[发明专利]一种基于无人机的即时交付调度方法

说明书

本发明提供一种基于无人机的即时交付调度方法，包括以下步骤：步骤1、系统部署：在服务区域内部署任务配送的公交车和无人机；步骤2、任务分配：当一个订单到达后，判断其被配送的可完成性，可完成的订单被放入待执行队列，等待被分配一辆公交车和一架无人机；通过最小化平均交付时间，根据所述无人机的承载能力设计分配算法将所述任务分配给无人机。本发明利用已有的城市公共交通网络，让公交车搭载无人机，以突破航程限制同时尽力规避交通影响，减小即时交付的时耗，同时增大交付范围，最大化交付需求且尽可能保证平均交付时效。

技术领域

本发明属于无人机物流配送领域，具体涉及一种基于无人机的即时交付调度方法。

背景技术

目前即时交付(instant delivery，譬如外卖)的解决方案高度依赖外卖员或者物流车，在城市地面进行点对点交付，而且通常交付范围有限且极易受到地面交通状态的影响。物流公司开始研究新的交付方案：无人机。无人机可以在城市上空飞行，不受城市复杂地形和交通状态的影响，但是无人机饱受航程限制。

物流公司和研究人员一直致力于增大无人机的交付范围兼顾交付的时间消耗。目前最常见的方案是利用无人机直飞。例如，亚马逊的Prime Air，利用无人机实现同城交付，交付范围达到了十英里(Amazon.com:Prime Air)。但是，该方案的快递存放在亚马逊物流仓库中，在需要先取件再交付的场景(例如外卖)中，这一方案的交付范围势必会大打折扣。

一些研究人员提出，在城市布置固定充电站，用来给物流无人机充电以延长其飞行距离，并且给了出指导充电站布置的算法。但是，在城市中布置这些充电站，需要不菲的租金和专人维护。此外，这两种利用无人机直飞的方案，还将快速损耗无人机电池。我们以大疆M200为例，M200在搭载大电池的情况下，完全空载最大飞行时间为38分钟，电量消耗速度极快，而电池循环寿命大概在200次左右，单块电池价格在1000左右。采用无人机直飞的方式必定会造成大量的电池循坏以及随之而来的电池损耗，这无疑大大地提升了交付成本。

另外一些研究希望利用已有的物流车来配合无人机完成交付。物流车将包裹送到目的地附近，然后再利用无人机完成最后的交付任务。这与充电站方案类似，物流公司仍然需要较大的投入以维护物流车和雇佣快递员。同时，物流车很容易受到地面交通的影响，增加交付时间。

发明内容

针对以上缺陷，本发明提供一种调度方法，利用已有的城市公共交通网络，让公交车搭载无人机，即无人机-公交车协同系统，以突破航程限制同时尽力规避交通影响，减小即时交付的时耗，同时增大交付范围，最大化交付需求且尽可能保证平均交付时效。

本发明一种基于无人机的即时交付调度方法的技术方案为：一种基于无人机的即时交付调度方法，所述方法包括以下步骤：步骤1、系统部署：在服务区域内部署任务配送的公交车和无人机；步骤2、任务分配：当一个订单到达后，判断其被配送的可完成性，可完成的订单被放入待执行队列，等待被分配一辆公交车和一架无人机；通过最小化平均交付时间，根据所述无人机的承载能力设计分配算法将所述任务分配给无人机。

进一步地，所述一种基于无人机的即时交付调度方法，所述系统部署包括：在连入公网的服务器上部署实现本发明的软禁；在服务区域部署一座无人机站，用来停放和维护无人机；雇佣一批无人机和用于搭乘无人机的公交车，公交车车顶需要安装特殊设备，所述公交车给无人机提供落脚点，所述公交车具备WPT技术和蜂窝网络，所述公交车为无人机电池充电，所述公交车上传公交车的实时位置和速度数据。

进一步地，所述一种基于无人机的即时交付调度方法，所述雇佣的公交车选择交付能力高的公交车，所述公交车的交付能力通过模拟交付过程来估计。

进一步地，所述一种基于无人机的即时交付调度方法，所述交付过程可以分成四个步骤：所述无人机追赶所述公交车；所述无人机取包裹；所述无人机交付所述包裹；所述无人机返回无人机站。