[发明专利]一种基于无人机及移动地面平台的封闭生活区智能物资配送机器人

说明书

本发明公开了一种基于无人机及移动地面平台的封闭生活区智能物资配送机器人。首先，用户通过手机应用下单，移动地面平台载有应急物资前往封闭生活区域，经消毒装置消毒后由无人机向用户分发。然后，无人机通过定位系统、环境感知系统和第一控制系统将物资由窗口或楼道精准地送至用户。该智能物资配送系统采用了多源融合的定位技术和智能路径规划技术，帮助无人机与移动地面平台高效地传递货物。本配送系统有效解决了疫情期间封闭生活区应急物资配送的难题，提高了配送的安全性，为疫情防控期间人们的正常生活保驾护航。

技术领域

本发明属于配送技术领域，具体涉及一种基于无人机及移动地面平台的封闭生活区智能物资配送机器人。

背景技术

现代传统物资配送方案主要是人工配送，该方案存在人力耗费大、配送员生活区进出权限有限等问题，在疫情期间更不能达到减少人员接触的目的。针对封闭生活区的物资配送问题，现有少部分方案使用智能车进行配送，智能车运行仅限于平坦道路且不支持高度攀升，对行驶环境要求苛刻，因此配送可达范围有限且配送终始点无法到达高楼窗口、楼道等精确位置，达不到严格的全智能、零外出、零接触。

本发明提出的无人机及移动地面平台旨在通过无人机在其移动平台的辅助协同下完成封闭生活区内物资从发配点到窗口、楼道等精确目标点的无人智能配送。本发明使用的无人机利用其不受地面道路限制、载重能力强、可攀升、可准确检测识别、可稳定停航等特性可实现物资至目标点的精准配送。移动地面平台搭载无人机完成区域内平坦长距离道路的运送，可完成快速载物移动、物资消杀、无人机起落协同等任务。本发明解决了封闭生活区物资的智能零接触精准配送问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对疫情常态化以来封闭生活区物资配送的困难，提供了一种基于无人机及移动地面平台的封闭生活区智能物资配送机器人。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于无人机及移动地面平台的封闭生活区智能物资配送机器人，包括无人机和移动地面平台；

无人机设有定位系统、环境感知系统、第一控制系统和第一物品贮存机构；环境感知系统扫描周围环境，将周围环境和障碍物数据传入第一控制系统，第一控制系统结合定位系统的数据信息运行无人机路径规划算法，规划无人机的飞行路径，使无人机到达用户设定的目的地；第一物品贮存机构用于存储应急物资；

移动地面平台包括第二物品贮存机构、物品传递机构和第二控制系统；第二物品贮存机构用于存储应急物资，并设有光电传感器和压力传感器分别检测应急物资的有无和重量；物品传递机构将应急物资传递给无人机的第一物品贮存机构；第二控制系统完成移动地面平台的驾驶以及与无人机的对接；第二控制系统接收到来自无人机的起飞请求信号后，控制物品传递机构将第二物品贮存机构中的应急物资传递至无人机的第一物品贮存机构，随后向无人机发送起飞信号；第二控制系统接收到来自无人机的降落请求信号后，将保持静止或低速运动直至无人机成功降落，随后控制物品传递机构回收无人机的第一物品贮存机构的剩余物品。

所述定位系统包括GPS导航模块、视觉惯性里程计、光流传感器和测距模块；定位系统的数据信息包括无人机的三维坐标、俯仰角、偏航角和滚转角；室外场景下，定位系统从GPS导航模块和视觉惯性里程计获取数据计算定位系统的数据信息；室内场景下，定位系统从视觉惯性里程计、光流传感器和测距模块获取数据并融合获得定位系统的数据信息。定位系统检测到GPS信号减弱后，则由室外模式切换为室内模式。定位系统中各模块的安装位置方式如下：GPS导航模块天线朝上，且远离数传、电机和电调等干扰源；视觉惯性里程计安装于无人机的机头、机侧或机尾，视野内不能包含螺旋桨；光流传感器和测距模块安装于无人机的顶部或底部。

所述第一控制系统包括惯性测量单元和机载计算机；机载计算机捕获环境感知系统的输入信息，将其与定位系统的数据信息和惯性测量单元的数据信息融合后存入缓冲区中，通过对比缓冲区中前几帧的内容与当前的输入信息估算出环境可能的变化，从而规划出一条最优或次优的可行路径并向第一控制系统发送控制信息。