随着互联网技术和电子商务的高速发展,网上购物已经成为人们不可或缺的生活消费方式,由此也带动了快递物流业务量的快速增长,近5年来我国快递业务量持续保持30～50%左右的高速增长率。目前很多大型电子商务平台在致力于无人配送车的研究,如京东和百度等已推出无人配送车产品,但这些产品大多数集中于无人驾驶等技术的实现,对于校园和封闭式居民区这样的末端快递配送服务细节,并没有过多的关注,本文将以校园环境为背景,以实验室开发的机器人为基础,对校园内如何实现无人配送进行研究,设计校园内基于移动机器人的无人配送系统解决方案。首先,针对校园无人配送问题,设计校园无人配送系统总体框架,将系统分为网络与服务器层、任务规划与调度层和配送应用层,对每个层次的功能和任务进行详细地规划;设计无人配送系统硬件配置方案,包括机器人车载控制器、导航、智能快件箱等设备;设计基于校园无人配送机器人的配送和取件等流程。然后,针对任务规划与调度层中的校园订单分类指派问题开展研究。在校园快递业务调研的基础上,分析快递配送问题的约束等因素,构建订单分类指派模型,基于K-means算法和降序最佳适应(BFD)算法,设计符合校园分派问题的装箱算法,实现了快递物品的分类和机器人分派,并以北京交通大学校园快递投递案例进行了应用。最后,针对任务规划与调度层中的无人配送机器人路径规划问题,建立了校园无人配送路径规划数学模型,基于强化学习Q-learning算法,提出了校园路径优化算法,设计了 Q-learning算法步骤,并以北京交通大学校园快递配送路径进行了应用。