一种具备救援功能的物流无人机返航调度方法论文和设计-黄海平

全文摘要

本发明涉及物流无人机领域，提供了一种具备救援功能的物流无人机返航调度方法，包含调度中心调度流程和无人机返航救援流程。调度中心调度流程中，通过剩余电量与返回物流中心所需电量的比较，将送完货物的无人机分为救援无人机和待救援无人机，继续比较剩余电量与执行救援任务所需电量，对每台无人机发送不同类型的返航指令。无人机的救援返航流程中，无人机接收来自调度中心的指令，根据指令内容执行相应操作。本发明对运送完货物的无人机进行了分类和重新规划路线，包含让救援无人机将待救援的无人机当作货物运回物流中心和待救援无人机返回较近的指定驿站，可有效避免无人机空载返航，提高了无人机的利用率，加快了货物运送任务的完成。

主设计要求

1.一种具备救援功能的物流无人机返航调度方法，其特征在于：包括以下步骤：无人机接收来自调度中心的运货指令，装载给定的货物集，根据送货指令飞往指定的驿站，执行物流配送任务；无人机到达指定驿站卸货后，向物流调度中心发送请求返航指令，并返回无人机的当前状态信息，包括当前剩余电量和位置信息，然后原地等待经过物流调度中心的信息处理后发来的响应信息；无人机接收物流调度中心的返航指令，根据指令内容执行相应操作；若所述的返航指令为直接返航指令，则无人机从当前位置出发直接返回物流调度中心；若所述的返航指令为救援指令，无人机根据指令中所包含待救援无人机和救援驿站信息，飞往指定驿站，将指定待救援无人机载回物流调度中心；若所述的返航指令为等待救援指令，且指令中包含无人机要飞往的指定驿站，则无人机从当前驿站出发飞往指定驿站等待救援，若指定驿站是无人机当前所在驿站，则无人机原地等待救援；所述物流调度中心与无人机之间返航指令的具体调度流程的计算步骤如下：步骤S201，调度中心收到一组无人机返航请求，获取到每台无人机的当前电量和位置等状态信息；步骤S202，调度中心根据无人机剩余电量和位置，结合空载返回物流中心所需的电量，判断无人机的状态，将状态信息加到指令中，将待救援状态的无人机v加入待救援无人机集合S，将可正常返回状态的无人机u加入救援无人机集合P，清空Q集合，其中Q集合用于暂时存放无法救援的无人机，其初始化为空；根据步骤S201获得每台无人机的位置信息集，再结合物流中心的位置信息，可以计算出每台无人机与物流中心之间的距离；步骤S203，判断待救援无人机的集合S是否为空，若是，转到步骤S204；若否，转到步骤S205；步骤S204，对P中所有无人机发出直接返航指令，清空集合P，同时令S=Q；步骤S205，对S中的某台待救援无人机v，计算离物流中心最近的且满足其剩余电量可达的驿站x，向该台无人机发送等待救援指令，指令中包含飞往的指定驿站x；步骤S206，根据待救援无人机集合S中的某台待救援无人机，通过计算选定P中无人机u飞往救援无人机所在驿站x装载待救援无人机，并计算返回物流中心所需的电量；其中，根据步骤S201计算出的每台无人机与物流中心之间的距离集合，从中选择，为指定驿站与无人机之间的距离，可以根据位置信息计算得到；调度中心根据无人机剩余电量与返回物流中心所需的电量的比较，在P中寻找无人机u；步骤S207，判断P中是否存在救援无人机u，如果存在，则转到步骤S208；否则，转到步骤S209；步骤S208，对S中的某一台待救援无人机v，如果P中存在无人机u的当前剩余电量大于所需电量，即该无人机剩余电量足够飞往无人机v被指定的救援驿站，并能够将无人机v带回中转站，则调度中心向u发出救援指令，指令中包含待救援无人机v和驿站x；步骤S209，如果P中不存在无人机u使得当前剩余电量大于所需电量，即该无人机剩余电量不能够飞往无人机v被指定的救援驿站，并将无人机v带回中转站，则将v存入无法救援无人机集合Q，将v从S中删除，然后再返回步骤S203，继续判断S是否为空；步骤S2010，将待救援无人机v从集合S中移除，同时将救援无人机u从P中移除，然后返回步骤S203重新开始判断S是否为空。

设计方案

1.一种具备救援功能的物流无人机返航调度方法，其特征在于：包括以下步骤：

无人机接收来自调度中心的运货指令，装载给定的货物集，根据送货指令飞往指定的驿站，执行物流配送任务；

无人机到达指定驿站卸货后，向物流调度中心发送请求返航指令，并返回无人机的当前状态信息，包括当前剩余电量和位置信息，然后原地等待经过物流调度中心的信息处理后发来的响应信息；

无人机接收物流调度中心的返航指令，根据指令内容执行相应操作；

若所述的返航指令为直接返航指令，则无人机从当前位置出发直接返回物流调度中心；

若所述的返航指令为救援指令，无人机根据指令中所包含待救援无人机和救援驿站信息，飞往指定驿站，将指定待救援无人机载回物流调度中心；

若所述的返航指令为等待救援指令，且指令中包含无人机要飞往的指定驿站，则无人机从当前驿站出发飞往指定驿站等待救援，若指定驿站是无人机当前所在驿站，则无人机原地等待救援；

所述物流调度中心与无人机之间返航指令的具体调度流程的计算步骤如下：

步骤S201，调度中心收到一组无人机返航请求，获取到每台无人机的当前电量和位置等状态信息；

步骤S202，调度中心根据无人机剩余电量设计说明书

技术领域

本发明涉及物流无人机领域，具体是一种具备救援功能的物流无人机返航调度方法。

背景技术

随着电子商务的飞速发展，给传统的物流行业带来了巨大的挑战。传统的配送方式依赖人工，其派件效率低、成本高，已经远远不能满足现在巨大的物流需求。为了应对物流行业存在的问题，有效提高配送效率和用户的服务质量，降低物流系统的成本，考虑将无人机应用于物流领域。

与传统的配送方式相比，无人机配送灵活性强、造价低。其次，使用无人机配送将物流配送从地面带到了空中，有效解决了道路拥堵带来的配送时间增加的问题。亚马逊、DHL、京东、顺丰等各大物流公司认识到无人机配送的优势，纷纷试验将无人机技术运用到物流配送中，这给电子商务行业带来革新。

但是，续航时间始终是困扰无人机在物流领域的应用的一个重要问题。无人机在执行运输任务时，需要根据剩余电量设置飞行路线，如果飞行任务所需电量不足以完成本趟飞行往返，则不会安排该无人机执行该飞行任务，因为如果无人机的剩余电量不足以保证安全返航，则需要对其实施救援，而且救援成本较高。而电量足够的无人机在完成运输任务后，无论剩余电量多少，都会空载返回物流中心，空载返航降低了无人机的利用率，造成了资源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具备救援功能的物流无人机返航调度方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具备救援功能的物流无人机返航调度方法，包括以下步骤：

无人机接收来自调度中心的运货指令，装载给定的货物集，根据送货指令飞往指定的驿站，执行物流配送任务；

调度中心获取无人机的位置信息，可以通过无人机装载的GPS、或数据库中已经采集到的驿站的位置信息获取。无人机的当前剩余电量可以表示为电池电量的百分比、电量的毫安数值或可安全续航里程。

无人机接收物流调度中心的返航指令，根据指令内容执行相应操作；若所述的返航指令为直接返航指令，则无人机从当前位置出发直接返回物流调度中心；

若所述的返航指令为救援指令，无人机根据指令中所包含待救援无人机和救援驿站信息，飞往指定驿站，将指定待救援无人机载回物流调度中心；

若所述的返航指令为等待救援指令，且指令中包含无人机要飞往的指定驿站，则无人机从当前驿站出发飞往指定驿站等待救援，若指定驿站是无人机当前所在驿站，则无人机原地等待救援。

进一步，所述调度中心收到一组无人机返航请求，获取每台无人机的当前电量和位置等状态信息；计算无人机空载飞回物流中心的所需电量，与无人机的当前剩余电量作比较，判断无人机为待救援状态或可正常返回状态。

进一步，所述调度中心判定当前无待救援状态的无人机，对处于可正常返回状态的所有无人机发送直接返航指令，若存在待救援无人机，则根据每台待救援无人机的剩余电量，为其计算其可安全到达且最靠近物流中心的驿站，向其发送等待救援指令，指令中包含指定其将要飞往的驿站。

进一步，所述调度中心根据对每一台可安全返航的无人机，计算其剩余电量是否足够承担救援任务，为其计算可以救援的无人机，向其发送救援指令，指令中包含其要飞往的驿站和待救援的无人机。

进一步，所述可安全返航的无人机，其剩余电量不足以执行任何救援任务，则向其发送直接返航指令。

进一步，所述待救援无人机若暂时无法安排救援，则该台无人机在指定驿站持续等待直到调度中心为其安排救援无人机。

进一步，为了实现上述的一种具备救援功能的物流无人机返航调度方法，具体调度流程的计算步骤如下：：

步骤S201，调度中心收到一组无人机返航请求，获取到每台无人机的当前电量和位置等状态信息；

步骤S202，调度中心根据无人机剩余电量设计图

一种具备救援功能的物流无人机返航调度方法论文和设计

一种具备救援功能的物流无人机返航调度方法论文和设计-黄海平

全文摘要

主设计要求

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