CN110175404A - 货物装载调整方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了货物装载调整方法及装置，涉及车辆装载布局优化技术领域。一种货物装载调整方法，包括步骤：对待装载的多个货物进行装载，所述货物之间在高度上不能相互叠放；根据预设约束条件，判断未装货物是否能够装入车厢；判定未装货物不能装入车厢时，生成装载方案，计算所述装载方案下的车厢重心位置并判断重心位置是否满足重心约束，所述重心约束包括x轴、y轴和z轴要求范围；判定不满足重心约束时，利用回溯算法进行重心调整。本发明对不满足重心约束的装载方案通过回溯算法来进行重心调整处理，直至生成可行的装载方案，显著提高了车辆装载计划的准确率，使得车辆装载计划更贴近实际运作。

Description

货物装载调整方法及装置

技术领域

本发明涉及车辆装载布局优化技术领域。

背景技术

三维装载问题是一种几何组合优化问题，通常视为长方体形状货物的组合优化。具体的，三维装载问题是指对给定一辆待配载货车以及一批待装货物，确定一个可行的装载方案使得在满足基本约束条件下，车辆装载率最大。该问题需要满足四个方面的假设条件：1)车厢及待装货物均为长方体；2)放入的货物必须完全被包含在车厢内；3)货物只能以棱平行或垂直于车厢的棱的方向放置；4)要求货物只能绕着高度棱进行旋转，不可倾倒放置。而常见的约束条件有货物不与车厢相嵌约束、货物之间互不相嵌约束、车厢承重约束等。车辆装载率则定义为装入车厢的所有货物体积之和与车厢体积之间占比。

目前的求解方法中，对车厢重心和货箱堆叠规则考虑不足，而实际车辆装载时，车厢重心限制和货箱堆叠规则是非常重要的规则。一方面，车辆装载时，负荷重心偏在一侧或一端会导致车辆的操纵性和安定性变差，行车过程中容易引起侧翻等事故发生。因此车辆运输过程中要求指已装货物的车厢重心位置必须在规定的安全区域内，参见图1和图2所示，图1示例了车辆重心安全区域在车厢三维空间中的区域范围，图2示例了车辆重心安全区域在车厢水平面中的区域范围。另一方面，在实际车辆运输中，需要运输的对象通常被包装在指定的长方体容器内，而包装容器之间堆叠有类型和尺寸的限定，通常包含以下四种限定规则：a)不允许堆叠：是指容器上面不允许再堆叠其他任何容器。b)仅允许同类型同尺寸堆叠：是指容器上面仅仅允许堆叠同种类型容器，且上下堆叠的容器底部的长宽分别相同，如专用的专用料架，这种包装容器支架上有凸凹槽，与底部对接，能加固成一体。c)允许同类型同尺寸/底面尺寸小的堆叠：是指容器上面仅仅允许堆叠同种类型容器，但是要求能完全支撑上面容器的底部面积。如纸箱，上面可以堆叠纸箱，但不能堆叠其他类型的容器。d)允许不同类型，同尺寸/底面尺寸小的堆叠，如木箱或带盖的塑料箱，在满足单箱承重条件下，允许上面堆放同类或其他类如纸箱，但要求下面容器能完成支撑上面容器的底部面积。除了以上四种限定规则之外，包装容器之间堆叠时还需要考虑单箱承重。单箱承重是将容器堆叠在一个容器之上时，需要考虑上面堆叠的容器重量之和不能超过下面容器的最大承受重量。否则将会出现因为无法承重而造成货物损坏情况发生，降低合格率，影响后续生产。综上所述，不同容器之间堆叠限定就形成了复杂的堆叠规则。

由于缺乏对车厢重心和货箱堆叠规则的考虑，生成的货物装载计划在实际车辆装载时往往难以达到理论值。如何基于运输企业日常运作的实际需求，提出一种更贴近实际运作的货物装载方法，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供了一种货物装载调整方法及装置，本发明在货物装载时，能够对不满足重心约束的装载方案通过回溯算法来进行重心调整处理，直至生成可行的装载方案；进一步，还考虑了需要托盘包装的待装对象的堆叠规则约束。本发明显著提高了车辆装载计划的准确率，使得车辆装载计划更贴近实际运作。

为实现上述目标，本发明提供了如下技术方案：

一种货物装载调整方法，包括步骤：

对待装载的多个货物进行装载，所述货物之间在高度上不能相互叠放；

根据预设约束条件，判断未装货物是否能够装入车厢；

判定未装货物不能装入车厢时，生成装载方案，计算所述装载方案下的车厢重心位置并判断重心位置是否满足重心约束，所述重心约束包括x轴、y轴和z轴要求范围；

判定不满足重心约束时，利用回溯算法进行重心调整，包括如下步骤：

步骤1，对于当前装载方案P，剩余装载货物列表为Bs_list，将已装货物按质量从大到小排序生成货物序列Bm_list，设置i＝1，j＝1，P0＝P；

步骤2，判定i≤length(Bm_list)时，进入步骤3，否则进入步骤6；

步骤3，将Bm_list中第i个货物从P中取出，得到新的装载方案P′，令P＝P′后，重新计算重心位置；判定新的重心位置符合x轴和y轴要求范围时，进入步骤4，否则设置i＝i+1，返回步骤2；

步骤4，判定j≤length(Bs_list)时，进入步骤5，否则进入步骤7；

步骤5，将Bs_list中第j个货物装入P，判定可装入且同时满足重心约束时，生成新的装载方案P′，并令P＝P′，j＝j+1，返回步骤4，否则令j＝j+1，返回步骤4；

步骤6，将P0的货物以最短距离方向移动到要求的重心范围内，并将不能完全装载的货物从方案中去除；然后令P＝P0，进入步骤7；

步骤7，计算装载方案P的重心位置，判定符合z轴要求范围时，进入步骤1，否则将从已装货物中去除最高位置的货物，之后生成新的装载方案P′，令P＝P′，返回执行步骤7；

步骤8，输出装载方案P，即为满足重心约束的装载方案。

进一步，所述货物包括托盘单元，将需要托盘包装的待装对象在托盘上多层堆叠形成托盘单元，一个托盘单元视为一个货物；

多层堆叠时，使得下层的被堆叠层完全支撑上一层的底部面积，且除最顶层外的其它层的每一层中的待装对象的高度相同。

进一步，在托盘上多层堆叠形成托盘单元的步骤包括，

步骤101，获取需要托盘包装的待装对象信息生成待装对象列表I_list；

步骤102，设置待装对象列表I_list中的所有对象的堆高为1，将托盘作为堆高为1的单个容器，求解堆高为1的单个容器的装载方案，获取所有可能的装载方案，作为层的装载方案；

步骤103，对于不同的层的装载方案，获取方案中剩余的对象信息，同样设置所有剩余对象的堆高为1，将托盘作为堆高为1的单个容器，求解堆高为1的单个容器的装载方案，获取所有可能的装载方案，作为上一层的装载方案，获取不同层的堆叠产生一棵树；

步骤104，计算树的所有叶子结点对应的对象体积之和，选择对象体积之和最大的叶子节点，生成一个托盘单元的装载方案，并将装入该托盘单元的对象从待装对象列表I_list删除；

步骤105，判断I_list是否为空；若是，则输出托盘单元装载方案；若不是，返回步骤102重复处理，直至将需要托盘包装的待装对象全部装入对应的托盘中，并达到托盘数最少。

进一步，对待装载的多个货物进行装载的步骤包括，

步骤201，获取待装载的货物信息，生成货物序列B_list，设置令iB＝1，可装载点为坐标原点(0，0)；

步骤202，选择B_list中第iB个货物，如果放入第iB个货物后能够满足车辆承重约束，则进入步骤203，否则进入步骤205；

步骤203，获得当前格局下的可装载点列表EP；计算B_list中第iB个货物对EP中各可装载点的可装载度值；判定第iB个货物对EP中各可装载点的可装载度值均小于0时，进入步骤205；否则，选择可装载点列表EP中可装载度值最大的可装载点和其对应的装载方向作为第iB个货物的装载位置和装载方向，进入步骤204；

步骤204，按照当前装入货物，得到一个新的格局；

步骤205，设置iB＝iB+1，判定iB≤length(B_list)时，返回步骤202，否则结束。

优选的，在多层堆叠时，以车厢高度作为堆叠高度阈值。

进一步，输出装载方案时，输出内容包括任意货物i的放置位置的x轴坐标x_i，y轴坐标y_i，z轴坐标z_i，是否装载在车上α_i，方案对应的装载率f(B_list)，其中f(B_list)＝∑_i∈IV_iα_i/CV，其中，货物i的体积为V_i，α_i为0-1变量，α_i＝1表示货物i装入车辆，α_i＝0表示货物i未装入车辆，CV为车厢的体积。

本发明还提供了一种用于实现前述方法的货物装载调整装置，包括如下结构：

信息判断模块，用以获取待配载货车的车厢信息和货物装载信息，并根据预设约束条件判断未装货物是否能够装入车厢；

重心检测模块，用以在判定未装货物不能装入车厢时，计算当前装载方案下的车厢重心位置，并判断重心位置是否满足重心约束；所述重心约束包括x轴、y轴和z轴要求范围；

重心调整模块，用以在判定不满足重心约束时，基于预设的回溯算法进行重心调整，生成满足重心约束的装载方案；

装载方案输出模块，用以输出装载方案。

进一步，还包括连接信息判断模块的组托盘模块，其用以采集需要托盘包装的待装对象信息，并基于预设的组托盘规则将需要托盘包装的待装对象在托盘上多层堆叠形成托盘单元；一个托盘单元作为一个货物，将货物信息传输至信息判断模块中。

进一步，还包括连接组托盘模块的信息设置单元，用以根据用户的自定义设置和/或基于预设叠放规则标注待装对象是否需要组托盘包装。

进一步，输出装载方案时，输出包括货物型号、摆放位置坐标、摆放方向以及车厢重心坐标的三维装载效果图。

本发明由于采用以上技术方案，与现有技术相比，作为举例，具有以下的优点和积极效果：在车辆装载时，将车厢重心作为装载问题的约束条件进行处理。对于车厢重心约束，是在货物无法再装入时进行限定处理，对不满足重心约束的装载方案通过回溯算法来进行重心调整处理，直至生成一个可行的装载方案(此时如果采用不满足重心约束就直接放弃当前装载方案，则可能会找不到可行的装载方案，出现问题无解)。本发明显著提高了车辆装载计划的准确率，使得车辆装载计划更贴近实际运作。

附图说明

图1为车辆重心安全区域的立体结构图。

图2为车辆重心安全区域的平面图。

图3为本发明实施例提供的空间笛卡尔直角坐标系示意图。

图4为本发明实施例提供的货物组托盘示例图。

图5为现有技术中的可装载点的示例图，图5a为初始格局下的可装载点示例图，图5b为3个装载块格局下的可装载点示例图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明公开的货物装载调整方法及装置作进一步详细说明。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。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。

需说明的是，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所述的或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

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。

本发明中，以朝向车头方向车厢左前角作为坐标原点建立空间笛卡尔直角坐标系，将从车厢的车头到车尾方向作为X轴、将从车厢左边到右边方向为Y轴、将从车厢底部到顶部方向作为Z轴，参见图3所示。待装货物的装载位置是以其最靠近坐标原点的角点坐标值来表示，则可行装载方案中各已装入货物的装载位置可用货物的角点坐标值表示。

在图3的空间笛卡尔直角坐标系下，三维装载问题的求解方法所需要的集合、参数、决策变量等技术术语定义如下：

1)集合I＝{1，...，n}：待装载货物的集合，其中包括n个待装载货物。

2)参数设置：

符号Li、Wi、Hi、Qi、Vi、Si依次表示货物i的长度、宽度、高度、重量、体积、承重重量，其中i∈I。

符号CL、CW、CH、CV、CS依次表示车厢的长度、宽度、高度、体积、最大承重能力。

符号Ti、Pi依次表示货物i的包装类型、堆叠规则限制，其中i∈I，Pi∈{1，2，3，4}，Pi＝1表示不允许堆叠，Pi＝2表示仅允许同类型、同尺寸堆叠，Pi＝3表示允许同类型、同尺寸/底面尺寸小的堆叠，Pi＝4表示允许不同类型、同尺寸/底面尺寸小的堆叠。

符号GDL_u、GDL₁、GDW_u、GDW₁、GDH_u依次表示重心范围显示在车厢长度的上届、车厢长度的下届、车厢宽度的上届、车厢宽度的下届、车厢高度的上届。

3)决策变量：

汽车零部件三维装载问题的数学模型的决策变量，可以分成三类，分别是连续决策变量、0-1决策变量和0-1辅助决策变量。其中连续决策变量是用于刻画装载方案的连续变量；0-1决策变量是用于刻画装载方案的0-1变量；而0-1辅助决策变量是用于保证决策变量所刻画的装载方案为可行方案的变量。决策变量表如下表所示。

4)技术术语定义

a)格局：假设某一时刻，车厢内已放入若干个装载块，还有若干个装载块待放入，这时称为一个格局。车厢内尚未放入任何装载块时，称为初始格局。所有装载块已放入车厢，或车厢外剩余的装载块无法再放入时，称为终止格局。

b)可装载点：可装载点是在当前装载格局下车厢中装载块的可行放置点。举例说明，参见图5a所示，初始可装载点即为原点，坐标为(0，0)，当装入长为1宽为w的装载块后，可装载点更新为(1，0)、(0，w)；再参见图5b所示，在某个装载格局下，装入3个装载块，当4号装载块装入时，新增两个可装载点。

c)可装载度：可装载度表示待装载块与可装载点的匹配程度，用于指导每个装载动作中可装载点的选择。

对任意装载块i放入可装载点j之间的可装载度定义为一个评价函数：

其中，R¹，R²，R³，R⁴为各指标元素权重，当按任意给定方向可装载点j装不下目标待装载块i时，令W_ij ^k＝-1＜0，k∈{1，2，3，4，5}；反之W_ij ^k＞0。

评价函数中各元素计算方法如下：

W_ij ¹：紧密度指标，表示将装载块放入车厢后新生成的可装载点数量，NE∈{0，1，2}，NE越小，表示箱子与当前空间的紧密度越高。

W_ij ²：穴度指标，Bl和Bw表示装入装载块的长和宽，Bd表示装入装载块与车厢边界或相邻装载块最小距离。

W_ij ³：封闭空间面积指标，封闭空间是指装箱过程中，由装载块间或装载块与车厢四个边界围成的空白区域，其面积为BA，封闭空间面积越大，说明装载空间浪费越严重。

W_ij ⁴：贴边数指标，Bn表示新装入装载块与已装入装载块或车厢边界相贴的边数，Bn∈{2，3，4}。

对任意装载块i和可装载点j、j′，记W_ij大于装载度W_ij′，如果(R¹W_ij ¹+R²W_ij ²+R³W_ij ³+R⁴W_ij ⁴)＞(R¹W_ij′ ¹+R2W_ij′ ²+R³W_ij′ ³+R⁴W_ij′ ⁴)，评价函数通过调整权重系数R¹、R²、R³和R⁴，来改变上述指标——紧密度指标、穴度指标、封闭空间面积指标、贴边数指标——在选择装载块可行放置点的作用(权重值)。

实施例

一种货物装载调整方法，包括步骤：

S100，对待装载的多个货物进行装载，所述货物之间在高度上不能相互叠放。

本实施例中所述的货物，是利用建堆法进行组堆操作后的装载单元，装载单元(货物)之间在高度上不能再堆叠，以此可以将三维装载问题降为二维装载问题。

尤其的，考虑到实际运作时某些货箱需要摆放在托盘上，因此还包括将需要托盘包装的待装对象在托盘上多层堆叠形成托盘单元的步骤。一个托盘单元视为一个货物。在多层堆叠时，以车厢高度作为堆叠高度阈值，即托盘单元的整体高度不大于车厢高度。

托盘上的货箱允许多箱叠放，即每层可以由多个箱组成，托盘外围可以通过长绕膜固定，以防止运输过程出现因挤压、撞击等损害货物质量问题。堆叠时，对每一层底面积和高度有要求——被堆叠层必须能够完全支撑上一层的底部面积、且最顶层的箱子高度可以不相同而其它层的箱子高必须相同。对多箱叠放要求的货箱组托盘时，还要求所使用的托盘数尽量少。

组托盘的方法是利用树搜索，步骤如下：

组合层：一个托盘可以视为多堆叠成，而每的求解方法其实是求解一个堆高为1的单个容器装载方案，并返回所有可能装载方案。其与求解车辆装载方案相似，但是车辆装载方案返回的是最优方案。

建立树：每一层不同装载方案，方案中剩余的货物可再产生上一层满足堆叠规则的装载方案，参见图4所示，不同层的堆叠从而产生组合托盘过程一棵树。

遍历树：计算树的所有叶子结点对应的货物体积之和，选择货物体积最大的叶子节点，生成一个托盘装载方案；

根据以上方法重复处理货物，直至将需要托盘包装的货物全部装入对应的托盘中，并达到托盘数最少，然后将一个托盘视为装载块。

具体的，在托盘上多层堆叠形成托盘单元的步骤如下：

步骤101，获取需要托盘包装的待装对象信息生成待装对象列表I_list；

步骤102，设置待装对象列表I_list中的所有对象的堆高为1，将托盘作为堆高为1的单个容器，求解堆高为1的单个容器的装载方案，获取所有可能的装载方案，作为层的装载方案；

步骤103，对于不同的层的装载方案，获取方案中剩余的对象信息，同样设置所有剩余对象的堆高为1，将托盘作为堆高为1的单个容器，求解堆高为1的单个容器的装载方案，获取所有可能的装载方案，作为上一层的装载方案，获取不同层的堆叠产生一棵树；

步骤104，计算树的所有叶子结点对应的对象体积之和，选择对象体积之和最大的叶子节点，生成一个托盘单元的装载方案，并将装入该托盘单元的对象从待装对象列表I_list删除；

步骤105，判断I_list是否为空；若是，则输出托盘单元装载方案；若不是，返回步骤102重复处理，直至将需要托盘包装的待装对象全部装入对应的托盘中。

S200，根据预设约束条件，判断未装货物是否能够装入车厢。

所述的预设约束条件优选为车辆承重约束，即已装入货物的重量之和不能超过车辆承重，表达式如下：

式中，i∈I为任意货物，Qi表示货物i的重量，α_i为0-1变量，α_i＝1表示货物i装入车辆，α_i＝0表示货物i未装入车辆，CS表示车厢的最大承重能力。

S300，判定未装货物不能装入车厢时，生成装载方案，计算所述装载方案下的车厢重心位置并判断重心位置是否满足重心约束，所述重心约束包括x轴、y轴和z轴要求范围。

在进行装载调整时，车厢重心约束则不能在每一个货物放入车厢时就限定处理，因为后续装入货物仍会改变车厢重心位置，因而车厢重心约束只能在货物无法再装入时进行限定处理——即对生成的装载方案进行重心校验。如果出现装载方案没有满足重心约束，则需要将该装载方案的车厢重心调整到规定的安全区域范围内。重心约束包括x轴、y轴和z轴上的范围限制。利用回溯算法进行重心调整时，首先需要判定重心在哪个轴上不符合要求，然后采用不同的策略。

S400，判定不满足重心约束时，利用回溯算法进行重心调整。

利用回溯算法进行重心调整的步骤具体如下：

步骤1，对于当前装载方案P，剩余装载货物列表为Bs_list，将已装货物按质量从大到小排序生成货物序列Bm_list，设置i＝1，j＝1，P0＝P。

步骤2，判定i≤length(Bm_list)时，进入步骤3，否则进入步骤6。

步骤3，将Bm_list中第i个货物从P中取出，得到新的装载方案P′，令P＝P′后，重新计算重心位置；判定新的重心位置符合x轴和y轴要求范围时，进入步骤4，否则设置i＝i+1，返回步骤2。

步骤4，判定j≤length(Bs_list)时，进入步骤5，否则进入步骤7。

步骤5，将Bs_list中第j个货物装入P，判定可装入且同时满足重心约束时，生成新的装载方案P′，并令P＝P′，j＝j+1，返回步骤4，否则令j＝j+1，返回步骤4。

步骤6，将P0的货物以最短距离方向移动到要求的重心范围内，并将不能完全装载的货物从方案中去除；然后令P＝P0，进入步骤7。

步骤7，计算装载方案P的重心位置，判定符合z轴要求范围时，进入步骤1，否则将从已装货物中去除最高位置的货物，之后生成新的装载方案P′，令P＝P′，返回执行步骤7。

步骤8，输出装载方案P，即为满足重心约束的装载方案。

本实施例中，对待装载的多个货物进行装载时，采用二维装载点和穴度混合评价可装载度来选择装载位置，求出达到最大装载率的装载方案，目标函数如下

其中，货物i的体积为V_i，α_i为0-1变量，α_i＝1表示货物i装入车辆，α_i＝0表示货物i未装入车辆，CV为车厢的体积。

装载的具体步骤如下：

步骤201，获取待装载的货物信息，生成货物序列B_list，设置令iB＝1，可装载点为坐标原点(0，0)；

步骤202，选择B_list中第iB个货物，如果放入第iB个货物后能够满足车辆承重约束，则进入步骤203，否则进入步骤205；

步骤203，获得当前格局下的可装载点列表EP；计算B_list中第iB个货物对EP中各可装载点的可装载度值；判定第iB个货物对EP中各可装载点的可装载度值均小于0时，进入步骤205；否则，选择可装载点列表EP中可装载度值最大的可装载点和其对应的装载方向作为第iB个货物的装载位置和装载方向，进入步骤204；

步骤204，按照当前装入货物，得到一个新的格局；

步骤205，设置iB＝iB+1，判定iB≤length(B_list)时，返回步骤202，否则结束，完成装载。

本实施例中，输出装载方案时，输出内容优选的包括任意货物i的放置位置的x轴坐标x_i，y轴坐标y_i，z轴坐标z_i，是否装载在车上α_i，方案对应的装载率f(B_list)，其中f(B_list)＝∑_i∈IV_iα_i/CV，其中，货物i的体积为V_i，α_i为0-1变量，α_i＝1表示货物i装入车辆，α_i＝0表示货物i未装入车辆，CV为车厢的体积。

优选的，采用三维装载效果图显示输出装载方案，在三维装载效果图中可以显示货物型号、摆放位置坐标、摆放方向以及车厢重心坐标等。

本发明的另一实施例，还提供了一种用于实现前述方法的货物装载调整装置。

所述装置包括：

信息判断模块，用以获取待配载货车的车厢信息和货物装载信息，并根据预设约束条件判断未装货物是否能够装入车厢；

重心检测模块，用以在判定未装货物不能装入车厢时，计算当前装载方案下的车厢重心位置，并判断重心位置是否满足重心约束；所述重心约束包括x轴、y轴和z轴要求范围；

重心调整模块，用以在判定不满足重心约束时，基于预设的回溯算法进行重心调整，生成满足重心约束的装载方案；

装载方案输出模块，用以输出装载方案。

在一种实施方式中，所述装置还可以包括连接信息判断模块的组托盘模块。

组托盘模块用以采集需要托盘包装的待装对象信息，并基于预设的组托盘规则将需要托盘包装的待装对象在托盘上多层堆叠形成托盘单元；一个托盘单元作为一个货物，将货物信息传输至信息判断模块中。

以及，包括连接组托盘模块的信息设置单元。所述信息设置单元用以根据用户的自定义设置来标注待装对象是否需要组托盘包装，和/或基于预设叠放规则标注待装对象是否需要组托盘包装。

优选的，所述装载方案输出模块连接图形用户界面(GUI)，通过图形用户界面输出包括货物型号、摆放位置坐标、摆放方向以及车厢重心坐标的三维装载效果图。

其它技术特征参见前述实施例，在此不再赘述。

在上面的描述中，本发明的公开内容并不旨在将其自身限于这些方面。而是，在本公开内容的目标保护范围内，各组件可以以任意数目选择性地且操作性地进行合并。另外，像“包括”、“囊括”以及“具有”的术语应当默认被解释为包括性的或开放性的，而不是排他性的或封闭性，除非其被明确限定为相反的含义。所有技术、科技或其他方面的术语都符合本领域技术人员所理解的含义，除非其被限定为相反的含义。在词典里找到的公共术语应当在相关技术文档的背景下不被太理想化或太不实际地解释，除非本公开内容明确将其限定成那样。本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种货物装载调整方法，其特征在于包括步骤：

对待装载的多个货物进行装载，所述货物之间在高度上不能相互叠放；

根据预设约束条件，判断未装货物是否能够装入车厢；

判定未装货物不能装入车厢时，生成装载方案，计算所述装载方案下的车厢重心位置并判断重心位置是否满足重心约束，所述重心约束包括x轴、y轴和z轴要求范围；

判定不满足重心约束时，利用回溯算法进行重心调整，包括：

步骤1，对于当前装载方案P，剩余装载货物列表为Bs_list，将已装货物按质量从大到小排序生成货物序列Bm_list，设置i＝1，j＝1，P0＝P；

步骤2，判定i≤length(Bm_list)时，进入步骤3，否则进入步骤6；

步骤3，将Bm_list中第i个货物从P中取出，得到新的装载方案P′，令P＝P′后，重新计算重心位置；判定新的重心位置符合x轴和y轴要求范围时，进入步骤4，否则设置i＝i+1，返回步骤2；

步骤4，判定j≤length(Bs_list)时，进入步骤5，否则进入步骤7；

步骤5，将Bs_list中第j个货物装入P，判定可装入且同时满足重心约束时，生成新的装载方案P′，并令P＝P′，j＝j+1，返回步骤4，否则令j＝j+1，返回步骤4；

步骤6，将P0的货物以最短距离方向移动到要求的重心范围内，并将不能完全装载的货物从方案中去除；然后令P＝P0，进入步骤7；

步骤7，计算装载方案P的重心位置，判定符合z轴要求范围时，进入步骤1，否则将从已装货物中去除最高位置的货物，之后生成新的装载方案P′，令P＝P′，返回执行步骤7；

步骤8，输出装载方案P，即为满足重心约束的装载方案。

2.根据权利要求1所述的货物装载调整方法，其特征在于：所述货物包括托盘单元，将需要托盘包装的待装对象在托盘上多层堆叠形成托盘单元，一个托盘单元视为一个货物；

多层堆叠时，使得下层的被堆叠层完全支撑上一层的底部面积，且除最顶层外的其它层的每一层中的待装对象的高度相同。

3.根据权利要求2所述的货物装载调整方法，其特征在于：在托盘上多层堆叠形成托盘单元的步骤包括，

步骤101，获取需要托盘包装的待装对象信息生成待装对象列表I-list；

步骤102，设置待装对象列表I-list中的所有对象的堆高为1，将托盘作为堆高为1的单个容器，求解堆高为1的单个容器的装载方案，获取所有可能的装载方案，作为层的装载方案；

步骤103，对于不同的层的装载方案，获取方案中剩余的对象信息，同样设置所有剩余对象的堆高为1，将托盘作为堆高为1的单个容器，求解堆高为1的单个容器的装载方案，获取所有可能的装载方案，作为上一层的装载方案，获取不同层的堆叠产生一棵树；

步骤104，计算树的所有叶子结点对应的对象体积之和，选择对象体积之和最大的叶子节点，生成一个托盘单元的装载方案，并将装入该托盘单元的对象从待装对象列表I-list删除；

步骤105，判断I_list是否为空；若是，则输出托盘单元装载方案；若不是，返回步骤102重复处理，直至将需要托盘包装的待装对象全部装入对应的托盘中。

4.根据权利要求1所述的货物装载调整方法，其特征在于：对待装载的多个货物进行装载的步骤包括，

步骤201，获取待装载的货物信息，生成货物序列B_list，设置令iB＝1，可装载点为坐标原点(0，0)；

步骤202，选择B_list中第iB个货物，如果放入第iB个货物后能够满足车辆承重约束，则进入步骤203，否则进入步骤205；

步骤203，获得当前格局下的可装载点列表EP；计算B-list中第iB个货物对EP中各可装载点的可装载度值；判定第iB个货物对EP中各可装载点的可装载度值均小于0时，进入步骤205；否则，选择可装载点列表EP中可装载度值最大的可装载点和其对应的装载方向作为第iB个货物的装载位置和装载方向，进入步骤204；

步骤204，按照当前装入货物，得到一个新的格局；

步骤205，设置iB＝iB+1，判定iB≤length(B-list)时，返回步骤202，否则结束。

5.根据权利要求2所述的货物装载调整方法，其特征在于：在多层堆叠时，以车厢高度作为堆叠高度阈值。

6.根据权利要求1所述的货物装置调整方法，其特征在于：输出装载方案时，输出内容包括任意货物i的放置位置的x轴坐标x_i，y轴坐标y_i，z轴坐标z_i，是否装载在车上α_i，方案对应的装载率f(B-list)，其中f(B-list)＝∑_i∈IV_iα_i/CV，其中，货物i的体积为V_i，α_i为0-1变量，α_i＝1表示货物i装入车辆，α_i＝0表示货物i未装入车辆，CV为车厢的体积。

7.一种用于实现权利要求1-6中任一项所述方法的货物装载调整装置，其特征在于包括：

信息判断模块，用以获取待配载货车的车厢信息和货物装载信息，并根据预设约束条件判断未装货物是否能够装入车厢；

重心检测模块，用以在判定未装货物不能装入车厢时，计算当前装载方案下的车厢重心位置，并判断重心位置是否满足重心约束；所述重心约束包括x轴、y轴和z轴要求范围；

重心调整模块，用以在判定不满足重心约束时，基于预设的回溯算法进行重心调整，生成满足重心约束的装载方案；

装载方案输出模块，用以输出装载方案。

8.根据权利要求7所述的货物装载调整装置，其特征在于：还包括连接信息判断模块的组托盘模块，其用以采集需要托盘包装的待装对象信息，并基于预设的组托盘规则将需要托盘包装的待装对象在托盘上多层堆叠形成托盘单元；一个托盘单元作为一个货物，将货物信息传输至信息判断模块中。

9.根据权利要求8所述的货物装载调整装置，其特征在于：还包括连接组托盘模块的信息设置单元，用以根据用户的自定义设置和/或基于预设叠放规则标注待装对象是否需要组托盘包装。

10.根据权利要求7所述的货物装载调整装置，其特征在于：输出装载方案时，输出包括货物型号、摆放位置坐标、摆放方向以及车厢重心坐标的三维装载效果图。