(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 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111492240.4 (22)申请日 2021.12.08 (71)申请人 南通大学 地址 226019 江苏省南 通市崇川区啬园路9 号 (72)发明人 吴蕾　陈翔　魏明　 (51)Int.Cl. G06Q 10/08(2012.01) G06Q 10/04(2012.01) G06N 3/00(2006.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种多机型多物资类型无人机应急配送路 径规划方法及其 规划系统 (57)摘要 本发明涉及无人机配送 技术领域， 具体涉及 一种多机型多物资类型无人机应急配送路径规 划方法及其规划系统， 包括： 建立配送中心， 由配 送中心按照物资类型选择无人机类型； 采用蚁群 算法为每个无人机规划可行路径； 应知物流配送 需保证到达客户处有足够的物资可以提供； 设置 无人机从配送中心出发后的第一个访问点一定 为供应商， 即从供应商集中取出一点作为无人机 访问的下一访问点； 本发明在对 无人机配送路径 规划中， 综合考虑了客户需求物资类型的多样性 以及无人机自身性能的约束， 采用蚁群算法的方 式， 可以保证无人机到达客户点时拥有足够的物 资。 同时， 可以在选出能耗成本最优的飞行路径， 从而提高无人机的运输效率 以及提高配送的经 济性。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 114169828 A 2022.03.11 CN 114169828 A 1.一种多机型多物资类型无人机应急配送路径规划方法， 其特征在于： 所述规划方法 包括以下步骤： 建立配送中心， 由配送中心按照物资类型选择 无人机类型； 采用蚁群算法为每个无人机规划可行路径， 且要求无人机的能耗成本最低， 目标函数 如下所示： 其中， Ch表示无人机类型h的购买成本， 是根据类型h无人机的每个转子平均 分担 其重质量计算功耗方程， 其中： Vh、 mh、 Sh分别为类型h无人 机的框架重量(kg)、 电池重量(kg)、 旋转叶片的面积(m2)、 转子数量； g为重力(N)； ρ 是空气 的流体密度(kg/m3)； dij表示配送中心、 仓库和需求点i和j之间飞行距离； 表示无人机k 是否依次访问仓库和需求 点i和j； 应知物流配送需保证到 达客户处有足够的物资可以提供； 设置无人机从配送中心出发后的第一个访问点 一定为供应商， 即： 从供应商集中取 出一点作为无 人机访问的下一访问点； 接着将需求该 供应商物资的客户点加入无 人机可访问点 集中； 从可访问点 集中， 依据在不同阶段选取相应的 选择下一访问点； 判断所选择的下一个访问点是否满足条件： 无 人机的最大 载重以及无 人机的能耗； 如果满足条件， 将当前节点 放入已访问点 集中， 在可访问中集中删除该点； 如果不满足条件， 重新选择访问点； 重复上述 步骤， 直到可访问点 集allowed为空； 获得无人机能耗成本最低的最优路径； 判断是否 到达最大迭代次数； 如果是最大迭代次数， 通过对比无 人机能耗成本， 可 行路径中选取 出最优路径； 如果不是最大迭代次数， 则更新信息素； 进行信息素全局更新； 返回初始化 步骤， 继续进行 可行路径的搜索， 直至迭代次数达 到最大迭代次数为止 。 2.根据权利要求1所述的一种多机型多物资类型无人机应急配送路径规划方法， 其特 征在于： 当无人机在访问客户配送点前先到达供应商 取货以保证无人机有足够的货物可以 进行配送， 飞行 过程中满足客户需求物资类型的多样性以及无 人机自身性能的约束条件。 3.一种应用权利要求1所述的多机型多物资类型无人机应急配送路径规划方法的规划 系统， 其特 征在于： 所述 规划系统包括： 配送中心端： 用于存放无 人机， 为无 人机分配订单和对无 人机的路径进行规划； 客户端： 客户根据自身需求下达订单， 生成订单信息； 供应商端： 发布物资信息， 对订单进行接受或取消。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114169828 A 2一种多机型多物资类型无人机应急 配送路径规划方 法及其规 划系统 技术领域 [0001]本发明涉及无人机配送技术领域， 具体涉及一种多机型多物资类型无人机应急配 送路径规划方法及其 规划系统。 背景技术 [0002]应急物流配送主要围绕应对自然灾害和公共卫生等突发事件的紧急物资保障， 对 救灾物资进 行收集、 分类、 包装、 运输等作业的一种特殊物流活动。 显然地， 亟待提高应急物 流配送水平， 将有助于减小各类突发事件对生命财产的损害。 新兴的无人机技术为应急配 送物流打开了一扇机会之窗， 由于无人机飞行速度快、 运输成本低、 不受道路拥堵影响等优 势， 相比于传统车辆配送可以节约大量的人力和运输成本。 然而， 由于无人机在飞行里程和 运输载重的局限性。 近年来， 无人机的载重能力有了新的突破， 不同类型的无人机可以为不 同需求的客户提供配送， 进一步 发挥无人机的配送优势 提高配送的效率和降低配送能耗成 本是一个亟 待解决的问题。 发明内容 [0003]针对以上问题， 本发明提供了一种多机型多物资类型无人机应急配送路径规划方 法及其规划系统， 能够选出能耗成本最优的飞行路径， 从而提高无人机的运输效率以及提 高配送的经济性。 [0004]为了实现上述目的， 本发明采用的技 术方案如下： [0005]一种多机型多物资类型无人机应急配送 路径规划方法， 所述规划方法包括以下步 骤： [0006]建立配送中心， 由配送中心按照物资类型选择 无人机类型； [0007]采用蚁群算法为每个无人机规划可行路径， 且要求无人机 的能耗成本最低， 目标 函数如下 所示： [0008] [0009]其中， Ch表示无人机类型h的购买成本， 是根据类型h无人机的每个转子平均 分担其重质量计算功耗方程， 其中： Vh、 mh、 Sh分别为类型h 无人机的框架重量(kg)、 电池重量(kg)、 旋转叶片的面积(m2)、 转子数量； g为重力(N)； ρ 是 空气的流体密度(kg/m3)； dij表示配送中心、 仓库和需求点i和j 之间飞行距离； 表示无人 机k是否依次访问仓库和需求 点i和j。 [0010]应知物流配送需保证到 达客户处有足够的物资可以提供； [0011]设置无人机从配送中心出发后的第一个访问点 一定为供应商， 即： [0012]从供应商集中取 出一点作为无 人机访问的下一访问点；说　明　书 1/5 页 3 CN 114169828 A 3