СИСТЕМА ДОСТАВКИ КОНТЕЙНЕРА С ПОМОЩЬЮ ДРОНА
DELIVERY SYSTEM OF CONTAINERS USING DRONES

Изобретение относится к области логистики, а именно к системам доставки товаров в пункты выдачи с помощью дронов.
Из патентного документа KR 20160020454 известна система доставки с помощью дронов. Система включает в себя: сервер логистики, беспилотный летательный аппарат (БЛА) - дрон; пользовательский терминал для беспроводного обмена данными, включая приемник GPS, и приложение логистики, установленное в пользовательском терминале.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является система доставки с помощью дрона US 2016185466. Система содержит множество док-станций и множество беспилотных летательных аппаратов (БЛА) - дронов. БЛА остается на связи с док-станцией. БЛА доставляет пакет в пункт назначения, получает пакет от точки выдачи, заряжает БЛА по всей сети док-станций. Логистическое программное обеспечение контролирует доставку и наблюдение. Устройство беспроводной связи обеспечивает связь между БЛА и док-станцией. Световые индикаторы отображают состояние пакета и рабочего состояния БЛА. Детектор движения обнаруживает БЛА для регулирования доступа для погрузки/разгрузки и стыковки.
Однако данные технические решения ориентируются на координаты GPS при доставке контейнера в пункт назначения, что крайне затруднительно реализовать в больших городах. Из-за погрешности GPS порядка 10 м крайне затруднительно доставить посылку к конкретной двери получателя.
Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в необходимости создания удобного средства доставки контейнеров, обеспечивающего быструю пересылку, близость пунктов выдачи и круглосуточную возможность получения контейнера.
Техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение быстрой доставки грузов пользователю за счет оптимизации маршрутов, точности их доставки на место без необходимости установки пользователем индивидуальной посадочной платформы для дрона, автоматизированной перегрузки контейнеров, контроля технического состояния дрона, очистки дрона от осадков, наледи, наличия круговой ленты транспортера с размеченными точками посадки дрона.
Указанный технический результат достигается за счет того, что система доставки контейнера с помощью дрона, содержащая по крайней мере один дрон, по крайней мере один пункт выдачи, по крайней мере один центр управления и по крайней мере один распределительный центр, при этом пункт выдачи выполнен в виде автоматизированной почтовой станции с возможностью приема контейнера от дрона и выдачей контейнера пользователю и расположен на расстоянии от распределительного центра или другого пункта выдачи, соответствующем пути полета дрона без подзарядки, и снабжен датчиками точной посадки дрона, а также оснащен устройством для приема и отправки дронов, снабженным модулем крепления/открепления контейнеров от дронов и обеспечивающим контроль технического состояния дрона, определения повреждений дрона, очистки дрона от осадков, наледи, распределительный центр содержит устройство для отправки дронов с модулем крепления контейнеров, причем дрон выполнен с возможностью ориентации по спутниковой системе навигации, удержания по крайней мере одного контейнера и доставки контейнера из распределительного центра в пункт выдачи, распределительный центр выполнен с возможностью получения по крайней мере одного контейнера и снабжения дрона по крайней мере одним контейнером и содержит круговую ленту транспортера с размеченными точками посадки дрона, проходящей через приемную, загрузочную и выпускную зоны, а центр управления выполнен с возможностью задания и оптимизации полетов маршрута для дрона и контроля местоположения дрона.
В совокупности такая система может создавать транспортно-распределительную сеть, обеспечивающую оперативную доставку контейнеров с грузами между центрами выдачи, распределительным центром и центрами выдачи с единым логистическим управляющим центром, обеспечивающим наиболее оптимальные маршруты полетов дронов.
Пункт выдачи может быть выполнен с возможностью загрузки пользователем контейнера в ручном режиме и его хранения.
Распределительный центр может быть снабжен приемной, загрузочной и выпускной зонами.
Заявляемая система особенно актуальна в большом городе, где доставка с помощью дронов «до двери» невозможна из-за ограничений спутниковых систем навигации, а установка индивидуальной посадочной платформы каждому пользователю является дорогостоящей операцией и подчас ограничена из-за нехватки места в мегаполисе. Заявляемая система на основе совокупности из дрона, распределительного центра, пункта выдачи и центра управления позволяет создать в крупном городе сеть быстрой доставки контейнеров с грузами, минуя проблемы с транспортом и значительно удешевляя процесс доставки из-за отсутсвия необходимости использования курьеров. Стационарный пункт выдачи в виде автоматизированной почтовой станции обеспечивает надежную сохранность груза и круглосуточный доступ, делая пользователя независимым от временных рамок, что часто является затруднительным при работе с курьерами. Данная система доступна как крупным компаниям, так и маленьким частным фирмам, например небольшим интернет-магазинам, что способствует расширению территории доставки для потенциальных покупателей. Кроме того, в частном случае подобная система позволяет самим пользователям обмениваться контейнерами с грузом без необходимости вызова курьера или обращения в курьерскую или почтовую службу, увеличивая таким образом скорость доставки грузов.
Наилучший вариант исполнения заявляемого изобретения показан на фигуре, на которой позициями 1-4 обозначены:
1 - распределительный центр;
2 - пункт выдачи;
3 - центр управления;
4 - максимальное расстояние от распределительного центра до пункта выдачи.
Система доставки контейнера с помощью дрона содержит по крайней мере одного дрона, по крайней мере один распределительный центр (РЦ) 1, по крайней мере один пункт выдачи (ПВ) 2 и центр управления (ЦУ) 3 с программным обеспечением.
Для более эффективного функционирования системы потребуется множество дронов, множество пунктов выдачи 2 и несколько распределительных центров 1.
Пункты выдачи 2 расположены по отношению к распределительному центру 1 в частном случае на максимальном расстоянии 4, которое может пролететь дрон без подзарядки. Возможно и более близкое расположение пункта выдачи 2 от распределительного центра 1 в случае необходимости установки пункта выдачи 2 в густонаселенном районе с повышенной потребностью в услугах доставки. Для доставки в пункты выдачи 2, расположенные на расстоянии от распределительного центра 1 дальше максимально возможного для полета дрона, ближайшие к данному пункту выдачи пункты 2 выдачи 2 снабжены заряженными батареями для обеспечения замены батареи дрона.
Дрон может быть выполнен в виде коптера/квадро/секстикоптера либо гибридной летательной схемы, обеспечивающей точную посадку. Дрон снабжен сменной батареей и устройством крепления контейнера.
Пункт выдачи 2 выполнен в виде автоматизированной почтовой станции с функциями вендинговой точки и оснащен ячейками для размещения контейнеров, доступом к беспроводной сети и терминалом для оплаты, доступа пользователя к ячейке и заказа доставки.
Пункт выдачи 2 также оснащен устройством для приема и отправки дронов. Данное устройство содержит площадку с датчиками, обеспечивающими приземление дрона, координацию и контроль местоположения дронов, находящихся в зоне досягаемости датчиков, например в виде опускаемой и закрываемой крышкой платформы, либо сдвижной платформы, либо закрываемой куполом платформы. Возможно использование, например, системы DJI Guidance, либо ее аналогов, либо иных систем с использованием как ультразвуковых, так и лазерных датчиков, радиодатчиков, инерционных датчиков на дроне и пр. Устройство для приема и отправки дронов также снабжено модулем отцепления контейнера от дрона и транспортировки контейнера в ячейку. Данный модуль может быть также выполнен с возможностью крепления контейнера к дрону. Устройство для приема и отправки дронов обеспечивает контроль технического состояния дрона, определения повреждений дрона и целостности контейнера, очистки дрона от осадков, наледи, монтажа/демонтажа дополнительного оборудования, нагрева/охлаждения корпуса дрона. Устройство также снабжено модулем зарядки и контроля состояния находящихся в пункте выдачи батарей с функцией замены батарей дронов. Производится это с помощью, например, системы интенсивного обдува дрона горячим и/или холодным воздухом, видеоконтроля, в том числе по контрольным точкам внешних узлов и/или обмена данными о состоянии узлов и батарей с управляющим центром.
Пункт выдачи 2 может быть укомплектован солнечными батареями для обеспечения электроэнергией собственных функций и заряда батарей, предназначенных для дрона.
Пункт выдачи 2 имеет систему безопасности и антивандальное исполнение, снабжен рекламными поверхностями, например, в виде дисплеев, для отображения рекламы и выполнен с возможностью ручной выгрузки/загрузки контейнеров из ячеек.
Пункт выдачи 2 также снабжен датчиками температуры воздуха, внутреннего пространства, скорости ветра, влажности, атмосферного давления для оценки погодной обстановки.
Центр управления 3 может быть выполнен в виде сервера с доступом к беспроводной сети и с возможностью контроля местоположения и передвижения всех дронов, уровня заряда их батарей, прокладывания и оптимизации маршрутов перелетов, доставок, контроля и учета содержимого всех контейнеров, контроля состояния пунктов выдачи 2, погодной обстановки, приема новых заказов на доставку и оплаты с помощью программного обеспечения. Центр управления 3 реализован с помощью интернет-портала для торговли, а также предполагает возможность прямого направления конкретного контейнера от одного пункта выдачи 2 к любому другому, входящему как в зону полета одного дрона, так и с возможностью автоматизированной перегрузки на следующий дрон через распределительный центр 1 или промежуточный пункт выдачи 2.
Распределительный центр 1 представляет собой, например, склад и содержит приемную зону для дронов, загрузочную зону и выпускную зону.
Приемная зона выполнена с возможностью приема дронов, их обслуживания и доставки в загрузочную зону. Это может быть реализовано, например, в виде широкой ленты транспортера с размеченными точками посадки, которая двигается по открытому пространству, а затем заезжает в крытую зону, являющуюся загрузочной зоной.
Загрузочная зона выполнена с возможностью обеспечения крепления к дронам заранее сформированных контейнеров. Вставка контейнеров производится вручную, либо с использованием механизмов, аналогичных пунктам выдачи.
Выпускная зона обеспечивает контроль заряда батарей дронов, замену батарей, предполетную подготовку и выпуск дронов. Замена батарей также осуществляется вручную, либо механизмом, аналогичным пунктам выдачи.
Наиболее целесообразным является круговой транспортер, по которому приземлившиеся дроны двигаются по кругу, поочередно въезжая в соответствующую зону и в случае необслуживания либо неполного обслуживания, совершая второй круг.
Система доставки контейнера с помощью дрона функционирует следующим образом.
Пользователь осуществляет заказ на сайте оказания услуг доставки или с помощью мобильного приложения посредством сети Интернет. Заказ поступает в центр управления 3, где обрабатывается в автоматическом или ручном режиме. При обработке осуществляется определение наличия заказанного товара в распределительном центре 1, необходимый адрес доставки товара и срок доставки. После обработки информация о заказе поступает в распределительный центр 1, где происходит комплектация заказа в контейнер, крепление контейнера к дрону и загрузка в управляющее программное обеспечение дрона места доставки и маршрута, т.е. пункта выдачи 2. При этом точка доставки - пункт выдачи 2 загружается в чип контейнера, а дрон лишь выполняет функцию перевозчика. Оптимальный маршрут рассчитывается центром управления 3 в зависимости от наличия дронов, погодных условий, заряда батарей и свободными местами в пунктах выдачи 2.
Затем дрон осуществляет доставку контейнера в пункт выдачи 2. Местоположение пунктов выдачи 2 прописаны в центре управления 3. Они же являются контрольными маяками для определения координат для дрона. А более точное место посадки, в том числе с высокой точностью, до сантиметров и выше, определяется с помощью датчиков, расположенных непосредственно на пункте выдачи 2. С помощью системы GPS либо ГЛОНАСС дрон определяет направление полета. При приближении к зоне действия датчиков пункта выдачи 2 используются датчики пункта выдачи 2. Маршрут полета может быть заранее прописан в память дрона на основании данных центра управления 3. Эти два варианта могут комбинироваться. Например, при облете высотных зданий может быть использован маршрут, прописанный оператором центра управления 3, а остальную часть полета дрон осуществляет самостоятельно.
Посадку в пункте выдачи 2 дрон осуществляет с помощью датчиков, расположенных, например, на крыше, а также на посадочной платформе. При появлении дрона на платформе срабатывает, например, емкостный датчик, датчик касания, пересечения луча и пр., и активизируется система принимающей платформы, обеспечивающая все функции по приемке, разгрузке, замене либо незамене батареи на заряженную, выгрузку контейнера, например, с помощью сдвижных пазов, разжимающихся захватов либо иным способом. При этом контейнер может двигаться с помощью транспортера или иным способом к свободной ячейке, а дрон либо забирает пустой контейнер, либо контейнер для доставки к другому пункту выдачи 2 или распределительному центру 1, либо остается в ожидании указаний от центра управления 3.
После выгрузки контейнера дрон отправляется в распределительный центр 1 или в другой пункт выдачи 2 в зависимости от логистического задания. Контейнер поступает в свободную ячейку пункта выдачи 2. Пункт выдачи 2 снабжен доступом к беспроводной сети, посредством которой пользователь уведомляется о доставке контейнера и номере идентификатора ячейки.
Пользователь может забрать доставленный заказ в течение заданного промежутка времени в зависимости от характера груза. Если контейнер не был забран, происходит его возврат в распределительный центр 1.
При получении контейнера пользователь с помощью терминала производит оплату доставки и заказа, если это необходимо, и получает доступ к ячейке с контейнером.
Пользователь может также воспользоваться пунктом выдачи 2 для отправки груза. Для этого, воспользовавшись терминалом, пользователь загружает контейнер с грузом в зарезервированную ячейку. Терминал посредством беспроводной сети связывается с центром управления 3. Центр управления 3 обрабатывает заказ на доставку и сообщает в распределительный центр 1 о потребности доставки с помощью дрона из данного пункта выдачи 2.
Пункт выдачи 2 может также содержать уже заготовленные партии с товарами, пользующиеся спросом, работая как вендинговый автомат.
Приведенные примеры являются частными случаями и не исчерпывают всех возможных реализаций заявляемого изобретения.
Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что различные вариации реализаций устройств заявляемой системы не изменяют сущность изобретения, а лишь определяют ее конкретные воплощения.