技术特征：
1.一种多料箱机器人存取货作业的最优路径方法，其特征在于，包括：s1、基于多料箱机器人载货位数量，改进多料箱机器人的存取货作业流程；s2、基于改进后的存取货作业流程，引入图论构造路径，将多料箱机器人订单拣选与储存的最优路径问题通过图论转化为求解最短的汉密尔顿回路的图论问题；s3、利用动态规划算法求解所述最短的汉密尔顿回路的图论问题，以构造出满足多料箱机器人仓库实际需求的最短汉密尔顿回路；s4、根据步骤s3构造的所述最短汉密尔顿回路，获取改进后的多料箱机器人存取货作业流程的最优路径。2.如权利要求1所述的多料箱机器人存取货作业的最优路径方法，其特征在于，步骤s1中，改进多料箱机器人的存取货作业流程包括：当多料箱机器人在仓库中工作，且所述多料箱机器人有空的载货位时，将原存取货作业流程改进为：所述多料箱机器人在一个取货点先取出一个料箱放到所述空的载货位上，再将一个需要存的料箱放到空的取货点，然后继续前往下一个取货点，执行与上一取货点相同的操作，实现在一个取货点先后完成一次取货和一次存货。3.如权利要求2所述的多料箱机器人存取货作业的最优路径方法，其特征在于，步骤s1中，改进多料箱机器人的存取货作业流程包括：s11、具有n个载货位的多料箱机器人满载n个需要存的料箱从工作站出发，到达一个存货点时，取下第一个需要存的料箱存入该存货点，从而获得一个空的载货位；s12、所述多料箱机器人前往一个取货点执行如下操作：先从该取货点取出一个需要运往工作站的料箱放到空的载货位上，再将第二个需要存的料箱存入已空的该取货点，此时所述多料箱机器人再次获得一个空的载货位；s13、所述多料箱机器人前往下一个取货点，重复步骤s12，直至所述多料箱机器人满载n个需要运往工作站的料箱。4.如权利要求1所述的多料箱机器人存取货作业的最优路径方法，其特征在于，步骤s2包括：将仓库的工作站w和货位点，以及所有巷道的上出入口a
j
与下出入口b
j
转换为图g的顶点；其中，j＝1,2,
…
,m，m为所述仓库中巷道的数量，所述货位点包括1个存货点s和n个取货点r
i
，i＝1,2,
…
,n，n等于所述多料箱机器人的载货位数量；从而，将多料箱机器人订单拣选与储存的最优路径问题转化为求解图g包含顶点w、s、r
i
的最短汉密尔顿回路。5.如权利要求4所述的多料箱机器人存取货作业的最优路径方法，其特征在于：步骤s3中，利用动态规划算法求解所述最短汉密尔顿回路的图论问题是通过求解最短的旅游子图来实现。6.如权利要求5所述的多料箱机器人存取货作业的最优路径方法，其特征在于：如果存在一个子图包含所有必须被访问的顶点r
i
、w和s，并且能用子图t中的弧和点恰好一次就得到一个完整的订单拣选与储存回路，则子图t为旅游子图；对于一个子图当且仅当：(1).所有必须被访问的顶点r
i
、w和s在子图t上的度数都是正的；(2).除了零度的顶点，子图t是连通的；以及(3).子图t中的每个顶点都有偶数度或零度时，子图t是旅游子图。7.如权利要求6所述的多料箱机器人存取货作业的最优路径方法，其特征在于，在求解
所述最短的旅游子图时，先进行如下定义：设是图g的一个子图，包括巷道j左边的所有顶点和弧以及巷道j的上出入口a
j
与下出入口b
j
；也是图g的一个子图，包括了及巷道j内的所有弧和顶点；并将和都称为l
j
；如果存在一个图且t
j
∪c
j
是图g的旅游子图，则子图是一个部分旅游子图，其中c
j
是t
j
的补图。8.如权利要求7所述的多料箱机器人存取货作业的最优路径方法，其特征在于，在求解所述最短的旅游子图时，如果两个部分旅游子图拥有相同的补图，那么称这两个部分旅游子图为等价的两个部分旅游子图；所述部分旅游子图被分为不同的等价类，每个所述等价类由三个元素组成，所述三个元素分别是：a
j
的度的奇偶、b
j
的度的奇偶、当前部分旅游子图的分支数量；从而得到共7个旅游子图的等价类，分别为：(u,u,1c)，(e,0,1c)，(0,e,1c)，(e,e,1c)，(e,e,2c)，(0,0,0c)，(0,0,1c)，其中u代表度是奇数，e代表度是偶数，0c代表零个分支，1c代表一个分支，2c代表两个分支。9.如权利要求8所述的多料箱机器人存取货作业的最优路径方法，其特征在于，所述求解最短的旅游子图，包括：从仓库的最左边第一条巷道开始，实施动态规划：初始状态为空图把巷道内竖直方向的子图加入到中得到第一部分旅游子图将组合出的每个等价类的最短部分旅游子图保留，在此基础上，将连接两个相邻巷道的水平方向的子图加到所述第一部分旅游子图中得到第二部分旅游子图将组合出的每个等价类的最短部分旅游子图保留；依次从左到右，按第1条巷道、第2条巷道、
…
、第m条巷道执行所述动态规划，得到旅游子图的不同的等价类的最短旅游子图，从等价类(e,0,1c)，(0,e,1c)，(e,e,1c)以及(0,0,1c)中选取最短的旅游子图，即为所述动态规划算法求解的所述最短汉密尔顿回路。10.如权利要求9所述的多料箱机器人存取货作业的最优路径方法，其特征在于，步骤s4包括：s41、所述多料箱机器人从工作站w出发；s42、所述多料箱机器人按照最短的路到达所述存货点s；s43、如果当前顶点附近有一对未使用的平行弧，则使用该对平行弧的其中一个弧来访问下一个顶点，到达下一个顶点后重复步骤s43；s44、如果当前顶点附近有任何未使用的单弧，则使用其中一个单弧来访问下一个顶点，到达下一个顶点后重复步骤s43；s45、如果有一对平行弧与当前顶点相邻，其中一条弧线仍未使用，则通过该条未使用的弧访问下一个顶点，到达下一个顶点后重复步骤s43；s46、停止，所述多料箱机器人回到工作站w。
技术总结
本发明公开了一种多料箱机器人存取货作业的最优路径方法，包括：S1、基于多料箱机器人载货位数量，改进多料箱机器人的存取货作业流程；S2、基于改进后的存取货作业流程，引入图论构造路径，将多料箱机器人订单拣选与储存的最优路径问题通过图论转化为求解最短的汉密尔顿回路的图论问题；S3、利用动态规划算法求解所述最短的汉密尔顿回路的图论问题，以构造出满足多料箱机器人仓库实际需求的最短汉密尔顿回路；S4、根据步骤S3构造的所述最短汉密尔顿回路，获取改进后的多料箱机器人存取货作业流程的最优路径。流程的最优路径。流程的最优路径。
技术研发人员：杨朋 秦至臻
受保护的技术使用者：清华大学深圳国际研究生院
技术研发日：2021.12.06
技术公布日：2022/3/18