[发明专利]异构多无人机协同取送货路径优化方法、装置及设备

权利要求书

1.一种异构多无人机协同取送货路径优化方法，其特征在于，所述方法包括：

构建无人机路线规划模型，并根据待配送客户节点信息、待取货客户节点信息、无人机信息、距离矩阵及时效性对异构多无人机物流配送任务进行划分，其中，异构多无人机物流配送任务包括支线无人机物流配送任务及末端无人机物流配送任务；

基于所述支线无人机物流配送任务，采用贪婪算法生成支线无人机初始路径，并根据最大化成本节约策略，将部分所述支线无人机初始路径中的配送节点替换为末端无人机的配送节点，得到无人机初始路径；

对所述无人机初始路径进行领域结构优化，并通过Metropolis准则及禁忌搜索算法对所述无人机初始路径进行调整，得到优化后的异构多无人机物流配送路径。

2.根据权利要求1所述的异构多无人机协同取送货路径优化方法，其特征在于，构建无人机路线规划模型，包括：

考虑支线无人机最短航程、末端无人机最短航程及时效性评估，并根据所述支线无人机最短航程、所述末端无人机最短航程及所述时效性评估构建无人机路线规划模型。

3.根据权利要求2所述的异构多无人机协同取送货路径优化方法，其特征在于，支线无人机最短航程的目标函数表示为：

末端无人机最短航程的目标函数表示为：

时效性评估的函数表达式为：

式中，f_f表示支线无人机的总飞行距离，f_e表示末端无人机的总飞行距离，i、j表示客户节点，d_ij表示客户节点i到客户节点j之间的距离，为变量，表示ij段是否被支线无人机访问；k＝1,2,3,...,K，K表示末端无人机的数量，为变量，表示ij段是否被第K架末端无人机访问；C_f表示各个客户节点的平均时效，c_i表示每个客户节点的时效。

4.根据权利要求3所述的异构多无人机协同取送货路径优化方法，其特征在于，根据所述支线无人机最短航程、所述末端无人机最短航程及所述时效性评估构建无人机路线规划模型，包括：

根据述支线无人机最短航程、所述末端无人机最短航程及所述时效性评估，构建平均时效性最优以及无人机飞行总里程最短的无人机路线规划模型，其函数表达式为：

式中，F表示优化的总体目标函数，k₁、k₂分别表示无人机总距离、无人机取送货时效性的归一化系数。

5.根据权利要求1至4任一项所述的异构多无人机协同取送货路径优化方法，其特征在于，基于所述支线无人机物流配送任务，采用贪婪算法生成支线无人机初始路径，并根据最大化成本节约策略，将部分所述支线无人机初始路径中的配送节点替换为末端无人机的配送节点，得到无人机初始路径，包括：

支线无人机从仓库出发，遍历全部客户节点，找到距离当前客户节点最近的客户节点，将寻得的最近客户节点连接在当前路径的末端，然后更新当前客户节点，得到支线无人机初始路径；

将当前客户节点的支线无人机转换为末端无人机进行配送，根据最大化成本节约策略，如果节约成本大于0，则接受该修改，将该客户节点的支线无人机替换为末端无人机，最终得到无人机初始路径。

6.根据权利要求5所述的异构多无人机协同取送货路径优化方法，其特征在于，对所述无人机初始路径进行领域结构优化，包括：

考虑所述无人机初始路径中，客户节点在支线无人机与末端无人机配送中的变化，通过位移算子、交换算子及切换算子三种领域结构进行优化。