CN109384042A - 序列增量式码垛方法及其装置和计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种序列增量式码垛方法、序列增量式码垛装置和计算机可读存储介质。序列增量式码垛方法用于将目标物体码放到承托机构，序列增量式码垛方法包括：等分承托机构的空间；根据等分后的承托机构的空间确定承托机构的空隙信息；根据空隙信息和目标物体确定可以放置目标物体的可用空隙；根据可用空隙确定放置目标物体的目标空隙；根据放置所述目标物体后所述承托机构的空间信息更新所述空隙信息。如此，根据承托机构的空隙信息和目标物体确定可以放置目标物体的可用空隙从而确定放置目标物体的目标空隙，可以针对目标物体的尺寸和类型等特征进行码垛并保证垛的稳定，从而提高应用效果。

Description

序列增量式码垛方法及其装置和计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及码垛技术领域，具体涉及一种序列增量式码垛方法、序列增量式码垛装置和计算机可读存储介质。

背景技术

相关技术的码垛方法针对三维装箱问题进行研究以追求最大空间利用率。然而，相关技术一般针对同一尺寸的箱子进行码垛的规划，而难以针对箱子的尺寸、类型和码放次序进行码垛并保证垛的稳定，这样导致相关技术的码垛方法在实际场景中的应用效果较差。

发明内容

本发明提供了一种序列增量式码垛方法、序列增量式码垛装置和计算机可读存储介质。

本发明实施方式的序列增量式码垛方法，用于将目标物体码放到承托机构，所述序列增量式码垛方法包括：

等分所述承托机构的空间；

根据等分后的所述承托机构的空间确定所述承托机构的空隙信息；

根据所述空隙信息和所述目标物体确定可以放置所述目标物体的可用空隙；

根据所述可用空隙确定放置所述目标物体的目标空隙；

根据放置所述目标物体后所述承托机构的空间信息更新所述空隙信息。

本发明实施方式的序列增量式码垛装置，用于将目标物体码放到承托机构，所述序列增量式码垛装置包括：

等分空间模块，所述等分空间模块用于等分所述承托机构的空间；

第一确定模块，所述第一确定模块用于根据等分后的所述承托机构的空间确定所述承托机构的空隙信息；

第二确定模块，所述第二确定模块用于根据所述空隙信息和所述目标物体确定可以放置所述目标物体的可用空隙；

第三确定模块，所述第三确定模块用于根据所述可用空隙确定放置所述目标物体的目标空隙；

更新模块，所述更新模块用于根据放置所述目标物体后所述承托机构的空间信息更新所述空隙信息。

本发明实施方式的计算机可读存储介质上存储有序列增量式码垛程序，所述序列增量式码垛程序被处理器执行时实现如权利要求上述任一项所述的序列增量式码垛方法。

本发明实施方式的序列增量式码垛方法、序列增量式码垛装置和计算机可读存储介质，根据承托机构的空隙信息和目标物体确定可以放置目标物体的可用空隙从而确定放置目标物体的目标空隙，可以针对目标物体的尺寸和类型等特征进行码垛并保证垛的稳定，从而提高应用效果。

本发明的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施方式的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的序列增量式码垛方法的流程示意图。

图2是本发明实施方式的序列增量式码垛方法的模块示意图。

图3是本发明另一实施方式的序列增量式码垛方法的流程示意图。

图4是本发明另一实施方式的序列增量式码垛方法的模块示意图。

图5是本发明又一实施方式的序列增量式码垛方法的流程示意图。

图6是本发明又一实施方式的序列增量式码垛方法的模块示意图。

图7是本发明实施方式的承托机构的一层承托空间的示意图。

图8是本发明实施方式的序列增量式码垛方法的步骤S1424的流程示意图。

图9是本发明实施方式的序列增量式码垛方法步骤S16的流程示意图。

图10是本发明实施方式的序列增量式码垛方法第二确定模块的模块示意图。

图11是本发明另一实施方式的序列增量式码垛方法步骤S16的流程示意图。

图12是本发明另一实施方式的序列增量式码垛方法第二确定模块的模块示意图。

图13是本发明又一实施方式的序列增量式码垛方法步骤S16的流程示意图。

图14是本发明又一实施方式的序列增量式码垛方法第二确定模块的模块示意图。

图15是本发明再一实施方式的序列增量式码垛方法的流程示意图。

图16是本发明再一实施方式的序列增量式码垛方法的模块示意图。

图17是本发明另一实施方式的序列增量式码垛方法的流程示意图。

图18是本发明另一实施方式的序列增量式码垛方法的模块示意图。

图19是本发明又一实施方式的序列增量式码垛方法的流程示意图。

图20是本发明又一实施方式的序列增量式码垛方法的模块示意图。

图21是本发明再一实施方式的序列增量式码垛方法的流程示意图。

图22是本发明再一实施方式的序列增量式码垛方法的模块示意图。

主要元件符号说明：

序列增量式码垛装置10、等分空间模块12、等分单元122、第一确定模块14、第一确定子单元1422、第二确定子单元1424、第一确定单元142、第二确定模块16、第二确定单元162、第三确定子单元1622、第四确定子单元1624、第五确定子单元1626、六确定子单元1621、第七确定子单元1623、第八确定子单元1625、第一放弃单元164、第三确定单元166、第二放弃单元168、第四确定单元169、第三确定模块18、第五确定单元182、第九确定子单元1822、第十确定子单元1824、第六确定单元184、第四确定模块11、第五确定模块13、第七确定单元132、第八确定单元134、更换模块15、放弃模块17、更新模块19。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语 “安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1，本发明实施方式提供的序列增量式码垛方法，用于将目标物体码放到承托机构，序列增量式码垛方法包括：

步骤S12：等分承托机构的空间；

步骤S14：根据等分后的承托机构的空间确定承托机构的空隙信息；

步骤S16：根据空隙信息和目标物体确定可以放置目标物体的可用空隙；

步骤S18：根据可用空隙确定放置目标物体的目标空隙；

步骤S19：根据放置目标物体后承托机构的空间信息更新空隙信息。

请参阅图2，本发明实施方式提供的序列增量式码垛装置10，用于将目标物体码放到承托机构，序列增量式码垛装置10包括等分空间模块12、第一确定模块14、第二确定模块16、第三确定模块18和更新模块19。等分空间模块12用于等分承托机构的空间；第一确定模块14用于根据等分后的承托机构的空间确定承托机构的空隙信息；第二确定模块16用于根据空隙信息和目标物体确定可以放置目标物体的可用空隙；第三确定模块18用于根据可用空隙确定放置目标物体的目标空隙。更新模块19用于根据放置目标物体后承托机构的空间信息更新空隙信息。

本发明实施方式的序列增量式码垛方法和序列增量式码垛装置10，根据承托机构的空隙信息和目标物体确定可以放置目标物体的可用空隙从而确定放置目标物体的目标空隙，可以针对目标物体的尺寸和类型等特征进行码垛并保证垛的稳定，从而提高应用效果。

具体地，承托机构可以是托盘等可以用于集装、堆放、搬运和运输的放置作为单元负荷的货物和制品的水平平台装置。目标物体可以是箱子等货物和制品。当承托机构为托盘时，可以为柱式托盘或箱式托盘。请注意，以上仅为示例，在此不对承托机构和目标物体的具体形式进行限定。为了方便说明，接下来以承托机构是托盘，目标物体是箱子为例进行说明。

另外，在本发明实施方式中，可以由机器人将目标物体从传送带抓取到托盘上进行码垛。具体地，机器人可以通过信息录入的方式获取目标物体的尺寸信息或利用深度相机采集目标物体的尺寸信息，从而实现针对箱子的尺寸和类型进行码垛，也即是实现箱子尺寸多样性约束。然后，机器人根据深度相机采集到的信息，对目标物体进行抓取，并根据本发明实施方式的序列增量式码垛方法来确定放置目标物体的目标位置，从而将目标物体整齐地码放在承托机构上。进一步地，深度相机可以基于双目视觉、结构光或飞行时间(Time of flight，TOF)的原理采集目标物体的深度信息，从而确定目标物体的尺寸信息。

请参阅图3，在某些实施方式中，步骤S12包括：

步骤S122：将承托机构的空间按照长度方向、宽度方向和高度方向划分为以单位长度为边长的至少一个单位空间，在高度方向上高度相同的每个单位空间形成一层承托空间；

步骤S14包括：

步骤S142：确定每层承托空间的空隙信息。

请参阅图4，在某些实施方式中，等分空间模块12包括等分单元122，等分单元122用于将承托机构的空间按照长度方向、宽度方向和高度方向划分为以单位长度为边长的至少一个单位空间，在高度方向上高度相同的每个单位空间形成一层承托空间；第一确定模块14包括第一确定单元142，第一确定单元142用于确定每层承托空间的空隙信息。

如此，实现等分承托机构的空间和确定承托机构的空隙信息。具体地，单位长度可以为1cm，1dm，0.5cm，0.5dm或其他任意长度，在此不对单位长度的具体长度进行限定。空隙信息可以为空隙信息表，在此不对空隙信息的具体形式进行限定。当空隙信息为空隙信息表时，在步骤S19中，根据放置目标物体后承托机构的空间信息更新空隙信息，可以是指根据放置目标物体后承托机构的空间信息更新空隙信息表。

在一个例子中，单位长度为1cm，空隙信息的形式为空隙信息表，在托盘的高度方向，也即是竖直方向，以1cm为单位确定每层承托空间，并确定每层承托空间空隙信息表，空隙信息表中存储空隙的位置信息和大小信息。

请参阅图5，在某些实施方式中，步骤S142包括：

步骤S1422：根据每层承托空间的单位空间的占用信息和支撑信息确定每层承托空间的空隙矩阵；

步骤S1424：根据空隙矩阵确定每层承托空间的空隙信息。

请参阅图6，在某些实施方式中，第一确定单元142包括第一确定子单元1422和第二确定子单元1424。第一确定子单元1422用于根据每层承托空间的单位空间的占用信息和支撑信息确定每层承托空间的空隙矩阵；第二确定子单元1424用于根据空隙矩阵确定每层承托空间的空隙信息。

如此，实现确定每层承托空间的空隙信息。可以理解，为保证空隙可以承载箱子，空隙需要满足以下条件：第一，在空隙的范围中，所有单位空间(体素)都未被占用；第二，空隙必须有支撑。因此，可以根据每层承托空间的单位空间的占用信息和支撑信息确定每层承托空间的空隙矩阵，从而确定每层承托空间的空隙信息。

具体地，“空隙必须有支撑”是指，空隙下方必须有托盘支撑或者有其他箱子的表面支撑，从而确保可以在物理上能支撑起箱子，也即是确保序列增量式码垛方法的稳定性约束。可以理解，每个放到托盘的箱子，都必须确保得到托盘或者其他箱子的支撑，否则无法保证码垛的稳定性甚至在物理上无法实现码垛。进一步地，支撑可以包括完全支撑和部分支撑。完全支撑是指箱子底部与托盘或其他箱子完全接触，部分支撑允许箱子底部存在部分悬空，但要确保在物理上能支撑起箱子，保证整个垛保持稳定和不垮塌。请注意，本发明实施方式中采用的是完全支撑，在其他的实施方式中，可以采用部分支撑。

另外，在托盘为空时，只有最底层才可以放置箱子，而且最底层放置箱子的面积为整个托盘底部的面积。当机器人抓取箱子并放置到托盘后，就需要对空隙信息表进行更新，具体地，由于存储到空隙信息表中的可用空隙必须保证有支撑，所以在放置箱子后，只需更新箱子的最底层和箱子最顶层的上一层的空隙信息即可。

在某些实施方式中，步骤S1422包括：

确定每个单位空间是否未被占用且有支撑；

若是，确定单位空间在空隙矩阵中的值为1；

若否，确定单位空间在空隙矩阵中的值为0。

在某些实施方式中，第一确定子单元1422用于：确定每个单位空间是否未被占用且有支撑；若是，确定单位空间在空隙矩阵中的值为1；若否，确定单位空间在空隙矩阵中的值为0。

如此，实现根据每层承托空间的单位空间的占用信息和支撑信息确定每层承托空间的空隙矩阵。具体地，请参阅图7，在图7所示的例子中，在该层承托空间内，值为1的单位空间未被占用且有支撑，在该单位空间可以放置尺寸小于该单位空间的物体，值为0的单位空间被占用和/或无支撑，在该单位空间不能放置物体。

在某些实施方式中，步骤S1424包括：

根据空隙矩阵依次确定每层承托空间的空隙范围；

对每层承托空间的空隙范围进行去重处理以得到每层承托空间的空隙信息。

在某些实施方式中，第二确定子单元1424用于：根据空隙矩阵依次确定每层承托空间的空隙范围；对每层承托空间的空隙范围进行去重处理以得到每层承托空间的空隙信息。

如此，实现根据空隙矩阵确定每层承托空间的空隙信息。可以理解，一个空隙范围不能被另一个空隙范围完全包含，因此，需要对每层承托空间的空隙范围进行去重处理。在图7所示的例子中，该层承托空间去重后的空隙范围如虚线框所示。

具体地，请参阅图8，可以通过以下方式实现确定该层承托空间的每个单位空间的空隙范围和对每层承托空间的空隙范围进行去重处理：

(1)m表示空隙矩阵的行数，n表示空隙矩阵的列数，left[n]记录当前空隙在长度方向(X方向)最小值，初始化全为零，right[n]记录当前空隙在长度方向最大值，初始化全为n，height[n]记录当前空隙在宽度方向(Y方向)连续未被占用的单位空间(体素)个数，初始化全为0。记cur_left＝0，cur_right＝n。记录当前left值和当前right值，i表示当前行，初始化i＝0。

(2)在i＜m时：

计算当前行的height[i]值：

遍历这一列的所有元素j：

if(matrix[i][j]＝＝1)height[j]++；

else height[j]＝0；

计算当前行的left[i]值：

遍历这一列的所有元素j；

if(matrix[i][j]＝＝1)left[j]＝max(left[j]，cur_left);

else{left[j]＝0;cur_left＝j+1}；

计算当前行的right[i]值：

遍历这一列的所有元素j：

if(matrix[i][j]＝＝1)right[j]＝min(right[j]，cur_right)；

else{right[j]＝n；cur_right＝j}；

记录这一行所有形成的空隙：

遍历这一列的所有元素j，temp_gap表示形成的空隙；

temp_gap.down＝i-height[j]；

temp_gap.top＝i；

temp_gap.left＝left[j]；

temp_gap.right＝right[j]；

(3)空隙去重：遍历处于同一层的空隙，如果有空隙包含temp_gap，则将temp_gap放弃，若temp_gap包含已经存入空隙表的空隙，则删除该空隙，将temp_gap存入。如果没有上述两种情况，直接将空隙temp_gap存入空隙信息表Gap_Table中。

(4)、重复步骤(2)-(3)，直至遍历完每一行。

请参阅图9，在某些实施方式中，空隙信息包括至少一个待选空隙，待选空隙包括空隙高度，目标物体包括高度尺寸，步骤S16包括：

步骤S162：确定待选空隙是否可以容纳目标物体；

步骤S164：在待选空隙不可以容纳目标物体时，放弃待选空隙；

步骤S166：在待选空隙可以容纳目标物体时，确定空隙高度与高度尺寸之和是否大于承托机构的最大高度；

步骤S168：若是，放弃待选空隙；

步骤S169：若否，将待选空隙作为可用空隙。

请参阅图10，在某些实施方式中，空隙信息包括至少一个待选空隙，待选空隙包括空隙高度，目标物体包括高度尺寸，第二确定模块16包括第二确定单元162、第一放弃单元164、第三确定单元166、第二放弃单元168和第四确定单元169。第二确定单元162用于确定待选空隙是否可以容纳目标物体；第一放弃单元164用于在待选空隙不可以容纳目标物体时，放弃待选空隙；第三确定单元166用于在待选空隙可以容纳目标物体时，确定空隙高度与高度尺寸之和是否大于承托机构的最大高度；第二放弃单元168用于在空隙高度与高度尺寸之和大于承托机构的最大高度时，放弃待选空隙；第四确定单元169用于在空隙高度与高度尺寸之和不大于承托机构的最大高度时，将待选空隙作为可用空隙。

如此，实现根据空隙信息和目标物体确定可以放置目标物体的可用空隙。可以理解，在长度方向和宽度方向上目标物体需要能够放入待选空隙，在高度方向上，放上目标物体之后，目标物体与承托机构的底部的相对高度不能超过承托机构的最大高度。

在步骤S169中，可以将可用空隙以可用空隙表的形式进行记录和存储。

请参阅图11，在某些实施方式中，待选空隙包括空隙长度和空隙宽度，目标物体包括长度尺寸和宽度尺寸，步骤S162包括：

步骤S1622：确定是否空隙长度大于长度尺寸且空隙宽度大于宽度尺寸；

步骤S1624：若是，确定待选空隙可以容纳目标物体；

步骤S1626：若否，确定待选空隙不可以容纳目标物体。

请参阅图12，在某些实施方式中，待选空隙包括空隙长度和空隙宽度，目标物体包括长度尺寸和宽度尺寸，第二确定单元162包括第三确定子单元1622、第四确定子单元1624和第五确定子单元1626。第三确定子单元1622用于确定是否空隙长度大于长度尺寸且空隙宽度大于宽度尺寸；第四确定子单元1624用于若是，确定待选空隙可以容纳目标物体；第五确定子单元1626用于若否，确定待选空隙不可以容纳目标物体。

如此，实现确定待选空隙是否可以容纳目标物体。具体地，在一个例子中，空隙长度为3，长度尺寸为2，空隙宽度为5，宽度尺寸为4，空隙长度大于长度尺寸且空隙宽度大于宽度尺寸，确定待选空隙可以容纳目标物体。在另一个例子中，空隙长度为3，长度尺寸为2，空隙宽度为5，宽度尺寸为6，空隙长度大于长度尺寸，但空隙宽度不大于宽度尺寸，确定待选空隙不可以容纳目标物体。

请注意，空隙长度、空隙宽度和空隙高度，以及长度尺寸、宽度尺寸和高度尺寸，均基于空间直角坐标系。空隙长度是空隙在X方向的尺寸，空隙宽度是空隙在Y方向的尺寸，空隙高度是空隙在Z方向的尺寸；长度尺寸是目标物体在X方向的尺寸，宽度尺寸是目标物体在Y方向的尺寸，高度尺寸是目标物体在Z方向的尺寸。

请参阅图13，在某些实施方式中，待选空隙包括空隙长度和空隙宽度，目标物体包括长度尺寸和宽度尺寸，步骤S162包括：

步骤S1621：确定是否空隙长度大于宽度尺寸且空隙宽度大于长度尺寸；

步骤S1623：若是，确定待选空隙可以容纳目标物体；

步骤S1625：若否，确定待选空隙不可以容纳目标物体。

请参阅图14，在某些实施方式中，待选空隙包括空隙长度和空隙宽度，目标物体包括长度尺寸和宽度尺寸，第二确定单元162包括第六确定子单元1621、第七确定子单元1623和第八确定子单元1625。第六确定子单元1621用于确定是否空隙长度大于宽度尺寸且空隙宽度大于长度尺寸；第七确定子单元1623用于若是，确定待选空隙可以容纳目标物体；第八确定子单元1625用于若否，确定待选空隙不可以容纳目标物体。

如此，实现确定待选空隙是否可以容纳目标物体。具体地，在一个例子中，空隙长度为3，长度尺寸为4，空隙宽度为5，宽度尺寸为2，空隙长度大于宽度尺寸且空隙宽度大于长度尺寸，确定待选空隙可以容纳目标物体。在另一个例子中，空隙长度为5，长度尺寸为2，空隙宽度为1，宽度尺寸为4，空隙长度大于宽度尺寸，但空隙宽度不大于长度尺寸，确定待选空隙不可以容纳目标物体。

请参阅图15，在某些实施方式中，步骤S18包括：

步骤S182：确定每个可用空隙放置目标物体的效果评估值；

步骤S184：将效果评估值最高的可用空隙作为目标空隙。

请参阅图16，在某些实施方式中，第三确定模块18包括第五确定单元182和第六确定单元184。第五确定单元182用于确定每个可用空隙放置目标物体的效果评估值；第六确定单元184用于将效果评估值最高的可用空隙作为目标空隙。

如此，实现根据可用空隙确定放置目标物体的目标空隙。可以理解，在一些情况下，可以放置目标物体的可用空隙不止一个，那么就需要从多个可用空隙中选出一个可用空隙作为目标空隙。本发明实施方式的序列增量式码垛方法，将效果评估值最高的可用空隙作为目标空隙，可以保证码垛的效果趋于最优。

请参阅图17，在某些实施方式中，目标物体包括至少一种类型，步骤S182包括：

步骤S1822：确定每个可用空隙可以放置的目标物体的类型数目；

步骤S1824：根据类型数目和预设的评估模型确定每个可用空隙的效果评估值。

请参阅图18，在某些实施方式中，目标物体包括至少一种类型，第五确定单元182包括第九确定子单元1822和第十确定子单元1824。第九确定子单元1822用于确定每个可用空隙可以放置的目标物体的类型数目；第十确定子单元1824用于根据类型数目和预设的评估模型确定每个可用空隙的效果评估值。

如此，实现确定每个可用空隙放置目标物体的效果评估值。具体地，评估模型可以为评估函数。对于即将放置到托盘的箱子，将其放置到可用空隙表的每个可用空隙中，每放入一个可用空隙，对放置后的效果进行评估以得到效果评估值。评估的依据是该箱子放置后对托盘承载能力的影响。每次将箱子放入一个可用空隙，评估函数根据更新后的托盘空间情况进行评分，然后再恢复到未将该箱子放入该可用空隙的状态。再将箱子放入到下一个可用空隙中进行评估，直到对可用空隙表中的每个可用空隙都进行了评估。最后，再根据评估状况选择最优的可用空隙作为目标空隙并放入箱子。

进一步地，评估函数描述如下：

(1)从可用空隙表中取一个可用空隙，判断各种箱子类型是否能放入到该可用空隙中，计算出能放入该可用空隙的箱子类型数目，用zero_num、one_num、two_num、......all_num来记录能容纳箱子类型的数目，zero_num＝1表示该空隙不能放入任何一种类型的箱子，three_num＝1表示能容纳三种类型的箱子，all_num＝1表示能容纳所有类型的箱子。

(2)将效果评估值evaluate_value进行累加，各个变量前的系数是通过实验得出的经验值evaluate_value＝6*all_num+4*four_num+3*three_num+2*two_num+one_num-3*zero_num。

通过上述评估函数，可以计算出箱子放入每个可用空隙的效果评估值，从而可以选择效果评估值最高的可用空隙作为目标空隙并放入箱子。

请参阅图19，在某些实施方式中，序列增量式码垛方法包括：

步骤S11：确定可用空隙是否为0；在可用空隙不为0时，进入根据可用空隙确定放置目标物体的目标空隙的步骤；

步骤S13：在可用空隙的数量为0时，确定是否满足更换承托机构的条件；

步骤S15：若是，更换承托机构；

步骤S17：若否，放弃将目标物体放到承托机构。

请参阅图20，在某些实施方式中，序列增量式码垛装置10包括第四确定模块11、第五确定模块13、更换模块15和放弃模块17。第四确定模块11用于确定可用空隙是否为0；以及用于在可用空隙不为0时，进入第三确定模块18；第五确定模块13用于在可用空隙的数量为0时，确定是否满足更换承托机构的条件；更换模块15用于在需要更换承托机构时，更换承托机构；放弃模块17，放弃模块17用于在不需要更换承托机构时，放弃将目标物体放到承托机构。

如此，可以提高码垛的效率和承托机构的空间利用率。可以理解，在当前托盘码放箱子到一定数量时，会出现当前托盘的空隙有可能无法容纳传送带上的某些类型或全部类型的箱子，此时，就需要根据换托盘策略来决定是否将当前托盘拉走，换上新的空托盘，或者放弃抓取部分箱子，继续抓取后面的箱子。具体地，在可用空隙为0时，当前托盘不能容纳任何箱子，必须更换托盘。在可用空隙不为0时，虽然当前托盘能容纳箱子，但如果当前的状况满足设定的换托盘条件，也即是判定需要更换托盘时，也要拉走当前托盘，换上新的空托盘。

请参阅图21，在某些实施方式，步骤S13包括：

步骤S132：确定承托机构的空间利用率和历史放弃数量，历史放弃数量为放弃放到承托机构的目标物体的数目；

步骤S134：在空间利用率大于第一阈值且历史放弃数量大于第一数量时，确定满足更换承托机构的条件；在空间利用率大于第二阈值且历史放弃数量大于第二数量时，确定更换承托机构，第二阈值小于第一阈值，第二数量大于第一数量；在空间利用率大于第三阈值且历史放弃数量大于第三数量时，确定满足更换承托机构的条件，第三阈值小于第二阈值，第三数量大于第二数量；在历史放弃数量大于第四数量时，确定满足更换承托机构的条件，第四数量大于第三数量。

请参阅图22，在某些实施方式中，第五确定模块13包括第七确定单元132和第八确定单元134。第七确定单元132用于确定承托机构的空间利用率和历史放弃数量，历史放弃数量为放弃放到承托机构的目标物体的数目；第八确定单元134用于在空间利用率大于第一阈值且历史放弃数量大于第一数量时，确定满足更换承托机构的条件；及用于在空间利用率大于第二阈值且历史放弃数量大于第二数量时，确定满足更换承托机构的条件，第二阈值小于第一阈值，第二数量大于第一数量；及用于在空间利用率大于第三阈值且历史放弃数量大于第三数量时，确定满足更换承托机构的条件，第三阈值小于第二阈值，第三数量大于第二数量；以及用于在历史放弃数量大于第四数量时，确定满足更换承托机构的条件，第四数量大于第三数量。

如此，实现确定是否需要更换承托机构。具体地，在一个例子中，第一阈值为0.7，第一数量为5；第二阈值为0.65，第二数量为6；第三阈值为0.6，第三数量为7；第四数量为8。如果空间利用率超过0.7，且放弃抓取的箱子数量大于5，则满足更换承托机构的条件，更换托盘；如果空间利用率超过0.65，且放弃抓取的箱子数量大于6，则确定满足更换承托机构的条件，更换托盘；如果空间利用率超过0.6，且放弃抓取的箱子数量大于7，则确定满足更换承托机构的条件，更换托盘；如果放弃抓取的箱子数量大于8，则确定满足更换承托机构的条件，更换托盘。

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有序列增量式码垛程序，所述序列增量式码垛程序被处理器执行时实现如上所述的序列增量式码垛方法。

本发明计算机可读存储介质的具体实施例与上述序列增量式码垛方法的各个实施例基本相同，在此不做赘述。

综合以上，实际的物流场景中，机器人从传送带上将箱子码放到托盘，必须要加入如下几个硬性约束：(1)箱子信息不完全约束：传统的三维装箱问题中，所有需要码放的箱子数量和尺寸都是知道的。但实际的场景中，传送带上的箱子数量有限，而且不能预知后面将到来哪种尺寸的箱子。(2)码垛次序约束：在传统的三维装箱问题中，箱子码放的次序也是可以任意调整的。而现实场景中，机器人码放箱子的次序只能根据传送带上箱子的次序来确定，不能够调整箱子的码放次序。(3)箱子尺寸的多样性约束：传送带上的箱子尺寸各异，一条传送带上的箱子尺寸类型相对固定，但类型数量大于1。(4)稳定性约束：每个放到托盘的箱子，都必须确保得到托盘或者其他箱子的支撑，保证整个垛保持稳定，不垮塌。要确保码垛方法实际应用场景中使用，就必须确保满足以上四个约束条件。而现有的方法，要么没有考虑以上约束，要么只考虑了部分约束(如稳定性约束)，难以在实际场景中采用。

而综合以上，本发明实施方式的序列增量式码垛方法、序列增量式码垛装置和计算机可读存储介质有以下有益效果：能处理箱子信息不完全条件下的码垛；能处理箱子码放次序的约束；能处理传送带上不同尺寸箱子的码垛；保证了箱子码放的稳定性，确保实际码垛场景的应用需求；托盘利用率较高，放弃抓取的箱子比例低。如此，能在实际的应用场景中获得较好的效果，节省大量人力并提高码垛效率。

在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种序列增量式码垛方法，用于将目标物体码放到承托机构，其特征在于，所述序列增量式码垛方法包括：

等分所述承托机构的空间；

根据等分后的所述承托机构的空间确定所述承托机构的空隙信息；

根据所述空隙信息和所述目标物体确定可以放置所述目标物体的可用空隙；

根据所述可用空隙确定放置所述目标物体的目标空隙；

根据放置所述目标物体后所述承托机构的空间信息更新所述空隙信息。

2.如权利要求1所述的序列增量式码垛方法，其特征在于，等分所述承托机构的空间，包括：

将所述承托机构的空间按照长度方向、宽度方向和高度方向划分为以单位长度为边长的至少一个单位空间，在所述高度方向上高度相同的每个所述单位空间形成一层承托空间；

根据等分后的所述承托机构的空间确定所述承托机构的空隙信息，包括：

确定每层所述承托空间的所述空隙信息；

确定每层所述承托空间的所述空隙信息，包括：

根据每层所述承托空间的所述单位空间的占用信息和支撑信息确定每层所述承托空间的空隙矩阵；

根据所述空隙矩阵确定每层所述承托空间的所述空隙信息。

3.如权利要求2所述的序列增量式码垛方法，其特征在于，根据每层所述承托空间的所述单位空间的占用信息和支撑信息确定每层所述承托空间的空隙矩阵，包括：

确定每个所述单位空间是否未被占用且有支撑；

若是，确定所述单位空间在所述空隙矩阵中的值为1；

若否，确定所述单位空间在所述空隙矩阵中的值为0。

4.如权利要求2所述的序列增量式码垛方法，其特征在于，根据所述空隙矩阵确定每层所述承托空间的所述空隙信息，包括：

根据所述空隙矩阵依次确定每层所述承托空间的空隙范围；

对每层所述承托空间的所述空隙范围进行去重处理以得到每层所述承托空间的所述空隙信息。

5.如权利要求1所述的序列增量式码垛方法，其特征在于，所述空隙信息包括至少一个待选空隙，所述待选空隙包括空隙高度，所述目标物体包括高度尺寸，根据所述空隙信息和所述目标物体确定可以放置所述目标物体的可用空隙，包括：

确定所述待选空隙是否可以容纳所述目标物体；

在所述待选空隙不可以容纳所述目标物体时，放弃所述待选空隙；

在所述待选空隙可以容纳所述目标物体时，确定所述空隙高度与所述高度尺寸之和是否大于所述承托机构的最大高度；

若是，放弃所述待选空隙；

若否，将所述待选空隙作为所述可用空隙。

6.如权利要求5所述的序列增量式码垛方法，其特征在于，所述待选空隙包括空隙长度和空隙宽度，所述目标物体包括长度尺寸和宽度尺寸，确定所述待选空隙是否可以容纳所述目标物体，包括：

确定是否所述空隙长度大于所述长度尺寸且所述空隙宽度大于所述宽度尺寸；

若是，确定所述待选空隙可以容纳所述目标物体；

若否，确定所述待选空隙不可以容纳所述目标物体。

或，确定所述待选空隙是否可以容纳所述目标物体，包括：

确定是否所述空隙长度大于所述宽度尺寸且所述空隙宽度大于所述长度尺寸；

若是，确定所述待选空隙可以容纳所述目标物体；

若否，确定所述待选空隙不可以容纳所述目标物体。

7.如权利要求1所述的序列增量式码垛方法，其特征在于，根据所述可用空隙确定放置所述目标物体的目标空隙，包括：

确定每个所述可用空隙放置所述目标物体的效果评估值；

将所述效果评估值最高的所述可用空隙作为所述目标空隙；

所述目标物体包括至少一种类型，确定每个所述可用空隙放置所述目标物体的效果评估值，包括：

确定每个所述可用空隙可以放置的所述目标物体的类型数目；

根据所述类型数目和预设的评估模型确定每个所述可用空隙的效果评估值。

8.如权利要求1所述的序列增量式码垛方法，其特征在于，所述序列增量式码垛方法包括：

确定所述可用空隙是否为0；

在所述可用空隙不为0时，进入所述根据所述可用空隙确定放置所述目标物体的目标空隙的步骤；

在所述可用空隙的数量为0时，确定是否满足更换所述承托机构的条件；

若是，更换所述承托机构；

若否，放弃将所述目标物体放到所述承托机构。

9.一种序列增量式码垛装置，用于将目标物体码放到承托机构，其特征在于，所述序列增量式码垛装置包括：

等分空间模块，所述等分空间模块用于等分所述承托机构的空间；

第一确定模块，所述第一确定模块用于根据等分后的所述承托机构的空间确定所述承托机构的空隙信息；

第二确定模块，所述第二确定模块用于根据所述空隙信息和所述目标物体确定可以放置所述目标物体的可用空隙；

第三确定模块，所述第三确定模块用于根据所述可用空隙确定放置所述目标物体的目标空隙；

更新模块，所述更新模块用于根据放置所述目标物体后所述承托机构的空间信息更新所述空隙信息。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有序列增量式码垛程序，所述序列增量式码垛程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的序列增量式码垛方法。