【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能物流配送，具体为基于物联网的智能物流配送系统。
技术介绍
1、近年来，线上购物成为了人们日常生活中无可替代的一部分，同时随着快递服务需求量的逐渐增大，大量快递在运输过程中导致交通拥堵、运输人员紧缺等，“最后一公里”的问题也日益严峻。为了解决以上困难，人们通过现代技术设计出无人机物流配送系统。
2、由于现有的电池技术限制了无人机的飞行时间，特别垂直起降、加速等情况会加剧电池的消耗，另外无人机的充电速度较慢，就导致智能物流系统配送效率不高，用户的体验反馈不好；且现有智能物流系统中基于无人机配送时为了保证安全需要在设定的高度内进行低空飞行，在低空飞行过程中为了提高配送效率，往往设置的飞行速度在速度阈值中处于高阈值状态，即让无人机保持较快的飞行速度，但在低空飞行时遇到的障碍物较多，导致现有系统存在安全隐患。因此，设计智能更换电池和智能障碍检测的基于物联网的智能物流配送系统是很有必要的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供基于物联网的智能物流配送系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：基于物联网的智能物流配送方法，方法包括以下步骤：
3、步骤一：无人机智能更换电池系统采用电量监测装置对无人机的电量进行实时监测，当电量不足时无人机通过物联网与充电站建立通信和位置共享并进行智能更换电池；
4、步骤二：无人机飞行轨迹检测系统采用激光雷达收集无人机周围的探测数据并使用短波红
5、步骤三：无人机智能避障系统采用视觉导引核心处理器分析单光子探测器的探测数据，利用激光定位与视觉导引结合技术控制直流电机驱动无人机进行避障操作，同时用ccd摄像头对配送路线进行实时检测。
6、根据上述技术方案，所述无人机电量不足更换电池的步骤，包括：
7、步骤a1：将无人机电池正极接到三极管的发射极，电压比较器的输出端接到三极管的基极，wifi模块的供电极接三极管的集电极；
8、步骤a2：当无人机电池电量不足时，电压比较器输出低电压导致三极管导通，于是wifi模块被供电并开始工作；
9、步骤a3：通过物联网以wifi模块构建无人机与充电站的通信，并将充电站的信息传输给无人机；
10、步骤a3-1：将传输信息进行数据编码、序列化和压缩等操作转换为可被wifi模块理解和传输的格式；
11、步骤a3-2：连接wifi后将给无人机分配一个ip地址，使其成为网络中的一部分，ip地址用于标识无人机在wifi网络中的唯一位置；
12、步骤a3-3：使用wifi无线信道进行数据传输，数据被分割成小的数据包，并使用tcp协议进行分组和传输；
13、步骤a3-4：充电站的wifi模块接收到无人机发送的数据包后，会将其进行解析和重组以还原传输的数据，解析、重组过程与发送端使用的编码和序列化过程相对应；
14、步骤a4：通过物联网将无人机与充电站的位置信息进行共享；
15、步骤a4-1：物联网系统中更换电池站被标识、注册，具有特定的标识符和位置信息，这些信息可以存储在云平台中，并对无人机可见；
16、步骤a4-2：无人机需要gps定位系统来精准获取自身的经纬度坐标或其他定位信息；
17、步骤a4-3：经过步骤a3将无人机与充电站的位置信息通过物联网的方式进行共享；
18、步骤a5：充电站通过物联网实时收集无人机的更换电池状态、电池状态等数据，并向中央控制系统提交报告，中央控制系统可以对更换电池过程进行远程监控和调度；
19、步骤a6：通信任务完成或无人机离开充电站范围，断开wifi网络连接。
20、根据上述技术方案，所述无人机对障碍物检测的步骤，包括：
21、步骤b1：激光雷达向四周发射光信号，然后接收反射形成的回波信号，并根据所述回波信号获取点云数据；
22、步骤b2：将激光雷达获取的点云数据传输给计算机，同时短波红外相机将对应场景的短波红外图像数据也传输给计算机；
23、步骤b3：控制卡与单光子探测器将数据进行处理，分析前方是否有障碍物；若有则执行步骤三；若没有则继续飞行；
24、步骤b3-1：控制卡接收到计算机的启动信号后输出上升沿信号，单光子探测器捕获到该信号后，激光雷达开始向四周发射完整激光，同时单光子探测器将该时刻记为激光开始时刻；
25、步骤b3-2：激光发射过程中遇到障碍物将会在障碍物表面发生漫反射并产生回光波子，此时单光子探测器将此刻记为激光返回时刻；
26、步骤b3-3：将单光子探测器的探测数据进行计算处理，得到障碍物与无人机之间的距离；
27、步骤b3-3-1：对每个回光波子的数量进行统计，设置时间分辨率为1152皮秒，获得每个探测方向上回波光子随时间的分布直方图；
28、步骤b3-3-2：由于噪声会使整个系统产生时间抖动，需要将大于平均值三倍的时间数据作为一个类，根据高斯分布的原则判断下一个数据属于当前类还是要新建一个类；
29、步骤b3-3-3：为使数据更好的融合需对点云数据进行去噪；通过计算采样方向与其和无人机距离的绝对差值，当一个绝对差值小于设定阈值时，该数据为噪点需删除；
30、步骤b3-3-4：当其中一个三维的目标距离与相邻探测方向上有相近距离，则对两个距离之间进行线性插值，否则继续对比它们的短波红外图像中的像素灰度，当灰度相近则取当前距离为插值距离向当前点的相邻探测方向进行最近邻插值；
31、步骤b3-3-5：根据位置映射关系，将短波红外图像的灰度值给三维点云，以增加纹理实现三维成像，从而获得高分辨率的目标反射率信息和距离信息。
32、根据上述技术方案，所述无人机具体避障的步骤，包括：
33、步骤c1：视觉导引核心处理器根据单光子探测器所得数据计算出无人机需要避让的位移、偏心量和偏航角；
34、步骤c2：采用激光定位与视觉导引结合技术控制无人机进行避障操作；
35、步骤c2-1：激光定位实时监测无人机位置并计算与障碍物距离；
36、步骤c2-2：计算其使用路径规划算法，如a*算法、rrt算法等设计出能让无人机安全避开障碍物的最佳方法；
37、步骤c2-2-1：当障碍物可以减速避过时，飞控系统适当降低电机转速，调整控制信号幅值；
38、步骤c2-2-2：当障碍物必须转向避过时，飞控系统通过差速控制或调整坨面等方法进行无人机转向操作；
39、步骤c3：视觉导引中的ccd摄像头全程实时校对无人机的物流配送路线，保证无人机不会因障碍物或避障而导致偏航。
40、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于物联网的智能物流配送方法，其特征在于：所述该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于物联网的智能物流配送方法，其特征在于：所述无人机电量不足更换电池的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的基于物联网的智能物流配送方法，其特征在于：所述无人机对障碍物检测的步骤，包括：
4.根据权利要求3所述的基于物联网的智能物流配送方法，其特征在于：所述无人机具体避障的步骤，包括：
5.根据权利要求1所述的基于物联网的智能物流配送方法的智能物流配送系统，其特征在于：所述该系统包括：
6.根据权利要求5所述的基于物联网的智能物流配送系统，其特征在于：所述智能更换电池模块包括：
7.根据权利要求6所述的基于物联网的智能物流配送系统，其特征在于：所述飞行轨迹检测模块包括：
8.根据权利要求7所述的基于物联网的智能物流配送系统，其特征在于：所述智能避障模块包括：
【技术特征摘要】
1.基于物联网的智能物流配送方法，其特征在于：所述该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于物联网的智能物流配送方法，其特征在于：所述无人机电量不足更换电池的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的基于物联网的智能物流配送方法，其特征在于：所述无人机对障碍物检测的步骤，包括：
4.根据权利要求3所述的基于物联网的智能物流配送方法，其特征在于：所述无人机具体避障的步骤，包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：张增，
申请(专利权)人：沧州前茅物流有限公司，
类型：发明
国别省市：
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