一种物流无人机及其货物投放方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113636079A(43)申请公布日2021.11.12(21)申请号202111209682.3G06T7/66(2017.01)(22)申请日2021.10.18G06T7/73(2017.01)(71)申请人西南石油大学地址610000四川省成都市新都区新都大道8号(72)发明人彭友鑫刘家诚廖宇文丁文琴(74)专利代理机构成都云纵知识产权代理事务所(普通合伙)51316代理人伍星刘沙粒(51)Int.Cl.B64D1/08(2006.01)B64D1/12(2006.01)G06T7/13(2017.01)G06T7/155(2017.01)G06T7/62(2017.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称一种物流无人机及其货物投放方法(57)摘要本发明公开了一种物流无人机及其货物投放方法，包括无人机机体，所述无人机机体通过若干连接杆与连接板相连，所述连接板下方固定连接呈上、下分布的第一载物板、第二载物板，所述第一载物板与第二载物板之间连接柔性垫块，还包括安装在连接板上的若干机械臂，所述机械臂一端由舵机驱动、另一端连接朝向所述柔性垫块侧壁的辅助爪，所述舵机用于驱动对应的辅助爪做靠近和远离柔性垫块的运动。本发明用以解决现有技术中无人机携带货物量少，货物投放、降落精度较低等问题，实现提高货物携带量，提高后端作业精度的目的。CN113636079ACN113636079A权利要求书1/2页1.一种物流无人机，包括无人机机体，其特征在于，所述无人机机体通过若干连接杆（1）与连接板（2）相连，所述连接板（2）下方固定连接呈上、下分布的第一载物板（3）、第二载物板（4），所述第一载物板（3）与第二载物板（4）之间连接柔性垫块（5），还包括安装在连接板（2）上的若干机械臂（6），所述机械臂（6）一端由舵机（7）驱动、另一端连接朝向所述柔性垫块（5）侧壁的辅助爪（8），所述舵机（7）用于驱动对应的辅助爪（8）做靠近和远离柔性垫块（5）的运动。2.根据权利要求1所述的一种物流无人机，其特征在于，所述柔性垫块（5）呈方形；所述机械臂（6）共三个，三个机械臂（6）的辅助爪（8）分别正对方形的三个侧面。3.根据权利要求2所述的一种物流无人机，其特征在于，三个辅助爪（8）分别呈“一”字型、“V”字型、弧形；所述“V”字型和弧形的凹面均朝向柔性垫块（5）所在方向。4.基于权利要求1~3中任一项所述的一种物流无人机的货物投放方法，其特征在于，包括：步骤S1、将N个货物放置在柔性垫块（5）侧面，由N个舵机（7）分别驱动N个辅助爪（8）靠近柔性垫块（5），将各货物压在柔性垫块（5）侧面，完成装载；其中N≥2；步骤S2、无人机机体从起降区起飞，通过激光雷达扫描构建全场地图、定位自身位置；步骤S3、无人机机体飞至指定的投放区，对投放区进行识别，定位投放区的中心位置，矫正姿态，降落至投放区，由舵机（7）驱动对应的辅助爪（8）远离柔性垫块（5），松开对货物的压持，使对应货物投放在该投放区；完成所有货物的投放；步骤S4、重复步骤S2~步骤S3，直至步骤S5、无人机机体回至起降区上方，定位起降区的中心位置，降落至起降区。5.根据权利要求4所述的货物投放方法，其特征在于，所述定位投放区的中心位置的方法包括：步骤S301、通过摄像头获取投放区的识别图像；步骤S302、将识别图像转换为灰度图像，再进行二值化处理，得到二值化图像；步骤S303、对二值化图像依次进行膨胀操作、腐蚀操作；其中腐蚀程度小于膨胀程度；步骤S304、将腐蚀后的图像代入霍夫变换识别灰度图中圆的函数内，识别投放区的圆形标识；步骤S305、通过识别出的圆形定位圆心，作为投放区的中心位置。6.根据权利要求5所述的货物投放方法，其特征在于，所述降落至投放区的方法包括：步骤S311、降落，实时获取无人机机体的当前高度h；步骤S312、基于当前高度h计算对所述圆形标识的识别半径范围；步骤S313、在所述识别半径范围内识别出圆形标识，并根据圆形标识的圆心调整无人机机体的姿态；步骤S314、重复步骤S311~步骤S313，直至降落至投放区。7.根据权利要求6所述的货物投放方法，其特征在于，基于当前高度h计算对所述圆形标识的识别半径范围的方法为：步骤S3121、在开始降落前获取无人机机体的初始高度h0；步骤S3122、基于无人机机体的当前高度h，计算出两个临界点高度（h‑20cm）、（h+2CN113636079A权利要求书2/2页20cm）；步骤S3123、计算两个临界点高度所对应的下降值h1=（h0‑h‑20cm）、h2=（h0‑h+20cm）；步骤S3124、计算临界半径r1、r2：‑43‑32r1=（2.4475524