恭喜合肥工业大学朱外明获国家专利权
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龙图腾网恭喜合肥工业大学申请的专利基于智能物流柜的无人机路径规划方法和系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119665986B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510193972.5,技术领域涉及:G01C21/20;该发明授权基于智能物流柜的无人机路径规划方法和系统是由朱外明;高英博;胡笑旋;靳鹏;谢睿达设计研发完成,并于2025-02-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于智能物流柜的无人机路径规划方法和系统在说明书摘要公布了:本申请提供一种基于智能物流柜的无人机路径规划方法和系统,涉及物流规划领域,该无人机路径规划方法包括:获取配送任务集,并计算配送任务集中所有配送任务对应的总旅行时间,以确定调度时间范围;对配送任务集进行分组,得到多个任务组;配置用于建模的约束条件;引入二元变量并使用时间扩展网络方法引入时间维度构建目标规划模型;通过预设的求解器对目标规划模型进行求解。本申请通过将时间离散化,将动态问题转化为静态网络问题,使得问题更直观,易于理解和分析。目标规划模型易于扩展,能够将连续时间模型难以建模的问题转化为可以建模的问题,实现对复杂问题的建模和求解。
本发明授权基于智能物流柜的无人机路径规划方法和系统在权利要求书中公布了:1.一种基于智能物流柜的无人机路径规划方法,其特征在于,包括:获取配送任务集,并计算所述配送任务集中所有配送任务对应的总旅行时间,以确定调度时间范围;对所述配送任务集进行分组,得到多个任务组,同一个所述任务组中的配送任务的起点物流柜和终点物流柜相同;配置用于建模的约束条件,所述约束条件包括表征完工时间的目标约束、时间约束、路径约束、任务约束、变量约束和起飞着陆约束;以最小化完工时间为目标,引入二元变量并使用时间扩展网络方法引入时间维度构建目标规划模型,以将无人机任务调度过程转化为时间扩展网络中的弧选择过程;通过预设的求解器对所述目标规划模型进行求解,得到多条飞行弧和保持弧,以确定供无人机在多个智能物流柜之间执行配送任务的路径规划网络;所述路径约束包括第一路径约束、第二路径约束、第三路径约束和第四路径约束;所述第一路径约束满足表达式: 式中,表示节点,且表示无人机的起始节点,,表示无人机的索引,表示无人机初始停靠的物流柜,是无人机的集合,表示所有流出节点的弧集合;所述第一路径约束用于保证每架无人机将其初始停靠的物流柜作为起始节点开始执行任务;所述第二路径约束满足表达式: 式中,表示流入节点的弧集合,,表示除了源节点和沉淀节点以外的中间节点的集合,表示总节点数;所述第二路径约束用于保证对于每个中间节点,其流入的弧的数量必须等于流出弧的数量,即无人机在到达一个中间节点之后必须离开,确保无人机的数量守恒;所述第三路径约束满足表达式: 所述第三路径约束用于保证对于每个中间节点,最多选择一条流入其中的弧,确保无人机在任何中间节点上只能选择一条路径执行,避免出现多条路径以保证路径的唯一性和确定性;所述第四路径约束满足表达式: 所述第四路径约束用于保证无人机最终流入沉淀节点,并结束其飞行动作,并且确保了所有流入沉淀节点的弧的数量必须等于无人机的总数量,并且使每架无人机都能被有效地调度;所述变量约束用于定义变量的值范围且满足表达式: 其中,、、都为二元变量,表示弧,表示弧的集合,对应保持弧以表示无人机在相应的物流柜上停留一个时间段;所述任务约束满足表达式: 式中,表示一个任务组,表示任务组对应的弧集合,表示所有任务组的集合,表示任务组中的任务数;所述任务约束用于保证每个任务组中被选中的飞行弧的数量至少等于每个任务组的任务数量,确保所有任务都被执行;所述起飞着陆约束包括第一起飞着陆约束和第二起飞着陆约束;其中,所述第一起飞着陆约束用于确定如果选择了一条飞行弧,则必须选择附加的保持弧,确保起飞和着陆动作必须与执行飞行段一起进行;所述第一起飞着陆约束满足表达式: 式中,,和是二元变量,表示如果保持弧被选中则等于1,否则等于0;为与飞行弧头节点相连的保持弧的集合,为与飞行弧尾节点相连的保持弧的集合;和用于区分飞行弧和保持弧,和表示无人机如果飞行的话,一定伴随着起飞和降落动作,用于区分弧的类型,和分别表示属于和;所述第二起飞着陆约束用于确定在同一条保持弧上最多只能进行一种准备动作,无人机不能同时起飞和着陆以确保模型能够正确地安排无人机在物流柜上的起飞和降落顺序,避免停靠冲突,从而保证操作的顺序进行;所述第二起飞着陆约束满足表达式: 。
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