CN106447271A

CN106447271A - 用于在仓储区域中识别路径的方法和系统

Info

Publication number: CN106447271A
Application number: CN201611030282.5A
Authority: CN
Inventors: 徐静
Original assignee: Beijing Jingdong Century Trading Co Ltd; Beijing Jingdong Shangke Information Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Jingdong Century Trading Co Ltd; Beijing Jingdong Shangke Information Technology Co Ltd
Priority date: 2016-11-16
Filing date: 2016-11-16
Publication date: 2017-02-22
Also published as: WO2018090769A1

Abstract

本发明公开一种用于在仓储区域中识别路径的方法和系统，涉及自动控制领域。其中根据源点和目标点确定搜索区域，利用搜索区域内的节点进行路径识别，以便得到从源点到目标点的路径。若未能在搜索区域内得到从源点到目标点的路径，则扩大搜索区域，然后利用扩大后搜索区域内的节点进行路径识别。本发明通过根据源点和目标点确定搜索区域，能够有效减小需要搜索的节点，减少仓储机器人进行路径规划所需要的时间，从而显著提高生产效率。

Description

用于在仓储区域中识别路径的方法和系统

技术领域

本发明涉及自动控制领域，特别涉及一种用于在仓储区域中识别路径的方法和系统。

背景技术

随着电商业务的高速发展，来自人力成本的挑战也越来越高。为了进一步提高运营效率，目前主要采用的是人工按照既定路径在拣货区进行拣选的方式。但随着运营规模的扩大以及拣货区面积的增加，这种方式仍然会耗费大量的人力成本。

为了克服这一缺陷，目前还出现了运用仓储机器人来降低人工成本的方式。通过利用仓储机器人将所需要的货架移动到拣选工位，然后再进行分拣和打包，从而在降低人工成本的同时有效提高了仓库拣选的效率。由于仓储机器人是实现仓储智能化、降低人工成本的关键，因此如何实现仓储机器人在仓储区域内快速识别路径就成为急需解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种用于在仓储区域中识别路径的方法和系统，通过根据源点和目标点确定搜索区域，能够有效减小需要搜索的节点，减少仓储机器人进行路径规划所需要的时间，从而显著提高生产效率。

根据本发明的一个方面，提供一种用于在仓储区域中识别路径的方法，包括：

根据源点和目标点确定搜索区域；

利用搜索区域内的节点进行路径识别，以便得到从源点到目标点的路径。

在一个实施例中，搜索区域为矩形，源点和目标点分别位于搜索区域不相邻的两个顶点上。

在一个实施例中，若未能在搜索区域内得到从源点到目标点的路径，则扩大搜索区域，然后利用扩大后搜索区域内的节点进行路径识别。

在一个实施例中，扩大搜索区域包括：

对于搜索区域的每一条边界线，判断边界线是否已到达仓储区域的边界；

若边界线未到达仓储区域的边界，则将边界线向搜索区域外部移动指定距离，以便形成扩大的搜索区域。

在一个实施例中，利用搜索区域内的节点进行路径识别包括：

将源点作为当前节点，将当前节点放置在路径列表中；

在搜索区域内选择出当前节点能够到达的全部候选节点；

若全部候选节点中不包括目标点，则将全部候选节点中路径代价最小的候选节点作为当前节点，然后执行将当前节点放置在路径列表中的步骤；

若全部候选节点中包括目标点，则利用路径列表得到从源点到目标点的路径。

在一个实施例中，候选节点的路径代价为从源点到候选节点的代价与从候选节点到目标点的代价之和。

在一个实施例中，在搜索区域内选择出当前节点能够到达的全部候选节点包括：

在搜索区域内选择出当前节点下一跳能够到达、且未包括在路径列表中的节点以作为候选节点。

根据本发明的另一方面，提供一种用于在仓储区域中识别路径的系统，包括区域确定模块和路径识别模块，其中：

区域确定模块，用于根据源点和目标点确定搜索区域；

路径识别模块，用于利用搜索区域内的节点进行路径识别，以便得到从源点到目标点的路径。

在一个实施例中，上述系统还包括区域调整模块，其中：

区域调整模块，用于在路径识别模块未能在搜索区域内得到从源点到目标点的路径的情况下，扩大搜索区域，然后指示路径识别模块利用扩大后搜索区域内的节点进行路径识别。

在一个实施例中，区域调整模块具体对于搜索区域的每一条边界线，判断边界线是否已到达仓储区域的边界；若边界线未到达仓储区域的边界，则将边界线向搜索区域外部移动指定距离，以便形成扩大的搜索区域。

在一个实施例中，路径识别模块包括当前节点确定单元、候选节点选择单元和路径获取单元，其中：

当前节点确定单元，用于将源点作为当前节点，将当前节点放置在路径列表中；

候选节点选择单元，用于在搜索区域内选择出当前节点能够到达的全部候选节点；若全部候选节点中不包括目标点，则指示当前节点确定单元将全部候选节点中路径代价最小的候选节点作为当前节点，并将当前节点放置在路径列表中；

路径获取单元，用于在全部候选节点中包括目标点的情况下，利用路径列表得到从源点到目标点的路径。

在一个实施例中，候选节点选择单元具体在搜索区域内选择出当前节点下一跳能够到达、且未包括在路径列表中的节点以作为候选节点。

根据本发明的另一方面，提供一种用于在仓储区域中识别路径的系统，包括存储器和处理器，其中：

存储器，用于存储指令；

处理器，耦合到存储器，处理器被配置为基于存储器存储的指令执行实现如上述任一实施例涉及的方法。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明用于在仓储区域中识别路径的方法一个实施例的示意图。

图2为本发明用于在仓储区域中识别路径的方法另一实施例的示意图。

图3为本发明搜索区域调整一个实施例的示意图。

图4为本发明搜索区域调整另一实施例的示意图。

图5为本发明路径识别一个实施例的示意图。

图6-图10为本发明在搜索区域内识别路径一个实施例的示意图。

图11为本发明用于在仓储区域中识别路径的系统一个实施例的示意图。

图12为本发明用于在仓储区域中识别路径的系统另一实施例的示意图。

图13为本发明用于在仓储区域中识别路径的系统又一实施例的示意图。

图14为本发明用于在仓储区域中识别路径的系统又一实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1为本发明用于在仓储区域中识别路径的方法一个实施例的示意图，其中：

步骤101，根据源点和目标点确定搜索区域。

可选地，搜索区域为矩形，源点和目标点分别位于搜索区域不相邻的两个顶点上。

例如，设源点的坐标为(x1，y1)，目标点的坐标为(x2，y2)，源点与目标点并不相同，可以有以下几种情况。

1)若x1<x2，y1<y2，则：

max_x＝x2，min_x＝x1，max_y＝y2，min_x＝y1

2)若x1<x2，y1>y2，则：

max_x＝x2，min_x＝x1，max_y＝y1，min_x＝y2

3)若x1>x2，y1>y2，则：

max_x＝x1，min_x＝x2，max_y＝y1，min_x＝y2

4)若x1>x2，y1<y2，则：

max_x＝x1，min_x＝x2，max_y＝y2，min_x＝y1

其中，搜索区域的范围为由[min_x，max_x]和[min_x，max_y]确定的矩形内。

步骤102，利用搜索区域内的节点进行路径识别，以便得到从源点到目标点的路径。

基于本发明上述实施例提供的用于在仓储区域中识别路径的方法，通过根据源点和目标点确定搜索区域，能够有效减小需要搜索的节点，减少仓储机器人进行路径规划所需要的时间，从而显著提高生产效率。

图2为本发明用于在仓储区域中识别路径的方法另一实施例的示意图。其中：

步骤201，根据源点和目标点确定搜索区域。

步骤202，利用搜索区域内的节点进行路径识别。

步骤203，判断是否能得到从源点到目标点的路径。若能够得到从源点到目标点的路径，则结束本流程；若未能在搜索区域内得到从源点到目标点的路径，则执行步骤204。

步骤204，扩大搜索区域，然后返回步骤202，利用扩大后搜索区域内的节点进行路径识别。

可选地，扩大搜索区域可包括：

对于搜索区域的每一条边界线，判断该边界线是否已到达仓储区域的边界。若该边界线未到达仓储区域的边界，则将边界线向搜索区域外部移动指定距离，以便形成扩大的搜索区域。若该边界线已到达仓储区域的边界，就不再对其进行调整。

通过对搜索区域进行动态调整，以便得到从源点到目标点的路径。

例如，如图3所示，若在搜索区域31内未得到从源点到目标点的路径，则将搜索区域31扩大，以便在扩大后的搜索区域32内继续进行路径识别。

与图3所示实施例相似，在图4所示的实施例中，在搜索区域41内未得到从源点到目标点的路径，在将搜索区域41扩大时，由于搜索区域41的一条边界线411已经位于仓储区域的边界，因此就不再调整该边界线，从而扩大后的搜索区域42存在与原搜索区域41边界重合的情况。

对于本发明来说，可在所选定的搜索区域内采用各种路径识别方案进行路径识别，下面给出一种可实现的示例。本领域技术人员可以了解的是，本发明并不局限于该示例。

图5为本发明路径识别一个实施例的示意图，其中：

步骤501，将源点作为当前节点。

步骤502，将当前节点放置在路径列表中。

步骤503，在搜索区域内选择出当前节点能够到达的全部候选节点。

其中，在搜索区域内选择出当前节点下一跳能够到达、且未包括在路径列表中的节点以作为候选节点。

步骤504，判断在全部候选节点中是否包括目标点。若全部候选节点中不包括目标点，则执行步骤505；若全部候选节点中包括目标点，则执行步骤506。

步骤505，将全部候选节点中路径代价最小的候选节点作为当前节点，然后执行步骤502。

可选地，候选节点的路径代价为从源点到候选节点的代价与从候选节点到目标点的代价之和。

步骤506，利用路径列表得到从源点到目标点的路径。

下面通过一个具体示例对搜索区域内识别路径进行说明。

如图6所示，设源点在A1，目标点在D4，则由此确定出搜索区域6。这里采用F＝G+H来确定每个节点的路径代价(显示在相应节点的左上角)，其中G为从源点到当前点的代价(显示在相应节点的左下角)，H为从当前点到目标点的代价(显示在相应节点的右下角)。

将A1放入路径列表中。此时路径列表为{A1}。

从A1出发，在搜索区域内可到达的节点为A2、B2和B1。显然，由于仅考虑搜索区域内的节点，因此可有效提高处理效率。

这里设横向移动的成本为10，纵向移动的成本为12，斜向移动的成本为14，当前点到目标点的代价H为通过上下左右到达目标点的成本。

通过计算A2、B2、B1的成本，可知B2的F值最小，因此将B2放入路径列表中。此时，路径列表为{A1、B2}。

如图7所示，从B2出发，在搜索区域内可到达的节点(不包括障碍物A3、C3、C2，以及路径列表中的A1)为B3、A2、B1和C1。

通过计算A2、B1、B3、C1的成本，可知B3的F值最小，因此将B3放入路径列表。此时，路径列表为{A1、B2、B3}。

如图8所示，从B3出发，在搜索区域内可到达的节点(不包括障碍物A3、C3、C2，以及路径列表中的A1、B2)为A4、B4、C4和A2。

通过计算A4、B4、C4、A2的成本，可知C4的F值最小，因此将C4放入路径列表。此时，路径列表为{A1、B2、B3、C4}。

如图9所示，从C4出发，在搜索区域内可到达的节点(不包括障碍物C3，以及路径列表中的B3)为B4、D4和D3，由于D4就是目标点，从而可根据路径列表得到路径A1－B2－B3－C4－D4，如图10所示。

显然，由于在搜索区域内进行路径规划，因此可有效减少搜索不必要的分支，从而减少规划路径的时间，提高生产效率。

图11为本发明用于在仓储区域中识别路径的系统一个实施例的示意图。如图11所示，该系统包括区域确定模块1101和路径识别模块1102，其中：

区域确定模块1101用于根据源点和目标点确定搜索区域。

路径识别模块1102用于利用搜索区域内的节点进行路径识别，以便得到从源点到目标点的路径。

基于本发明上述实施例提供的用于在仓储区域中识别路径的系统，通过根据源点和目标点确定搜索区域，能够有效减小需要搜索的节点，减少仓储机器人进行路径规划所需要的时间，从而显著提高生产效率。

图12为本发明用于在仓储区域中识别路径的系统另一实施例的示意图。与图11所示实施例相比，在图12所示实施例中，除区域确定模块1201和路径识别模块1202之外，还包括区域调整模块1203。其中：

区域调整模块1203用于在路径识别模块1202未能在搜索区域内得到从源点到目标点的路径的情况下，扩大搜索区域，然后指示路径识别模块1202利用扩大后搜索区域内的节点进行路径识别。

可选地，区域调整模块1203具体对于搜索区域的每一条边界线，判断边界线是否已到达仓储区域的边界。若边界线未到达仓储区域的边界，则将边界线向搜索区域外部移动指定距离，以便形成扩大的搜索区域。

图13为本发明用于在仓储区域中识别路径的系统又一实施例的示意图。其中，路径识别模块1202可包括当前节点确定单元1301、候选节点选择单元1302和路径获取单元1303，其中：

当前节点确定单元1301用于将源点作为当前节点，将当前节点放置在路径列表中。

候选节点选择单元1302用于在搜索区域内选择出当前节点能够到达的全部候选节点；若全部候选节点中不包括目标点，则指示当前节点确定单元1301将全部候选节点中路径代价最小的候选节点作为当前节点，并将当前节点放置在路径列表中。

可选地，候选节点选择单元1302具体在搜索区域内选择出当前节点下一跳能够到达、且未包括在路径列表中的节点以作为候选节点。

路径获取单元1303用于在全部候选节点中包括目标点的情况下，利用路径列表得到从源点到目标点的路径。

图14为本发明用于在仓储区域中识别路径的系统另一实施例的示意图。如图14所示，该系统可包括存储器1401和处理器1402。其中：

存储器1401用于存储指令。

处理器1402耦合到存储器1401，处理器1402被配置为基于存储器存储的指令执行实现上述图1、图2和图5中任一实施例涉及的方法。

此外，该系统还包括通信接口1403，用于与其它设备进行信息交互。同时，该装置还包括总线1404，处理器1402、通信接口1403、以及存储器1401通过总线1404完成相互间的通信。

其中，上述图14中的存储器1401可以包含高速RAM存储器，也可还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器1401也可以是存储器阵列。存储器1401还可能被分块，并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。

此外，上述图14中的处理器1402可以是一个中央处理器CPU，或者可以是专用集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

通过实施本发明，能够有效减小需要搜索的节点，减少仓储机器人进行路径规划所需要的时间，从而显著提高生产效率。随着仓储面积的增加，本发明的优势会更加明显。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims

1.一种用于在仓储区域中识别路径的方法，其特征在于，包括：

根据源点和目标点确定搜索区域；

利用所述搜索区域内的节点进行路径识别，以便得到从所述源点到所述目标点的路径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述搜索区域为矩形，所述源点和所述目标点分别位于所述搜索区域不相邻的两个顶点上。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

若未能在所述搜索区域内得到从所述源点到所述目标点的路径，则扩大所述搜索区域，然后利用扩大后搜索区域内的节点进行路径识别。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

扩大所述搜索区域包括：

对于所述搜索区域的每一条边界线，判断所述边界线是否已到达仓储区域的边界；

若所述边界线未到达仓储区域的边界，则将所述边界线向所述搜索区域外部移动指定距离，以便形成扩大的搜索区域。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，

利用所述搜索区域内的节点进行路径识别包括：

将源点作为当前节点，将所述当前节点放置在路径列表中；

在所述搜索区域内选择出所述当前节点能够到达的全部候选节点；

若所述全部候选节点中不包括所述目标点，则将所述全部候选节点中路径代价最小的候选节点作为当前节点，然后执行将所述当前节点放置在路径列表中的步骤；

若所述全部候选节点中包括所述目标点，则利用所述路径列表得到从所述源点到所述目标点的路径。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述候选节点的路径代价为从所述源点到所述候选节点的代价与从所述候选节点到所述目标点的代价之和。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

在所述搜索区域内选择出所述当前节点能够到达的全部候选节点包括：

在所述搜索区域内选择出所述当前节点下一跳能够到达、且未包括在所述路径列表中的节点以作为候选节点。

8.一种用于在仓储区域中识别路径的系统，其特征在于，包括区域确定模块和路径识别模块，其中：

区域确定模块，用于根据源点和目标点确定搜索区域；

路径识别模块，用于利用所述搜索区域内的节点进行路径识别，以便得到从所述源点到所述目标点的路径。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括区域调整模块，其中：

区域调整模块，用于在路径识别模块未能在所述搜索区域内得到从所述源点到所述目标点的路径的情况下，扩大所述搜索区域，然后指示路径识别模块利用扩大后搜索区域内的节点进行路径识别。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，

区域调整模块具体对于所述搜索区域的每一条边界线，判断所述边界线是否已到达仓储区域的边界；若所述边界线未到达仓储区域的边界，则将所述边界线向所述搜索区域外部移动指定距离，以便形成扩大的搜索区域。

12.根据权利要求8-11中任一项所述的系统，其特征在于，路径识别模块包括当前节点确定单元、候选节点选择单元和路径获取单元，其中：

当前节点确定单元，用于将源点作为当前节点，将所述当前节点放置在路径列表中；

候选节点选择单元，用于在所述搜索区域内选择出所述当前节点能够到达的全部候选节点；若所述全部候选节点中不包括所述目标点，则指示当前节点确定单元将所述全部候选节点中路径代价最小的候选节点作为当前节点，并将所述当前节点放置在路径列表中；

路径获取单元，用于在所述全部候选节点中包括所述目标点的情况下，利用所述路径列表得到从所述源点到所述目标点的路径。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，

14.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，

候选节点选择单元具体在所述搜索区域内选择出所述当前节点下一跳能够到达、且未包括在所述路径列表中的节点以作为候选节点。

15.一种用于在仓储区域中识别路径的系统，其特征在于，包括存储器和处理器，其中：

存储器，用于存储指令；

处理器，耦合到所述存储器，所述处理器被配置为基于所述存储器存储的指令执行实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。