[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

说明书

本申请涉及异构多无人机协同取送货路径优化方法、装置及设备。通过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；基于支线无人机物流配送任务，采用贪婪算法及最大化成本节约策略，得到无人机初始路径；对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。本发明整合了正逆向物流，考虑了时效性产生的额外成本，通过多种类无人机共同配合提高灵活性，在提高客户满意度的同时，降低物流配送成本。

技术领域

本申请涉及数据处理技术领域，特别是涉及一种异构多无人机协同取送货路径优化方法、装置及设备。

背景技术

随着移动电子商务、在线支付和新零售的普及，人们的购物和消费习惯出现了翻天覆地的变化。依靠大数据、5G和人工智能等技术，在线购物的实效性、便利度、性价比不断提升，依托大数据实现“私人订制”的购物平台为消费者提供商品辅助选择的功能，虚拟现实技术依托高速互联网，令消费者能够在线上体验更接近于线下的消费体验，这使得消费者在线购物的欲望增强了。

然而，伴随着巨大的交易额，“退货退款”这一热潮也登上了各大热搜榜单。退换货中涉及的逆向物流需要强大的物流系统支持，实行逆向物流有助于社会经济的可持续发展，同时也能为企业带来明显的经济效益，强化企业的竞争优势。然而大多数企业将正向物流配送和逆向物流回收看成两个独立的系统进行运作，造成了各种资源的严重浪费，因此行业对整合正逆向物流的需求愈发增长。

目前主流的无人机配送模式分为两类：第一类由单一无人机独立完成配送任务，将包裹由仓库送至客户处，这种交付模式能够有效缓解人工配送的压力，同时由于无人机的控制便捷性与飞行灵活性的优势，无人机交付几乎不受地面交通条件的限制，因此在拥挤的车流高峰期，也可以为“最后一公里”配送带来更优的服务质量；第二类将卡车配送与无人机配送相结合，实行卡车与无人机的联合运输，这种交付模式下，借助卡车的高运载能力与极长的巡航里程，无人机的交付半径得到了大幅提升。

但这两类无人机配送模式都存在一定的限制与不足。第一类配送模式下，由单一无人机独立完成配送任务时，由于配送的距离因素，单一无人机的配送将受到无人机硬件条件的限制，其中包括最大飞行距离，最大负载能力，电力限制等。因此单一无人机独立完成配送时，能够覆盖的服务范围将受到货物仓库和无人机硬件的严格限制。

而第二类配送模式下，由卡车与无人机相结合，进行联合运输时，卡车作为传统末端物流配送中的重要工具，其局限性将对整个配送系统的效率形成制约。当无人机从运动中的卡车起飞时，这将包含潜在的安全隐患；而无人机若在卡车停稳后起飞，则为卡车安排适当的停车位将成为一项难题。此外，卡车在地面沿着路网行进，受到路网的约束，难以沿最短路线向目的地前进，同时沿路网运行还意味着卡车将会受到地面交通条件的限制，在车流高峰期或某些特殊情况下，卡车的运行将会受阻。此外卡车的高能耗和高污染也不符合资源节约与绿色环保的趋势。因此在卡车与无人机结合进行联合运输时，卡车的运行效率将会形成短板效应，制约配送系统的全局运行效率，限制配送系统的时效性。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种由多种类无人机共同配合，能够提升物流时效性，整合正逆向物流的异构多无人机协同取送货路径优化方法、装置及设备。

一种异构多无人机协同取送货路径优化方法，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；