息联网更新，人们可在网上实时查看快递的投递情况。于本专利技术实例中，优选的，所述的无人机组为各快递公司配置的无人机，所述无人机必须具备保障快递投递功能的各个模块。所述的全网覆盖的智能快递柜，为考虑到快递点之间的距离、人口密度及地理环境等因素在某一区域建立起来的网状快递柜，优选的，该区域可为某一商业区，某一城市，某一特定区域，甚至某一国家。应当保证处于网状覆盖区域内的任何人员都能在不超过距离快递接收人地址的某一范围值以内都应存在智能快递柜，充分保障快递接收人接收快递的便捷性，此外，在人口较为密集的学校、商业区或住宅区可适当增加智能快递柜的密度，有效保障快递系统良好的流通性。如图2，所述的地面控制中心可进一步地包括以下几个模块：订单生成模块，负责生成快递订单。各区域的快递公司向地面控制中心发出投递快递的请求，并把快递参数传给地面控制中心，地面控制中心根据快递的所属快递公司，快递收货地址，快递重量，体积，签收人等快递参数为快递自动分配具体的智能快递柜及对应型号大小的存储隔间，并生成本次订单的订单编号；在生成订单时，地面控制中心会相应地为无人机分配一个对应快递公司编号的智能快递柜的空闲隔间，该隔间状态由空闲状态更新为待存状态。所述的订单编号，由地面控制中心通过通信模块将其发送给无人机及对应的智能快递柜，用于验证无人机和快递柜的信息验证，验证通过则允许快递投放。存储模块，存储各个智能快递柜的GPS坐标，标识物，智能快递柜的各个快递公司的各存储隔间的存储状态，快递参数信息，该存储模块可为SD卡、硬盘等介质，每完成快递投递任务后，相应的快递参数信息应及时清理。通信模块，其适用于与无人机组以及智能快递柜的双向通信，优选的，通讯方式可为4G/5G网络/无线电波/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无人机的快递投递系统，其特征在于，包括：地面控制中心：用于处理快递申请及快递投递业务；无人机组：用于接受地面控制中心统一调配，向智能快递柜投递快递；智能快递柜网：覆盖某一区域，保障该区域的快递的存取功能。

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的快递投递系统，其特征在于，包括：地面控制中心：用于处理快递申请及快递投递业务；无人机组：用于接受地面控制中心统一调配，向智能快递柜投递快递；智能快递柜网：覆盖某一区域，保障该区域的快递的存取功能。2.根据权利要求1所述的基于无人机的快递投递系统，其特征在于，所述地面控制中心包括：订单生成模块：用于在接收到各区域的快递公司向发送的投递快递的请求后，根据快递的所属快递公司，按照快递收货地址，快递重量，体积，签收人，签收人联系方式这些快递参数为快递分配具体的智能快递柜及存储隔间，并生成本订单的订单编号；存储模块：用于存储各个智能快递柜的GPS坐标，定位用的标识物，智能快递柜的各个快递公司的各个存储隔间的型号和存储状态，各订单的快递参数信息，订单编号；通信模块：与无人机组、智能快递柜进行双向通信；计算模块：用于根据快递参数中的详细地址计算出接收快递的最近智能快递柜，此外，还对所有的智能快递柜的不同快递公司的已存隔间及空闲隔间进行统计；任务管理模块：用于从生成订单开始到快递投递完成为止，对无人机及智能快递柜的一系列的行为进行统一的调配和管理；显示模块：用于在订单生成后，为每个订单生成显示界面，实时显示无人机位置，速度，高度，电量，无人机离目标智能快递柜的距离，预计到达时间，以及显示快递的运输状态。3.根据权利要求2所述的基于无人机的快递投递系统，其特征在于，所述无人机包括超声波传感器、气压高度计；所述超声波传感器、气压高度计均与GPS/INS导航模块连接；所述GPS/INS导航模块、电控快递锁、存储模块、通信模块依次连接；所述GPS/INS导航模块、自动避障模块、视觉定位模块、电源模块依次连接；所述电源模块与电量检测模块、无线充电模块连接。4.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭冠政，郑飞虎，王汐，李杰培，李波，唐顺，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43