[发明专利]一种无人机快递自动投送最短路径规划方法

摘要

本发明公开了一种无人机快递自动投送最短路径规划方法，利用扫描设备扫描每个待派送快件的地址信息，确定本次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、经过所有目标站点且最终返回到快递集散中心的最短路径。本发明先给出初始化算法，生成一个包含一系列分子的种群，每个分子代表一条满足投递任务的可行路径；再给出相应的四个化学反应子算法分解算法，合成算法，局部搜索算法和贪婪搜索算法，按照相关规则进行迭代，使得分子种群不断进化，直到满足迭代终止条件，找出种群中势能最小的分子，由此规划出最优路径。本发明可以使无人机在完成所有目标快递站点的投递任务的前提下，总的飞行路程最短，总的时间花费最少，从而最有效地减少能源的消耗、提高快递投送效率。

主权项

一种无人机快递自动投送最短路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：1)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快递站点；2)初始化分子种群大小m，分子的最大长度L，精英解个数p，缓冲区能量Eb，动能转化比Eρ，更新精英解集频率f，初始化动能Einitial，参数α，β，C，碰撞次数Nhit，最优碰撞次数Nopt以及标志变量Flag；α表示分解反应中分解准则的一个参数，当碰撞次数超过最优碰撞次数α次后，即连续α次迭代未生成更优的解，则发生分解反应；β表示合成反应中合成条件的一个参数，当参与合成反应的两个分子的动能均小于β时，则发生合成反应；C表示控制单分子反应与双分子反应发生的比例参数；3)利用初始化算法生成初始种群，计算初始种群中每个分子的势能，选取初始种群中势能最小的前p个分子作为当前精英解集；4)令k＝1，开始进行第一次迭代；5)如果当前种群小于p个分子，直接执行步骤6)；如果当前种群中分子数不小于p，生成一个[0，1]的随机数t，如果t<C，执行步骤6)；否则，转到步骤8)；6)从当前种群中随机选择一个分子ω，如果满足分解准则Nhit‑Nopt>α，则按照分解算法执行分解算子操作，然后转到步骤11)；否则，执行步骤7)；7)如果Flag为1，则按照局部搜索算法对分子进行局部搜索，令Flag＝0，然后执行步骤8)；否则，按照贪婪搜索算法进行贪婪搜索，令Flag＝1，转到步骤11)；8)从当前种群中随机选择两个分子ω1和ω2，若满足合成准则EKω1≤β且EKω2≤β，则按照合成算法执行合成算子操作，然后转到步骤10)；否则，执行步骤9)；EKω1表示分子ω1的动能；EKω2表示分子ω2的动能；9)如果Flag为1，则按照局部搜索算法对两个分子进行局部搜索，令Flag＝0，然后执行步骤10)；否则，按照贪婪搜索算法进行贪婪搜索，令Flag＝1，然后执行步骤10)；10)若f整除k，则将精英解集中的p个精英解加入当前种群，计算当前种群中每个分子的势能，选取种群中势能最小的前p个分子替换原精英解集的p个分子，删去当前种群中势能最大的p个分子，并对应更新当前种群的势能向量EP和动能向量EK，然后执行步骤11)；否则，直接执行步骤11)；11)若当前种群中生成了势能更小的分子，则Nopt加1，然后执行步骤12)；否则，直接执行步骤12)；12)将k的值加1，判断是否满足迭代终止条件，若满足,，则执行步骤13)；否则，转到步骤5)；13)输出当前种群中拥有最小势能的分子，该分子的编码顺序即为规划的最短路径，将规划信息发送给无人机执行派件任务，结束。