CN108820664B - 一种基于集群仓储机器人的智能仓储系统 - Google Patents

一种基于集群仓储机器人的智能仓储系统 Download PDF

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Abstract

一种基于集群仓储机器人的智能仓储系统，它是由集群仓储机器人、货物存放区、机器人通行区和出货区组成；货物存放区用于存储货物和投放货物给集群仓储机器人，机器人通行区用于引导集群仓储机器人的运动，出货区用于集群仓储机器人卸载货物；集群仓储机器人通过机器人通行区前往货物存放区搬运货物，到达货物存放区装载货物后通过机器人通行区前往出货区卸载货物，然后再返回进入下一轮搬运作业；本发明针对集群仓储机器人系统的强拓展性、低耦合度、涌现性等特点对仓储系统内部布局分配和功能区分配进行优化设计，因此在多方面提升智能仓储的效率，为系统正常运转提供支撑，本发明经济性好，维护成本低，可靠性高，具有推广应用前景。

Description

一种基于集群仓储机器人的智能仓储系统
技术领域
本发明提出了一种基于集群仓储机器人的智能仓储系统，它涉及物流仓储技术及机器人集群控制领域。
背景技术
目前，随着我国的电商行业的快速发展，电子商务的配套行业--仓储业市场需求量和供给量都在快速增长。电商的快速发展为仓储业带来机遇的同时，也给现有的仓储系统提出了一些难题，比如商品种类的多样化、需求的个性化、分拣时效的快速化等。传统的手工分拣方式采用“人到货”的方式，即分拣员根据订单信息步行至货架手工挑选货物，这种方式作业流程复杂，且对人工的熟练度要求很高，已经不适宜现代仓储的要求。
为了解决人工分拣存在的不足，本发明我们设计了一种基于集群仓储机器人的智能仓储系统，通过引入集群仓储机器人，采用机器人取件替代人工的方式提升工作效率。
现有的智能仓储系统的发展方向主要有两点：一是采用“货到人”方式，即按照设计好的路径，使用载具，如机器人、传送带等将货物运送到相应分拣工作台，这种方法可以实现仓储作业内部无人工作业，自动化程度高，该方式中机器人系统通常采用集中式控制，即使用一台上位机为所有机器人提供任务分配以及路径规划工作，在大规模控制、可扩展性等方面存在很多不足，而这些不足在现阶段影响较小，但随着电商的发展，将影响仓储系统业务的扩展以及应对快速增长的物流分拣能力的需求；二是采用“人到货”的方式，即分拣人员根据订单需求，使用载具，如电动推车等到达货架进行取货分拣作业，这种方法效率较低。
本发明针对于以上的问题及趋势提出了一种有效的解决方案。本方案主要将集群仓储机器人应用于智能仓储系统中，针对现有仓储系统的不足提供了解决方案，本发明涉及到针对集群仓储机器人作为载体的智能仓储系统内部的布局分配、功能区分配。针对集群仓储机器人的特性对仓储系统的结构进行优化设计，对智能仓储系统宏观设计层面进行功能性解耦，使得整个系统拥有更强的控制能力，同时又具备功能完整性及强拓展性，使得此方法可以在大中小型的智能仓储中都能够有效的应用。
综上所述，传统的人工分拣模式不能很好的胜任高分拣速度、高吞吐量的分拣环境，而现有的智能仓储系统在大规模控制、可扩展性等方面也存在很多不足，且在仓储系统内部布局分配、功能区分配设计上没有对集群仓储机器人作为载体时进行优化。本发明提出的基于集群仓储机器人的智能仓储系统针对集群仓储机器人的特性对仓储结构进行设计，可以很好的解决现有问题。
发明内容
本发明主要应用于基于集群仓储机器人的智能仓储系统。现有的仓储系统内部布局分配和功能区分配的设计没有对集群仓储机器人作为载体时进行优化，当载体集群仓储机器人时，限制了集群系统涌现性、高冗余等特性的发挥，因此我们针对集群仓储机器人系统单体低智慧、群体智慧涌现性等特点对智能仓储系统内部布局分配和功能区分配进行优化设计，构建出一种基于集群仓储机器人的智能仓储系统，其具有强拓展性、低耦合度，可以更好的发挥集群仓储机器人系统的优势。
针对以上的技术问题以及本发明的目的，本文提出了一种基于集群仓储机器人的智能仓储系统，方案包括如下部分：
(一)发明的目的
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于集群仓储机器人的智能仓储系统，针对集群仓储机器人系统的强拓展性、低耦合度、涌现性等特点对仓储系统内部布局分配和功能区分配进行优化设计，从而使仓储系统具备大规模的智能仓储管理和分拣能力，提高运营效率。
(二)技术方案
为了实现上述目的，本发明的系统所采用的技术方案是：一种基于集群仓储机器人的智能仓储系统，其特征在于仓储系统内部布局分配和功能区分配。
本发明一种基于集群仓储机器人的智能仓储系统，是由集群仓储机器人、货物存放区、机器人通行区和出货区组成；它们相互之间的关系是：货物存放区用于存储货物和投放货物给集群仓储机器人，机器人通行区用于引导集群仓储机器人的运动，出货区用于集群仓储机器人卸载货物；集群仓储机器人通过机器人通行区前往货物存放区搬运货物，到达货物存放区装载货物后通过机器人通行区前往出货区卸载货物，然后再返回进入下一轮搬运作业；
所述集群仓储机器人的结构是：上部为载货托盘，底部为移动底盘；集群仓储机器人为该智能仓储系统的移动平台，用于承担货物运输的功能，载货托盘用于承载货物，该载货托盘的结构是：长方体、圆柱体等结构，材质为金属、塑料等可承载一定重量货物的硬质材质；该移动底盘的结构是：四轮或者三轮全向轮底盘结构，该移动底盘包含：单片机、伺服电机、全向轮、摄像头、寻迹传感器、超声波距离传感器、红外避障传感器、射频识别(RFID)卡片；单片机通过采集摄像头、寻迹传感器、超声波距离传感器、红外避障传感器、RFID卡片的信息，控制伺服电机转动；伺服电机与全向轮相连，实现集群仓储机器人的运动；载货托盘和移动底盘具有二维码识别、寻迹、自动避障，信息交互、以及基础的运动功能；
所述货物存放区由智能货架组成，该智能货架的结构是：多层长方体框架结构，为了方便集群仓储机器人导航以及增加货物存储空间利用效率，其横截面为正方形，多层复合存储货物；智能货架中心为空洞，用于投放货物到集群仓储机器人的载货托盘上；该智能货架具有存储货物、识别机器人信息、投放货物和信息交互的功能；该货物存放区位于本发明所述智能仓储系统的中心，由m排n列共m×n个智能货架组成，每个货架间留有间隙；
所述机器人通行区由货架间通道和快速通道组成；该货架间通道用于引导集群仓储机器人前往货物存放区装载货物；该快速通道用于取货后集群仓储机器人快速前往出货区卸载货物，货架间通道的尽头与快速通道相接；
该货架间通道由机器人通道、通道方向分割线、以及导航区组成；机器人通道用于满足集群仓储机器人通行，一条机器人通道可以满足集群仓储机器人同时进行双向移动；通道方向分割线用于引导集群仓储机器人保持正确的运动方向，不闯入对向机器人通道内；导航区用于传递任务信息素与该点位置坐标信息给集群仓储机器人，引导集群仓储机器人前往有取货需求的货物存放区装载货物；
该机器人通道的尺寸根据集群仓储机器人的尺寸进行设置，设集群仓储机器人最宽处的宽度为l，通行系数为α1，该机器人通道的宽度设为α1l，其中α1常取2.3左右，使机器人通道具备双向两车同时运行的能力，机器人通道布满货物存放区之间的间隙，设货物存放区有m排n列共m×n个智能货架，则机器人通道共有(m-1)排(n-1)列共(m+n-2)条机器人通道，机器人通道共有(m-1)×(n-1)个交叉路口；
该通道方向分割线的材质包括且不限于光学引导线、磁质引导线，其目的为分割机器人通道，使机器人通道双向同时运行时不互相影响，通道方向分割线位于每条机器人通道的正中央，宽度可以根据集群仓储机器人的尺寸进行设置，设集群仓储机器人最宽处的宽度为l，尺寸系数为β1，通道方向分割线的宽度为β1l，β1常取0.2，由于集群仓储机器人要在交叉路口依据导航区的信息进行转向、掉头等动作，交叉路口内部不设置通道方向分割线；
该导航区包含动态导航区和静态导航区两种，动态导航区用于传递任务信息素与位置坐标信息进而引导集群仓储机器人向搬运任务需求量大的方向移动；静态导航区用于精确引导集群仓储机器人到达发布搬运任务的智能货架；
该动态导航区布置在机器人通道的交叉路口，每个交叉口布置四个动态导航区，动态导航区可以采用动态二维码显示模块、射频识别(RFID)标签等多种信息传递媒介，每个动态导航区布置在路口双向通道内侧，每个路口布置四个动态导航区；
该静态导航区布置在每个智能货架与机器人通道的连接处，静态导航区可以采用静态二维码显示模块、RFID标签等多种信息传递媒介；
该快速通道由快速机器人通道和道路引导线组成，快速机器人通道用于满足集群仓储机器人前往出货区进行卸货任务，快速机器人通道为单向多车道设计，即集群仓储机器人从货架间通道的机器人通道到达快速机器人通道后，只能沿逆时针或顺时针前往出货区，进而减少拥堵的发生；道路引导线用于分割快速机器人通道，使快速机器人通道实现单向多车道的设计，同时可以引导集群仓储机器人保持正确的运动方向，不闯入旁边的快速机器人通道；快速通道共三条，位于货物存放区的外围，快速通道与货架间通道共有(2m+n-3)个接口互相连接；
该快速机器人通道的尺寸根据集群仓储机器人的尺寸进行设置，设集群仓储机器人最宽处的宽度为l，通行系数为α2，该快速机器人通道的宽度设为α2l，快速通道中的快速机器人通道数量为k，该快速通道的宽度设为α2kl，使快速机器人通道具备单向多车同时运行的能力；
该道路引导线的材质包括且不限于光学引导线、磁质引导线，其目的为分割快速机器人通道，使快速机器人通道单向同时运行时不互相影响；道路引导线的数量为(k+1)条，道路引导线的布局根据集群仓储机器人的宽度以及快速机器人通道的宽度进行设置，相邻两条道路引导线之间为集群仓储机器人运行的车道，车道的宽度比集群仓储机器人的最宽处略宽；道路引导线宽度可以根据集群仓储机器人的尺寸进行设置，设集群仓储机器人最宽处的宽度为l，道路引导线尺寸系数为β2，道路引导线的宽度为β2l，β2常取0.2；
所述出货区由卸货通道和返场通道组成，出货区位于货物存放区一侧，与三条快速通道一起包围货物存放区；集群仓储机器人通过快速通道到达出货区后根据所承载货物的信息进入不同的卸货通道进行卸货排队等待，卸货操作完成后集群仓储机器人通过返场通道返回货物存放区进行下一轮搬运任务；
该卸货通道由主卸货通道、分支卸货通道、导航区和道路引导线组成；主卸货通道与快速通道相连接，导航区用于引导集群仓储机器人前往正确的分支卸货通道进行卸货，道路引导线用于分割分支卸货通道和返场通道，防止集群仓储机器人发生碰撞；
该主卸货通道与快速通道相连接，将快速通道的多车道合并为一条，并与各个分支卸货通道相连接，主卸货通道的宽度与集群仓储机器人宽度有关，设集群仓储机器人最宽处的宽度为l，通行系数为α3，该主卸货通道的宽度设为α3l，其中α3常取1.1左右；
该分支卸货通道与主卸货通道和接下来分拣流程的分拣口相连接，用于将集群仓储机器人从主卸货通道引导至下一步分拣流程指定的分拣口，分支卸货通道的数量与分拣步骤所需的分拣口的数量相同，分支卸货通道的宽度与主卸货通道的宽度相同；
该导航区布置在每条分支卸货通道与主卸货通道的交叉口处，用于引导集群仓储机器人前往合适的分拣口，导航区可以采用静态二维码显示模块、RFID标签等多种信息传递媒介；
该道路引导线用于分割主卸货通道、分支卸货通道和返场通道，进而使得集群仓储机器人行驶在正确的通道内，道路引导线宽度与快速通道的道路引导线的宽度相同；
该返场通道与分支卸货通道平行，连接分拣口和货架间通道，用于引导集群仓储机器人卸货后前往货物存放区进行下一次搬运作业，为了防止返场的集群仓储机器人与卸货的集群仓储机器人发生碰撞；返场通道位于主卸货通道的下方，深度由集群仓储机器人的高度所确定；返场通道的最深处位于主卸货通道的正下方，设集群仓储机器人的高度为h，通行系数为η，则返场通道的最深处d为ηh，η常取1.5。
(三)优点创新
本发明与现有技术相比具有如下的创新点：本发明提供一种基于集群仓储机器人的智能仓储系统，针对集群仓储机器人系统的强拓展性、低耦合度、涌现性等特点对仓储系统内部布局分配和功能区分配进行优化设计，因此本专利在多方面提升智能仓储的效率，为系统正常运转提供支撑；本发明经济性好，维护成本低，可靠性高，具有推广应用前景。
附图说明
图1是本发明的整体布局示意图。
图2是本发明货架间通道局部布局示意图。
图3是本发明快速通道局部布局示意图。
图4是本发明出货区局部布局示意图。
图中序号、符号、代号说明如下：
图1中A1和A2为智能仓储系统的机器人通行区；
图1中A3为智能仓储系统的货物存放区；
图1中A4为智能仓储系统的出货区；
图2中B1为智能仓储系统的智能货架；
图2中B2为货架间通道导航区的动态导航区；
图2中B3为货架间通道导航区的静态导航区；
图3中C1为快速机器人通道；
图4中D1为卸货通道的导航区；
图4中D2为分拣口；
图4中D3为主卸货通道；
图4中D4为分支卸货通道；
图4中D5为返场通道。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案更加清楚，下面将结合附图及具体实施案例进行详细描述。应当理解，此处所描述的实施实例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提出的基于集群仓储机器人的智能仓储系统针对集群仓储机器人的特性对仓储结构进行设计，解决了现有的智能仓储系统在大规模控制、可扩展性等方面也存在很多不足，且在仓储系统内部布局分配、功能区分配设计上没有对集群仓储机器人作为载体时进行优化。
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
本发明一种基于集群仓储机器人的智能仓储系统，具体地说，该智能仓储系统的整体布局如图所示，由货物存放区、机器人通行区和出货区组成；货物存放区用于存储货物和投放货物给集群仓储机器人，机器人通行区用于引导集群仓储机器人的运动，出货区用于集群仓储机器人卸载货物。集群仓储机器人通过机器人通行区前往货物存放区搬运货物，到达货物存放区装载货物后通过机器人通行区前往出货区卸载货物，然后再返回进入下一轮搬运作业；
所述货物存放区由智能货架组成，货物存放区位于仓储系统的中心，由于消防安全的因素，货物存放区的占地面积不能超过200m(长)*100m(宽)；货物存放区用于存储货物、识别机器人信息、投放货物和信息交互的功能，为了方便集群仓储机器人导航以及增加货物存储空间利用效率，货物存放区的结构为长方体布局，其横截面为正方形，多层复合存储货物。在该智能仓储系统中，包含40排20列共800个智能货架，每个货架的尺寸为3m(长)*3m(宽)*2.5m(高)；
所述机器人通行区由货架间通道和快速通道组成；该货架间通道用于引导集群仓储机器人前往货物存放区装载货物；该快速通道用于取货后集群仓储机器人快速前往出货区卸载货物，货架间通道的尽头与快速通道相接；
如图2所示，该货架间通道由机器人通道、通道方向分割线、以及导航区组成；机器人通道用于满足集群仓储机器人通行，一条机器人通道可以满足集群仓储机器人同时进行双向移动；通道方向分割线用于引导集群仓储机器人保持正确的运动方向，不闯入对向机器人通道内；导航区用于传递任务信息素与该点位置坐标信息给集群仓储机器人，引导集群仓储机器人前往有取货需求的货物存放区装载货物；
该机器人通道的尺寸根据集群仓储机器人的尺寸进行设置，设集群仓储机器人最宽处的宽度为l，通行系数为α1，该机器人通道的宽度设为α1l，其中α1常取2.3左右，使机器人通道具备双向两车同时运行的能力，机器人通道布满货物存放区之间的间隙，设货物存放区有m排n列共m×n个智能货架，则机器人通道共有(m-1)排(n-1)列共(m+n-2)条机器人通道，机器人通道共有(m-1)×(n-1)个交叉路口。该智能仓储系统拥有39行19列共58条道路，某型号集群仓储机器人最宽处的宽度为0.8m，故根据α1l，可设货架间通道的宽度为1.8m；
该智能仓储系统通道方向分割线采用光学引导方式，布置黑色引导带，防止集群仓储机器人在运动的过程中侵犯其他集群仓储机器人的路权，从而引发堵塞和碰撞，其目的为分割机器人通道，使机器人通道双向同时运行时不互相影响，通道方向分割线位于每条机器人通道的正中央，宽度可以根据集群仓储机器人的尺寸进行设置，设集群仓储机器人最宽处的宽度为l，尺寸系数为β1，通道方向分割线的宽度为β1l，β1常取0.2，由于集群仓储机器人需要在交叉路口依据导航区的信息进行转向、掉头等动作，交叉路口内部不设置通道方向分割线。该智能仓储系统中，通道方向分割线宽度为0.08m；
该动态导航区布置在机器人通道的交叉路口，路口有四个动态导航区，动态导航区用于传递任务信息素与该点位置坐标信息，在该智能仓储系统中，动态导航区采用二维码显示模块进行引导，每个动态导航区布置在路口双向通道内侧，每个路口布置四个动态导航区；
如图3所示，该快速通道由快速机器人通道和道路引导线组成，快速机器人通道用于满足集群仓储机器人前往出货区进行卸货任务，快速机器人通道为单向多车道设计，即集群仓储机器人从货架间通道的机器人通道到达快速机器人通道后，在该智能仓储系统中，只能沿顺时针前往出货区，进而减少拥堵的发生，道路引导线用于分割快速机器人通道，使快速机器人通道实现单向多车道的设计，同时可以引导集群仓储机器人保持正确的运动方向，不闯入旁边的快速机器人通道；
该快速机器人通道共三条，位于货物存放区的外围，快速通道与货架间通道共有(2m+n-3)个接口互相连接，快速机器人通道的尺寸根据集群仓储机器人的尺寸进行设置，设集群仓储机器人最宽处的宽度为l，通行系数为α2，该快速机器人通道的宽度设为α2l，快速通道中的快速机器人通道数量为k，该快速通道的宽度设为α2kl，使快速机器人通道具备单向多车同时运行的能力。该智能仓储系统中，快速通道与货架间通道共有116个接口互相连接，某型号集群仓储机器人最宽处的宽度为0.8m，快速通道的车道数量为3条，通行系数为1.1左右，故根据α2kl，可设快速通道的宽度为3.6m；
该道路引导线的材质采用光学引导线，其目的为分割快速机器人通道，使快速机器人通道单向同时运行时不互相影响。道路引导线的数量为(k+1)条，道路引导线的布局根据集群仓储机器人的宽度以及快速机器人通道的宽度进行设置，相邻两条道路引导线之间为集群仓储机器人运行的车道，车道的宽度比集群仓储机器人的最宽处略宽；道路引导线宽度可以根据集群仓储机器人的尺寸进行设置，设集群仓储机器人最宽处的宽度为l，道路引导线尺寸系数为β2，道路引导线的宽度为β2l，β2常取0.2。该智能仓储系统中，道路引导线的数量为5条，道路引导线的宽度为0.08m；
如图4所示，出货区由卸货通道和返场通道组成，出货区位于货物存放区一侧，与三条快速通道一起包围货物存放区；集群仓储机器人通过快速通道到达出货区后根据所承载货物的信息进入不同的卸货通道进行卸货排队等待，卸货操作完成后集群仓储机器人通过返场通道返回货物存放区进行下一轮搬运任务；
该卸货通道由主卸货通道、分支卸货通道、导航区和道路引导线组成，主卸货通道与快速通道相连接，导航区用于引导集群仓储机器人前往正确的分支卸货通道进行卸货，道路引导线用于分割分支卸货通道和返场通道，防止集群仓储机器人发生碰撞；
该主卸货通道与快速通道相连接，将快速通道的多车道合并为一条，并与各个分支卸货通道相连接，主卸货通道的宽度与集群仓储机器人宽度有关，设集群仓储机器人最宽处的宽度为l，通行系数为α3，该主卸货通道的宽度设为α3l，其中α3常取1.1左右。该智能仓储系统中，主卸货通道的宽度为1m；
该分支卸货通道与主卸货通道和接下来分拣流程的分拣口相连接，用于将集群仓储机器人从主卸货通道引导至下一步分拣流程指定的分拣口，分支卸货通道的数量与分拣步骤所需的分拣口的数量相同，分支卸货通道的宽度与主卸货通道的宽度相同，在该智能仓储系统中，设后续的分拣口数量为10个，则共有10条分支卸货通道，分支卸货通道的宽度与主卸货通道的宽度相同，同为1m；
该导航区布置在每条分支卸货通道与主卸货通道的交叉口处，用于引导集群仓储机器人前往合适的分拣口，可以采用静态二维码显示模块、RFID标签等多种信息传递媒介；
该道路引导线用于分割主卸货通道、分支卸货通道和返场通道，进而使得集群仓储机器人行驶在正确的通道内，道路引导线宽度与快速通道的道路引导线宽度相同，为0.08m；
该返场通道与分支卸货通道平行，连接分拣口和货架间通道，用于引导集群仓储机器人卸货后前往货物存放区进行下一次搬运作业，为了防止返场的集群仓储机器人与卸货的集群仓储机器人发生碰撞；返场通道位于主卸货通道的下方，深度由集群仓储机器人的高度所确定；返场通道的最深处位于主卸货通道的正下方，设集群仓储机器人的高度为h，通行系数为η，则返场通道的最深处d为ηh，η常取1.5，设车高0.5m，则返场通道的最深处为0.75m。
以上所述，仅为本发明部分具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于集群仓储机器人的智能仓储系统，其特征在于：它是由集群仓储机器人、货物存放区、机器人通行区和出货区组成；该货物存放区用于存储货物和投放货物给集群仓储机器人，该机器人通行区用于引导集群仓储机器人的运动，该出货区用于集群仓储机器人卸载货物；该集群仓储机器人通过机器人通行区前往货物存放区搬运货物，到达货物存放区装载货物后通过机器人通行区前往出货区卸载货物，然后再返回进入下一轮搬运作业；
所述集群仓储机器人的结构是：上部为载货托盘，底部为移动底盘；集群仓储机器人为该智能仓储系统的移动平台，用于承担货物运输的功能，载货托盘用于承载货物；该移动底盘包含：单片机、伺服电机、全向轮、摄像头、寻迹传感器、超声波距离传感器、红外避障传感器、射频识别RFID卡片；单片机通过采集摄像头、寻迹传感器、超声波距离传感器、红外避障传感器、RFID卡片的信息，控制伺服电机转动；伺服电机与全向轮相连，实现集群仓储机器人的运动；载货托盘和移动底盘具有二维码识别、寻迹、自动避障，信息交互、以及基础的运动功能；
所述货物存放区由智能货架组成，该智能货架的结构是：多层长方体框架结构，为了方便集群仓储机器人导航以及增加货物存储空间利用效率，其横截面为正方形，多层复合存储货物；该智能货架中心为空洞，用于投放货物到集群仓储机器人的载货托盘上；该智能货架具有存储货物、识别机器人信息、投放货物和信息交互的功能；该货物存放区位于所述智能仓储系统的中心，由m排n列共m×n个智能货架组成，每个货架间留有间隙；
所述机器人通行区由货架间通道和快速通道组成；该货架间通道用于引导集群仓储机器人前往货物存放区装载货物；该快速通道用于取货后集群仓储机器人快速前往出货区卸载货物，货架间通道的尽头与快速通道相接；
该货架间通道由机器人通道、通道方向分割线、以及导航区组成；该机器人通道用于满足集群仓储机器人通行，一条机器人通道能满足集群仓储机器人同时进行双向移动；该通道方向分割线用于引导集群仓储机器人保持正确的运动方向，不闯入对向机器人通道内；该导航区用于传递任务信息素与位置坐标信息给集群仓储机器人，引导集群仓储机器人前往有取货需求的货物存放区装载货物；
该导航区包含动态导航区和静态导航区两种，动态导航区用于传递任务信息素与位置坐标信息进而引导集群仓储机器人向搬运任务需求量大的方向移动；静态导航区用于精确引导集群仓储机器人到达发布搬运任务的智能货架；
该动态导航区布置在机器人通道的交叉路口，每个交叉口布置四个动态导航区，动态导航区能采用动态二维码显示模块、射频识别RFID标签多种信息传递媒介，每个动态导航区布置在路口双向通道内侧，每个路口布置四个动态导航区；
该静态导航区布置在每个智能货架与机器人通道的连接处，静态导航区能采用静态二维码显示模块、RFID标签多种信息传递媒介；
该快速通道由快速机器人通道和道路引导线组成；该快速机器人通道用于满足集群仓储机器人前往出货区进行卸货任务，该快速机器人通道为单向多车道设计，即集群仓储机器人从货架间通道的机器人通道到达快速机器人通道后，只能沿逆时针及顺时针前往出货区，进而减少拥堵的发生；该道路引导线用于分割快速机器人通道，使快速机器人通道实现单向多车道的设计，同时能引导集群仓储机器人保持正确的运动方向，不闯入旁边的快速机器人通道；该快速通道共三条，位于货物存放区的外围，快速通道与货架间通道共有(2m+n-3)个接口互相连接；
所述出货区由卸货通道和返场通道组成，出货区位于货物存放区一侧，与三条快速通道一起包围货物存放区；集群仓储机器人通过快速通道到达出货区后根据所承载货物的信息进入不同的卸货通道进行卸货排队等待，卸货操作完成后集群仓储机器人通过返场通道返回货物存放区进行下一轮搬运任务；
该卸货通道由主卸货通道、分支卸货通道、导航区和道路引导线组成；主卸货通道与快速通道相连接，导航区用于引导集群仓储机器人前往正确的分支卸货通道进行卸货，道路引导线用于分割分支卸货通道和返场通道，防止集群仓储机器人发生碰撞；
该主卸货通道与快速通道相连接，将快速通道的多车道合并为一条，并与各个分支卸货通道相连接，主卸货通道的宽度与集群仓储机器人宽度有关，设集群仓储机器人最宽处的宽度为l，通行系数为α3，该主卸货通道的宽度设为α3l，其中α3常取1.1左右；
该分支卸货通道与主卸货通道和接下来分拣流程的分拣口相连接，用于将集群仓储机器人从主卸货通道引导至下一步分拣流程指定的分拣口，分支卸货通道的数量与分拣步骤所需的分拣口的数量相同，分支卸货通道的宽度与主卸货通道的宽度相同；
该导航区布置在每条分支卸货通道与主卸货通道的交叉口处，用于引导集群仓储机器人前往合适的分拣口，导航区可以采用静态二维码显示模块、RFID标签多种信息传递媒介；
该道路引导线用于分割主卸货通道、分支卸货通道和返场通道，进而使得集群仓储机器人行驶在正确的通道内，道路引导线宽度与快速通道的道路引导线的宽度相同；
该返场通道与分支卸货通道平行，连接分拣口和货架间通道，用于引导集群仓储机器人卸货后前往货物存放区进行下一次搬运作业，为了防止返场的集群仓储机器人与卸货的集群仓储机器人发生碰撞；返场通道位于主卸货通道的下方，深度由集群仓储机器人的高度所确定；返场通道的最深处位于主卸货通道的正下方，设集群仓储机器人的高度为h，通行系数为η，则返场通道的最深处d为ηh，η常取1.5。
2.根据权利要求1所述的一种基于集群仓储机器人的智能仓储系统，其特征在于：该载货托盘是长方体或圆柱体结构，其材质为金属或塑料可承载一预定重量货物的硬质材质。
3.根据权利要求1所述的一种基于集群仓储机器人的智能仓储系统，其特征在于：该移动底盘的结构是：四轮或三轮中的一种的全向轮底盘结构。
4.根据权利要求1所述的一种基于集群仓储机器人的智能仓储系统，其特征在于：该机器人通道的尺寸根据集群仓储机器人的尺寸进行设置，设集群仓储机器人最宽处的宽度为l，通行系数为α1，该机器人通道的宽度设为α1l，其中α1常取2.3左右，使机器人通道具备双向两车同时运行的能力，机器人通道布满货物存放区之间的间隙，设货物存放区有m排n列共m×n个智能货架，则机器人通道共有(m-1)排(n-1)列共(m+n-2)条机器人通道，该机器人通道共有(m-1)×(n-1)个交叉路口。
5.根据权利要求1所述的一种基于集群仓储机器人的智能仓储系统，其特征在于：该通道方向分割线的材质包括且不限于光学引导线、磁质引导线，其目的为分割机器人通道，使机器人通道双向同时运行时不互相影响，通道方向分割线位于每条机器人通道的正中央，宽度能根据集群仓储机器人的尺寸进行设置，设集群仓储机器人最宽处的宽度为l，尺寸系数为β1，通道方向分割线的宽度为β1l，β1常取0.2，由于集群仓储机器人1要在交叉路口依据导航区的信息进行转向、掉头动作，交叉路口内部不设置通道方向分割线。
6.根据权利要求1所述的一种基于集群仓储机器人的智能仓储系统，其特征在于：该快速机器人通道的尺寸根据集群仓储机器人的尺寸进行设置，设集群仓储机器人最宽处的宽度为l，通行系数为α2，该快速机器人通道的宽度设为α2l，快速通道中的快速机器人通道数量为k，该快速通道的宽度设为α2kl，使快速机器人通道具备单向多车同时运行的能力。
7.根据权利要求1所述的一种基于集群仓储机器人的智能仓储系统，其特征在于：该道路引导线的材质包括且不限于光学引导线、磁质引导线，其目的为分割快速机器人通道，使快速机器人通道单向同时运行时不互相影响；道路引导线的数量为(k+1)条，道路引导线的布局根据集群仓储机器人的宽度以及快速机器人通道的宽度进行设置，相邻两条道路引导线之间为集群仓储机器人运行的车道，车道的宽度比集群仓储机器人的最宽处略宽；道路引导线宽度能根据集群仓储机器人的尺寸进行设置，设集群仓储机器人最宽处的宽度为l，道路引导线尺寸系数为β2，道路引导线的宽度为β2l，β2常取0.2。
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