[发明专利]一种基于云端控制的无人机快递自动投放系统

摘要

一种基于云端控制的无人机快递自动投放系统，包括自紧式桨叶(1)，卫星定位模块(2)，摄像头模块(3)，三轴云台(4)，无人机总控模块(5)，起落支架(6)，高性能无刷电机(7)，光流传感器(8)，超声波模块(9)，高性能电子调速器(10)，快递装载盒(11)，快递装载盒控制器(12)，红外光栅(13)，指纹扫描模块(14)，高精度步进电机(15),锂电池组(16)。本发明采用云端对无人机进行统一控制，无人机借助各种传感器感知周围环境，实现自主飞行，飞行安全性高，可准确的将快递送至预定地点，并且核实快递接收人身份，投放快递后通过搭载的摄像头模块(3)对快递接收人进行拍照取证，保证了快递安全准确送达。

主权项

一种基于云端控制的无人机快递自动投放系统,其特征在于:所述自动投放系统包括：自紧式桨叶(1)、卫星定位模块(2)、摄像头模块(3)、三轴云台(4)、无人机总控模块(5)、起落支架(6)、高性能无刷电机(7)、光流传感器(8)、超声波模块(9)、高性能电子调速器(10)、快递装载盒(11)、快递装载盒控制器(12)、红外光栅(13)、指纹扫描模块(14)、高精度步进电机(15)、锂电池组(16)；自紧式桨叶(1)安装在高性能无刷电机(7)上，摄像头模块(3)固定在三轴云台(4)上，快递装载盒(11)悬挂在无人机机腹后部，起落支架(6)安装在无人机左右两边，超声波模块(9)和光流传感器(8)分别安装在无人机的左右两侧；所述无人机总控模块(5)为本无人机快递自动投放系统的核心控制模块，由无人机总控模块(5)控制高性能电子调速器(10)、卫星定位模块(2)、摄像头模块(3)、三轴云台(4)、高性能无刷电机(7)、光流传感器(8)、超声波模块(9)、指纹扫描模块(14)；所述高性能电子调速器(10)与高性能无刷电机(7)相连，控制高性能无刷电机(7)的转速，从改变各个桨叶所产生的升力，最终实现调节无人机飞行状态；所述锂电池组(16)与卫星定位模块(2)、摄像头模块(3)、三轴云台(4)、无人机总控模块(5)、光流传感器(8)、超声波模块(9)、高性能电子调速器(10)、快递装载盒控制器(12)、红外光栅(13)、指纹扫描模块(14)相连，为上述各部分提供电能；所述卫星定位模块(2)与无人机总控模块(5)相连，不断将无人机的位置信息传给无人机总控模块(5)；在卫星定位模块(2)的下方粘贴锡箔纸，防止其他电子设备对卫星定位模块(2)的干扰；所述光流传感器(8)和超声波模块(9)和无人机总控模块(5)相连，将无人机的运动数据和高度数据传给无人机总控模块(5)；所述快递装载盒控制器(12)负责监控装载盒内快递情况，以及接收无人机总控模块(5)发来的指令打开或关闭快递装载盒(11)；所述红外光栅(13)装在快递装载盒(11)内壁上，监控快递装载盒(11)中快递是否被拿出；所述指纹扫描模块(14)与无人机总控模块(5)相连，安装在快递装载盒(11)外，扫描取快递者的指纹，将指纹数据传给无人机总控模块(5)，以确定取快递者身份；所述三轴云台(4)包括云台支架、减震垫以及三个高精度舵机，减震垫使摄像头模块(3)拍摄稳定，三轴云台(4)使摄像头模块(3)拍摄不同角度方向的图像；所述摄像头模块(3)与无人机总控模块(5)相连，在无人机总控模块(5)的控制下拍摄无人机周围的图像并传送给无人机总控模块(5)；所述快递装载盒控制器(12)的核心控制芯片采用STC89C52单片机，此单片机与51单片机的指令集相容，在运行时打开其WATCH_DOG功能，在受到强电磁干扰等恶劣情况下导致跑飞时自动复位；所述自动投放系统工作原理为:无人机接收来自云端的相关数据，包括航线、快递投放地点、快递接收人信息等数据，待快递被放入快递装载盒(11)中后，无人机自动起飞，不断读取卫星定位模块(2)数据以及其它各传感器数据，不断修正无人机航线和飞行姿态，安全准确的飞到预定地点，到达预定地点后，通过光流传感器(8)，无人机实现定点悬停并读取卫星定位模块(2)数据，确定无误后，无人机总控模块(5)控制摄像头模块(3)和三轴云台(4)配合拍摄地面以及周围情况，并且通过无线传输传到云端，云端确认无误后向无人机下达降落指令，随即无人机开始下降高度，并且无人机中控模块不断读取超声波模块(9)数据，确定无人机的高度和下降速度，以通过高性能电子调速器(10)调整高性能无刷电机(7)转速，以调整无人机下降速度，使无人机平稳的降落，随后无人机提示快递接收人指纹确认身份，然后读取指纹扫描模块(14)数据，在确定收件人身份准确无误后，无人机总控模块(5)控制摄像头模块(3)拍摄收件人图像取证，随后给快递装载盒控制器(12)发送开启快递装载盒(11)门命令。