CN108846108A - 基于区块链的货运无人机群路径规划方法 - Google Patents

基于区块链的货运无人机群路径规划方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于区块链技术的无人机路线分配系统，其包括无人机公司和飞行路线，针对任一飞行路线的计算谜题，计算谜题的难度系数针对每个节点可调整；节点对飞行路线的计算谜题进行求解，最先获得答案者，广播给全部的节点，并由多个节点进行验证，得到验证的答案，则将无人机公司及飞行路线的身份哈希作为交易信息生成新的区块，同时该节点获得飞行线路的使用权。本发明的基于区块链的货运无人机群路径规划方法利用区块链的设计方式，来实现路径规划的无中心化，同时兼顾公平的原则，避免参与者在获取线路的权利上相对公平合理。

Description

基于区块链的货运无人机群路径规划方法
技术领域
本发明涉及一种物流领域，尤其涉及基于区块链技术的货运无人机群路径规划的方法。
背景技术
随着无人机技术的蓬勃兴起，利用无人机来实现货物运输的相关研究和实践工作也蓬勃兴起。相较于人工运输的方式，无人机具有节省人工，科学调配，运输时间短等优势，因而被众多电商视为未来的发展方向。不远的未来，无人机货运技术的进一步发展，无人机的数量将成倍增加，那么目前显得非常充裕的空域将会变得非常拥挤，那么如何合理调配无人机的飞行路线，合理利用空域，避免飞行事故将会变得非常重要。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供一种公平合理的基于区块链的货运无人机群路径规划方法。
本发明的技术方案是提供基于区块链技术的无人机路线分配系统，其包括若干个作为节点的无人机公司，每一所述无人机公司均拥有若干个无人机，其还包括若干个用于无人机执行飞行任务的飞行路线，其特征在于：每个所述无人机公司及飞行路线均具有各自唯一的身份哈希，还包括一针对任一所述飞行路线的计算谜题，所述计算谜题的难度系数针对每个所述节点可调整；所述节点对所述飞行路线的所述计算谜题进行求解，最先获得答案者，将所述无人机公司及飞行路线的身份哈希作为交易信息生成新的区块，并广播给全部的所述节点，以由多个或全部所述节点进行验证，其他所述节点停止对同一所述计算谜题进行求解；如果该答案获得大多数所述节点的验证，则全部所述节点存储该所述区块，同时生成所述区块的所述节点获得所述飞行线路的使用权；如果该答案未获得大多数所述节点的验证，则舍弃该区块并继续求解所述技术谜题；每一所述区块还包括上一所述区块的哈希值，以形成区块链。
优选的，所述计算谜题中包括时间参数，任一所述节点在计算完一所述计算谜题并获得验证且生成新的区块后，所述区块的交易信息中包括时间信息，其他所述节点放弃对时间参数相同的所述计算谜题进行求解，以确保同时间段同一所述飞行线路不会被另外占用；同时，全部所述节点可以在修改时间参数后对所述计算谜题继续进行求解以获得下一时间段的同一所述飞行线路的使用权。
优选的，获得当前所述飞行路线使用权的所述节点有权在使用前修改所述区块中交易的信息，修改为交易完成状态，全部所述节点可以继续求解当前所述飞行路线对应的所述计算谜题。
优选的，生成新的所述区块时，参与验证的所述节点将获得系统所发放的虚拟币作为奖励，所述虚拟币作为资产归所述节点所有。
优选的，生成新的所述区块时，生成所述区块的所述节点将获得系统所发放的虚拟币作为奖励，所述虚拟币作为资产归该所述节点所有。
优选的，所述节点在求解所述计算谜题时，如果支付一定数额的所述虚拟币，则对应的所述计算谜题难度降低。
优选的，同一所述节点在固定时段解答所述计算谜题的数量越多，其下一个待求解的所述计算谜题的难度加大。
本发明的基于区块链的货运无人机群路径规划方法利用区块链的设计方式，来实现路径规划的无中心化，同时兼顾公平的原则，避免参与者在获取线路的权利上相对公平合理。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
本发明提供基于区块链技术的无人机路线分配系统。其首先根据城市的规划、法律法规的要求等对无人机可飞行的路线进行统计。然后，按时间段来划分，将一飞行路线某一时间段作为“标的物”，全部的无人机公司通过“竞标”的方式来获得该时间段的某一飞行路线的使用权。这里，竞标的方式就是求解谜题，谜题可以根据预先设计，根据每一参数和难度来确定解答出来的时间，以便筛选最先解答者。每个飞行路线都有一个唯一的谜题或者谜题是唯一的、但是飞行路线是其参数之一；时间段也是谜题的参数之一。无人机公司作为区块链的节点，通过求解谜题的方式来竞标，以新建区块，每一区块均包括上一区块的哈希值，且所有区块均保存在全部节点中。求解谜题时，最先获得答案者，将无人机公司及飞行路线的身份哈希、以及时间段信息作为交易信息生成新的区块并广播给全部的节点，并由全部或多个节点进行验证，得到验证的答案，同时解答计算谜题的节点获得飞行线路的使用权。其他节点停止对同一计算谜题进行计算，但可以修改时间段参数来求解下一个时间段的谜题，以获得占用权。
获得飞行路线使用权的节点有权在使用前，显示为完成状态，并广播给全部的节点，以开放给全部节点进行求解，从而避免因故取消的情况下，仍保持对飞行线路的占用，造成的浪费。
为了避免大的无人机公司，投入多，求解能力强，因而霸占飞行路线的情况；或者，紧急件不能得到优先处理的情况。计算谜题的难度系数针对每个节点可调整。调整的规则是：
生成新的区块时，参与验证的节点或生成区块的节点将获得系统所发放的虚拟币作为奖励，虚拟币作为资产归节点所有。
节点在求解计算谜题时，如果支付一定数额的虚拟币，则对应的计算谜题难度降低。通过对虚拟币的使用，使得节点可以选择性地降低计算谜题的难度，从而提高“竞标”的成功率，使得小的无人机公司，也有可能得到优先的飞行路线使用权，或者紧急件得到优先的飞行路线使用权。此外，虚拟币也提高了每个节点参与整个系统的验证的积极性。
进一步地，同一节点在固定时段解答计算谜题的数量越多，其下一个待求解的计算谜题的难度加大，避免大的无人机公司独霸飞行路线的现象的产生。
以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.基于区块链技术的无人机路线分配系统，其包括若干个作为节点的无人机公司，每一所述无人机公司均拥有若干个无人机，其还包括若干个用于无人机执行飞行任务的飞行路线，其特征在于：每个所述无人机公司及飞行路线均具有各自唯一的身份哈希，还包括一针对任一所述飞行路线的计算谜题，所述计算谜题的难度系数针对每个所述节点可调整；所述节点对所述飞行路线的所述计算谜题进行求解，最先获得答案者，将所述无人机公司及飞行路线的身份哈希作为交易信息生成新的区块，并广播给全部的所述节点，以由多个或全部所述节点进行验证，其他所述节点停止对同一所述计算谜题进行求解；如果该答案获得大多数所述节点的验证，则全部所述节点存储该所述区块，同时生成所述区块的所述节点获得所述飞行线路的使用权；如果该答案未获得大多数所述节点的验证，则舍弃该区块并继续求解所述技术谜题；每一所述区块还包括上一所述区块的哈希值，以形成区块链。
2.根据权利要求1所述的基于区块链技术的无人机路线分配系统，其特征在于：所述计算谜题中包括时间参数，任一所述节点在计算完一所述计算谜题并获得验证且生成新的区块后，所述区块的交易信息中包括时间信息，其他所述节点放弃对时间参数相同的所述计算谜题进行求解，以确保同时间段同一所述飞行线路不会被另外占用；同时，全部所述节点可以在修改时间参数后对所述计算谜题继续进行求解以获得下一时间段的同一所述飞行线路的使用权。
3.根据权利要求2所述的基于区块链技术的无人机路线分配系统，其特征在于：获得当前所述飞行路线使用权的所述节点有权在使用前修改所述区块中交易的信息，修改为交易完成状态，全部所述节点可以继续求解当前所述飞行路线对应的所述计算谜题。
4.根据权利要求1所述的基于区块链技术的无人机路线分配系统，其特征在于：生成新的所述区块时，参与验证的所述节点将获得系统所发放的虚拟币作为奖励，所述虚拟币作为资产归所述节点所有。
5.根据权利要求1所述的基于区块链技术的无人机路线分配系统，其特征在于：生成新的所述区块时，生成所述区块的所述节点将获得系统所发放的虚拟币作为奖励，所述虚拟币作为资产归该所述节点所有。
6.根据权利要求4或5其中之一所述的基于区块链技术的无人机路线分配系统，其特征在于：所述节点在求解所述计算谜题时，如果支付一定数额的所述虚拟币，则对应的所述计算谜题难度降低。
7.根据权利要求1所述的基于区块链技术的无人机路线分配系统，其特征在于：同一所述节点在固定时段解答所述计算谜题的数量越多，其下一个待求解的所述计算谜题的难度加大。
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