一種基於無人機的貨物傳送系統和方法
2023-10-06 23:49:34 2
一種基於無人機的貨物傳送系統和方法
【專利摘要】本發明提供了一種基於無人機的貨物傳送系統和方法，該貨物傳送系統包括無人機以及能夠發送和接收無人機的車輛，以便能夠通過無人機在車輛與另一終端之間傳送貨物；無人機具有引導無人機在車輛與另一終端之間飛行的導航系統；車輛包括：設置在車輛的頂表面處的無人機收納裝置；設置在車輛處的無人機發送控制器和無人機接收控制器；無人機接收控制器包括身份驗證單元和近距引導單元。本發明的基於無人機的貨物傳送系統能夠通過車輛控制無人機的發送和接收並通過無人機收納裝置收納無人機。另外，車輛還能通過身份驗證單元和近距引導單元向無人機提供身份驗證信息和近距引導信息，使得無人機能夠確定目標車輛並精確降落至目標車輛處。
【專利說明】一種基於無人機的貨物傳送系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及物流領域，特別是涉及一種基於無人機的貨物傳送系統和方法。
【背景技術】
[0002]隨著汽車行業的快速發展，機動車尤其是家用小轎車的使用使得人們出行變得十分便利，同時使得人們花在車輛上的時間也越來越長。因此可以考慮將在車上的這部分時間進行充分的利用，比如進行網上購物以滿足日常需要或者緊急需要；另外，當遇到忘帶鑰匙、重要文件等情況時，如果從半路驅車回去取可能會耽誤較多的時間。
[0003]目前，隨著無人機技術的日趨成熟，在運輸領域已經出現通過無人機在兩個固定的用戶終端之間進行簡單的貨物傳送。但是，目前的家用車輛還不能夠很方便地隨時攜帶無人機；另外，上述的簡單的無人機送貨模式也無法滿足當車輛作為用戶終端時在車輛停靠在任意位置的情況下對貨物的傳送和接收要求。這一方面是因為採用傳統的GPS來對目標車輛進行定位會使獲取的目標車輛的位置信息不夠精準，從而使得通過以此位置信息來進行制導的無人機送貨的準確性得不到保證；另一方面，在目標車輛周圍一個比較小的範圍內可能同時存在比較多的其他車輛，在沒有提供更精準的位置信息的情況下，無人機很難確保貨物的準確送達，容易丟失或被非目標車輛的用戶獲取，無法保證送貨的安全性。
【發明內容】
[0004]本發明的一個目的是要提供一種基於無人機的貨物傳送系統和方法，能夠通過無人機將貨物傳送至貨物所需的且能夠接納無人機的車輛處。
[0005]按照本發明的一個方面，提供了一種基於無人機的貨物傳送系統，包括無人機以及能夠發送和接收所述無人機的車輛，以便能夠通過所述無人機在所述車輛與另一終端之間傳送貨物；其中，所述無人機具有導航系統，所述導航系統能夠根據表示所述車輛和/或所述另一終端所處位置的第一導航用位置信息引導所述無人機在所述車輛與所述另一終端之間飛行；
[0006]所述車輛包括:
[0007]無人機收納裝置，用於收納所述無人機；和無人機接收控制器，其配置成在所述無人機利用其所述導航系統從所述另一終端飛行至處於所述車輛的預定範圍內時，基於直接在所述車輛與所述無人機之間傳輸的無線信號而將所述無人機引導至所述車輛處；其中，所述無人機接收控制器包括:
[0008]身份驗證單元，用於響應所述無人機在飛行至所述預定範圍內時廣播的身份驗證請求而向所述無人機提供身份驗證信息，以便所述無人機根據所述身份驗證信息確定所述車輛是否為其將要降落至的目標車輛；和近距引導單元，用於向所述無人機提供近距引導信息，以便在所述無人機確定所述車輛為所述目標車輛的情況下，所述無人機根據所述近距引導信息進行降落。
[0009]進一步地，所述車輛還包括位置信息收發器，用於通過無線通信網絡在所述車輛與所述另一終端之間傳送所述第一導航用位置信息；
[0010]其中，所述信息位置收發器包括:
[0011]位置信息獲取單元，配置成獲取用於所述車輛的第一導航用位置信息；
[0012]位置信息發送單元，配置成利用所述無線通信網絡將所述車輛的第一導航用位置信息發送至所述另一終端；和位置信息接收單元，配置成利用所述無線通信網絡接收所述另一終端的第一導航用位置信息。
[0013]進一步地，所述無人機的所述導航系統包括衛星導航系統；可選地，所述衛星導航系統為GPS導航系統或北鬥衛星導航系統，所述車輛和所述另一終端的第一導航用位置信息分別為對應的GPS位置信息或北鬥定位位置信息。
[0014]進一步地，所述預定範圍根據所述車輛的第一導航用位置信息進行設定；可選地，所述預定範圍設定為以所述車輛的第一導航用位置信息對應的位置為中心，以30-200米為半徑的球形區域範圍。
[0015]進一步地，所述近距引導信息包括用於控制所述無人機飛行的飛行控制信息；所述無人機接收控制器還包括用於控制所述無人機的飛行的手動操縱部；
[0016]其中，所述近距引導單元將操作人員對所述手動操縱部的操作轉換為所述飛行控制信息並實時地提供給所述無人機，以使得所述無人機實時地按照所述操作人員的操作進行飛行；可選地，所述無人機接收控制器構造為能夠手持的飛行遙控器的形式。
[0017]進一步地，所述近距引導信息包括定位所述無人機的降落位置的第二導航用位置信息，由所述無人機的所述導航系統根據所述第二導航用位置信息進行導航以引導所述無人機進行降落；可選地，所述第二導航用位置信息的位置精度大於所述第一導航用位置信息的位置精度。
[0018]進一步地，所述近距引導單元包括發光器件，由所述發光器件在發光時形成的光學標記構成所述第二導航用位置信息。
[0019]進一步地，所述發光器件包括多個紅外二極體；可選地，所述多個紅外二極體圍繞所述無人機收納裝置布置，以便所述無人機直接降落至所述無人機收納裝置內。
[0020]進一步地，所述近距引導單元同時還作為無線信號收發單元，用於在所述車輛與所述無人機之間進行所述無線信號的傳輸；其中，由所述無線信號自身提供所述第二導航用位置信息；可選地，所述無線信號為UWB無線通信信號。
[0021]進一步地，所述車輛還包括無人機發送控制器，用於控制所述無人機從所述車輛的起飛；其中，所述無人機發送控制器包括:
[0022]導航設定單元，用於向所述無人機提供所述無人機從所述車輛飛向所述另一終端所需的導航參數。
[0023]進一步地，所述無人機收納裝置包括:
[0024]具有開口的收納艙，其設置在所述車輛的頂表面處，用於容納所述無人機；
[0025]艙門，設置在所述收納艙的所述開口處，並能夠在打開位置和關閉位置之間移動，以打開或關閉所述收納艙；
[0026]艙門控制器，配置成在所述無人機從所述收納艙起飛或降落時自動控制所述艙門的打開和關閉，以允許所述無人機經由所述開口進出所述收納艙。
[0027]進一步地，所述無人機收納裝置具有兩個相鄰的停泊位，每一停泊位能夠停靠一個所述無人機。
[0028]進一步地，所述無人機收納裝置還具有設置在兩個所述停泊位之間的機間貨物轉移裝置，用於在兩個所述停泊位均停靠有所述無人機的情況下，在兩個所述無人機之間交換貨物。
[0029]按照本發明的另一方面，提供了一種基於無人機的貨物傳送方法，用於通過具有導航系統的無人機在車輛與另一終端之間傳送貨物，包括:
[0030]遠程導航步驟:所述無人機的導航系統根據所述車輛的第一導航用位置信息引導所述無人機從所述第一終端飛向所述車輛；其中，所述無人機加載有需要從所述另一終端向所述車輛傳送的貨物；
[0031 ] 驗證請求廣播步驟:當所述無人機飛行至處於所述車輛周圍的預定範圍內時廣播一身份驗證請求；其中，所述預定範圍根據所述車輛的第一導航用位置信息進行設定；
[0032]驗證響應步驟:在所述無人機的身份驗證請求的廣播範圍內，包括所述車輛在內的各個終端分別響應所述身份驗證請求而向所述無人機提供身份驗證信息；
[0033]身份驗證步驟:所述無人機對所接收到的所述身份驗證信息進行身份驗證，並將通過所述身份驗證的終端確定為其將要降落至的目標終端；和
[0034]近距引導步驟:在所述無人機確定所述車輛為所述目標終端的情況下，所述無人機根據所述車輛發送的近距引導信息進行降落。
[0035]可選地，在所述近距引導步驟中，所述近距弓I導信息包括用於控制所述無人機飛行的飛行控制信息，由所述車輛利用所述飛行控制信息至少部分地控制所述無人機的飛行，以引導所述無人機進行降落。
[0036]可選地，在所述近距引導步驟中，所述近距引導信息包括用於定位所述無人機的降落位置的第二導航用位置信息，由所述無人機的所述導航系統根據所述第二導航用位置信息進行導航，以引導所述無人機進行降落；其中，所述第二導航用位置信息的位置精度高於所述第一導航用位置信息的位置精度。
[0037]可選地，在所述近距引導步驟中，所述無人機直接降落到設置在所述車輛的頂表面處的無人機收納裝置中。
[0038]可選地，在所述身份驗證步驟中，在所述無人機所接收到的所述身份驗證信息均不能通過所述身份驗證的情況下，所述無人機自動返回作為起點的所述另一終端。
[0039]本發明的基於無人機的貨物傳送系統的方法能夠通過車輛控制無人機的發送和接收並通過頂表面處的無人機收納裝置來隨車收納無人機。另外，車輛還能通過身份驗證單元和近距引導單元向無人機提供身份驗證信息和近距引導信息，使得無人機能夠確定目標車輛並精確降落至目標車輛處。
[0040]根據下文結合附圖對本發明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發明的上述以及其他目的、優點和特徵。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0041]後文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪製的。附圖中:[0042]圖1是根據本發明一個實施例的基於無人機的貨物傳送系統的示意圖；
[0043]圖2是根據本發明一個實施例的基於無人機的貨物傳送系統中車輛的結構示意圖；和
[0044]圖3是根據本發明的一個實施例的基於無人機的貨物傳送方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0045]圖1是根據本發明一個實施例的基於無人機的貨物傳送系統的示意圖，其主要示出了車輛10的控制系統的組成。如圖1所示，該貨物傳送系統可以包括無人機50和能夠發送和接收無人機50的車輛10，從而可以通過無人機50在車輛10與另一終端60之間傳送貨物。另一終端60可以是能夠發送或接收無人機50的商鋪、與車輛10類似的另一車輛、家庭或者單位所在的建築物、物流中心或者任何其他適合的終端。該無人機50可以帶有導航系統，以實現在車輛10與另一終端60之間的無人自主飛行。需要理解，本申請並不意圖包含對無人機50及其導航系統的改進，而是可以採用現有技術中任何適合的無人機50及相應的導航系統。
[0046]圖2是根據本發明一個實施例的車輛10的結構示意圖。如圖2所示，本發明的車輛10可以包括用於收納無人機50的無人機收納裝置40，其可以以獨立構件的形式固定在車輛10上或者是預先與車輛10集成為一體。利用該無人機收納裝置40，車輛10可以方便地隨車攜帶一個無人機50。該無人機收納裝置40可以包括艙門401以及位於艙門401下方的用於容納無人機50的收納艙402。該收納艙402可以設置在車輛10的頂表面處，其形狀和大小可以根據所需要容納的無人機50的形狀和大小進行設定。該艙門401可以設置在該收納艙402的開口處，並能夠在打開位置和關閉位置之間移動，以對應地打開或關閉該收納艙402。該無人機收納裝置40還可以包括在圖1中示出的艙門控制器403，該艙門控制器403可以在無人機50從收納艙402起飛或降落時自動控制艙門401的打開和關閉，以允許無人機50經由收納艙402的開口進出該收納艙402。該無人機收納裝置40還可以包括設置在收納艙402內的充電單元(未示出)，以便在無人機50處於收納艙402內時根據需要對其進行充電。
[0047]如圖1所示，車輛10對無人機50的控制部分可以包括無人機發送控制器20和無人機接收控制器30。無人機發送控制器20主要用於控制無人機50從車輛10處起飛。無人機接收控制器30主要用於在無人機50從遠處例如另一終端60處飛行至車輛10的附近時，引導無人機50精確降落在所希望的位置，例如可以是直接降落至無人機收納裝置40的收納艙402內。
[0048]可以理解，當無人機50在車輛10與另一終端60之間飛行時，無人機50的導航系統通常需要預先知道表示其目的地(車輛10和/或另一終端60)所處位置的位置信息，以便引導無人機50的飛行。為了區別於下文將要描述的一個實施例中無人機接收控制器30引導無人機50精確降落時所使用的位置信息(即，下文描述的第二導航用位置信息)，此處的位置信息被稱為第一導航用位置信息。當無人機50的導航系統包括衛星導航系統，例如GPS導航系統時，該第一導航用位置信息可以為GPS位置信息。該衛星導航系統也可以是北鬥衛星導航系統，則該第一導航用位置信息可以是該導航系統中所對應使用的位置信息，可稱為北鬥定位位置信息。[0049]儘管在某些情況下，車輛10或另一終端60的第一導航用位置信息可以作為預先已知的信息直接輸入給無人機50的導航系統，但是最好在車輛10處設置位置信息收發器70。該位置信息收發器70可以通過無線通信網絡80來進行車輛10與另一終端60之間的第一導航用位置信息的傳送。如圖1所示，該位置信息收發器70可以包括位置信息獲取單元701、位置信息發送單元702和位置信息接收單元703。位置信息獲取單元701用於獲取車輛10的當前的第一導航用位置信息。該位置信息獲取單元701例如可以包括GPS定位器或北鬥定位器，以獲取車輛10的當前GPS位置信息或北鬥定位位置信息作為其第一導航用位置信息。在車輛10為收貨方的情況下，位置信息發送單元702可以利用無線通信網絡80將車輛10的第一導航用位置信息發送至另一終端60。在車輛10為供貨方的情況下，位置信息接收單元703可以利用無線通信網絡80從另一終端60接收該終端的第一導航用位置信息。
[0050]無人機發送控制器20可以是獨立的或者是與車輛10的其它控制器集成在一起。該無人機發送控制器20可以包括導航設定單元201，用於向無人機50提供其從車輛10飛向另一終端60時無人機50的導航系統所需的導航參數。當車輛10作為供貨方時，導航設定單元201向無人機50提供的導航參數通常可以包括作為收貨方的另一終端60的第一導航用位置信息。這樣，該無人機50的導航系統則可以引導該無人機50從車輛10開始進行無人自主飛行，直至到達由另一終端60的第一導航用位置信息所對應的地點。當然，該導航設定單元還可以向無人機50提供其它的導航參數，例如由操作人員所規劃的飛行路線和高度等。例如，對於進行貨物傳送尤其是應用於物流行業的無人機來說，可以規定無人機50的飛行高度大約在一兩百米，以便於無人機50儘量避過鄰近地面的障礙物，如高層建築，電網線路、信號塔等；而無人機50的飛行路線可以規劃為避開熱鬧市區和人群，主要在農田、森林上空飛行。
[0051]在本發明中，在車輛10例如作為收貨方而作為無人機50的飛行目的地的情況下，無人機50從另一終端60飛行到車輛10這一過程可以分為「遠程導航」和「近距引導」兩個階段。「遠程導航」階段是指無人機50從另一終端60飛行到車輛10附近這一遠距離飛行過程，這通常是從另一終端60到車輛10的大部分距離。在這個遠距離飛行階段，無人機50可以由其自帶的導航系統基於所獲得的車輛10的第一導航用位置信息進行自主飛行。用於遠距離導航的導航系統通常可以包括衛星導航系統，例如GPS導航系統。考慮到衛星導航系統的精度(例如GPS定位精度約為5-20m)還並不能足以精確到使得無人機50能夠精準降落到作為目標車輛的車輛10處，特別是直接降落到車輛10的無人機收納裝置40處。無人機50基於第一導航用位置信息(例如GPS位置信息)進行衛星導航所確定的終點往往會與車輛10特別是其無人機收納裝置40的實際位置之間存在一定距離。為此，可以在「遠程導航」階段之後提供「近距引導」階段。應當理解，「近距引導」階段是無人機50距離車輛10較近時的飛行和降落階段，其所採用的定位和/或導航的精度通常會高於「遠程導航」階段。車輛10的無人機接收控制器30則主要用於在「近距引導」階段對無人機50的飛行和降落進行引導。
[0052]為此，車輛10的無人機接收控制器30配置成在無人機50利用其導航系統從另一終端60飛行至處於車輛10的預定範圍內時，基於直接在車輛10與無人機50之間傳輸的無線信號而將無人機50引導至車輛10處。在這裡，該預定範圍可以根據車輛10的第一導航用位置信息進行設定。在一個實施例中，該預定範圍可以設定為以車輛10的第一導航用位置信息對應的位置為中心，以30-200米為半徑的球形區域範圍。當無人機50進入該預定範圍時，則可以通過與該無人機接收控制器30進行無線信號的交互，而進入「近距引導」階段。
[0053]該無人機接收控制器30可以包括身份驗證單元301和近距引導單元302。身份驗證單元301用於響應無人機50在飛行至該預定範圍內時廣播的身份驗證請求而向無人機50提供身份驗證信息，以便無人機50根據該身份驗證信息確定車輛10是否為其將要降落至的目標車輛。在一個示例性身份驗證過程中，無人機50飛行到車輛10的預定範圍內時，可以先廣播一個身份驗證請求。在該身份驗證請求的廣播範圍內存在的包括車輛10在內的各個可能的收貨終端(例如其它車輛)在接收到該請求後，均會向無人機50發送各自的身份驗證信息。在當前的車輛10為收貨方的情況下，只有車輛10的身份驗證信息能夠通過無人機50的驗證。這可以通過車輛10與發送無人機50的另一終端60之間事先約定的特定身份驗證信息來實現。例如，該身份驗證信息可以包括能夠唯一確定車輛10的身份的身份標識信息和/或訂單信息等。在車輛10通過無人機50的身份驗證之後，則由無人機接收控制器30的近距引導單元302來引導無人機50飛行且降落到所希望的地點。具體地，近距引導單元302可以向無人機50提供近距引導信息，以便在無人機50確定該車輛10為目標車輛的情況下，使得該無人機50根據該近距引導信息進行降落。
[0054]根據近距引導單元302所提供的不同類型的近距引導信息，無人機接收控制器30可以以不同的方式對無人機50進行引導。
[0055]在第一實施例中，該近距引導信息可以為用於控制無人機50飛行的飛行控制信息。在該實施例中，當車輛10通過無人機50的身份驗證後，無人機50便將其至少部分的飛行控制權交付給車輛10的無人機接收控制器30。此時，無人機接收控制器30的作用就類似於一種例如用於航模的常規飛行遙控器，其可以具有控制無人機50飛行的手動操縱部(未示出)。近距引導單元302可以將操作人員對手動操縱部的操作轉換為飛行控制信息並實時地提供給無人機50，以使得無人機50實時地按照操作人員的操作進行飛行。操作人員可以通過操作該手動操縱部來控制無人機50進行例如前進、倒退、上升、下降和轉向等。這樣，在操作人員的控制下，無人機50可以按照操作人員的意圖精確地飛行且降落到任何所希望的地點，例如降落到車輛10的附近或直接降落到車輛10的無人機收納裝置40的收納艙402內。在該實施例中，無人機接收控制器30最好構造為能夠手持的飛行遙控器的形式，以便於操作人員在車輛10的外部在能夠看到無人機50的情況下對無人機50的飛行進行遙控。需要說明的是，無人機50隻接受通過其身份驗證的終端的無人機接收控制器30的遙控操作，以避免出現無人機50被非目標終端控制的情況。
[0056]在第二實施例中，由近距引導單元302向無人機50提供用於定位無人機50的降落位置的第二導航用位置信息作為近距引導信息。這樣，無人機50自身可以依然保持所有的飛行控制權，而由無人機50的導航系統根據第二導航用位置信息進行導航以引導無人機50進行降落。該第二導航用位置信息可以不同於前述的例如GPS位置信息的第一導航用位置信息。可以理解，為了解決無人機50基於第一導航用位置信息的精度不足以精確降落的問題，該第二導航用位置信息的位置精度可以大於第一導航用位置信息的位置精度。
[0057]在第二實施例的一種實施方式中，如圖2所示，該近距引導單元302包括發光器件303，由發光器件303在發光時形成的光學標記構成該第二導航用位置信息。該發光器件303例如可以由多個紅外二極體構成。在這種情況下，無人機50的導航系統可以包括一個現有的視覺導航系統，該視覺導航系統通過照相機來獲取圖像，將紅外發光二極體的像點作為特徵點加以提取，再利用相應的算法得出該光學標記所對應的位置和姿態，以引導無人機50精確降落至該光學標記指示的位置處。現有的視覺導航系統的定位精度可以達到10釐米左右為了使得無人機50能夠直接降落至無人機收納裝置40的收納艙402內，構成該發光器件303的多個紅外二極體可以圍繞該無人機收納裝置40布置。當然，該近距引導單元302也可以是可移動的，從而可以布置在任意的希望無人機50降落的地點。需要說明的是，在這種實施方式中，可以將車輛10或其它終端設置成僅在通過無人機50的身份驗證後才能使得發光器件303工作而發光，以避免多個終端的發光器件303同時發光而導致的無人機50錯誤判斷降落地點的情況。
[0058]在第二實施例的另一種實施方式中，該無人機接收控制器30的近距引導單元302同時還可以作為車輛10與無人機50之間進行無線信號傳輸的無線信號收發單元。近距引導單元302作為無線信號收發單元所使用的無線信號可以同時具有信息傳輸和定位功能，這樣的無線信號例如可以為UWB無線通信信號，其定位精度可以達到十幾釐米。這樣，一方面，該無線信號收發單元可以利用該無線信號與無人機50之間進行信息傳輸，例如可以接收前述的由無人機50發出的身份驗證請求以及向無人機50發送前述的身份驗證信息；另一方面，無人機50可以根據所傳輸的該無線信號對信號源(帶有無人機接收控制器30的車輛10)進行定位，以獲得第二導航用位置信息。
[0059]下面結合圖3描述按照本發明的一個實施例的貨物傳送方法。該方法可以由前述的基於無人機的貨物傳送系統來實現，以便通過具有導航系統的無人機50在車輛與另一終端之間傳送貨物。如圖3所示，該方法可以包括遠程導航步驟S1001。在步驟S1001中，加載有貨物的無人機50的導航系統根據車輛10的第一導航用位置信息(例如GPS位置信息或北鬥定位位置信息)引導無人機50從另一終端60飛向車輛10。該第一導航用位置信息可以是另一終端60預先已知的，也可以是由車輛10的位置信息發送單元702經由無線通信網絡80發送給另一終端60的。當車輛10是通過無線網絡訂單向該另一終端60 (該另一終端例如是電商訂購貨物時，該車輛的第一導航用位置信息可以隨訂單信息或者作為訂單信息的一部分經由無線通信網絡80發送給該另一終端60。
[0060]當無人機50飛行至處於車輛10周圍的預定範圍內執行驗證請求廣播步驟S1003，在該步驟S1003中，無人機50廣播一身份驗證請求。由於在此時無人機50的導航系統僅知道車輛10的第一導航用位置信息，因此，該預定範圍可以根據車輛10的該第一導航用位置信息進行設定。例如，該預定範圍可以設定為以車輛10的第一導航用位置信息對應的位置為中心，以30-200米為半徑的球形區域範圍。
[0061]可以理解，在車輛10的周圍有可能還存在其它能夠接收無人機50的終端，例如與車輛10類似的另一車輛；而且，在無人機50在向車輛10飛行的過程中，需要接收無人機50的車輛可能因為各種原因已經行駛遠離了其原來所在的位置。因此，無人機50需要對其可能降落範圍內的終端進行身份驗證，以確定其中是否存在預定要接收該無人機50的車輛10。
[0062]在驗證響應步驟S1005中，在無人機50的身份驗證請求的廣播範圍內，包括車輛10在內的各個終端分別響應該身份驗證請求而向無人機50提供身份驗證信息。
[0063]在身份驗證步驟S1007中:無人機50對所接收到的所述身份驗證信息進行身份驗證，並將通過身份驗證的終端確定為其將要降落至的目標終端。如果無人機50所接收到的所有身份驗證信息均不能通過身份驗證，則無人機50會自動返回作為起點的另一終端60。此處所進行的身份驗證可以採用現有技術中任何合適的身份驗證技術。
[0064]在無人機50確定車輛10為目標終端或者說目標車輛的情況下，執行近距引導步驟S1009，以便無人機50根據車輛10發送的近距引導信息進行降落。
[0065]在近距引導步驟S1009中，根據車輛10所提供的近距引導信息的不同，可以無人機50可以採用不同的方式降落。如前文在結合圖1和圖2的貨物傳送系統所描述的那樣，在一種實施方式中，該近距引導信息包括用於控制無人機50飛行的飛行控制信息，由車輛10利用該飛行控制信息至少部分地控制無人機50的飛行，以引導無人機50進行降落。例如，車輛10可以控制無人機50的飛行路線，而無人機50的飛行姿態等依然由其自身的導航系統控制。在另一種實施方式中，該近距引導信息可以包括用於定位無人機50的降落位置的第二導航用位置信息。這樣，無人機50的導航系統可以根據該第二導航用位置信息進行導航，以引導所述無人機進行降落。如前所述，該第二導航用位置信息可以由發光器件303形成的光學標記構成，或者由用於車輛10與無人機50之間的通信的UWB無線通信信號自身來提供。可以理解，該第二導航用位置信息的位置精度高於所述第一導航用位置信息如GPS位置信息的位置精度。在車輛10的引導下，無人機50可以降落到任何所希望的位置，甚至可以直接降落到設置在車輛10的頂表面處的無人機收納裝置40中。
[0066]在需要從車輛10向另一終端60發送貨物時，車輛10的信息位置接收單元可以經由無線通信網絡80獲取該另一終端60的第一導航用位置信息，例如其GPS位置信息，並將其傳遞給車載的無人機50。無人機50的導航系統根據所獲得的另一終端60的第一導航用位置信息引導無人機50飛向該另一終端60。
[0067]雖然上文中按照車輛10分別作為貨物發送終端和貨物接收終端描述了本發明，但是可以理解，車輛10可以同時作為貨物發送終端以及貨物接收終端。也就是說，車輛10可以作為貨物從起點的供貨方到終點的收貨方的一個貨物中繼站。為此，車輛10的無人機收納裝置40中可以具有兩個相鄰的停泊位，每一停泊位能夠停靠一個無人機50。這樣，當一個攜帶貨物的無人機50降落到車輛10的一個停泊位時，它可以將貨物通過無人機收納裝置40中的機間貨物轉移裝置(未示出)傳送到已經停泊在另一停泊位上的另一無人機50(該另一無人機50通常已經被充分充電)，並由該另一無人機50攜帶該貨物繼續朝向收貨方或另一貨物中繼站飛行。在一個實施例中，無人機收納裝置40的該機間貨物轉移裝置可以設置在兩個停泊位之間，例如可以是位於兩個停泊位之間的傳送帶。對於具有有限續航裡程的無人機50來說，這種方式可以極大地提高貨物的可傳送距離。
[0068]在無人機50降落到作為中繼站的車輛10時，同樣需要進行如前文所述的必要的身份驗證。因此，當起點的供貨方意圖將當前車輛10作為一個中繼站使用時，可能需要獲取當前車輛10的許可並且向該車輛10傳遞進行身份驗證所需的信息。這可以經由如圖1所示的無線通信網絡80來實現。供貨方、收貨方以及包括車輛10在內的各個中繼站可以是該無線通信網絡的終端。例如，這些終端之間可以是車友會的各個車友，也可以是通訊軟體之間的朋友。各終端可以經由事先同意，也可以在供貨方規劃無人機的航行路線時即時確認是否提供共享支持，即，是否允許提供中繼站服務。
[0069]至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發明精神和範圍的情況下，仍可根據本發明公開的內容直接確定或推導出符合本發明原理的許多其他變型或修改。因此，本發明的範圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【權利要求】
1.一種基於無人機的貨物傳送系統，包括無人機(50)以及能夠發送和接收所述無人機(50)的車輛(10)，以便能夠通過所述無人機(50)在所述車輛(10)與另一終端(60)之間傳送貨物；其中， 所述無人機具有導航系統，所述導航系統能夠根據表示所述車輛(10)和/或所述另一終端(60)所處位置的第一導航用位置信息引導所述無人機在所述車輛(10)與所述另一終端(60)之間飛行； 所述車輛(10)包括: 無人機收納裝置(40 )，用於收納所述無人機(50 );和 無人機接收控制器(30)，其配置成在所述無人機(50)利用其所述導航系統從所述另一終端(60)飛行至處於所述車輛(10)的預定範圍內時，基於直接在所述車輛(10)與所述無人機(50)之間傳輸的無線信號而將所述無人機(50)引導至所述車輛(10)處；其中，所述無人機接收控制器(30)包括: 身份驗證單元(301 )，用於響應所述無人機(50)在飛行至所述預定範圍內時廣播的身份驗證請求而向所述無人機(50)提供身份驗證信息，以便所述無人機(50)根據所述身份驗證信息確定所述車輛(10)是否為其將要降落至的目標車輛；和 近距引導單元(302)，用於向所述無人機(50)提供近距引導信息，以便在所述無人機(50)確定所述車輛(10)為所述目標車輛的情況下，所述無人機(50)根據所述近距引導信息進行降落。
2.根據權利要求1所述的貨物傳送系統，其特徵在於，所述車輛(10)還包括位置信息收發器(70)，用於通過無線通信網絡(80)在所述車輛(10)與所述另一終端(60)之間傳送所述第一導航用位置信息； 其中，所述信息位置收發器(70)包括: 位置信息獲取單元(701)，配置成獲取用於所述車輛(10)的第一導航用位置信息； 位置信息發送單元(702 )，配置成利用所述無線通信網絡(80 )將所述車輛(10 )的第一導航用位置信息發送至所述另一終端(60);和 位置信息接收單元(703)，配置成利用所述無線通信網絡(80)接收所述另一終端(60)的第一導航用位置信息。
3.根據權利要求2所述的貨物傳送系統，其特徵在於，所述無人機(50)的所述導航系統包括衛星導航系統；可選地，所述衛星導航系統為GPS導航系統或北鬥衛星導航系統，所述車輛(10)和所述另一終端(60)的第一導航用位置信息分別為對應的GPS位置信息或北鬥定位位置信息。
4.根據權利要求2或3所述的貨物傳送系統，其特徵在於，所述預定範圍根據所述車輛(10)的第一導航用位置信息進行設定； 可選地，所述預定範圍設定為以所述車輛(10)的第一導航用位置信息對應的位置為中心，以30-200米為半徑的球形區域範圍。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的貨物傳送系統，其特徵在於，所述近距引導信息包括用於控制所述無人機(50)飛行的飛行控制信息； 所述無人機接收控制器(30)還包括用於控制所述無人機(50)的飛行的手動操縱部； 其中，所述近距引導單元(302)將操作人員對所述手動操縱部的操作轉換為所述飛行控制信息並實時地提供給所述無人機(50)，以使得所述無人機(50)實時地按照所述操作人員的操作進行飛行； 可選地，所述無人機接收控制器(30)構造為能夠手持的飛行遙控器的形式。
6.根據權利要求1-4中任一項所述的貨物傳送系統，其特徵在於，所述近距引導信息包括用於定位所述無人機(50)的降落位置的第二導航用位置信息，由所述無人機(50)的所述導航系統根據所述第二導航用位置信息進行導航以引導所述無人機(50)進行降落； 可選地，所述第二導航用位置信息的位置精度大於所述第一導航用位置信息的位置精度。
7.根據權利要求6所述的貨物傳送系統，其特徵在於，所述近距引導單元(302)包括發光器件(303)，由所述發光器件(303)在發光時形成的光學標記構成所述第二導航用位置信息。
8.根據權利要求7所述的貨物傳送系統，其特徵在於，所述發光器件(303)包括多個紅外二極體； 可選地，所述多個紅外二極體圍繞所述無人機收納裝置(40)布置，以便所述無人機(50)直接降落至所述無人機收納裝置(40)內。
9.根據權利要求6所述的貨物傳送系統，其特徵在於，所述近距引導單元(302)同時還作為無線信號收發單元，用於在所述車輛(10)與所述無人機(50)之間進行所述無線信號的傳輸；其中，由所述無線信號自身提供所述第二導航用位置信息； 可選地，所述無線信號為UWB無線通信信號。
10.根據權利要求1-9中任一項所述的貨物傳送系統，其特徵在於，所述車輛還包括無人機發送控制器(20 )，用於控制所述無人機(50 )從所述車輛(10 )起飛；其中，所述無人機發送控制器(20)包括: 導航設定單元(201)，用於向所述無人機(50 )提供所述無人機(50 )從所述車輛(10 )飛向所述另一終端(60)所需的導航參數。
11.根據權利要求1-10中任一項所述的貨物傳送系統，其特徵在於，所述無人機收納裝置(40)包括: 具有開口的收納艙(402)，其設置在所述車輛(10)的頂表面處，用於容納所述無人機(50);和 艙門(401)，設置在所述收納艙(402)的所述開口處，並能夠在打開位置和關閉位置之間移動，以打開或關閉所述收納艙(402);和 艙門控制器(403)，配置成在所述無人機(50)從所述收納艙(402)起飛或降落時自動控制所述艙門(401)的打開和關閉，以允許所述無人機(50)經由所述開口進出所述收納艙(402)。
12.根據權利要求1-11中任一項所述的貨物傳送系統，其特徵在於，所述無人機收納裝置(40)具有兩個相鄰的停泊位，每一停泊位能夠停靠一個所述無人機(50)。
13.根據權利要求12所述的貨物傳送系統，其特徵在於，所述無人機收納裝置(40)還具有設置在兩個所述停泊位之間的機間貨物轉移裝置，用於在兩個所述停泊位均停靠有所述無人機(50 )的情況下，在兩個所述無人機(50 )之間交換貨物。
14.一種根據權利要求1-13中任一項所述的基於無人機的貨物傳送系統的貨物傳送方法，用於通過具有導航系統的無人機在車輛與另一終端之間傳送貨物，包括: 遠程導航步驟(SlOOl):所述無人機的導航系統根據所述車輛的第一導航用位置信息引導所述無人機從所述第一終端飛向所述車輛；其中，所述無人機加載有需要從所述另一終端向所述車輛傳送的貨物； 驗證請求廣播步驟(S1003):當所述無人機飛行至處於所述車輛周圍的預定範圍內時廣播一身份驗證請求；其中，所述預定範圍根據所述車輛的第一導航用位置信息進行設定; 驗證響應步驟(S1005):在所述無人機的身份驗證請求的廣播範圍內，包括所述車輛在內的各個終端分別響應所述身份驗證請求而向所述無人機提供身份驗證信息； 身份驗證步驟(S1007):所述無人機對所接收到的所述身份驗證信息進行身份驗證，並將通過所述身份驗證的終端確定為其將要降落至的目標終端；和 近距引導步驟(S1009):在所述無人機確定所述車輛為所述目標終端的情況下，所述無人機根據所述車輛發送的近距引導信息進行降落。
15.根據權利要求14所述的貨物傳送方法，其特徵在於，在所述近距引導步驟中，所述近距引導信息包括用於控制所述無人機飛行的飛行控制信息，由所述車輛利用所述飛行控制信息至少部分地控制所述無人機的飛行，以引導所述無人機進行降落。
16.根據權利要求14所述的貨物傳送方法，其特徵在於，在所述近距引導步驟中，所述近距引導信息包括用於定位所述無人機的降落位置的第二導航用位置信息，由所述無人機的所述導航系統根據所述第二導航用位置信息進行導航，以引導所述無人機進行降落；其中，所述第二導航用位置信息的位置精度高於所述第一導航用位置信息的位置精度。
17.根據權利要求14-16中任一項所述的貨物傳送方法，其特徵在於，在所述近距引導步驟中，所述無人機直接降落到設置在所述車輛的頂表面處的無人機收納裝置中。
18.根據權利要求14-17中任一項所述的貨物傳送方法，其特徵在於，在所述身份驗證步驟中，在所述無人機所接收到的所述身份驗證信息均不能通過所述身份驗證的情況下，所述無人機自動返回作為起點的所述另一終端。
【文檔編號】G05D1/10GK103914076SQ201410123812
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月28日 優先權日:2014年3月28日
【發明者】李書福 申請人:浙江吉利控股集團有限公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司