一种用于货物配送的载货无人机调度系统、方法及服务端技术方案

本发明专利技术公开了一种用于货物配送的载货无人机调度系统、方法及服务端。该方法包括S1：服务端接收载有货物的载货无人机于起飞前发送的路径选择请求；S2：服务端判断载有货物的载货无人机是否能够到达目标节点，若是，则指示该载货无人机直接将货物送到目标节点，否则，根据载货无人机到达目标节点所需中继次数最少的中继方式确定该载货无人机应到达的中继节点，指示该载货无人机飞到该中继节点将货物转移给该中继节点上的新载货无人机；S3：重复步骤S2，直至货物被送到目标节点。该调度系统包括服务端、若干个载货无人机和若干个中继节点。本发明专利技术能够拓宽货物配送的运送范围，缩短送货时间，提高送货效率，充分利用载货无人机的电量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于货物配送的载货无人机调度系统、方法及服务端
本专利技术涉及物流系统
，尤其涉及一种用于货物配送的载货无人机调度系统、方法及服务端。
技术介绍
快递物流与互联网在新经济时代发展密切相关、业务互为支撑，互联网与快递服务的结合是一个相互促进、共赢发展的过程，优质的快递服务也是推动互联网新型模式发展的关键环节和重要基础，随着互联网经济的高速发展，对快递服务的时效性、安全性、质量等要求也越来越高。随着互联网的高速发展，快递物流行业也正在经历着快速变革和创新。无人机、云仓储、机器人等出现在物流行业，让整个行业充满“智慧转型”的期待。当前无人机用于运送货物时，由于能源动力有限、续航时间等问题得不到解决，大大限制了无人机的应用范围。虽然一些公开技术中提出了利用路灯、电线杆或者基地节点对无人机进行中继充电，但受到充电技术和电池容量的限制，需要较长时间才能充满电池继续飞行运送货物，造成了时间的浪费和货物的运送延误，降低了货物的运送效率。申请号为CN201710103208的专利公开了一种无人机中继装置及中继方法，其包括停机坪、限位固定机构、电池坞和电池更换机构；限位固定机构设有第一V型夹板、第二V型夹板和相对运动传动装置，第一V型夹板和第二V型夹板相对设置并位于停机坪甲板的上方，电池更换机构包括悬臂、电磁铁以及垂直连接在一起的水平方向线性模组和垂直方向线性模组，悬臂与垂直方向线性模组上的垂直方向滑块连接，电磁铁与悬臂连接，电池坞设有电池槽。该中继装置可对无人机上低电量的电池进行更换，换上高电量的电池后，无人机继续飞行，但是更换电池仍然需要消耗大量时间，且该方法并没有对无人机的送货路径进行合理规划，无人机不能以最快最省电的方式送货到目的地。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题，提供了一种用于货物配送的载货无人机调度系统、方法及服务端，其在送货距离超出载货无人机飞行范围时，由中继节点上的载货无人机对货物进行不间断中继运送，拓宽了货物配送的运送范围，并且能够从货物配送起点到目的地之间的多个中继节点中选择最优的中继节点，使得货物在运送过程中中继的次数最少，缩短了送货时间，提高了货物的运送效率，充分利用了载货无人机的电量。为了解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术的一种用于货物配送的载货无人机调度方法，包括以下步骤：S1：服务端接收载有货物的载货无人机于起飞前发送的路径选择请求；S2：服务端判断载有货物的载货无人机是否能够到达目标节点，若是，则指示该载货无人机直接将货物送到目标节点，否则，根据载货无人机到达目标节点所需中继次数最少的中继方式确定该载货无人机应到达的中继节点，指示该载货无人机飞到该中继节点将货物转移给该中继节点上的新载货无人机；S3：重复步骤S2，直至货物被送到目标节点。载货无人机在从货物配送起点起飞前发送路径选择请求到服务端，路径选择请求中包含载货无人机的当前电量信息、身份信息、载有货物重量、当前节点信息、目标节点信息等信息。服务端接收到载货无人机的路径选择请求后先判断载有货物的载货无人机是否能够到达目标节点，如果能直接到达，则指示载货无人机直接将货物送达；如果不能直接到达，就选择一个最合适的中继节点，指示载货无人机将货物运送到该最合适的中继节点，并将货物转移给该中继节点上的一个载货无人机，由新接收货物的载货无人机进行运送。服务端重复上述步骤，判断新接收货物的载货无人机是否能够到达目标节点，并按上述方法决定新接收货物的载货无人机是将货物直接动到目标节点，还是运送到另一个最合适的中继节点，如此循环，直到货物被送到目标节点。作为优选，所述路径选择请求中包含载货无人机的当前电量信息、身份信息、载有货物重量、当前节点信息、目标节点信息。作为优选，所述判断载有货物的载货无人机是否能够到达目标节点的方法包括以下步骤：根据载货无人机的载有货物重量、当前节点、目标节点计算出载货无人机将货物从当前节点直接运送到目标节点的所需能量W，如果载货无人机当前电量大于所需能量W，则判断载货无人机能够到达目标节点，否则判断载货无人机不能到达目标节点。作为优选，所述根据载货无人机的载有货物重量、当前节点、目标节点计算出载货无人机将货物从当前节点直接运送到目标节点的所需能量W的方法包括以下步骤：采用如下公式计算所需能量W：W＝wtakeoff+wfly；wtakeoff＝(m0+M)*α+β；wfly＝(m0+M)*d*γ；其中，wtakeoff为载货无人机在当前节点起飞时消耗的能量，wfly为载货无人机从当前节点飞到目标节点所需要消耗的能量，m0为载货无人机的自身重量，M为载货无人机载有货物的重量，α、β为载货无人机起飞时的能量消耗系数，γ为载货无人机飞行时的能量消耗系数。α、β、γ均由载货无人机的物理飞行特性决定。作为优选，所述根据载货无人机到达目标节点所需中继次数最少的中继方式确定该载货无人机应到达的中继节点的方法包括以下步骤：先从该载货无人机能够到达的所有中继节点中选出备选中继节点，备选中继节点满足：中继节点到当前节点的连线与货物配送起点到目标节点的连线之间的夹角最小；如果备选中继节点只有一个，则该备选中继节点作为该载货无人机应到达的中继节点，如果备选中继节点大于一个，则从所有备选中继节点中选出最优中继节点作为该载货无人机应到达的中继节点，最优中继节点满足：中继节点到当前节点的连线在货物配送起点到目标节点的连线上投影最大。作为优选，确定载货无人机能够到达的中继节点的方法包括以下步骤：根据该载货无人机的当前电量、载有货物重量计算出载货无人机能飞行的最远距离，以该最远距离为半径，该半径范围内的中继节点为载货无人机能够到达的中继节点。作为优选，所述载货无人机飞到中继节点将货物转移给中继节点上的新载货无人机的方法包括以下步骤：服务端将选定的中继节点信息发送给载有货物的载货无人机，该载货无人机根据导航系统飞至选定的中继节点，服务端选出该中继节点中电量最高的载货无人机作为新载货无人机，并把该新载货无人机的信息发送给载有货物的载货无人机，载有货物的载货无人机根据收到的信息找到该新载货无人机并通过接驳装置将货物转移给该新载货无人机。本专利技术的一种服务端，使用上述的一种用于货物配送的载货无人机调度方法，包括：存储单元，用于存储载货无人机信息、中继节点信息以及货物配送起点、各中继节点、目标节点之间的位置信息；收发单元，用于与载货无人机通信；处理单元，用于规划载货无人机的飞行路径，控制载货无人机将货物运送到目标节点。本专利技术的一种用于货物配送的载货无人机调度系统，包括上述的服务端，还包括若干个载货无人机和若干个中继节点。作为优选，所述中继节点上设有用于为载货无人机充电的充电装置。作为优选，所述载货无人机包括用于与服务端无线通讯的通讯装置。作为优选，所述载货无人机还包括接驳装置，所述接驳装置用于将货物移交给其他载货无人机、接收从其他载货无人机移交的货物。本专利技术的有益效果是：(1)在送货距离超出载货无人机飞行范围时，由中继节点上的载货无人机对货物进行不间断中继运送，拓宽了货物配送的运送范围，并且能够从货物配送起点到目的地之间的多个中继节点中选择最优的中继节点，使得货物在运送过程中中继的次数最少，缩短了送货时间，提高了货物的运送效率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于货物配送的载货无人机调度方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：服务端接收载有货物的载货无人机于起飞前发送的路径选择请求；S2：服务端判断载有货物的载货无人机是否能够到达目标节点，若是，则指示该载货无人机直接将货物送到目标节点，否则，根据载货无人机到达目标节点所需中继次数最少的中继方式确定该载货无人机应到达的中继节点，指示该载货无人机飞到该中继节点将货物转移给该中继节点上的新载货无人机；S3：重复步骤S2，直至货物被送到目标节点。

【技术特征摘要】
1.一种用于货物配送的载货无人机调度方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：服务端接收载有货物的载货无人机于起飞前发送的路径选择请求；S2：服务端判断载有货物的载货无人机是否能够到达目标节点，若是，则指示该载货无人机直接将货物送到目标节点，否则，根据载货无人机到达目标节点所需中继次数最少的中继方式确定该载货无人机应到达的中继节点，指示该载货无人机飞到该中继节点将货物转移给该中继节点上的新载货无人机；S3：重复步骤S2，直至货物被送到目标节点。2.根据权利要求1所述的一种用于货物配送的载货无人机调度方法，其特征在于，所述路径选择请求中包含载货无人机的当前电量信息、身份信息、载有货物重量、当前节点信息、目标节点信息。3.根据权利要求1所述的一种用于货物配送的载货无人机调度方法，其特征在于，所述判断载有货物的载货无人机是否能够到达目标节点的方法包括以下步骤：根据载货无人机的载有货物重量、当前节点、目标节点计算出载货无人机将货物从当前节点直接运送到目标节点的所需能量W，如果载货无人机当前电量大于所需能量W，则判断载货无人机能够到达目标节点，否则判断载货无人机不能到达目标节点。4.根据权利要求3所述的一种用于货物配送的载货无人机调度方法，其特征在于，所述根据载货无人机的载有货物重量、当前节点、目标节点计算出载货无人机将货物从当前节点直接运送到目标节点的所需能量W的方法包括以下步骤：采用如下公式计算所需能量W：W＝wtakeoff+wfly；wtakeoff＝(m0+M)*α+β；wfly＝(m0+M)*d*γ；其中，wtakeoff为载货无人机在当前节点起飞时消耗的能量，wfly为载货无人机从当前节点飞到目标节点所需要消耗的能量，m0为载货无人机的自身重量，M为载货无人机载有货物的重量，α、β为载货无人机起飞时的能量消耗系数，γ为载货无人机飞行时的能量消耗系数。5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种用于货物配送的载货无人机调度方法，其特征在于，所述根据载货无人机到达目标节点所需中继次数最少的中继方式确定该载货无人机应到达的中继节点的方法包括以下步骤：先从该载货无人机能够到达的所有中继节点中选出备选中继节点，备选中继节点满足：中继节点到当前节点的连...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊伟，陈鹏，于浩海，舒文杰，
申请(专利权)人：杭州王道控股有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33