（一）需求分(fēn)析

自(zì)從(cóng)無人(rén)機(jī)技術(shù)的應用從(cóng)高技術(shù)武器拓展到工(gōng)業生(shēng)産，甚至大(dà)衆消費品，人(rén)們一直在探索無人(rén)機(jī)的新應用領域，如(rú)航拍(pāi)，植保，巡檢等，特别是在快(kuài)遞業如(rú)此發達的今天，物流也是無人(rén)機(jī)的一大(dà)應用場景。

傳統的快(kuài)遞行業，面臨着巨大(dà)的人(rén)員(yuán)開銷、設備成本等。然而，無人(rén)機(jī)快(kuài)遞卻可(kě)以準确而及時地完成貨物投遞，有效地節約各種資源。無人(rén)機(jī)物流有三個優勢：第一，快(kuài)速，有數據統計(jì)使用物流無人(rén)機(jī)送快(kuài)遞，可(kě)節省現在車輛(liàng)船(chuán)舶80%的運送時間；第二，低成本，簡單場景下的小批量的投遞任務交給無人(rén)機(jī)，可(kě)以降低交通車輛(liàng)開紙，更充分(fēn)地發揮人(rén)的智力勞動效率，減少體(tǐ)力消耗；第三，在極端條件(jiàn)下，無人(rén)機(jī)可(kě)以輕松抵達地面車輛(liàng)無法到達的區域，例如(rú)在應急救援物資的投送和森林防火(huǒ)任務中，無人(rén)機(jī)可(kě)以大(dà)大(dà)提高投送效率。

各大(dà)物流和電商公司（亞馬遜、DHL、京東、順豐等）均提出和實施了各自(zì)的物流無人(rén)機(jī)研究計(jì)劃，雖然多數項目還(hái)遠(yuǎn)未進入實用階段，甚至有些還(hái)停留在初期設計(jì)，但(dàn)是在可(kě)預見(jiàn)的将來(lái)，物流無人(rén)機(jī)的應用勢必會越來(lái)越廣泛。

（二）解決方案

針對不同的地形特點和距離(lí)，可(kě)以使用固定翼無人(rén)機(jī)，多旋翼無人(rén)機(jī)，以及垂直起降無人(rén)機(jī)這三種方案進行解決。固定翼無人(rén)機(jī)可(kě)以爲航程較遠(yuǎn)，貨物較大(dà)、較沉的貨件(jiàn)進行運輸，而多旋翼無人(rén)機(jī)可(kě)以爲航程近，地勢極爲複雜的地區提供物流服務。

以多旋翼無人(rén)機(jī)快(kuài)遞爲例，該無人(rén)機(jī)一般采用八旋翼飛行器，其搭載的飛行控制系統包括GPS自(zì)控導航系統、iGPS接收器、各種傳感器及無線信号發收裝置。快(kuài)遞無人(rén)機(jī)具有GPS自(zì)控導航、定點懸浮人(rén)工(gōng)控制等多種飛行模式，集成了三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀、磁力、氣壓高度計(jì)等多種高精度傳感器和先進的控制算法。同時，快(kuài)遞無人(rén)機(jī)配有黑(hēi)匣子以記錄狀态信息。

無人(rén)機(jī)全程通過飛控自(zì)主飛行。當快(kuài)遞無人(rén)機(jī)進入失控狀态時将自(zì)動保持準确懸停，失控超時将就(jiù)近飛往快(kuài)遞集散分(fēn)點。快(kuài)遞無人(rén)機(jī)通過4G網絡和無線電通信遙感技術(shù)與調度處和自(zì)助快(kuài)遞櫃等進行數據傳輸，實時向調度處發送自(zì)己的地理(lǐ)坐(zuò)标和狀态信息，接收調度處發來(lái)的指令，在接收到目的坐(zuò)标以後采用GPS自(zì)控導航模式飛行，在進入目标區域後向目的快(kuài)遞櫃發出着陸請(qǐng)求、本機(jī)任務報告和本機(jī)運行狀态報告，在收到着陸請(qǐng)求應答之後，由快(kuài)遞櫃指引快(kuài)遞無人(rén)機(jī)在快(kuài)遞櫃頂端停機(jī)平台着陸、裝卸快(kuài)遞、及進行快(kuài)速充電。快(kuài)遞無人(rén)機(jī)在發出請(qǐng)求無應答超時之後再次向目的收發櫃發送請(qǐng)求，三次超時以後向調度處發送着陸請(qǐng)求異常報告、本機(jī)任務狀态報告和本機(jī)運行狀态報告，請(qǐng)求指令。快(kuài)遞無人(rén)機(jī)在與調度處失去(qù)聯系或者出現異常故障之後将自(zì)行飛往快(kuài)遞集散分(fēn)點。整個流程工(gōng)作(zuò)人(rén)員(yuán)通過web端或者移動端軟件(jiàn)對無人(rén)機(jī)實時監控，地面人(rén)員(yuán)隻需要做好簽收準備即可(kě)。

（三）應用案例

三山(shān)島位于江蘇省蘇州市吳中區東山(shān)鎮西南(nán)太湖中，爲一大(dà)二小的山(shān)島。爲滿足島上的物資運輸需求，鎮政府拟在三山(shān)島推廣無人(rén)機(jī)快(kuài)遞項目。該項目既要滿足可(kě)靠性高，智能化程度高，續航時間充足的要求，又要考慮到節約成本、降低風(fēng)險、保持業務穩定運行。總體(tǐ)實施分(fēn)三步走。

第一步，對全島及周邊區域通過無人(rén)機(jī)進行整體(tǐ)測繪，建立三山(shān)島三維立體(tǐ)模型，導出等高線圖和地形圖，爲無人(rén)機(jī)線路(lù)規劃做基礎底圖。根據三山(shān)島地形設計(jì)飛行線路(lù)，在不增加太多距離(lí)的情況下盡量避免高大(dà)樹(shù)木、山(shān)體(tǐ)、建築物和電力設施。操控手可(kě)以根據不同的天氣選擇不同的飛行線路(lù)。

第二步，建設無人(rén)機(jī)物流基礎設施。至少建設兩個無人(rén)機(jī)停機(jī)坪，用于貨物裝卸和無人(rén)機(jī)停放(fàng)及維護。兩個停機(jī)坪一個在長圻碼頭，一個在島内，在碼頭準備一個備品備件(jiàn)庫，用于無人(rén)機(jī)的日(rì)常維護保養、充放(fàng)電和存放(fàng)（見(jiàn)圖2-17）。

圖2-17無人(rén)機(jī)快(kuài)遞線路(lù)示意圖

第三步，無人(rén)機(jī)的操控。主飛手設置在長圻碼頭，在兩個停機(jī)坪設置監控設備，方便在長圻碼頭的飛手控制飛機(jī)在島内降落。日(rì)常以自(zì)主降落爲主，突發情況飛手接管。

無人(rén)機(jī)采用共軸多槳無人(rén)機(jī)，其優點是續航時間長，飛行穩定，抗風(fēng)能力強。載重在3～5公斤，飛行時間30分(fēn)鍾，直線距離(lí)可(kě)達到15公裡(lǐ)。另外采用共軸無人(rén)機(jī)的另一個優勢是在遇到惡劣天氣、動力系統故障、槳葉彈槳等情況下仍可(kě)以保持姿态繼續完成任務，特别适合在城(chéng)市上空、環境複雜的山(shān)區、和沼澤地區飛行。

物流轉運箱采用紙箱或者是定制ABS塑料箱，無人(rén)機(jī)可(kě)采取抛投轉運箱或者着落釋放(fàng)的方式。大(dà)件(jiàn)的物流直接挂載到無人(rén)機(jī)雲台轉送，小件(jiàn)的湊滿一箱轉運（見(jiàn)圖2-18）。

圖2-18快(kuài)遞箱示意圖

山(shān)區無人(rén)機(jī)運輸

2016年(nián)，浙江省安吉郵政公司爲了解決山(shān)區物流難題，打通偏遠(yuǎn)山(shān)區的物流運輸"最後一公裡(lǐ)"，嘗試用無人(rén)機(jī)完成物流配送。郵政無人(rén)機(jī)采用了六旋翼設計(jì)，外觀類似于縮小版的直升機(jī)，底部的一體(tǐ)化貨艙可(kě)以承載5公斤以内的貨物，最續航裡(lǐ)程最大(dà)可(kě)達20公裡(lǐ)。運輸全程自(zì)動化，無人(rén)機(jī)按照(zhào)設計(jì)好的線路(lù)起降，郵遞員(yuán)隻要把貨物裝進無人(rén)機(jī)并通知村郵站(zhàn)工(gōng)作(zuò)人(rén)員(yuán)接收即可(kě)。工(gōng)作(zuò)人(rén)員(yuán)通過Web端或者移動端APP，從(cóng)雲端服務器實時獲取物流信息，了解無人(rén)機(jī)位置、運行狀态、包裹處理(lǐ)信息等。據測算，采用無人(rén)機(jī)完成全場10.5公裡(lǐ)的運貨飛行距離(lí)需要大(dà)約15分(fēn)鍾，相(xiàng)比之前節省了大(dà)量的送貨人(rén)力成本。（摘自(zì)中央财經http://www.myzaker.com/article/5f90597db15ec01c570a12fa）

海島無人(rén)機(jī)運輸

浙江省舟山(shān)市有着"千島之城(chéng)"的美稱。自(zì)古以來(lái)海産資源豐富，但(dàn)海島衆多、交通不便。物流是當地水産發展的制約環節。順豐科(kē)技開展無人(rén)機(jī)運輸實驗，可(kě)以将原本3小時的水路(lù)運輸，變爲最快(kuài)12分(fēn)鍾的直達。随着運輸方式的改變，無人(rén)機(jī)将爲當地的水産發展提供巨大(dà)的助力。（摘自(zì)中央财經http://www.myzaker.com/article/5f90597db15ec01c570a12fa）

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