一种用于机巢中枢的无人机出仓投递判决系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于机巢中枢的无人机出仓投递判决系统，包括机巢和判决系统，所述机巢包括多个无人机停放架和货物输送架，每个所述无人机停放架的一端均与货物输送架的一侧相连通。本发明专利技术中的判决系统，针对多个投递无人机在机巢中进行协同任务时，可经最优路径规划后将货物装载至选定的无人机中，且针对无人机出仓前的预设目标区域覆盖问题，实现了无人机出仓前的路径最优覆盖策略，可以使任意多台无人机之间合理的分配任务，同时根据不同投放货物的投放路径，经判决系统选择型装载后，不仅能保证单一无人机的单次投放效率，还能在无人机出仓前提前预测无人机的投递里程和耗时，为无人机返仓提供可靠的提前设定无人机停放架的数据支持。放架的数据支持。放架的数据支持。

【技术实现步骤摘要】
一种用于机巢中枢的无人机出仓投递判决系统


[0001]本专利技术涉及无人机
，具体为一种用于机巢中枢的无人机出仓投递判决系统。

技术介绍

[0002]近年来，在线购物逐渐增多，订单量也随之增加。物流企业需要在规定时间内完成全部订单的配送工作。在整体配送流程中，最后一公里配送环节所占的运输时间和配送成本高达30％和50％。无人机因其灵活部署、成本低廉、高速飞行的特点，在最后一公里配送场景中具有得天独厚的优势。目前，大型物流企业都已经开始尝试将无人机作为最后一公里配送的运输工具。
[0003]现有技术中，如中国专利号为：CN 112027449 A的“一种无人机物流系统”，其包括一无人机，无人机上设有货架和空腔，空腔内可拆卸地安装有模块化电池；一升降台，升降台用于带动所述无人机进行升降，升降台自下而上设有第一高度位置、第二高度位置和第三高度位置，升降台带动所述无人机在第一高度位置、第二高度位置和第三高度位置之间切换；一配送机构，配送机构用于将包裹运送至货架，配送机构在第一高度位置上；一第一电池存储仓，第一电池存储仓用于对模块化电池进行更换，第一电池存储仓在第一高度位置上；一停放模块，停放模块在第二高度位置上，停放模块设有停机位和运载小车，运载小车用所述无人机载至所述停机位。整个无人机物流过程实现全自动化，方便自动化管理。
[0004]但现有技术中，无人机执行投递任务出仓时，采用串行任务计算架构，即无人机在出仓和装载货物过程中，需要逐一等待已进行任务的无人机，在装载货物并出仓后才可进行下一步操作，导致等待的边缘无人机设备虽然只需保证其投递能力大于所有任务的最大负载，但并不是所有的任务都能达到边缘无人机设备的最大负载，这将导致投递资源剩余、利用率不高的问题。
[0005]所以我们提出了一种用于机巢中枢的无人机出仓投递判决系统，以便于解决上述中提出的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种用于机巢中枢的无人机出仓投递判决系统，以解决上述
技术介绍
提出的无人机执行投递任务出仓时，采用串行任务计算架构，即无人机在出仓和装载货物过程中，需要逐一等待已进行任务的无人机，在装载货物并出仓后才可进行下一步操作，导致等待的边缘无人机设备虽然只需保证其投递能力大于所有任务的最大负载，但并不是所有的任务都能达到边缘无人机设备的最大负载，这将导致投递资源剩余、利用率不高的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于机巢中枢的无人机出仓投递判决系统，包括机巢和判决系统，所述机巢包括多个无人机停放架和货物输送架，每个所述无人机停放架的一端均与货物输送架的一侧相连通，所述判决系统包括：货物信息获取
模块、货物分配模块、无人机信息获取模块、第一确认模块、路径规划模块和第二确认模块；
[0008]所述货物信息获取模块用于通过所述货物输送架获取经过输送货物的投递信息；
[0009]所述货物分配模块用于通过各个货物的投递信息匹配每个所述无人机停放架中等待的无人机是否符合投递任务；
[0010]所述无人机信息获取模块通过获取每个无人机的运载信息用于所述货物分配模块的货
‑
机匹配判断；
[0011]所述第一确认模块用于判断货物信息是否满足所匹配的无人机的投递条件；
[0012]所述路径规划模块用于根据任务关联比重将拟覆盖区域进行差异划分后，构建分布式覆盖模型在划分的区域中选择覆盖线路，为投递任务的最优调度提供数据模型；
[0013]所述第二确认模块用于判断和规划货物装载完成后的无人机投递路径，以确认无人机根据货物信息的最优投递路径。
[0014]优选的，所述货物信息获取模块包括地点信息模块、时间信息模块和收件人信息模块；
[0015]所述地点信息模块用于获取货物的详细投递地点信息；
[0016]所述时间信息模块用于获取货物的详细投递时间信息；
[0017]所述收件人信息模块用于获取收件人的身份信息，所述身份信息包括人脸识别信息、指纹信息和取货码信息中的一种或多种。
[0018]优选的，所述无人机信息获取模块包括电量检测模块、路径信息模块和载重信息模块；
[0019]所述电量检测模块用于获取无人机实时剩余电量信息，并预测其投递续航里程；
[0020]所述路径信息模块用于获取无人机在已接入投递任务的投递路径信息；
[0021]所述载重信息模块用于获取无人机在装载货物时的剩余负重量。
[0022]优选的，所述路径规划模块在为投递任务的最优调度路径建立数据模型，包括以下步骤：
[0023]S1、通过分布式马尔可夫模型选择合适的无人机线路集合f(U
i
)，计算无人机对子区域内的关联比重Z，并以Z为目标进行覆盖路径选择；
[0024]S2、目标线路合集f
Ω
与任务光联比重之间的差异值为：
[0025][0026]其中，A(r，Ω
i
)为当前无人机U
i
路径是否覆盖子区域Ω
i
，若覆盖则A(r，Ω
i
)为1，未覆盖则A(r，Ω
i
)为0；
[0027]S3、在计算最优路径时通过贪婪方式不断地计算E，从而对具有差异性的目标线路集合进行选择。
[0028]优选的，在步骤S3中，对具有差异性的目标线路集合进行选择的步骤包括：
[0029]S30、获取所述分布式马尔可夫模型中获取无人机的子区域线路，观测信息B；
[0030]S31、根据步骤S2的式中计算每一条线路f(f∈f(U
i
))加入目标线路集合f
Ω
，并计算与任务关联之间的差异值E；
[0031]S32、选择与任务关联差异最小路线加入目标线路f
’
Ω
，循环步骤S30和步骤S31，直至路径被选择完毕；
[0032]S33、以一台无人机的总路径开始，计算下一台无人机的值函数，计算状态值函数寻找最优策略P；
[0033][0034]其中，C(S
i
，A
i
)为无人机U
i
任务调度后的状态转移函数；
[0035]S34、输出最佳覆盖策略函数值P，确定无人机最优投递路径。
[0036]优选的，每个所述无人机停放架均包括机壳a，所述机壳a的一端活动安装有无人机推送组件，且机壳a的一端内侧活动安装有调正组件，所述机壳a的内侧底部固定安装有抬升板，且机壳a的另一端内侧活动安装有传输带a，所述机壳a的底部固定安装有支撑架a。
[0037]优选的，所述无人机推送组件包括卡件，所述卡件的顶部活动安装有丝杆电机a，且丝杆电机a的内侧活动插接有推送丝杆a，所述推送丝杆a的一端固定安装有推板a，所述卡件的一端固定安装有卡扣，且卡扣的内侧与丝杆电机a的外侧固定卡接。
[0038]优选的，所述调正组件包括转板和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于机巢中枢的无人机出仓投递判决系统，其特征在于，包括机巢和判决系统，所述机巢包括多个无人机停放架(1)和货物输送架(2)，每个所述无人机停放架(1)的一端均与货物输送架(2)的一侧相连通，所述判决系统包括：货物信息获取模块(4)、货物分配模块(5)、无人机信息获取模块(6)、第一确认模块(7)、路径规划模块(8)和第二确认模块(9)；所述货物信息获取模块(4)用于通过所述货物输送架(2)获取经过输送货物的投递信息；所述货物分配模块(5)用于通过各个货物的投递信息匹配每个所述无人机停放架(1)中等待的无人机是否符合投递任务；所述无人机信息获取模块(6)通过获取每个无人机的运载信息用于所述货物分配模块(5)的货－机匹配判断；所述第一确认模块(7)用于判断货物信息是否满足所匹配的无人机的投递条件；所述路径规划模块(8)用于根据任务关联比重将拟覆盖区域进行差异划分后，构建分布式覆盖模型在划分的区域中选择覆盖线路，为投递任务的最优调度提供数据模型；所述第二确认模块(9)用于判断和规划货物装载完成后的无人机投递路径，以确认无人机根据货物信息的最优投递路径。2.根据权利要求1所述的用于机巢中枢的无人机出仓投递判决系统，其特征在于：所述货物信息获取模块(4)包括地点信息模块(40)、时间信息模块(41)和收件人信息模块(42)；所述地点信息模块(40)用于获取货物的详细投递地点信息；所述时间信息模块(41)用于获取货物的详细投递时间信息；所述收件人信息模块(42)用于获取收件人的身份信息，所述身份信息包括人脸识别信息、指纹信息和取货码信息中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的用于机巢中枢的无人机出仓投递判决系统，其特征在于：所述无人机信息获取模块(6)包括电量检测模块(60)、路径信息模块(61)和载重信息模块(62)；所述电量检测模块(60)用于获取无人机实时剩余电量信息，并预测其投递续航里程；所述路径信息模块(61)用于获取无人机在已接入投递任务的投递路径信息；所述载重信息模块(62)用于获取无人机在装载货物时的剩余负重量。4.根据权利要求1所述的用于机巢中枢的无人机出仓投递判决系统，其特征在于：所述路径规划模块(8)在为投递任务的最优调度路径建立数据模型，包括以下步骤：S1、通过分布式马尔可夫模型选择合适的无人机线路集合f(U
i
)，计算无人机对子区域内的关联比重Z，并以Z为目标进行覆盖路径选择；S2、目标线路合集f
Ω
与任务光联比重之间的差异值为：其中，A(r，Ω
i
)为当前无人机U
i
路径是否覆盖子区域Ω
i
，若覆盖则A(r，Ω
i
)为1，未覆盖则A(r，Ω
i
)为0；S3、在计算最优路径时通过贪婪方式不断地计算E，从而对具有差异性的目标线路集合进行选择。
5.根据权利要求4所述的用于机巢中枢的无人机出仓投递判决系统，其特征在于：在步骤S3中，对具有差异性的目标线路集合进行选择的步骤包括：S30、获取所述分布式马尔可夫模型中获取无人机的子区域线路，观测信息B；S31、根据步骤S2的式中计算每一条线路f(f∈f(U
i
))加入目...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐本平，李隆锦，陈卓慧，张宇辰，鞠文航，李明远，谢广汇，余屹，吴永儒，梁曼薇，
申请(专利权)人：唐本平，
类型：发明
国别省市：