[发明专利]一种智能快递包裹配送系统及其工作方法

权利要求书

1.一种智能快递包裹配送系统，其特征在于，包括自主移动小车、无人机、主控制室、包裹配送终端，所述自主移动小车、所述无人机分别与所述主控制室通讯连接，所述主控制室与所述包裹配送终端通讯连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能快递包裹配送系统，其特征在于，所述自主移动小车包括第一控制器、第一通信模块、导航快递模块、包裹存取模块、无人机充电模块，所述第一控制器分别与所述导航快递模块、所述包裹存取模块、所述无人机充电模块通讯连接，所述第一控制器通过所述第一通信模块与所述主控制室通讯连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能快递包裹配送系统，其特征在于，所述无人机包括第二控制器、导航模块、视觉传感器模块、第二通信模块、包裹抓取模块，所述第二控制器分别与所述导航模块、所述视觉传感器模块、所述包裹抓取模块通讯连接，所述第二控制器通过所述第二通信模块与所述主控制室通讯连接。

4.根据权利要求1所述的一种智能快递包裹配送系统，其特征在于，所述主控制室包括任务调度系统、监控系统，所述任务调度系统用于执行：快递货物配送调度、无人机充电调度；所述监控系统用于执行：通信状态监控、无人机飞行状态监控、自主移动小车运行状态监控。

5.根据权利要求1所述的一种智能快递包裹配送系统，其特征在于，所述包裹配送终端包括着陆模块、第三通信模块，所述着陆模块通过所述第三通信模块与所述主控制室通讯连接。

6.根据权利要求1所述的一种智能快递包裹配送系统，其特征在于，所述包裹配送终端固定设置于阳台外，包括：能90度旋转的水平置物台、竖直着陆地标；所述水平置物台用于无人机投放包裹，所述竖直着陆地标用于无人机悬停。

7.一种基于权利要求1所述的智能快递包裹配送系统的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤SS1：自主移动小车通过包裹存取模块将需要配送的快递包裹放置于升降式载物台上，升降式载物台将快递包裹送到自主移动小车车顶，转入步骤SS2；

步骤SS2：自主移动小车通过MAVLINK通信协议向任务调度系统发送包裹配送请求，同时发送快递包裹的尺寸、重量和目标位置信息，转入步骤SS3；

步骤SS3：任务调度系统根据快递包裹的尺寸、重量和目标位置信息选择对应负载的无人机，并给附近的无人机发送任务指令，若有无人机成功接收任务指令并返回接收状态，转入步骤SS4，否则判断为所有无人机处于任务或充电状态，转入步骤SS5；

步骤SS4：无人机与自主移动小车建立通信，同时切换到任务状态；自主移动小车给无人机发送实时GPS信息，无人机飞到自主移动小车上方并与自主移动小车保持相对静止的飞行姿态；

步骤SS5：任务调度系统给自主移动小车发送等待指令，当附近有无人机处于等待状态时，给无人机发送任务指令，转入步骤SS4；

步骤SS6：无人机开始检测并跟踪自主移动小车上的着陆地标，通过视觉伺服算法计算控制量；当检测并解析到待配送快递包裹上方的二维码时，无人机借助快递包裹上方的AprilTag调整抓取姿态，与快递包裹保持相对静止，转入步骤SS7；

步骤SS7：无人机使用包裹抓取模块抓取快递包裹，并根据快递包裹上方二维码中解析到的配送位置信息快速规划最优飞行路径，进入步骤SS8；

步骤SS8：无人机在包裹配送终端附近检测并跟踪竖直着陆地标，利用视觉伺服控制算法实现在竖直着陆地标正前方0.5米处悬停并将快递包裹放置于水平置物台上，进入步骤SS9；

步骤SS9：无人机向任务调度中心发送任务完成信号，任务调度中心给所述无人机发送附近自动充电板处于空闲状态的自主移动小车信息；无人机飞往自主移动小车上方附近，利用所述视觉传感器模块依次跟踪车顶的着陆地标和自动充电板上的充电着陆地标并实时调整飞行姿态并进行着陆；自动充电板在检测到无人机安全着陆后启动充电位姿矫正装置调整所述无人机位置并开始充电。