[发明专利]一种无人机快递自动投送路径规划方法

摘要

本发明公开了一种无人机快递自动投送路径规划方法，根据每个快件的地址信息确定无人机投送任务的所有目标站点，规划出一条从快递集散中心出发、经过每个目标站点仅一次且最终返回快递集散中心的最短路径；若该路径上各路径段的长度都小于或等于无人机最大单次飞行距离L_max，则路径规划完成；若某些路径段的长度大于L_max，则在其附近按照本发明提供的方法寻找一个或多个中转站点供无人机补充电量；根据L_max判断是否存在多余的中转站点，若有则将其删除；根据L_max确定在哪些目标站点只需投递快件而无须进行充电操作；由此规划出从快递集散中心出发借道各中转站点将所有快件逐个送达至各自对应的目标站点并安全返回到快递集散中心的最优路径。

主权项

1.一种无人机快递自动投送路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：1)利用扫描设备扫描待派送的每个快件的地址信息，确定本次无人机快递投送任务的所有目标站点，假设共有n个，包括快递集散中心，然后对所有这些目标站点进行路径规划，使得无人机从快递集散中心出发、经过每个目标站点仅一次且再返回到快递集散中心的总飞行路程最短；2)在步骤1)规划出的路径上，计算出相邻站点之间每一条路径段的长度Si，并判断各路径段的长度Si与无人机的最大单次飞行距离Lmax的大小关系；3)若每一条路径段的长度Si都小于或等于Lmax，则步骤1)规划出的路径便是所求的路径，转到步骤9)继续执行；否则，执行下一步骤；4)在步骤1)规划出的路径上，若存在某些路径段的长度Si大于Lmax，则在这些路径段附近寻找中转站点，供无人机补充电量，使无人机能够安全地飞过这些路径，假设在步骤1)规划出的路径上长度大于Lmax的路径段的数目是m，按照无人机途径各个目标站点的顺序，依次将这些路径段命名为k＝1、2、…、m，对这些路径段执行以下步骤的操作；5)令k＝1，取出第1条长度大于Lmax的路径段；6)分别以第k条路径段的起点和终点为圆心、以Lmax为半径画两个圆，根据这两个圆的相对位置，按照下面两种情况分别处理：i)第一种情况：若这两个圆有重叠区域并且在重叠区域内存在有快递站点，则在位于重叠区域内的所有快递站点中找出一个最佳快递站点，最佳快递站点到本路径段的两个端点，即起点和终点的距离之和为最短，选择此最佳快递站点作为中转站点；若在重叠区域内仅有一个快递站点，则直接将它确定为中转站点，转到步骤7)；否则，执行ii)；ii)第二种情况：若在两个圆的重叠区域内无快递站点存在，或者作出的两个圆无重叠区域，则分别在这两个圆以内的所有快递站点中，寻找距离本路径段的两个端点的距离之和为最短的快递站点，并将它确定为中转站点，确定此中转站点所在的圆，并将另一个圆的圆心与此中转站点用一条直线相连，再以这条直线作为一条新的路径段，并分别以该直线的起点和终点为圆心、以Lmax为半径画两个圆，然后转到i)；7)令k＝k+1，判断是否满足k>m，若否，则转到步骤6)；若是，则执行下一步骤；8)删除多余的中转站点：按照步骤4)至步骤7)，如果在路径长度大于Lmax的某一条路径段k上，步骤ii)被重复执行两次或两次以上，则经过步骤i)和步骤ii)的处理，在这条路径k的附近，将找到两个或两个以上的中转站点，此时，根据无人机的最大单次飞行距离Lmax判断是否存在多余的中转站点，若有则删除多余的中转站点；9)根据无人机的最大单次飞行距离Lmax，确定出在哪些目标站点既需要投递快件又需要充电，在哪些目标站点只需投递快件而无需充电，在给无人机的任务规划中注明这些信息，从而节省无人机的总投递时间；10)飞行路径规划完毕，将路径规划信息发送给无人机开始执行派件任务。