基于制造技术

本发明专利技术公开一种基于

【技术实现步骤摘要】
基于UWB的无人机的物资盘点方法及系统


[0001]本专利技术涉及超宽带定位标签，具体涉及一种基于
UWB
的无人机的物资盘点方法及系统
。

技术介绍

[0002]众所周知，仓库库存周期盘点是一项劳动密集型但高价值的商业活动
。
传统仓库正受到全球电子商务，高速供应链和巨大成本压力的影响
。
数字化转型是仓储管理的一个流行趋势，而目前常用的将
RFID
技术应用于无人机进行物资盘点，可能会存在漏识别
、
误识别的问题，同时基于
RFID
进行物资盘点无法精确知道物资的位置信息，对于后续的物资管理也不方便
。
[0003]UWB
技术是通过极窄脉冲来传输数据而不是通过传统的载波来传输数据，导致其数据传输速度极高，除此之外，
UWB
技术具有系统复杂性低
、
信息安全性高
、
抗多径衰落能力强等优点，成为无线定位领域中的一大亮点
。
将
UWB
技术与无人机物资盘点结合起来，充分发挥各种技术的优势，克服
RFID
进行物资盘点时漏检
、
误检的问题
。
[0004]传统的
UWB
定位系统需要提前在定位区域的四周布设位置已知的锚节点，一旦系统布设完成就只能服务于一个区域，想要盘点另一个区域就需要重新再布设一套系统，整体系统的灵活性不足，且布设成本比较高<br/>。
[0005]中国专利文献
(CN207074379U)
公开了一种基于
RFID
的无人机自动盘点系统，包括中心服务器
、
通信模块
、
自动盘点处理器
、
飞控模块
、
定位模块和
RFID
模块；所述自动盘点处理器
、
飞控模块
、
定位模块和
RFID
模块均安装在无人机的内部；所述中心服务器通过通信模块与自动盘点处理器进行双向通信，所述飞控模块
、RFID
模块
、
定位模块分别与自动盘点处理器相连接
。
该技术方案中的盘点方式是基于
RFID
，这种方式下对物资的盘点只能知道物资是否在这个存放区域内，但是物资的具体位置坐标是没有的，同时由于
RFID
的技术特点，可能会存在漏检的问题
。
其中的定位模块虽用到了
UWB
定位，但是这个
UWB
定位仅仅是对无人机的定位，并不是对物资的定位
。
[0006]中国专利文献
(CN112429229A)
公开了一种基于物联网的无人机搜救系统，包括地面控制站
、
通信平台
、
搜救无人机和若干组探测无人机，所述地面控制站通过通信平台与搜救无人机和若干组探测无人机连接；所述通信平台：用于接收搜救无人机和探测无人机反馈的数据以及向接收搜救无人机和探测无人机发出地面控制站的控制指令；所述探测无人机：用于探测被困人员所处位置
、
环境数据以及人员身份信息
。
该技术方案中的无人机搜救系统中的被困人员是没有任何定位标签的，没办法通过这种数据交互的方式进行被困人员的定位，它采用的探测装置是基于摄像头
、
热成像等技术来判断人员位置的，并没有事先对要盘点的物资或人员安装定位标签
。
[0007]中国专利文献
(CN112429229A)
公开了一种基于
UWB
的无人机搜寻定位装置及其找寻方法，包括手持设备控制器和机载标签控制器，所述手持设备控制器的输入端连接设置有第一可充电锂电池，所述第一可充电锂电池的输入端连接设置有第一充电接口
&amp;
电路，所
述手持设备控制器的另一输入端连接设置有按键，所述手持设备控制器的输出端连接设置有中文显示屏
、
蜂鸣器
、LED
灯和第一
UWB
测距模组，所述机载标签控制器的输入端连接设置有第二可充电锂电池，所述第二可充电锂电池的输入端连接设置有第二充电接口
&amp;
电路，所述机载标签控制器的输出端连接设置有第二
UWB
测距模组，极大提高搜寻效率，该装置不依靠任何网络，对遥控信号干扰极低，低安全可靠性高
。
该技术方案中基于
UWB
的无人机搜寻定位方法是在当无人机坠机后，通过额外布设两个
UWB
定位基站和无人机上的
UWB
定位模块进行通信，进而解算得到无人机的大概位置，并没有事先对要盘点的物资或人员安装定位标签
。
[0008]因此，有必要开发一种基于
UWB
的无人机的物资盘点方法，采用
UWB
定位技术，提高物资管理的效率
。

技术实现思路

[0009]本专利技术要解决的技术问题是，提供一种基于
UWB
的无人机的物资盘点方法，能够方便快速的确定物资的位置，提高物资管理的效率，同时提升仓储物资管理的智能化水平
。
[0010]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：该基于
UWB
的无人机的物资盘点方法，具体包括以下步骤：
[0011]S1
发送任务指令：后台服务器发送物资盘点的任务以及指定无人机到达的物资存放区域的中心位置的指令信息；
[0012]S2
接收指令并执行：无人机接收到指令信息后，根据自身携带的卫星定位模块实现自主定位导航，飞行到后台服务器指定的中心位置点；
[0013]S3
盘点物资：无人机通过自主寻向功能，根据
UWB
阵列天线模块以及引导标签，完成方位对准和物资上的
UWB
定位标签和多个
UWB
测距模块的距离测量，获得无人机的方位信息以及多个测距信息并上传数据至后台服务器；
[0014]S4
获得位置信息：后台服务器根据接收到的数据解算得到
UWB
定位标签的位置信息
。
[0015]采用上述技术方案，使用
UWB
定位标签和
UWB
阵列天线模块定位系统，以及使用无人机机翼上的测距模块作为定位基准点，实现了高精度定位，不仅能够定位物资存放的区域，还能够定位物资所在的具体位置坐标信息，在查找物资时，能够方便快速的确定物资的位置，提高物资管理的效率
。
[0016]优选地，所述步骤
S1
中首先在物资存放区域安装引导标签，并在物资存放区域的中心位置安装
UWB本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
UWB
的无人机的物资盘点方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1
发送任务指令：后台服务器发送物资盘点的任务以及指定无人机到达的物资存放区域的中心位置的指令信息；
S2
接收指令并执行：无人机接收到指令信息后，根据自身携带的卫星定位模块实现自主定位导航，飞行到后台服务器指定的中心位置点；
S3
盘点物资：无人机通过自主寻向功能，根据
UWB
阵列天线模块以及引导标签，完成方位对准和物资上的
UWB
定位标签和多个
UWB
测距模块的距离测量，获得无人机的方位信息以及多个测距信息并上传数据至后台服务器；
S4
获得位置信息：后台服务器根据接收到的数据解算得到
UWB
定位标签的位置信息
。2.
根据权利要求1所述基于
UWB
的无人机的物资盘点方法，其特征在于，所述步骤
S1
中首先在物资存放区域安装引导标签，并在物资存放区域的中心位置安装
UWB
阵列天线模块
。3.
根据权利要求2所述基于
UWB
的无人机的物资盘点方法，其特征在于，所述步骤
S1
中的
UWB
阵列天线模块为二元阵列天线，包含两个天线阵元，实现所述引导标签和所述无人机之间的方位角测量
。4.
根据权利要求2所述基于
UWB
的无人机的物资盘点方法，其特征在于，所述步骤
S3
中首先在无机人的四旋翼下均安装
UWB
测距模块，并在每个待盘点的物资上安装
UWB
定位标签
。5.
根据权利要求4所述基于
UWB
的无人机的物资盘点方法，其特征在于，所述步骤
S3
的具体步骤为：
S31
：无人机通过自主寻向功能，根据
UWB
阵列天线模块获得方位角信息，调整无人机悬停方位，使其正对引导标签所处的方向，完成方位对准；
S32
：无人机利用安装在其四旋翼下方的
UWB
测距模块接收物资存放区域中每个物资上的
UWB
定位标签发送的测距广播帧，完成
UWB
定位标签和无人机上四个
UWB
测距模块的距离测量，并上传数据至后台服务器
。6.
根据权利要求5所述基于
UWB
的无人机的物资盘点方法，其特征在于，所述步骤
S31
的具体步骤为：
S311
：首先
UWB
二元阵天线和引导标签之间进行方位角测量，获得方位角信息；
S312
：根据方位角信息的确定无人机方位是偏西还是偏东，再根据方位信息对无人机进行方位调整；
S313
：判断调整后的方位角是否在设定的阈值范围内，直至方位角和0度法线的差满足设定的阈值，则控制无人机保持在该方位角信息的悬停状态，从而实现无人机前方
UWB
二元阵天线的正面零度法线方向和正北方向重合
。7.
根据权利要求2所述基于
UWB
的无人机的物资盘点方法，其特征在于，所述步骤
S4
中后台服务器接收到的数据包括无人机悬停位置的经纬度坐标
、
无人机的方位信息以及无人机上的
UWB
测距模块与
UWB
定位标签的测距信息；所述步骤
S4
进行解算的具体步骤为：
S41
：首先，将无人机悬停位置的经纬度坐标，通过米勒投影法转换为平面坐标，设无人机悬停位置的经纬度信息为
(lon,lat)
，地球周长
L
＝
6381372*PI*2
，米勒投影常数
mill
＝
2.3,
将经纬度从度数
(lon,lat)
转换为弧度
(lon
′
,lat
′
...

【专利技术属性】
技术研发人员：马琳琳，李冀，肖岩，王栋，信金龙，宋六环，
申请(专利权)人：河南省联睿智能科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：