本發(fā)明涉及物流運(yùn)輸及無人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，特別是一種基于無人機(jī)的快遞投遞系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

目前，現(xiàn)有快遞投遞方式可分為長(zhǎng)距離，中距離和短距離投遞。其中長(zhǎng)距離的派送可采用負(fù)載較大的交通工具，如火車，飛機(jī)等。中距離可采用小型的交通工具，其運(yùn)輸效率比較高，成本也較低，但是對(duì)于短距離的快遞的投遞，即所謂的最后五公里的快遞投遞基本采用人力投遞，當(dāng)快遞到達(dá)快遞公司后，快遞人員需對(duì)需對(duì)包裹進(jìn)行登記，分揀，派送，很大部分的快遞需要快遞員送貨至客戶區(qū)某一集中點(diǎn)，以短信或電話的形式通知客戶取件，快遞員工作量大，且需長(zhǎng)時(shí)間的等待客戶取件，耗費(fèi)了大量的人力和物力，而且快遞的投遞的效率也較低，此外，在投遞過程中還容易出現(xiàn)快遞的冒領(lǐng)，丟失，快遞的隱私泄露等一系列問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種基于無人機(jī)的快遞投遞系統(tǒng)及方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于無人機(jī)的快遞投遞系統(tǒng)，包括：

地面控制中心：用于處理快遞申請(qǐng)及快遞投遞業(yè)務(wù)；

無人機(jī)組：用于接受地面控制中心統(tǒng)一調(diào)配，向智能快遞柜投遞快遞；

智能快遞柜網(wǎng)：覆蓋某一區(qū)域，保障該區(qū)域的快遞的存取功能。

所述地面控制中心包括：

訂單生成模塊：用于在接收到各區(qū)域的快遞公司向發(fā)送的投遞快遞的請(qǐng)求后，根據(jù)快遞的所屬快遞公司，按照快遞收貨地址，快遞重量，體積，簽收人，簽收人聯(lián)系方式這些快遞參數(shù)為快遞分配具體的智能快遞柜及存儲(chǔ)隔間，并生成本訂單的訂單編號(hào)；

存儲(chǔ)模塊：用于存儲(chǔ)各個(gè)智能快遞柜的GPS坐標(biāo)，定位用的標(biāo)識(shí)物，智能快遞柜的各個(gè)快遞公司的各個(gè)存儲(chǔ)隔間的型號(hào)和存儲(chǔ)狀態(tài)，各訂單的快遞參數(shù)信息，訂單編號(hào)；

通信模塊：與無人機(jī)組、智能快遞柜進(jìn)行雙向通信；

計(jì)算模塊：用于根據(jù)快遞參數(shù)中的詳細(xì)地址計(jì)算出接收快遞的最近智能快遞柜，此外，還對(duì)所有的智能快遞柜的不同快遞公司的已存隔間及空閑隔間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；

任務(wù)管理模塊：用于從生成訂單開始到快遞投遞完成為止，對(duì)無人機(jī)及智能快遞柜的一系列的行為進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)配和管理；

顯示模塊：用于在訂單生成后，為每個(gè)訂單生成顯示界面，實(shí)時(shí)顯示無人機(jī)位置，速度，高度，電量，無人機(jī)離目標(biāo)智能快遞柜的距離，預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間，以及顯示快遞的運(yùn)輸狀態(tài)。

所述無人機(jī)包括超聲波傳感器、氣壓高度計(jì)；所述超聲波傳感器、氣壓高度計(jì)均與GPS/INS導(dǎo)航模塊連接；所述GPS/INS導(dǎo)航模塊、電控快遞鎖、存儲(chǔ)模塊、通信模塊依次連接；所述GPS/INS導(dǎo)航模塊、自動(dòng)避障模塊、視覺定位模塊、電源模塊依次連接；所述電源模塊與電量檢測(cè)模塊、無線充電模塊連接。

所述智能快遞柜包括依次連接的通信模塊、電子門、MCU/CPU控制模塊、傳輸模塊、紅外感應(yīng)模塊、存儲(chǔ)模塊、提取碼生成模塊、提取碼輸入模塊、無線充電模塊、電源模塊；所述電子門上設(shè)有用于定位的標(biāo)志物。

本發(fā)明還提供了一種基于無人機(jī)的快遞投遞方法，該方法實(shí)現(xiàn)過程包括：快遞公司申請(qǐng)快遞投遞，并把快遞參數(shù)發(fā)送給地面控制中心；地面控制中心進(jìn)行評(píng)估，為無人機(jī)生成具體的快遞柜及存儲(chǔ)隔間；地面控制中心為無人機(jī)生成任務(wù)航線；無人機(jī)鎖定快遞后，按航線起飛，無人機(jī)若遇到障礙物，無人機(jī)進(jìn)行避障，當(dāng)航線發(fā)生偏差時(shí)，地面控制中心重新為無人機(jī)生成航線；無人機(jī)到達(dá)目標(biāo)快遞柜附近時(shí)進(jìn)行驗(yàn)證通信；驗(yàn)證通過時(shí)若智能快遞柜空閑，無人機(jī)進(jìn)入投遞模式，若智能快遞柜繁忙，無人機(jī)進(jìn)入等待隊(duì)列，直至智能快遞柜處理完本快遞為止；無人機(jī)進(jìn)入投遞模式后，切換到視覺定位的模式，定位成功后，智能快遞柜上的電子門開啟，無人機(jī)進(jìn)行快遞投遞；投遞完后，智能快遞柜上的電子門關(guān)閉，智能快遞柜通過傳輸帶把快遞傳輸?shù)椒峙浜玫拇鎯?chǔ)隔間，存儲(chǔ)隔間存儲(chǔ)狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)更新；智能快遞柜生成提取碼發(fā)送給用戶，供用戶憑提取碼進(jìn)行取件；無人機(jī)返航，本次投遞完成。

所述目標(biāo)快遞柜確定的具體過程包括：若用戶指定了收貨的快遞柜，則把指定的快遞柜作為目標(biāo)快遞柜，否則計(jì)算模塊根據(jù)訂單的收貨地址，計(jì)算出離收貨地址最近的智能快遞柜，若該智能快遞柜對(duì)應(yīng)的快遞公司的存儲(chǔ)區(qū)域有空閑存儲(chǔ)隔間，則把該智能快遞柜作為目標(biāo)快遞柜，否則，把處于閾值距離范圍內(nèi)的其它最近的且滿足以上條件的智能快遞柜作為目標(biāo)快遞柜；若不存在滿足條件的智能快遞柜，則拒絕該快遞請(qǐng)求；所述的閾值距離范圍為距離收貨地址的距離最大值，該值可視不同收貨區(qū)域的人口密度及地理環(huán)境特征等因素在地面控制中心進(jìn)行人為地設(shè)定。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為：本發(fā)明能極大地提高目前快遞投遞的效率，降低人力時(shí)間成本，更好地保障快遞的安全性和隱私。

附圖說明

圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例中的快遞系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例中的基于快遞系統(tǒng)地面控制中心的模塊示圖；

圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例中的基于快遞系統(tǒng)無人機(jī)的模塊示意圖；

圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例中的基于快遞系統(tǒng)的智能快遞柜的模塊示意圖；

圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例中的快遞訂單生成的流程圖；

圖6示出了本發(fā)明實(shí)施例中的無人機(jī)從生成訂單到進(jìn)入待投遞狀態(tài)的流程圖；

圖7示出了本發(fā)明實(shí)施例中的無人機(jī)完成快遞投遞的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合圖提供詳細(xì)的實(shí)施例。

如圖1所示，本發(fā)明所提供的快遞系統(tǒng)包括：地面控制中心，無人機(jī)組和全網(wǎng)覆蓋的智能快遞柜。所述的任意三者之間都能進(jìn)行雙向的全雙工通信。此外，所述的地面控制中心，可由多個(gè)分區(qū)的地面控制中心組成，每個(gè)分區(qū)的地面控制中心負(fù)責(zé)某個(gè)區(qū)域的所有的智能快遞柜的快遞的投放，并實(shí)時(shí)更新統(tǒng)計(jì)管轄內(nèi)的快遞柜的快遞投放情況，進(jìn)一步地，地面控制中心可把相關(guān)快遞投放等信息聯(lián)網(wǎng)更新，人們可在網(wǎng)上實(shí)時(shí)查看快遞的投遞情況。于本發(fā)明實(shí)例中，優(yōu)選的，所述的無人機(jī)組為各快遞公司配置的無人機(jī)，所述無人機(jī)必須具備保障快遞投遞功能的各個(gè)模塊。所述的全網(wǎng)覆蓋的智能快遞柜，為考慮到快遞點(diǎn)之間的距離、人口密度及地理環(huán)境等因素在某一區(qū)域建立起來的網(wǎng)狀快遞柜，優(yōu)選的，該區(qū)域可為某一商業(yè)區(qū)，某一城市，某一特定區(qū)域，甚至某一國家。應(yīng)當(dāng)保證處于網(wǎng)狀覆蓋區(qū)域內(nèi)的任何人員都能在不超過距離快遞接收人地址的某一范圍值以內(nèi)都應(yīng)存在智能快遞柜，充分保障快遞接收人接收快遞的便捷性，此外，在人口較為密集的學(xué)校、商業(yè)區(qū)或住宅區(qū)可適當(dāng)增加智能快遞柜的密度，有效保障快遞系統(tǒng)良好的流通性。

如圖2，所述的地面控制中心可進(jìn)一步地包括以下幾個(gè)模塊：

訂單生成模塊，負(fù)責(zé)生成快遞訂單。各區(qū)域的快遞公司向地面控制中心發(fā)出投遞快遞的請(qǐng)求，并把快遞參數(shù)傳給地面控制中心，地面控制中心根據(jù)快遞的所屬快遞公司，快遞收貨地址，快遞重量，體積，簽收人等快遞參數(shù)為快遞自動(dòng)分配具體的智能快遞柜及對(duì)應(yīng)型號(hào)大小的存儲(chǔ)隔間，并生成本次訂單的訂單編號(hào)；在生成訂單時(shí)，地面控制中心會(huì)相應(yīng)地為無人機(jī)分配一個(gè)對(duì)應(yīng)快遞公司編號(hào)的智能快遞柜的空閑隔間，該隔間狀態(tài)由空閑狀態(tài)更新為待存狀態(tài)。所述的訂單編號(hào)，由地面控制中心通過通信模塊將其發(fā)送給無人機(jī)及對(duì)應(yīng)的智能快遞柜，用于驗(yàn)證無人機(jī)和快遞柜的信息驗(yàn)證，驗(yàn)證通過則允許快遞投放。

存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)各個(gè)智能快遞柜的GPS坐標(biāo)，標(biāo)識(shí)物，智能快遞柜的各個(gè)快遞公司的各存儲(chǔ)隔間的存儲(chǔ)狀態(tài)，快遞參數(shù)信息，該存儲(chǔ)模塊可為SD卡、硬盤等介質(zhì)，每完成快遞投遞任務(wù)后，相應(yīng)的快遞參數(shù)信息應(yīng)及時(shí)清理。

通信模塊，其適用于與無人機(jī)組以及智能快遞柜的雙向通信，優(yōu)選的，通訊方式可為4G/5G網(wǎng)絡(luò)/無線電波/wifi/藍(lán)牙/射頻中的一種。

計(jì)算模塊，包括根據(jù)快遞參數(shù)中的詳細(xì)地址計(jì)算出接收快遞的最近智能快遞柜，此外，還包括對(duì)所有的智能快遞柜的不同快遞公司的已存隔間及空閑隔間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。若用戶指定了收貨的快遞柜，則把指定的快遞柜作為目標(biāo)快遞柜，否則計(jì)算模塊會(huì)根據(jù)訂單的收貨地址，自動(dòng)計(jì)算出離收貨地址最近的快遞柜，若該快遞柜的對(duì)應(yīng)的快遞公司的存儲(chǔ)區(qū)域有空閑隔間，則把該快遞柜作為目標(biāo)快遞柜，否則，把處于閾值距離范圍內(nèi)的第二近的且滿足以上條件得到快遞柜作為目標(biāo)快遞柜，或者不接受或延遲處理本次快遞訂單申請(qǐng)，直至有空閑隔間為止。所述的閾值范圍為距離收貨地址的距離最大值，該值可視不同收貨區(qū)域的人口密度及地理環(huán)境特征等因素在地面控制中心進(jìn)行人為地設(shè)定。

任務(wù)管理模塊，從地面控制中心生成訂單開始到智能接收柜完成快遞的接收期間，對(duì)無人機(jī)及快遞柜的一系列行為進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)配和管理。生成訂單后，根據(jù)目標(biāo)智能快遞柜的GPS位置及無人機(jī)起始位置，為無人機(jī)自動(dòng)生成任務(wù)航線，該航線能實(shí)時(shí)顯示在顯示屏上，當(dāng)無人機(jī)的自動(dòng)避障系統(tǒng)檢查到障礙物并進(jìn)行自動(dòng)避障后，所述任務(wù)管理模塊能重新實(shí)時(shí)為無人機(jī)設(shè)計(jì)新的任務(wù)航線。當(dāng)無人機(jī)到達(dá)目標(biāo)快遞柜坐標(biāo)附近時(shí)，無人機(jī)請(qǐng)求和智能快遞柜通信驗(yàn)證，驗(yàn)證通過后，且快遞柜處于空閑狀態(tài)時(shí)，快遞柜允許本次快遞的投放，無人機(jī)切換到視覺定位的模式，快遞柜上方的電子門上有定位用的醒目標(biāo)識(shí)物，無人機(jī)懸停在電子門的上方，并向快遞柜發(fā)出信號(hào)，提示定位完畢，快遞柜接收信號(hào)后，控制其上的電子門自動(dòng)開啟，無人機(jī)懸停或降落到快遞柜的降落臺(tái)上進(jìn)行投遞，無人機(jī)將快遞解鎖，快遞由智能快遞柜的傳輸帶傳送到預(yù)分配好的指定隔間，存好快遞后，該隔間狀態(tài)更新為已存狀態(tài)。驗(yàn)證通過后，若快遞柜處于繁忙狀態(tài)，無人機(jī)根據(jù)通信驗(yàn)證的時(shí)間，排隊(duì)依次進(jìn)入等待隊(duì)列，快遞柜依次處理各無人機(jī)的快遞投放。無人機(jī)投遞快遞完畢，地面控制中心的任務(wù)管理模塊為其規(guī)劃返航路線，無人機(jī)順利返航后，本次任務(wù)管理結(jié)束。

顯示模塊，訂單生成后，地面控制中心會(huì)為每個(gè)訂單生成顯示界面，能實(shí)時(shí)顯示無人機(jī)的位置，速度，高度，電量，飛行軌跡，預(yù)設(shè)的任務(wù)航線，離目標(biāo)快遞柜的距離，預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間，以及顯示快遞的運(yùn)輸狀態(tài)，如無人機(jī)運(yùn)輸中，到達(dá)目標(biāo)位置，等待驗(yàn)證，進(jìn)入等待隊(duì)列，正在投遞，投遞完成等狀態(tài)，各個(gè)界面能任意切換。

如圖3，無人機(jī)包括以下幾個(gè)模塊：電源模塊，GPS/INS導(dǎo)航模塊，氣壓高度計(jì)，超聲波傳感器，自動(dòng)避障模塊，視覺定位模塊，通信模塊，存儲(chǔ)模塊，電量檢測(cè)模塊，無線充電模塊，所有的控制指令均由地面控制中心發(fā)出。

所述的GPS/INS導(dǎo)航模塊及氣壓高度計(jì)為無人機(jī)在按航線飛行時(shí)候提供導(dǎo)航及定高功能，INS是一個(gè)利用加速度計(jì)和陀螺儀的輸出估算運(yùn)動(dòng)物體位置、姿態(tài)和速度的導(dǎo)航系統(tǒng)，其特點(diǎn)是不依賴外部信息，刷新頻率高，但它的誤差隨時(shí)間而積累，長(zhǎng)時(shí)間工作后會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，GPS的特點(diǎn)是精度高，不發(fā)散，但易丟失信號(hào)，GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)是以INS為主體解算導(dǎo)航信息，用GPS作為外部輔助信息對(duì)INS進(jìn)行修正的過程，其結(jié)果兼具GPS和INS的優(yōu)點(diǎn)，能夠獲得高頻率、高精度和收斂的導(dǎo)航信息；

所述的自動(dòng)避障模塊可為無人機(jī)在飛行過程中或者快遞投遞過程中提供自動(dòng)躲避障礙物的功能，優(yōu)選的，避障方法可為超聲波技術(shù)，TOF技術(shù)，復(fù)合型機(jī)器視覺避障系統(tǒng)技術(shù)，RealSense技術(shù)中的一種，其中英特爾最近在CES會(huì)展上便展示了他們的一款自動(dòng)避障無人機(jī)臺(tái)風(fēng) Typhoon H，該款無人機(jī)借助 RealSense技術(shù)通過紅白探測(cè)的方式來對(duì)周圍的物體進(jìn)行感應(yīng)，使用3D攝像頭來進(jìn)行“環(huán)境”判斷，以此來實(shí)現(xiàn)躲避倒塌物的避障飛行功能；大疆推出的Guidance無人機(jī)采用超聲波傳感器和立體視覺系統(tǒng)，能感知20米范圍內(nèi)的物體，并幫助飛行器避免碰撞，它配備五組視覺超聲波組合傳感器并采用了高精度立體視覺算法，可實(shí)時(shí)檢測(cè)多個(gè)方向的環(huán)境信息，并感知障礙物，使得飛行器即使在高速飛行中也能夠?qū)赡馨l(fā)生的碰撞及時(shí)避讓，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障的功能。

所述的超聲波傳感器可為無人機(jī)懸停投遞快遞時(shí)或者投遞完后對(duì)快遞柜的定高提供精確的定高和定點(diǎn)支持，目前大疆、極飛，億航，小米無人機(jī)等均有超聲波定高的功能，超聲波探測(cè)的范圍普遍在三到五米范圍，精度可達(dá)到厘米級(jí)，3DR的pixhawk提供了超聲波定高的接口，可二次開發(fā)支持任意型號(hào)的超聲波模塊，如在其上開發(fā)的ks103超聲波的探測(cè)范圍可達(dá)到1cm-10m，精度達(dá)到cm級(jí)別。

所訴的視覺定位模塊，適用于無人機(jī)精確搜索并定位在快遞柜的電子門上，能根據(jù)電子門上的標(biāo)識(shí)物較精確地定位在智能快遞柜的快遞投遞區(qū)域，優(yōu)選的，視覺定位技術(shù)可為光流聲納定位技術(shù)，SLAM定位，激光雷達(dá)定位等中的一種，大疆推出的Guidance便提供了視覺定位功能，通過設(shè)備底部的攝像頭拍攝地面或標(biāo)識(shí)物的紋理，從而為機(jī)器自身定位，在近地面可以達(dá)到厘米級(jí)的精度；

所述的通信模塊，其適用于與地面控制中心以及智能快遞柜的雙向通信，優(yōu)選的，通訊方式可為4G/5G網(wǎng)絡(luò)/無線電波/wifi/Zigbee/藍(lán)牙/射頻中的一種；

所述的存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)著智能快遞柜的GPS坐標(biāo)及標(biāo)識(shí)物，訂單編號(hào)，任務(wù)航線，快遞參數(shù)，所屬快遞公司的GPS坐標(biāo)等信息，優(yōu)選的，該存儲(chǔ)模塊可為SD卡或者飛控芯片的硬盤空間，每次完成快遞訂單任務(wù)后，存儲(chǔ)模塊里的上次快遞的投遞的相關(guān)信息應(yīng)進(jìn)行及時(shí)清理；

所述的電量檢測(cè)模塊，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)無人機(jī)的電量，當(dāng)電量過低時(shí)可發(fā)出警報(bào)，并提示無人機(jī)進(jìn)行電力補(bǔ)充，此時(shí)，無人機(jī)若處于智能快遞柜附近，無人機(jī)發(fā)送信號(hào)給快遞柜，快遞柜向無人機(jī)提供充電服務(wù)，無人機(jī)的無線充電模塊及時(shí)進(jìn)行電力補(bǔ)充，此外，當(dāng)無人機(jī)完成電力補(bǔ)充時(shí)，會(huì)對(duì)電量進(jìn)行檢測(cè)，并參考無人機(jī)起飛到達(dá)快遞柜時(shí)消耗的電量進(jìn)行判斷，保證有足夠的電量才進(jìn)行返航，否則，無人機(jī)可懸?；蛘呓德湓诳爝f柜周圍進(jìn)行無線充電，直至有足夠的電力返航為止。

如圖4，智能快遞柜包括以下幾個(gè)模塊：電源模塊，通信模塊，存儲(chǔ)模塊，無線充電樁模塊，MCU/CPU控制模塊，傳輸模塊，紅外感應(yīng)模塊，電子門，存儲(chǔ)隔間，用于定位的標(biāo)志物，電子鎖，電機(jī)，提取碼生成模塊，及密碼鍵輸入模塊。

所述的電源模塊為該智能快遞柜供電，可引進(jìn)電纜或者電線的方式供電，此外，快遞柜還應(yīng)配備UPS作為應(yīng)急電源，對(duì)于某些偏遠(yuǎn)地區(qū)可采用太陽能或風(fēng)能供電。

所述的無線充電樁，當(dāng)無人機(jī)電量不足時(shí)，可為無人機(jī)提供無線充電的服務(wù)，充電方式可為接觸式和非接觸式，優(yōu)選的，非接觸式的可為電磁感應(yīng)、磁場(chǎng)共振、無線電波中的其中一種，此外，無線充電樁也可以設(shè)計(jì)成接觸式的充電方式，充電效率更高，日本EnRoute公司實(shí)現(xiàn)了讓配備有受電裝置的無人機(jī)，降落到集2.4GHz頻帶共式供電器、供電天線和整流天線于一體的供電“基座”上進(jìn)行充電。

所述的通信模塊其適用于與地面控制中心以及無人機(jī)的雙向通信，優(yōu)選的，通訊方式可為4G/5G網(wǎng)絡(luò)/無線電波/wifi/zigbee/藍(lán)牙/射頻中的一種。

所述的存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)著各個(gè)無人機(jī)快遞訂單的快遞參數(shù)、訂單編號(hào)、各快遞公司存儲(chǔ)區(qū)域的各存儲(chǔ)隔間的存儲(chǔ)狀態(tài)，各快遞訂單的提取碼等信息，該存儲(chǔ)模塊可為SD卡、閃存、硬盤等介質(zhì)，用戶取完件后，對(duì)應(yīng)快遞訂單的快遞參數(shù)，訂單編號(hào)，提取碼等信息應(yīng)進(jìn)行及時(shí)清理。

MCU/CPU控制模塊對(duì)整個(gè)快遞柜的通信、存儲(chǔ)、無線充電服務(wù)、快遞的傳輸、生成提取碼等相關(guān)的模塊進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制；所述的傳輸模塊，負(fù)責(zé)把快遞傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)快遞公司存儲(chǔ)區(qū)域的預(yù)分配的存儲(chǔ)隔間，其可為傳輸帶的形式；所述的紅外感應(yīng)模塊，安裝在存儲(chǔ)隔間里，當(dāng)感應(yīng)到快遞進(jìn)入存儲(chǔ)隔間后，MCU/CPU控制存儲(chǔ)隔間的電子鎖關(guān)閉，存儲(chǔ)隔間的狀態(tài)由待存狀態(tài)更新為已存狀態(tài)；所述的定位用的標(biāo)識(shí)物，用來幫助無人機(jī)定位，可為一特定顏色和形狀的圖案或標(biāo)識(shí)，貼在或印在電子門上，所有的快遞柜的標(biāo)志物可統(tǒng)一做成統(tǒng)一標(biāo)識(shí)；所述的電子門，平常處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)無人機(jī)訂單驗(yàn)證通過后，且完成定位后，由MCU/CPU控制其開啟，完成快遞投遞后，MCU/CPU控制其關(guān)閉；所述的存儲(chǔ)隔間，用于存儲(chǔ)投遞的快遞，不同的快遞公司的存儲(chǔ)隔間分配在統(tǒng)一的區(qū)域，其型號(hào)可分為大、中、小三種；所述的提取碼生成模塊，當(dāng)快遞存進(jìn)存儲(chǔ)隔間后，MCU/CPU發(fā)送指令，控制其生成隨機(jī)的不重復(fù)的提取碼，該提取碼可為數(shù)字與字母的組合或二維碼的形式；所述的提取碼輸入模塊，可為按鍵或紅外掃描裝置，用戶憑借密碼或者二維碼進(jìn)行取件。

本發(fā)明實(shí)例中，智能快遞柜可為不同的快遞公司分配相對(duì)獨(dú)立的存儲(chǔ)/取件區(qū)域，每個(gè)區(qū)域有若干大小不一的存儲(chǔ)快遞的隔間，優(yōu)選的，其型號(hào)可分為大中小三種，地面控制中心可根據(jù)快遞的體積參數(shù)為其分配對(duì)應(yīng)型號(hào)的隔間，快遞的長(zhǎng)寬高均應(yīng)小于對(duì)應(yīng)的隔間的長(zhǎng)寬高，在滿足此條件的情況下，默認(rèn)為快遞分配型號(hào)最小的存儲(chǔ)隔間，若匹配的小的存儲(chǔ)隔間都存滿時(shí)，默認(rèn)為快遞分配大一型號(hào)的空閑存儲(chǔ)隔間。隔間上有電子鎖，隔間的狀態(tài)分為已存，待存和空閑三種狀態(tài)。隔間狀態(tài)為待存和空閑時(shí)電子鎖處于開啟狀態(tài)，無人機(jī)生成訂單后，選定的隔間狀態(tài)由空閑變?yōu)榇鏍顟B(tài)，待存狀態(tài)的存儲(chǔ)隔間存好快遞后，電子鎖上鎖，隔間狀態(tài)由待存變?yōu)橐汛?，快遞柜提取碼生成模塊自動(dòng)生成快遞提取碼，并通過通信單元把提取碼發(fā)送給用戶。用戶憑借提取碼到快遞柜對(duì)應(yīng)的快遞公司區(qū)域的提取碼輸入模塊輸入提取碼取出快遞，對(duì)應(yīng)隔間狀態(tài)從已存狀態(tài)變?yōu)榭臻e狀態(tài)。所有的快遞柜的所有隔間狀態(tài)均需實(shí)時(shí)由相應(yīng)的快遞柜發(fā)送給地面控制中心。

該方法具體步驟如下：

1）某區(qū)域某快遞公司有快遞需要投遞，快遞公司向地面控制中心發(fā)送快遞投遞請(qǐng)求。

2）快遞公司向地面控制中心發(fā)送本快遞的所屬快遞公司，收貨地址，重量，體積等參數(shù)，在此實(shí)施例中，優(yōu)選的快遞參數(shù)如下，快遞公司：001圓通快遞公司；收貨地址：某區(qū)某街道某棟；重量：1.5kg；體積：0.2(長(zhǎng))*0.2(寬)*0.2(高)(。

3）地面控制中心進(jìn)行評(píng)估，在此實(shí)施例中，優(yōu)選的，地面控制中心設(shè)置的快遞重量最大值為4kg，快遞柜的存儲(chǔ)隔間的體積分為小、中、大三個(gè)型號(hào)，優(yōu)選的，隔間設(shè)置成正方體，小、中、大存儲(chǔ)隔間長(zhǎng)分別設(shè)置為:0.2米，0.3米，0.4米。首先對(duì)快遞的重量和體積進(jìn)行評(píng)估，若不滿足條件則拒絕此次快遞投遞申請(qǐng)。在此實(shí)施例中，地面控制中心判斷快遞重量為1.5kg小于最大設(shè)定值，且快遞長(zhǎng)，寬，高小于0.3米，且不小于0.2米，故可為其分配中等規(guī)隔的存儲(chǔ)隔間，快遞滿足初步條件。其次，地面控制中心根據(jù)收貨地址，計(jì)算出離其最近的智能快遞柜，并根據(jù)快遞公司及體積為其搜索對(duì)應(yīng)區(qū)域?qū)?yīng)型號(hào)的存儲(chǔ)隔間。在此實(shí)施例中，優(yōu)選的，地面控制中心的計(jì)算模塊根據(jù)給出的快遞收貨地址，將其轉(zhuǎn)化為匹配的GPS坐標(biāo)，并搜索存儲(chǔ)模塊中離其最近的快遞柜的GPS坐標(biāo)，地面控制中心查詢?cè)摽爝f柜的對(duì)應(yīng)快遞公司區(qū)域的中等或者大型號(hào)的存儲(chǔ)隔間，若有中等空閑隔間，優(yōu)先分配中等隔間，否則，若有大型空閑存儲(chǔ)隔間，為其分配大的存儲(chǔ)隔間。若都沒有，則查詢是否存在閾值范圍內(nèi)的符合要求的有相應(yīng)型號(hào)空閑存儲(chǔ)隔間的智能快遞柜，所述閾值，即為離快遞接受地址最大距離值，在此實(shí)施例中，優(yōu)選的，可將其設(shè)為500米。若有處于閾值的快遞柜，且快遞柜中存在符合要求的空閑隔間，則將該快遞柜設(shè)置為目標(biāo)投遞快遞柜。且為其分配對(duì)應(yīng)型號(hào)的存儲(chǔ)隔間，在此實(shí)施例中，優(yōu)先選擇中等的空閑存儲(chǔ)隔間，其次為大型的存儲(chǔ)隔間。分配好隔間后，該隔間狀態(tài)由空閑狀態(tài)更新為待存儲(chǔ)狀態(tài)。若無符合要求的智能快遞柜及隔間，地面控制中心則拒絕本次快遞投遞的申請(qǐng)，并發(fā)回拒絕的信號(hào)給對(duì)應(yīng)的快遞公司。

4）分配好快遞柜及存儲(chǔ)隔間后，地面控制中心把智能快遞柜GPS坐標(biāo)，存儲(chǔ)隔間編號(hào)及快遞柜標(biāo)識(shí)物發(fā)送給無人機(jī)，優(yōu)選的，所述標(biāo)識(shí)物為智能快遞柜電子門上的醒目的特定顏色和形狀的圖案或標(biāo)識(shí)，用于無人機(jī)視覺定位。

5）地面控制中心生成訂單編號(hào)，并把編號(hào)發(fā)送給無人機(jī)及目標(biāo)快遞柜，優(yōu)選的，該編號(hào)可為一串?dāng)?shù)字和字母的組合，作為無人機(jī)及快遞柜的校驗(yàn)碼來驗(yàn)證通信。至此，此訂單生成。

如圖6，顯示了從生成訂單到無人機(jī)進(jìn)入投遞狀態(tài)的過程。

6）地面控制中心根據(jù)目標(biāo)快遞柜GPS及無人機(jī)GPS位置為其生成任務(wù)航線。

7）選定無人機(jī)，無人機(jī)為快遞上鎖后起飛，并按航線飛行。優(yōu)選的，該無人機(jī)必須具有裝載快遞的設(shè)備，及鎖定、解鎖快遞的模塊，此外，無人機(jī)還應(yīng)具有說明書中的一應(yīng)模塊和功能。

8）無人機(jī)若遇到障礙物，進(jìn)行自動(dòng)避障后把自己GPS實(shí)時(shí)發(fā)回給地面控制中心，地面控制中心重新為其生成任務(wù)航線。

9）無人機(jī)飛到目標(biāo)GPS坐標(biāo)附近時(shí)，無人機(jī)發(fā)出信號(hào)和智能快遞柜驗(yàn)證通信。所述的目標(biāo)GPS坐標(biāo)附近，指無人機(jī)GPS坐標(biāo)離快遞柜GPS距離處于某一范圍內(nèi)，優(yōu)選的，該值可設(shè)置為30米。

10）無人機(jī)發(fā)送存儲(chǔ)的訂單編號(hào)和智能快遞柜存儲(chǔ)模塊的訂單編號(hào)清單進(jìn)行匹配。若匹配不通過，無人機(jī)發(fā)送錯(cuò)誤投遞信息及訂單編號(hào)給地面控制中心，地面控制中心確認(rèn)后為其生成返航路線，無人機(jī)返航；若匹配通過，無人機(jī)進(jìn)入待投遞狀態(tài)。

11）無人機(jī)向快遞柜發(fā)送投遞請(qǐng)求，快遞柜檢查自己的狀態(tài)，若快遞柜處于繁忙狀態(tài)，無人機(jī)按照通信時(shí)間進(jìn)入排隊(duì)等待隊(duì)列，并生成排隊(duì)編號(hào)，該編號(hào)在快遞柜每處理完一個(gè)無人機(jī)的快遞投遞任務(wù)后，都會(huì)自減1，直到快遞柜處理本訂單為止；若快遞柜處于空閑狀態(tài)，快遞柜同意投遞請(qǐng)求，并發(fā)回信號(hào)給無人機(jī)。在此實(shí)施例中，優(yōu)選的，當(dāng)無人機(jī)進(jìn)行投遞請(qǐng)求時(shí)，快遞柜處于繁忙狀態(tài)，且本無人機(jī)之前已有兩個(gè)無人機(jī)處于排隊(duì)等待隊(duì)列中，則快遞柜為本快遞訂單生成的排隊(duì)編號(hào)為3，快遞柜每處理完一次快遞投遞任務(wù)后，發(fā)送信號(hào)給排隊(duì)的無人機(jī)，所有排隊(duì)的無人機(jī)的排隊(duì)編號(hào)自減1，直至排隊(duì)編號(hào)為0時(shí)，此時(shí)快遞柜允許本訂單的無人機(jī)進(jìn)行快遞投遞。

12）無人機(jī)切換到視覺定位模式，利用標(biāo)識(shí)物精確定位在快遞柜電子門正上方。無人機(jī)完成定位后，發(fā)送信號(hào)給快遞柜，提示完成定位。

13）快遞柜MCU/CPU模塊控制電子門開啟，開啟后快遞柜發(fā)送信號(hào)給無人機(jī)，無人機(jī)懸?；蚪德湓陔娮娱T內(nèi)的降落臺(tái)上，將快遞解鎖后投遞，無人機(jī)投遞完后懸停在電子門上方，并發(fā)送信號(hào)給快遞柜及地面控制中心。地面控制中心為無人機(jī)生成返航路線，無人機(jī)返航。

14）快遞柜控制電子門關(guān)閉，快遞柜通過傳輸帶將快遞傳送至分配好的存儲(chǔ)隔間，存儲(chǔ)隔間上的電子鎖關(guān)閉，隔間狀態(tài)由待存儲(chǔ)狀態(tài)更新為已存儲(chǔ)狀態(tài)。

15）快遞柜生成提取碼，發(fā)送給用戶及地面控制中心，用戶到快遞柜提取碼輸入處輸入提取碼進(jìn)行取件，隔間狀態(tài)由已存儲(chǔ)狀態(tài)更新為空閑狀態(tài)。優(yōu)選的，該提取碼可為不定或固定長(zhǎng)度的數(shù)字和字母的組合，也可為二維碼，若為二維碼，提取碼輸入處還應(yīng)配備二維碼掃描模塊，用戶可進(jìn)行掃描提取快遞，優(yōu)選的，地面控制中心發(fā)送提取碼的方式可為短信或者郵箱的方式，整個(gè)快遞從投遞到用戶完成取件的實(shí)施例到此結(jié)束。

無人機(jī)在到達(dá)目標(biāo)快遞柜后到完成投遞的過程中，無人機(jī)的電量檢測(cè)模塊如檢測(cè)到電量不足時(shí)，可向快遞柜發(fā)送信號(hào)，快遞柜可向其提供無線充電的服務(wù)，此外，在完成投遞時(shí)，電量檢測(cè)模塊根據(jù)返航線路的路程的長(zhǎng)短對(duì)電量進(jìn)行評(píng)估，若電量不足以保證無人機(jī)的返航，無人機(jī)可懸停或自動(dòng)降落進(jìn)行無線充電后再返航。