基于自主导航的无人机物流集中自动投递站制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于自主导航的无人机物流集中自动投递站，属于无人机技术领域。投递站包括围墙、设置在围墙顶部的合作标志，货箱传输设备，投递次序控制器；所使用的无人机包括机载进场引导模块、货箱、货箱固定机构、货箱状态传感器、投递请求模块、自动避障模块；无人机下降至投递站上方指定高度且机载解算模块从机载摄像头拍摄的图像中未检测到其他无人机时，发送投递请求，获得许可后进行投递。本实用新型专利技术采用视觉引导的方式，提供了无人机物流与地面作业进行衔接的途径，提高了自动化程度和作业效率，减少了着陆和人工卸货带来的误操作事故，且具有多种灵活方便的实现方式。

【技术实现步骤摘要】
基于自主导航的无人机物流集中自动投递站
本技术涉及一种无人机物流投递站，具体地涉及一种基于视觉导航的无人机自动投递站。属于无人机

技术介绍
随着无人机技术的发展，其使用领域不断增加，无人机在植保、物流、电力巡线等方面都执行大量的作业，无人机发展的下一个阶段即是无人机机器人，其高度自动化智能化可替代人工完成更多精细复杂的任务，其中物资的运输即物流是无人机的重要应用领域，我国部分农村地区已经开展无人机物流试点，然而其自主化程度很大程度上取决于物流站点的设计，尤其是无人值守的无人机物流投递点仍是一个需要解决的技术问题，视觉导航下的自主引导带来了无人机物流效能和应用潜力。现有无人机物流站点多为无人机落地后人工摘取货箱，不利于智能化集中操作，且对地面环境要求较高，容易出现着陆事故或人为误操作，导致无人机受损、人员受伤或货物遗失等。无人机挂载的物资实现自动投递有助于减少人力和误操作，对于实现高自主性和无人机物流具有至关重要的意义。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了一种基于自主导航的无人机物流集中自动投递站：包括围墙、设置在围墙顶部的合作标志，设置在围墙内部的货箱传输设备，投递次序控制器；所使用的无人机包括机载进场引导模块、货箱、货箱固定机构、货箱状态传感器、投递请求模块、自动避障模块；所述无人机是垂直起降型无人机；其中：围墙，用于示出投递站的边界，并防止货箱在被无人机投递时滚出边界；围墙所围区域的最大直径应大于货箱的最大直径；设置在围墙顶部的合作标志，是具有特定几何形状的并且颜色或亮度区分于背景的标志，用于供无人机机载进场引导模块识别投递站的位置和其围墙的范围；并且每个投递站的合作标志形状唯一；货箱传输设备，用于将无人机投递的货箱传输至指定位置存放等待派送；机载进场引导模块包括机载摄像头、卫星定位模块、机载解算模块；用于引导无人机下降并悬停至围墙所围区域上方指定高度；且各投递站的合作标志、卫星定位数据预存在机载解算模块中；机载摄像头、卫星定位模块、货箱状态传感器、投递请求模块分别与机载解算模块相连，机载解算模块与无人机飞行控制系统相连；机载解算模块，用于将卫星定位模块、机载摄像头、货箱状态传感器、投递请求模块采集的数据进行融合计算，并发送给无人机飞行控制系统，以控制无人机进场下降和悬停、投递货箱及调整无人机姿态；机载摄像头，用于拍摄无人机下方环境图像，机载摄像头保持下视；卫星定位模块，用于获取无人机当前卫星定位信息；货箱，用于承载待运输的物资；货箱固定机构，用于将货箱固定于无人机上；货箱状态传感器与货箱固定机构相连，用于获取货箱是否已投递的状态并发给投递次序控制器和机载解算模块；货箱状态传感器与机载解算模块相连；设置于无人机上的自动避障模块，与无人机飞行控制系统相连，用于防止无人机相撞；无人机的投递请求模块，用于发送投递货箱的请求；投递站的投递次序控制器，用于与无人机的投递请求模块进行通信，接收并验证无人机投递请求模块发来的投递请求，验证通过后发送许可给无人机的投递请求模块；投递请求模块与投递次序控制器进行无线通信；供电单元，用于为各部分提供电源。对比现有技术，本技术的有益效果在于：本技术提供的采用视觉引导的无人机物流自动投递站，便于无人机进行物流投递，该结构提供了无人机物流与地面作业进行衔接的途径，提高了自动化程度，特别适用物流站点化作业，减少了着陆和人工卸货带来的误操作事故，且具有多种灵活方便的实现方式，有效提高了无人机物流的作业效率。附图说明图1是本技术所述投递站及所用无人机组成示意图；其中：1-围墙、2-合作标志(点亮的LED灯)、3-合作标志(未点亮的LED灯)、4-货箱传输设备、5-货箱(已投递)。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本技术加以详细说明，同时也叙述了本技术技术方案解决的技术问题及有益效果，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本技术的理解，而对其不起任何限定作用。下面结合实施例和图1对本技术所述一种基于自主导航的无人机物流集中自动投递站的具体实施方式进行描述解释：一种基于自主导航的无人机物流集中自动投递站，包括围墙、设置在围墙顶部的合作标志，设置在围墙内部的货箱传输设备，投递次序控制器；所使用的无人机包括机载进场引导模块、货箱、货箱固定机构、货箱状态传感器、投递请求模块、自动避障模块；所述无人机是垂直起降型无人机；一种实例的示意图见图1，其中，围墙，用于示出投递站的边界，并防止货箱在被无人机投递时滚出边界；围墙所围区域的最大直径应大于货箱的最大直径；围墙可为方形、圆形、漏斗形、锥形；设置在围墙顶部的合作标志，用于供无人机机载进场引导模块识别投递站的位置和其围墙的范围；并且每个投递站的合作标志形状唯一；所述合作标志是LED灯或用反光涂料涂覆的标志；当合作标志为LED灯时，包括：多个LED灯、灯阵控制器；多个LED灯均匀排列且固定在围墙顶部，所述LED灯是采用LED构成的圆形发光体或者条带形发光体；各LED灯的电源线分别通过灯阵控制器与供电单元连接；灯阵控制器用于控制各LED灯的亮灭。所述LED灯是由条状LED灯带盘绕而成的实心圆形发光体，每个LED灯的直径至少为300mm；LED灯的数量大于4；其圆心之间的间距大于等于LED灯半径的3倍。当合作标志的LED灯为条带形发光体时，其沿着围墙布设范围的长度小于等于围墙的周长。每个LED灯的光度大于等于113000lm。所述LED灯沿着围墙顶部的内边缘布设。每一种合作标志与一个投递站地址相对应，当投递站处于停用状态时，其对应的合作标志被覆盖或熄灭。货箱传输设备，用于将无人机投递的货箱传输至指定位置存放等待派送；机载进场引导模块包括机载摄像头、卫星定位模块、机载解算模块；用于引导无人机下降并悬停至围墙所围区域上方指定高度；且各投递站的合作标志、卫星定位数据预存在机载解算模块中；机载摄像头、卫星定位模块、货箱状态传感器、投递请求模块分别与机载解算模块相连，机载解算模块与无人机飞行控制系统相连；机载解算模块，用于将卫星定位模块、机载摄像头、货箱状态传感器、投递请求模块采集的数据进行融合计算，并发送给无人机飞行控制系统，以控制无人机进场下降和悬停、投递货箱及调整无人机姿态；机载摄像头，用于拍摄无人机下方环境图像，机载摄像头保持下视；卫星定位模块，用于获取无人机当前卫星定位信息，以便将无人机引导至投递站附近位置；货箱，用于承载待运输的物资并挂于无人机上；货箱固定机构，用于将货箱固定于无人机上；货箱状态传感器与货箱固定机构相连，用于获取货箱是否已投递的状态并发给投递次序控制器和机载解算模块；货箱状态传感器与机载解算模块相连；供电单元，用于为各部分提供电源。设置于无人机上的自动避障模块，与无人机飞行控制系统相连，用于防止无人机相撞；(但无法保证下方是否有无人机，因此无法防止货箱投递时砸到其他的无人机，因此需要使用机载摄像头观测下方环境，并用投递请求模块与投递次序控制器相配合)无人机的投递请求模块，用于发送投递货箱的请求；投递站的投递次序控制器，用于与无人机的投递请求模块进行通信，接收并验证无人机投递请求模块发来的投递请求，验证通过后发送许可给无人机的投递请求模块；投递请求模块与投递次序控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于自主导航的无人机物流集中自动投递站，其特征在于，包括围墙、设置在围墙顶部的合作标志，设置在围墙内部的货箱传输设备，投递次序控制器；所使用的无人机包括机载进场引导模块、货箱、货箱固定机构、货箱状态传感器、投递请求模块、自动避障模块；所述无人机是垂直起降型无人机；其中：围墙，用于示出投递站的边界，并防止货箱在被无人机投递时滚出边界；围墙所围区域的最大直径应大于货箱的最大直径；设置在围墙顶部的合作标志，是具有特定几何形状的并且颜色或亮度区分于背景的标志，用于供无人机机载进场引导模块识别投递站的位置和其围墙的范围；并且每个投递站的合作标志形状唯一；货箱传输设备，用于将无人机投递的货箱传输至指定位置存放等待派送；机载进场引导模块包括机载摄像头、卫星定位模块、机载解算模块；用于引导无人机下降并悬停至围墙所围区域上方指定高度；且各投递站的合作标志、卫星定位数据预存在机载解算模块中；机载摄像头、卫星定位模块、货箱状态传感器、投递请求模块分别与机载解算模块相连，机载解算模块与无人机飞行控制系统相连；机载解算模块，用于将卫星定位模块、机载摄像头、货箱状态传感器、投递请求模块采集的数据进行融合计算，并发送给无人机飞行控制系统，以控制无人机进场下降和悬停、投递货箱及调整无人机姿态；机载摄像头，用于拍摄无人机下方环境图像，机载摄像头保持下视；卫星定位模块，用于获取无人机当前卫星定位信息；货箱，用于承载待运输的物资；货箱固定机构，用于将货箱固定于无人机上；货箱状态传感器与货箱固定机构相连，用于获取货箱是否已投递的状态并发给投递次序控制器和机载解算模块；货箱状态传感器与机载解算模块相连；设置于无人机上的自动避障模块，与无人机飞行控制系统相连，用于防止无人机相撞；无人机的投递请求模块，用于发送投递货箱的请求；投递站的投递次序控制器，用于与无人机的投递请求模块进行通信，接收并验证无人机投递请求模块发来的投递请求，验证通过后发送许可给无人机的投递请求模块；投递请求模块与投递次序控制器进行无线通信；供电单元，用于为各部分提供电源。...

【技术特征摘要】
1.一种基于自主导航的无人机物流集中自动投递站，其特征在于，包括围墙、设置在围墙顶部的合作标志，设置在围墙内部的货箱传输设备，投递次序控制器；所使用的无人机包括机载进场引导模块、货箱、货箱固定机构、货箱状态传感器、投递请求模块、自动避障模块；所述无人机是垂直起降型无人机；其中：围墙，用于示出投递站的边界，并防止货箱在被无人机投递时滚出边界；围墙所围区域的最大直径应大于货箱的最大直径；设置在围墙顶部的合作标志，是具有特定几何形状的并且颜色或亮度区分于背景的标志，用于供无人机机载进场引导模块识别投递站的位置和其围墙的范围；并且每个投递站的合作标志形状唯一；货箱传输设备，用于将无人机投递的货箱传输至指定位置存放等待派送；机载进场引导模块包括机载摄像头、卫星定位模块、机载解算模块；用于引导无人机下降并悬停至围墙所围区域上方指定高度；且各投递站的合作标志、卫星定位数据预存在机载解算模块中；机载摄像头、卫星定位模块、货箱状态传感器、投递请求模块分别与机载解算模块相连，机载解算模块与无人机飞行控制系统相连；机载解算模块，用于将卫星定位模块、机载摄像头、货箱状态传感器、投递请求模块采集的数据进行融合计算，并发送给无人机飞行控制系统，以控制无人机进场下降和悬停、投递货箱及调整无人机姿态；机载摄像头，用于拍摄无人机下方环境图像，机载摄像头保持下视；卫星定位模块，用于获取无人机当前卫星定位信息；货箱，用于承载待运输的物资；货箱固定机构，用于将货箱固定于无人机上；货箱状态传感器与货箱固定机构相连，用于获取货箱是否已投递的状态并发给投递次序控制器和机载解算模块；货箱状态传感器与机载解算模块相连；设置于无人机上的自动避障模块，与无人机飞行控制系统相连，用于防止无人机相撞；无人机的投递请求模块，用于发送投递货箱的请求；投递站的投递次序控制器，用于与无人机的投递请求模块进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：厦门大壮深飞科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35