【技术实现步骤摘要】
面向社区的无人机配送系统与配送方法
本专利技术属于物流
，具体涉及面向社区的无人机配送系统与配送方法。
技术介绍
在现有末端配送中，主要以门到门配送与定点取件两种形式，其中往往存在用户时间窗变化导致配送失败、配送时效性差、货损率高、服务质量低配送成本高的问题；另一方面，全国物流快递行业订单量不断增加，中国人口老龄化趋势加强，劳动人口下降，配送员的老龄化和稀少化的问题也不断涌现，具体有：(1)物流需求的增长。我国快递业务量的急速膨胀给物流行业带来了挑战，在如此规模的业务量下，物流配送面临巨大的压力，未来的物流不仅仅靠人力来解决的，必定会向智慧物流转型。(2)快递人员数量的削减。中国电子商务的发展将带来配送运力需求的快速增长与社会适龄劳动力人口不断减少之间的矛盾，而无人配送是解决这个矛盾的最有效手段。中国劳动年龄人口(16-59岁)在2011年达到最高点，2012年开始逐年下降，至2017年的6年内减少3800万。随着中国逐渐步入老年社会以及中国城镇化进程的加速，适龄劳动人口数量与日益增长的生产建设、服务消费需求之间存在巨大差距。(3)人工快递的弊端。物流订单的增加给物流配送行业带来极大的压力，人工快递投递的延误率较高，偏远地区投递难度大，物流成本逐年升高。物流配送市场需要更加快捷、方便、现代化的物流配送，这为无人机物流配送提供了条件，各大物流企业物流无人机试运行使得无人机物流的发展向前迈了重大一步。近年来无人机硬件的迅猛发展为无人配送提供了技术基础，随着政策...
【技术保护点】
1.面向社区的无人机配送系统，其特征在于：包括：/n后台信息系统，接收并处理订单信息和进行订单配送状态确认，根据订单处理结果控制自动化无人柜订单调度排队并反馈订单的货物信息，控制无人机配送订单调度排队，规划无人机从自动化无人柜至目标配送位置的航迹路径；/n自动化无人柜，设于社区内部，接收配送员的货物投递并对货物进行长、宽、高、重量的测量和订单号扫描，将目标货物存储在指定位置，将自动化无人柜内部目标货物调度至无人机；或接收无人机的货物投递并进行订单号扫描，将目标货物存储在指定位置；/n无人机，获取目标配送位置和配送时间，自动装载目标货物并在配送时间启动无人机配送飞行，根据航迹路径将目标货物配送至目标配送位置，并将目标货物投递到户外家装收货装置中，然后返航；或在配送时间启动无人机配送飞行，根据航迹路径飞行至目标配送位置，装载目标货物并返航，将目标货物投递到至自动化无人柜；/n户外家装收货装置，用于无人机进行目标配送位置识别，接收无人机在目标配送位置上投递的目标货物，并向后台信息系统反馈货物接收状态；/n云端数据库，与后台信息系统通信，实现数据的存储和调用，云端数据库包括三维地理信息数据库和...
【技术特征摘要】
1.面向社区的无人机配送系统，其特征在于：包括：
后台信息系统，接收并处理订单信息和进行订单配送状态确认，根据订单处理结果控制自动化无人柜订单调度排队并反馈订单的货物信息，控制无人机配送订单调度排队，规划无人机从自动化无人柜至目标配送位置的航迹路径；
自动化无人柜，设于社区内部，接收配送员的货物投递并对货物进行长、宽、高、重量的测量和订单号扫描，将目标货物存储在指定位置，将自动化无人柜内部目标货物调度至无人机；或接收无人机的货物投递并进行订单号扫描，将目标货物存储在指定位置；
无人机，获取目标配送位置和配送时间，自动装载目标货物并在配送时间启动无人机配送飞行，根据航迹路径将目标货物配送至目标配送位置，并将目标货物投递到户外家装收货装置中，然后返航；或在配送时间启动无人机配送飞行，根据航迹路径飞行至目标配送位置，装载目标货物并返航，将目标货物投递到至自动化无人柜；
户外家装收货装置，用于无人机进行目标配送位置识别，接收无人机在目标配送位置上投递的目标货物，并向后台信息系统反馈货物接收状态；
云端数据库，与后台信息系统通信，实现数据的存储和调用，云端数据库包括三维地理信息数据库和订单信息数据库，三维地理信息数据库存储各个目标配送位置、社区自动化无人柜固定点的三维地理位置和无人机航线飞行区域的三维地理信息模型；
用户终端APP，进行无人机配送订单下单和配送信息确认。
2.根据权利要求1所述的面向社区的无人机配送系统，其特征在于：所述后台信息系统包括：
用户管理模块，存储用户信息并与用户终端APP和订单管理模块通信实现无人机配送订单下单、配送信息确认、订单处理和的订单配送状态确认；
订单管理模块，接收并处理订单信息和进行订单配送状态确认；
调度管理模块，根据订单处理结果控制自动化无人柜订单调度排队并反馈订单的货物信息，控制无人机配送订单调度排队；
航迹路径规划模块，规划无人机从自动化无人柜至目标配送位置的航迹路径；
无人机飞行姿态控制模块，包括手动辅助控制单元和视觉辅助控制单元；
安全警报模块，对自动化无人柜订单调度排队、无人机配送订单调度排队、无人机配送飞行和户外家装收货装置接收目标货物出现的异常进行安全警报。
3.根据权利要求1所述的面向社区的无人机配送系统，其特征在于：所述自动化无人柜包括柜体(101)，柜体内设有多层存货仓，每层存货仓设有多个存货柜(107)，每个存货柜均设有货位口；
所述柜体上设有存/取货口(102)和与存/取货口连通的测试台(103)，测试台包括称重装置、三维体积测量装置和存货扫描装置；
所述柜体内设有竖直运输通道(104)，竖直运输通道与测试台的出口侧连通，竖直运输通道与每层存货仓的每个存货柜的货位口均连通；
所述自动化无人柜还包括在竖直运输通道内做垂直升降运动的升降机(106)和由升降机承载的货物运输机(111)，以及控制升降机和货物运输机的控制柜，称重装置、三维体积测量装置和存货扫描装置与控制柜连接传输测量数据；
所述柜体的上端设有与竖直运输通道的顶部连通的无人机停机坪(108)；
所述柜体还设有供电装置。
4.根据权利要求3所述的面向社区的无人机配送系统，其特征在于：所述竖直运输通道设于柜体的中轴线上，存货仓环绕竖直运输通道设置，存货柜以竖直运输通道为中心均匀分布且存货柜的货位口与竖直运输通道连通；
或者每层存货仓设有与竖直通道连通的水平运输通道(105)，水平运输通道与当前层存货仓每个存货柜的货位口均连通。
5.根据权利要求4所述的面向社区的无人机配送系统，其特征在于：每层所述存货仓设有多层组合存货柜，每层组合存货柜设有多个存货柜，当每层存货仓设有与竖直通道连通的水平运输通道时，存货柜沿水平方向依次设置，且沿水平方向设置的一排存货柜的货位口方向一致。
6.根据权利要求3所述的面向社区的无人机配送系统，其特征在于：所述测试台靠近存/取货口的一侧设有相对测试台向远离存/取货口方向滑动的第一抵块，测试台远离存/取货口的一侧设有相对测试台向靠近存/取货口方向滑动的第二抵块，测试台远离存/取货口的一侧为出口侧，第一抵块和第二抵块由控制柜控制滑动。
7.根据权利要求3所述的面向社区的无人机配送系统，其特征在于：所述竖直运输通道内设有上横梁、下横梁和连接上横梁和下横梁的立柱，立柱设有导轨；
所述升降机包括起升驱动电机、绳轮、滑轮组、钢丝绳、载物台和安全保护装置，其中，起升驱动电机固定连接在上横梁上，绳轮与起升驱动电机的输出轴连接，钢丝绳绕在绳轮和滑轮组上并与载物台连接，载物台与导轨连接，载物台通过起升驱动电机的动力牵引下相对导轨做垂直升降运动，起升驱动电机和安全保护装置均与控制柜连接。
8.根据权利要求3所述的面向社区的无人机配送系统，其特征在于：所述货物运输机包括机体和设于机体上的运输控制器，以及与运输控制器连接用于驱动机体行走的驱动装置，运输控制器与控制柜通信连接，机体上设有两个相对设置且相对机体做垂直升降运动的夹持件，夹持件由运输控制器控制；
所述机体上还设有与运输控制器连接的取货扫描装置，夹持件上还设有与运输控制器连接的接近开关。
9.根据权利要求3所述的面向社区的无人机配送系统，其特征在于：所述无人机停机坪设有与竖直运输通道连通的自动运输带(109)，自动运输带由控制柜控制工作，当载物台垂直升降到柜体上端时，货物运输机将货物转移到自动运输带。
10.根据权利要求3所述的面向社区的无人机配送系统，其特征在于：所述供电装置包括供电柜和电池充电储存仓，供电柜连接市电；
所述电池充电储存仓设于柜体上端，电池充电储存仓内设有无线充电装置、电池和机械手装置，无线充电装置连接市电，电池充电储存仓设有仓盖和用于控制仓盖打开和关闭的自动开关器，自动开关器由控制柜控制，电池充电储存仓设有用于安装电池取放槽，无线充电装置设于电池充电储存仓的仓底，机械手装置设于取放槽内，机械手装置包括气泵和与气泵连接的气动伸缩杆，机械手装置由控制柜控制。
11.根据权利要求3所述的面向社区的无人机配送系统，其特征在于：所述自动化无人柜还包括多个红外传感器，红外传感器与控制柜连接向控制柜实时返回监视数据；
柜体上还设有与控制柜连接的无人机扫描装置。
12.根据权利要求1所述的面向社区的无人机配送系统，其特征在于：所述无人机包括机身(201)和设于机身上的多个旋翼(202)，机身内设有飞控板，飞控板分别通过电机驱动单元连接有电机，多个旋翼分别与电机的输出轴连接，无人机还包括电源和与飞控板连接的通讯单元；
所述飞控板包括飞行控制器，与飞行控制器连接的IMU单元、磁力计、气压计、GPS单元、超声波传感器、光流传感器和摄像头，电机驱动单元与飞行控制器连接；
所述飞行控制器还连接有雷达、激光测距传感器和机载射频标签；
所述飞行控制器还连接有视觉传感器(205)和扫描器(206)。
13.根据权利要求12所述的面向社区的无人机配送系统，其特征在于：所述无人机还包括与机身连接的快递箱(208)，快递箱包括快递箱本体和控制快递箱本体开关的自动开关器，自动开关器与飞行控制器连接由飞行控制器控制；
所述快递箱本体包括与机身连接的顶板(2081)，与顶板固定连接的左侧板(2082)和右侧板(2083)，与顶板铰接的前侧板(2084)和后侧板(2085)，分别与左侧板和右侧板铰接的左底板(2086)和右底板(2087)，自动开关器包括用于控制前侧板和后侧板开关的侧板自动开关器，和用于控制左底板和右底板开关的底板自动开关器。
14.根据权利要求1所述的面向社区的无人...
【专利技术属性】
技术研发人员：王坤，陈晓锦，陈豪杰，窦烨涵，李若愚，高梦雅，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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