一种货箱码放规划方法及装置与流程

本发明涉及数据处理，特别是涉及一种货箱码放规划方法及装置。

背景技术：

1、在生产、仓储和物流领域，随着人力成本的攀升和劳动力的减少，用装车机器人代替人工在车厢内码放货箱已成为大势所趋。装车机器人的结构形式有多种，其中一种结构形式是在可移动的行走机构上安装左右对称的双机械臂，装车机器人通过行走机构在车厢内移动，并使用机械臂在车厢内进行货箱码放。

2、但双机械臂在进行货箱码放作业时可能会发生碰撞，造成两个机械臂互相干扰导致货箱码放效率低的问题。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的在于提供一种货箱码放规划方法及装置，以降低装车机器人机械臂碰撞的几率，提高货箱码放的效率。具体技术方案如下：

2、第一方面，本发明实施例提供了一种货箱码放规划方法，所述方法包括：

3、根据货箱信息、车厢中空闲空间的信息，将待码放货箱划分为货箱作业块，并确定货箱作业块的码放位置，其中，装车机器人单机械臂能够单次码放一个货箱作业块中包含的所有待码放货箱；

4、根据各个货箱作业块的码放位置，确定各个货箱作业块的作业区域以及所属类别，其中，所述装车机器人位于作业区域中的任意位置均能够码放属于该作业区域的所有货箱作业块，所述所属类别包括：仅能够通过所述装车机器人的左机械臂码放的第一类别，仅能够通过所述装车机器人的右机械臂码放的第二类别，所述左机械臂与右机械臂均能够码放的第三类别；

5、针对每一作业区域，根据各个货箱作业块的所属类别以及码放位置，按照左机械臂与右机械臂交替码放的原则，规划各个货箱作业块对应的机械臂以及码放顺序。

6、本发明的一个实施例中，所述根据货箱信息、车厢中空闲空间的信息，将待码放货箱划分为货箱作业块，并确定货箱作业块的码放位置，包括：

7、根据车厢中空闲空间的信息，划分所述空闲空间，得到形状规则的可码放空间；

8、将待码放货箱划分为能够码放至所述可码放空间中目标可码放空间的货箱块；

9、将该货箱块分配至所述目标可码放空间，确定该货箱块的规划位置，更新车辆中空闲空间的信息，返回执行所述根据车厢中空闲空间的信息，划分车厢中当前未规划货箱块的空闲空间，得到可码放空间的步骤，直至为各个货箱块确定规划位置或所述车厢中不存在空闲空间；

10、针对每一货箱块，根据货箱信息以及所述装车机器人单机械臂单次能够码放货箱的能力，将该货箱块划分为货箱作业块，并确定货箱作业块的码放位置。

11、本发明的一个实施例中，所述根据各个货箱作业块的码放位置，确定各个货箱作业块的作业区域以及所属类别，包括：

12、针对每一货箱作业块，分别计算装车机器人通过不同机械臂码放该货箱作业块时的位置区间，其中，在装车机器人位于该位置区间内的任一位置情况下，能够通过所对应的机械臂将该货箱作业块码放至所对应的码放位置；

13、根据各个货箱作业块对应的位置区间，确定各个货箱作业块对应的作业区域以及所属类别。

14、本发明的一个实施例中，所述针对每一货箱作业块，分别计算装车机器人通过不同机械臂码放该货箱作业块时的位置区间，包括：

15、针对每一货箱作业块，根据机械臂在所述装车机器人上的安装位置、机械臂的臂展范围以及货箱作业块的码放位置，分别计算装车机器人通过不同机械臂码放该货箱作业块时的位置区间。

16、本发明的一个实施例中，所述针对每一作业区域，根据各个货箱作业块的所属类别以及码放位置，按照左机械臂与右机械臂交替码放的原则，规划各个货箱作业块对应的机械臂以及码放顺序，包括：

17、针对属于同一任务组的任意两个货箱作业块，确定码放所述两个货箱作业块的先后顺序，其中，所述任务组包含：属于第一类别和第三类别的货箱作业块组成且对应左机械臂的第一任务组、属于第二类别和第三类别的货箱作业块组成且对应右机械臂的第二任务组；

18、根据所确定的先后顺序，按照左机械臂与右机械臂交替码放的原则，规划属于不同任务组的货箱作业块对应的机械臂以及码放顺序。

19、本发明的一个实施例中，所述针对属于同一任务组的任意两个货箱作业块，确定码放所述两个货箱作业块的先后顺序，包括：

20、针对属于同一任务组的任意两个货箱作业块，通过以下方式确定码放所述两个货箱作业块的先后顺序：

21、若所述两个货箱作业块的正投影存在重叠部分，则确定距离车厢前壁较近的货箱作业块的顺序在先，其中，所述正投影为：货箱作业块位于所对应的码放位置的情况下在所述车厢前壁或后壁的投影；

22、若所述两个货箱作业块的侧投影存在重叠部分，则确定距离车厢侧壁较近的货箱作业块的顺序在先，其中，所述侧投影为：货箱作业块位于所对应的码放位置的情况下在所述车厢侧壁的投影，在所述两个货箱作业块属于第一任务组的情况下，所述车厢侧壁为车厢左侧壁，在所述两个货箱作业块属于第二任务组的情况下，所述车厢侧壁为车厢右侧壁；

23、若所述两个货箱作业块的下投影存在重叠部分，则确定距离车厢底面较近的货箱作业块的顺序在先，其中，所述下投影为：货箱作业块位于所对应的码放位置的情况下在所述车厢底面或顶面的投影；

24、若所述两个货箱作业块的正投影、侧投影与下投影均不存在交集，则所述两个货箱作业块的先后顺序可以为任意顺序。

25、本发明的一个实施例中，所述根据所确定的先后顺序，按照左机械臂与右机械臂交替码放的原则，规划属于不同任务组的货箱作业块对应的机械臂以及码放顺序，包括：

26、判断第一机械臂码放的第一货箱作业块的过程中，是否可能与码放第二货箱作业块的第二机械臂碰撞，其中，第一机械臂为左机械臂或右机械臂，所述第二机械臂与所述第一机械臂不同，所述第一货箱作业块为第一机械臂对应的任务组中的货箱作业块，且该任务组中不存在先后顺序必须位于所述第一货箱作业块之前的其他货箱作业块，所述第二货箱作业块为：最新确定由第二机械臂进行码放的货箱作业块；

27、若不可能，则确定通过第一机械臂码放所述第一货箱作业块，并从所述第一任务组与第二任务组中去除所述第一货箱作业块；

28、若可能，则判断所述第一机械臂对应的任务组中是否存在第三货箱作业块，其中，所述第三货箱作业块的先后顺序能够位于所述第一货箱作业块之前，且在码放所述第三货箱作业块的过程中不存在与第二机械臂碰撞可能性，且不存在先后顺序必须位于所述第三货箱作业块之前的其他货箱作业块；

29、若存在第三货箱作业块，则确定通过第一机械臂码放所述第三货箱作业块，并从所述第一任务组与第二任务组中去除所述第三货箱作业块；

30、替换所述第一机械臂与第二机械臂对应的机械臂，返回执行所述判断第一机械臂码放的第一货箱作业块的过程中，是否可能与码放第二货箱作业块的第二机械臂碰撞的步骤，直至确定各个货箱作业块对应的机械臂，将各个货箱作业块被分配至所对应的机械臂的顺序确定为码放顺序。

31、本发明的一个实施例中，所述货箱作业块由目的地和/或尺寸相同的货箱组成。

32、第二方面，本发明实施例提供了一种货箱码放规划装置，所述装置包括：

33、位置确定模块，用于根据货箱信息、车厢中空闲空间的信息，将待码放货箱划分为货箱作业块，并确定货箱作业块的码放位置，其中，装车机器人单机械臂能够单次码放一个货箱作业块中包含的所有待码放货箱；

34、类别确定模块，用于根据各个货箱作业块的码放位置，确定各个货箱作业块的作业区域以及所属类别，其中，所述装车机器人位于作业区域中的任意位置均能够码放属于该作业区域的所有货箱作业块，所述所属类别包括：仅能够通过所述装车机器人的左机械臂码放的第一类别，仅能够通过所述装车机器人的右机械臂码放的第二类别，所述左机械臂与右机械臂均能够码放的第三类别；

35、顺序确定模块，用于针对每一作业区域，根据各个货箱作业块的所属类别以及码放位置，按照左机械臂与右机械臂交替码放的原则，规划各个货箱作业块对应的机械臂以及码放顺序。

36、本发明的一个实施例中，所述位置确定模块，具体用于：

37、根据车厢中空闲空间的信息，划分所述空闲空间，得到形状规则的可码放空间；

38、将待码放货箱划分为能够码放至所述可码放空间中目标可码放空间的货箱块；

39、将该货箱块分配至所述目标可码放空间，确定该货箱块的规划位置，更新车辆中空闲空间的信息，返回执行所述根据车厢中空闲空间的信息，划分车厢中当前未规划货箱块的空闲空间，得到可码放空间的步骤，直至为各个货箱块确定规划位置或所述车厢中不存在空闲空间；

40、针对每一货箱块，根据货箱信息以及所述装车机器人单机械臂单次能够码放货箱的能力，将该货箱块划分为货箱作业块，并确定货箱作业块的码放位置。

41、本发明的一个实施例中，所述类别确定模块，包括：

42、位置区间确定子模块，用于针对每一货箱作业块，分别计算装车机器人通过不同机械臂码放该货箱作业块时的位置区间，其中，在装车机器人位于该位置区间内的任一位置情况下，能够通过所对应的机械臂将该货箱作业块码放至所对应的码放位置；

43、类别确定子模块，用于根据各个货箱作业块对应的位置区间，确定各个货箱作业块对应的作业区域以及所属类别。

44、本发明的一个实施例中，所述位置区间确定子模块，具体用于：

45、针对每一货箱作业块，根据机械臂在所述装车机器人上的安装位置、机械臂的臂展范围以及货箱作业块的码放位置，分别计算装车机器人通过不同机械臂码放该货箱作业块时的位置区间。

46、本发明的一个实施例中，所述顺序确定模块，包括：

47、第一顺序确定子模块，用于针对属于同一任务组的任意两个货箱作业块，确定码放所述两个货箱作业块的先后顺序，其中，所述任务组包含：属于第一类别和第三类别的货箱作业块组成且对应左机械臂的第一任务组、属于第二类别和第三类别的货箱作业块组成且对应右机械臂的第二任务组；

48、第二顺序确定子模块，用于根据所确定的先后顺序，按照左机械臂与右机械臂交替码放的原则，规划属于不同任务组的货箱作业块对应的机械臂以及码放顺序。

49、本发明的一个实施例中，所述第一顺序确定子模块，具体用于：

50、针对属于同一任务组的任意两个货箱作业块，通过以下方式确定码放所述两个货箱作业块的先后顺序：

51、若所述两个货箱作业块的正投影存在重叠部分，则确定距离车厢前壁较近的货箱作业块的顺序在先，其中，所述正投影为：货箱作业块位于所对应的码放位置的情况下在所述车厢前壁或后壁的投影；

52、若所述两个货箱作业块的侧投影存在重叠部分，则确定距离车厢侧壁较近的货箱作业块的顺序在先，其中，所述侧投影为：货箱作业块位于所对应的码放位置的情况下在所述车厢侧壁的投影，在所述两个货箱作业块属于第一任务组的情况下，所述车厢侧壁为车厢左侧壁，在所述两个货箱作业块属于第二任务组的情况下，所述车厢侧壁为车厢右侧壁；

53、若所述两个货箱作业块的下投影存在重叠部分，则确定距离车厢底面较近的货箱作业块的顺序在先，其中，所述下投影为：货箱作业块位于所对应的码放位置的情况下在所述车厢底面或顶面的投影；

54、若所述两个货箱作业块的正投影、侧投影与下投影均不存在交集，则所述两个货箱作业块的先后顺序可以为任意顺序。

55、本发明的一个实施例中，所述第二顺序确定子模块，具体用于：

56、判断第一机械臂码放的第一货箱作业块的过程中，是否可能与码放第二货箱作业块的第二机械臂碰撞，其中，第一机械臂为左机械臂或右机械臂，所述第二机械臂与所述第一机械臂不同，所述第一货箱作业块为第一机械臂对应的任务组中的货箱作业块，且该任务组中不存在先后顺序必须位于所述第一货箱作业块之前的其他货箱作业块，所述第二货箱作业块为：最新确定由第二机械臂进行码放的货箱作业块；

57、若不可能，则确定通过第一机械臂码放所述第一货箱作业块，并从所述第一任务组与第二任务组中去除所述第一货箱作业块；

58、若可能，则判断所述第一机械臂对应的任务组中是否存在第三货箱作业块，其中，所述第三货箱作业块的先后顺序能够位于所述第一货箱作业块之前，且在码放所述第三货箱作业块的过程中不存在与第二机械臂碰撞可能性，且不存在先后顺序必须位于所述第三货箱作业块之前的其他货箱作业块；

59、若存在第三货箱作业块，则确定通过第一机械臂码放所述第三货箱作业块，并从所述第一任务组与第二任务组中去除所述第三货箱作业块；

60、替换所述第一机械臂与第二机械臂对应的机械臂，返回执行所述判断第一机械臂码放的第一货箱作业块的过程中，是否可能与码放第二货箱作业块的第二机械臂碰撞的步骤，直至确定各个货箱作业块对应的机械臂，将各个货箱作业块被分配至所对应的机械臂的顺序确定为码放顺序。

61、本发明的一个实施例中，所述货箱作业块由目的地和/或尺寸相同的货箱组成。

62、第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

63、存储器，用于存放计算机程序；

64、处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现第一方面中任一方法步骤。

65、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面任一方法步骤。

66、第五方面，本发明实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面任一所述的方法。

67、本发明实施例有益效果：

68、本发明实施例提供的方案中将单机械臂单次能够码放的货箱划分至同一货箱作业块，根据车辆中空闲空间的信息为货箱作业块分配码放位置，之后，确定装车机器人在码放货箱作业块时的作业区域，并针对每一作业区域对货箱作业块进行分类，从而按照左机械臂与右机械臂交替码放的原则，规划各个货箱作业块对应的机械臂以及码放顺序。

69、由以上可见，货箱作业块是装车机器人单次进行码放的最小单元，本发明实施例提供的方案能够确定各个货箱作业块的码放位置，并且确定作业区域。在装车机器人在实际码放时，只要进入到该作业区域，就能够集中完成属于该作业区域内的所有货箱作业块的码放，因此，装车机器人在集中码放属于同一作业区域的货箱作业块时，存在机械臂碰撞风险。因此本发明实施例提供的方案中针对每一作业区域，先将货箱作业块分为三种不同的所属类别，再确定每一货箱作业块由哪一机械臂码放，每一机械臂仅会码放自身对应的货箱作业块，不会存在两者共同码放同一货箱作业块，导致互相干扰碰撞的情况。并且在规划码放顺序时，依据左机械臂与右机械臂交替进行的原则，使得在实际码放时两者均衡有序地依次进行码放任务，能够在最大程度上避免互相干扰，从而可以降低碰撞风险，提高货箱码放的效率。

70、当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。