用于空间可变柜的基于最佳取货位置的空间分配方法与流程

本发明主要涉及到物流、快递及仓储领域，特指一种用于空间可变柜的基于最佳取货位置的空间分配方法。

背景技术：

随着物流和快递行业的迅猛发展，如何能够提高物品送达的速度及安全性成为一个急需解决的问题。而快递柜(又可为物流柜、仓储柜)是面向终端用户或者作为中转节点的关键所在。

现有的柜体均采用地面固定安装的方式，以小区内普遍所见的快递柜为例，大多均是在柜体上直接设置大小不一的若干个存储腔，每个存储腔都设置有一个用来封闭的箱门。送货人员会根据货品的大小来选择一个适合的存储腔，利用app或其他方式打开对应箱门，将货品放入；而取货品的人则会根据对应的取货码或app打开存储货品的箱门，取走货品。

上述传统的柜体结构虽然操作相对方便，但仍然存在一些问题：虽然柜体上的存储腔规格不一，但是每种规格都是固定的，即柜格的空间大小是固定的，无法调整其大小。也就是说，面对一些特定规格的货品，柜体上的存储腔数量时有限的，并不能随时找到，这样就给配送人员造成了较大的困难，造成无法完成配送工作。进一步，对于智能化的配送设备而言，则更是造成了极大的困难。

于是，有从业者提出了一种空间可变的柜体，即柜体上的若干个用来放置物件的容置空间，每个容置空间上具有独立的柜门，可根据需要选择打开相邻的柜门或打开两个以上柜门以实现容置空间的扩大。但是，这种空间可变的柜体仍然存在一些不足：由于柜体上独立容置空间的数量是有限的，当打开两个或两个以上的独立柜门后，有可能会影响到周边容置空间的延展性，从而影响到柜体整体的使用效率，以及影响到柜体上其他未打开(处于未使用状态)容置空间的延展性。甚至，在有些极端使用状态下，会造成柜体经常出现不能预留出可用空间的情况。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、易实现、能够实现空间可变优化配置的用于空间可变柜的基于最佳取货位置的空间分配方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于空间可变柜的基于最佳取货位置的空间分配方法，其步骤为：

步骤s1：将格子柜的柜体上每一个容置腔定义为一个虚拟单位格，输入所需要的虚拟单元格大小t；

步骤s2：在控制程序中将目标格子柜设置为初始搜索的格子柜；

步骤s3：获取目标格子柜的实时空闲状况；

步骤s4：对目标格子柜上连续空闲区域大小进行排序，形成排序表；

步骤s5：从排序表中按顺序搜索符合条件的空间；

步骤s6：如果排序表中找到了大小为t的连续空间，则获取与虚拟单位格对应的实际单元格的位置；若没有找到，判定物品无法存放，则停止搜索；

步骤s7：设置最佳取货位置；

步骤s8：获取所有大小为t的连续空闲空间与最佳区间位置之间的距离；在具体应用实例中，关于距离的计算方法不限于一种，可根据实际需求来选择，只要能够计算出距离值即可；

步骤s9：按照距离远近对大小为t的连续空闲空间进行排序；

步骤s10：选择距离最近的大小为t的连续空闲空间对应的实际单元格存储物品。

作为本发明方法的进一步改进：将多个格子柜联排在一起形成协同控制，所述步骤s6还包括：

若在当前格子柜中没有搜索到大小为t的连续空间，则返回步骤s2进一步将其余格子柜中的一个设定为初始搜索的格子柜。如若所有格子柜搜索完毕，仍然无法获取大小为t的连续空间，判定物品无法存放，则停止搜索。

作为本发明方法的进一步改进：多个格子柜按照预设的搜索顺序进行按序依次搜索。

作为本发明方法的进一步改进：选择将最前面、最后面、最上面或者最下面的任意一个柜体预设为第一个初始搜索的格子柜。

作为本发明方法的进一步改进：在步骤s4中搜索的顺序为水平方向或竖直方向，或以组为单位进行搜索，每个所述组包括两个以上的虚拟单位格。

作为本发明方法的进一步改进：在步骤s1中预设好虚拟单位格的容积大小。

作为本发明方法的进一步改进：在同一个格子柜的柜体上虚拟单元格的大小相同或者不相同。

作为本发明方法的进一步改进：在步骤s1中预设好虚拟单位格的容积大小，多个格子柜之间的虚拟单位格大小相同或者不相同。

作为本发明方法的进一步改进：所述连续空闲区域，指的是同一个格子柜中，连续的空闲实际单元格的总体大小。

作为本发明方法的进一步改进：所述最佳取货位置为一个点或者为一条线。

作为本发明方法的进一步改进：在步骤s1中，输入所需要的虚拟单元格大小t的方式为：在待放置物品上设置一条形码，在条形码内设置有该物品的大小或体积，利用格子柜上的扫描部件直接扫描条形码以获得所需要的虚拟单元格大小t。

作为本发明方法的进一步改进：在步骤s1中，输入所需要的虚拟单元格大小t的方式为：利用带有标尺刻度的胶带对待放置物品进行封装，利用格子柜上的扫描部件直接扫描胶带以获得所需要的虚拟单元格大小t；或者，操作者直接读取胶带上的标尺刻度，以获得所需要的虚拟单元格大小t。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明用于空间可变柜的基于最佳取货位置的空间分配方法，原理简单、易实现，通过优化设计，能够让单个或多个格子柜上的容置空间实现最为优化的配置和分配，从而最大可能的提高容置空间的延展性和柜子整体的使用效率。

附图说明

图1是本发明方法的流程示意图。

图2是本发明在一个具体应用实例中的原理示意图。

图3是本发明在具体应用实例中带有长宽高尺寸二维码信息的标准快递包装箱的示意图。

图4是本发明在具体应用实例中带量尺二维码刻度读数的快递打包胶带的示意图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明的方法主要适用于采用空间可变的物流柜(格子柜)，该物流柜包括柜体和控制部件，所述柜体上设置有两个以上用来放置物品的容置腔，每个容置腔均设置有至少一个独立箱门，所述箱门上设置有箱门锁止部件，相邻所述容置腔之间设置有隔板，所述隔板将相邻容置腔分隔成各自独立的空间，每个容置腔内均设置有用来固定并锁紧隔板的隔板锁止部件；在控制部件的控制下，相邻两个以上的容置腔的箱门锁止部件同时打开，松开隔板锁止部件并操作隔板之后该相邻两个以上的容置腔处于连通状态。本发明的方法主要用来实现物流柜上容置腔的优化分配。

如图1所示，本发明用于空间可变柜的基于最佳取货位置的空间分配方法，其步骤为：

步骤s1：在控制程序中将每一个容置腔定义为一个虚拟单位格，输入所需要的虚拟单元格大小t；

步骤s2：在控制程序中将目标格子柜设置为初始搜索的格子柜；

步骤s3：获取目标格子柜的实时空闲状况；

步骤s4：对目标格子柜上连续空闲区域大小进行排序，形成排序表；

步骤s5：从排序表中按顺序搜索符合条件的空间；

步骤s6：如果排序表中找到了大小为t的连续空间，则获取与虚拟单位格对应的实际单元格的位置；若没有找到，判定物品无法存放，则停止搜索；

步骤s7：设置最佳取货位置；

步骤s8：获取所有大小为t的连续空闲空间与最佳区间位置之间的距离；在具体应用实例中，关于距离的计算方法不限于一种，可根据实际需求来选择，只要能够计算出距离值即可；

步骤s9：按照距离远近对大小为t的连续空闲空间进行排序；

步骤s10：选择距离最近的大小为t的连续空闲空间对应的实际单元格存储物品。

在本发明的上述方法中，进一步可以将多个格子柜联排在一起形成协同控制，那么在步骤s6中若在当前格子柜中没有搜索到大小为t的连续空间，则返回步骤s2进一步将其余格子柜中的一个设定为初始搜索的格子柜。如若所有格子柜搜索完毕，仍然无法获取大小为t的连续空间，判定物品无法存放，则停止搜索。

在本发明的上述方法中，多个格子柜中可以根据实际需要来对搜索的顺序进行排列，例如可以根据实际需要，选择将最前面、最后面、最上面或者最下面的任意一个柜体预设为第一个初始搜索的格子柜。搜索的顺序也可以根据实际需要来进行选择，如在步骤s4中搜索的顺序为水平方向或竖直方向，或以组为单位进行搜索，每个所述组包括两个以上的虚拟单位格。

在本发明的上述方法中，在步骤s1中可以预设好虚拟单位格的容积大小。在同一个格子柜的柜体上虚拟单元格的大小可以相同，也可以不相同。多个格子柜之间的虚拟单位格大小可以相同，也可以不相同。在较佳的实施例中，可以在不同格子柜上设置预定容积不同的虚拟单位格，这样子可以根据实际需要来进行最佳的组合，从而提高格子柜的整体使用效率。

在本发明的上述方法中，所述连续空闲空间，指的是同一个格子柜中，连续的空闲实际单元格的总体大小。

参见图3，在具体应用实例中，在步骤s1中，输入所需要的虚拟单元格大小t的方式为：在待放置物品上设置一条形码，在条形码内设置有该物品的大小或体积，利用格子柜上的扫描部件直接扫描条形码以获得所需要的虚拟单元格大小t。

又或者，参见图4，在具体应用实例中，在步骤s1中，输入所需要的虚拟单元格大小t的方式为：利用带有标尺刻度的胶带对待放置物品进行封装，利用格子柜上的扫描部件直接扫描胶带以获得所需要的虚拟单元格大小t；或者，操作者直接读取胶带上的标尺刻度，以获得所需要的虚拟单元格大小t。当然，可以理解，标尺刻度可以直接设置于二维码中(带量尺二维码刻度读数)。

如图2所示，在一个具体应用实例中，以一个5组格子柜组成的储物系统为例，每个格子柜有10个等大小的实际单元格，实际单元格竖直堆叠。从左往右，依次为第一至第五格子柜，每个格子柜从上至下，依次为第1至第10号实际单元格。每个实际单元格的长宽高分别为：500mm×500mm×200mm。其中第二、第三、第四号格子柜的4号和5号，总共6个单元格的位置为显示器等人机交互设备，不能用于存储物品，整个储物系统的实际单元格一共为44个，当前储物系统中目前的存储状态，灰色代表实际单元格内有物品，白色代表实际单元格内为空。需要存储的物品大小为450mm×450mm×700mm，对应所需要的虚拟单元格大小为500mm×500mm×800。

步骤s101：虚拟单元格为1个实际单元格大小的4倍，假设将1个实际单元格的大小作为1个标准单位，那么1个4倍标准单位的连续空间；

步骤s102：用一个三维数组表示连续空闲空间的大小，其格式为{空间大小，格子柜号，起始实际单元格号}。因此，第一个格子柜的空闲空间表示为

第二个格子柜的空闲空间表示为

第三个格子柜的空闲空间表示为

第四个格子柜的空闲空间表示为

第五个格子柜的空闲空间表示为

步骤s103：第一、三、五个格子柜中均有空间可以放下4倍标准单位的物品。

步骤s104：获取所有大小为4倍标准单位的连续空闲空间，可以得到以下数组：

步骤s105：设置最佳取货位置为第三个格子柜的第5个实际单元格的中心；为了避免发生多个空间距离一致的情况，也可以将最佳取货位置设置在某个单元格的非中心位置；

步骤s106：距离的定义为：4倍标准单位的连续空间的中心位置到第三个格子柜的第5个实际单元格中心位置的距离。计算公式为：

其中(x,y)为某个4倍标准单位的连续空间的中间位置，(2.5,4.5)为第三个格子柜的第5个实际单元格的中心位置。

第一个4倍标准单位的连续空闲空间到最佳取货位置的距离为：

第二个4倍标准单位的连续空闲空间到最佳取货位置的距离为：

第三个4倍标准单位的连续空闲空间到最佳取货位置的距离为：

第四个4倍标准单位的连续空闲空间到最佳取货位置的距离为：

步骤s107：按照距离从近到远排序，可得如下数组：

步骤s108：因此选择第五个格子柜中的4、5、6、7号实际单元格存放物品，因此同时打开第五个格子柜中的4、5、6、7号实际单元格的门，即可以存放需要的物品。

在具体应用实例中，步骤s106中距离的定义也可以改成高斯加权的权重，如果其他不变，采用如下的二维高斯权值函数计算权值：

其中σ代表关注区域的大小，σ只是一个尺寸因子，并不会改变排序。σ越小，则关注的区域越小；σ越大，则关注的区域越大。此处可以根据最佳取货位置到边缘的位置取值为4。

则计算第一个4倍标准单位的连续空闲空间到最佳取货位置的高斯权值为：

第二个4倍标准单位的连续空闲空间到最佳取货位置的距离为：

第三个4倍标准单位的连续空闲空间到最佳取货位置的距离为：

第四个4倍标准单位的连续空闲空间到最佳取货位置的距离为：

最终结果与距离计算的结果一致。高斯函数与上述的距离计算都是基于距离而计算的，因此结果是一致的。也可以改变最佳取件位置的定义，若将最佳区间位置从一个点改为一条线。

在具体应用实例中，步骤s105中设置最佳取货位置为格子柜的第5个实际单元格的水平中心线的位置；

则步骤s106中距离的计算公式变为：

d＝|y-4.5|

则第一个4倍标准单位的连续空闲空间到最佳取货位置的距离为：

|2-4.5|＝2.5

第二个4倍标准单位的连续空闲空间到最佳取货位置的距离为：

|7-4.5|＝2.5

第三个4倍标准单位的连续空闲空间到最佳取货位置的距离为：

|5-4.5|＝0.5

第四个4倍标准单位的连续空闲空间到最佳取货位置的距离为：

|6-4.5|＝1.5

步骤s107：按照距离从近到远排序，可得如下数组：

由上可知，排序变了，结果没变，但是如果空闲的状态不一样，结果可能会不一样。

进一步，还有一种改进方案，那就是最佳取货位置为第二个格子柜中心点到第四个格子柜中心点的线段。因为，在实际操作过程中取货不喜欢弯腰，也不喜欢低头，也不喜欢取边上的位置。这个和其他的区别就是计算距离或者权值的公式会有一些变化，但是原理还是基本一致，都应在本发明的保护范围之内。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。