CN110286673A - 仓储任务处理方法、装置、仓储系统以及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种仓储任务处理方法、装置、仓储系统以及存储介质,涉及仓储技术领域,其中方法包括:基于货物信息和存储位置以及库存操作节点生成仓储任务;确定执行此仓储任务的搬运机器人,将仓储任务发送给搬运机器人;确定与搬运机器人相对应的协作者,向协作者发送协作指示信息,以使协作者基于协作指示信息到达库存操作节点,协作搬运机器人完成库存操作。本公开的方法、装置、处理系统以及存储介质,利用搬运机器人提高工作人员执行库存操作的工作效率,能够提高仓储物流的自动化及智能化水平,提升仓储业务的灵活性;可以减少仓库改造费用、降低人工成本,并能提高订单履约效率。
Description
技术领域
本公开涉及仓储技术领域,尤其涉及一种仓储任务处理方法、装置、仓储系统以及存储介质。
背景技术
在传统物流仓库中,通常需要人力来完成库存货物的接收、存储、补货、拣选、复核、打包、分拣等过程中的货物搬运,费力费时,劳动强度大,降低工作效率。目前,仓库中开始部署机器人,由机器人搬运货架到操作员处进行各类操作,可提工作效率,但需要对现有仓库进行从固定货架到移动货架的转换,对仓库需要重新规划,部署周期长且初期投资大。
发明内容
有鉴于此,本公开要解决的一个技术问题是提供一种仓储任务处理方法、装置、仓储系统以及存储介质。
根据本公开的一个方面,提供一种仓储任务处理方法,包括:获得与库存操作请求相对应的货物信息和存储位置;确定与所述存储位置相对应的库存操作节点,基于所述货物信息和存储位置以及库存操作节点生成仓储任务,并确定执行此仓储任务的搬运机器人;将所述仓储任务发送给所述搬运机器人,以使所述搬运机器人基于所述仓储任务运行至所述库存操作节点;确定与所述搬运机器人相对应的协作者,向所述协作者发送协作指示信息,以使所述协作者基于所述协作指示信息到达所述库存操作节点,协作所述搬运机器人完成库存操作;其中,所述协作指示信息包括:搬运机器人信息和仓储任务。
可选地,生成包含有所述库存操作节点的机器人运行线路、所述协作者到达所述库存操作节点的协作者运行线路;分别将所述机器人运行路线和所述协作者运行路线分别发送至所述搬运机器人和所述协作者,以使所述搬运机器人基于所述机器人运行路线自动运行至所述库存操作节点、所述协作者基于所述协作者运行线路到达所述库存操作节点。
可选地,根据与所述存储任务相对应的机器人运行线路,将机器人运行线路具有重叠部分的多个仓储任务分配给一个搬运机器人;基于与多个仓储任务相对应的所述库存操作节点为所述搬运机器人分配至少一个所述协作者。
可选地,获得与所述仓储任务相对应的所述库存操作节点距离最近的所述协作者,将此协作者分配给完成此仓储任务的搬运机器人;其中,所述仓储任务包含有一个或多个库存操作节点,为每个所述库存操作节点分配一个或多个协作者。
可选地,将仓库分为多个逻辑工作区,在每个逻辑工作区内配置至少一个协作者;确定所述库存操作节点所属的逻辑工作区,从此逻辑工作区内选取协作者分配给此库存操作节点,或从其它逻辑工作区选取处于空闲状态的协作者分配给此库存操作节点。
可选地,根据所述协作者的行走速度和/或所述机器人运行线路的属性确定所述搬运机器人的动态速度;根据所述动态速度和所述机器人运行线路控制所述搬运机器人运行至所述库存操作节点;根据协作者运行线路为所述协作者提供导航功能,以使所述协作者到达所述库存操作节点。
可选地,所述获得与库存操作请求相对应的货物信息和存储位置包括:获得与所述库存操作请求相对应的货物SKU;基于库存货格储位列表确定与所述货物SKU相对应的货格标识和货格位置;获得与所述货格位置相对应的所述库存操作节点,将所述库存操作节点设置为与所述库存操作请求相对应的目的地点。
可选地,根据所述机器人运行线路获得全局交通调度信息;基于所述全局交通调度信息和调度规则对所述搬运机器人进行调度。
可选地,所述基于所述全局交通调度信息和调度规则对所述搬运机器人进行调度包括:设置搬运机器人缓存区域,在所述搬运机器人缓存区域内设置多个缓存位;如果多个搬运机器人需要在相同时段内到达所述库存操作节点,当确定所述库存操作节点当前无法到达时,将多个搬运机器人调度运行至所述搬运机器人缓存区域;确定各个搬运机器人的任务优先级,基于所述任务优先级分别为多个搬运机器人确定缓存位,并将多个搬运机器人调度运行至相应的缓存位后停靠;如果确定所述库存操作节点能够到达,则基于所述优先级从多个搬运机器人选取搬运机器人调度运行至所述库存操作节点。
可选地,所述确定各个搬运机器人的任务优先级包括:获得优先权设置信息,根据所述优先权设置信息确定所述任务优先级;其中,所述优先权设置信息包括:搬运机器人进入目标区域的顺序或仓储任务属性信息;所述仓储任务属性信息包括:订单截单时间、货运优先级、货物类型和客户类型中的至少一个。
可选地,设置在所述搬运机器人中的子控制装置获得所述搬运机器人的传感器装置采集的检测信息;其中,所述传感器装置包括:惯性测量单元、测距传感器和视觉传感器中的至少一个;所述子控制装置基于所述检测信息以及仓库地图进行融合定位处理,根据定位信息以及所述机器人运行路线将所述搬运机器人导引至所述库存操作节点。
可选地,所述子控制装置建立所述库存操作节点与全局位置坐标的坐标映射表;所述子控制装置使用所述坐标映射表获得与所述库存操作节点的全局位置坐标,基于此全局位置坐标进行导航。
可选地,所述库存操作包括:存储、补货,拣货,复核、打包或分拣。
根据本公开的另一方面,提供一种仓储任务处理系统,包括:任务管理及控制装置,包括:任务分析单元,用于获得与库存操作请求相对应的货物信息和存储位置;任务生成模块,用于确定与所述存储位置相对应的库存操作节点,基于所述货物信息和存储位置以及库存操作节点生成仓储任务,并确定执行此仓储任务的搬运机器人;任务派遣模块,用于将所述仓储任务发送给所述搬运机器人,以使所述搬运机器人基于所述仓储任务运行至所述库存操作节点;协作处理模块,用于确定与所述搬运机器人相对应的协作者,向所述协作者发送协作指示信息,以使所述协作者基于所述协作指示信息到达所述库存操作节点,协作所述搬运机器人完成库存操作;其中,所述协作指示信息包括:搬运机器人信息和仓储任务。
可选地,所述任务管理及控制模块,还包括:路径生成模块,用于生成包含有所述库存操作节点的机器人运行线路、所述协作者到达所述库存操作节点的协作者运行线路;路径发送模块,用于分别将所述机器人运行路线和所述协作者运行路线分别发送至所述搬运机器人和所述协作者,以使所述搬运机器人基于所述机器人运行路线自动运行至所述库存操作节点、所述协作者基于所述协作者运行线路到达所述库存操作节点。
可选地,所述任务派遣模块,用于根据与所述存储任务相对应的机器人运行线路,将机器人运行线路具有重叠部分的多个仓储任务分配给一个搬运机器人;所述协作处理模块,用于基于与多个仓储任务相对应的所述库存操作节点为所述搬运机器人分配至少一个所述协作者。
可选地,所述协作处理模块,用于获得与所述仓储任务相对应的所述库存操作节点距离最近的所述协作者,将此协作者分配给完成此仓储任务的搬运机器人;其中,所述仓储任务包含有一个或多个库存操作节点,为每个所述库存操作节点分配一个或多个协作者。
可选地,所述协作处理模块,用于将仓库分为多个逻辑工作区,在每个逻辑工作区内配置至少一个协作者;确定所述库存操作节点所属的逻辑工作区,从此逻辑工作区内选取协作者分配给此库存操作节点,或从其它逻辑工作区选取处于空闲状态的协作者分配给此库存操作节点。
可选地,所述任务管理及控制模块,还包括:运行控制模块,用于根据所述协作者的行走速度和/或所述机器人运行线路的属性确定所述搬运机器人的动态速度;根据所述动态速度和所述机器人运行线路控制所述搬运机器人运行至所述库存操作节点;根据协作者运行线路为所述协作者提供导航功能,以使所述协作者到达所述库存操作节点。
可选地,所述任务分析单元,用于获得与所述库存操作请求相对应的货物SKU;基于库存货格储位列表确定与所述货物SKU相对应的货格标识和货格位置;获得与所述货格位置相对应的所述库存操作节点,将所述库存操作节点设置为与所述库存操作请求相对应的目的地点。
可选地,交通管理装置,用于根据所述机器人运行线路获得全局交通调度信息;基于所述全局交通调度信息和调度规则对所述搬运机器人进行调度。
可选地,所述交通管理装置,包括:缓存区设置模块,用于设置搬运机器人缓存区域,在所述搬运机器人缓存区域内设置多个缓存位;停靠处理模块,用于如果多个搬运机器人需要在相同时段内到达所述库存操作节点,当确定所述库存操作节点当前无法到达时,将多个搬运机器人调度运行至所述搬运机器人缓存区域;确定各个搬运机器人的任务优先级,基于所述任务优先级分别为多个搬运机器人确定缓存位,并将多个搬运机器人调度运行至相应的缓存位后停靠;运行处理模块,用于如果确定所述库存操作节点能够到达,则基于所述优先级从多个搬运机器人选取搬运机器人调度运行至所述库存操作节点。
可选地,所述停靠处理模块,用于获得优先权设置信息,根据所述优先权设置信息确定所述任务优先级;其中,所述优先权设置信息包括:搬运机器人进入目标区域的顺序或仓储任务属性信息;所述仓储任务属性信息包括:订单截单时间、货运优先级、货物类型和客户类型中的至少一个。
可选地,子控制装置,设置在所述搬运机器人中,用于获得所述搬运机器人的传感器装置采集的检测信息;其中,所述传感器装置包括:惯性测量单元、测距传感器和视觉传感器中的至少一个;基于所述检测信息以及仓库地图进行融合定位处理,根据定位信息以及所述机器人运行路线将所述搬运机器人导引至所述库存操作节点。
可选地,所述子控制装置,还用于建立所述库存操作节点与全局位置坐标的坐标映射表,使用所述坐标映射表获得与所述库存操作节点的全局位置坐标,基于此全局位置坐标进行导航。
根据本公开的又一方面,提供一种仓储任务处理系统,包括:存储器;以及耦接至所述存储器的处理器,所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令,执行如上所述的方法。
根据本公开的又一方面,提供一种仓储系统,包括:搬运机器人、如上所述的仓储任务处理系统。
可选地,所述搬运机器人包括:轮式底盘、车载显示屏幕和托盘;所述托盘承载一个或多个用于装载货物的周转容器。
可选地,所述轮式底盘上设置有状态灯光装置、音频装置、传感器单元;所述托盘上设置有指示灯光装置。其中,所述传感器单元包括:惯性测量单元、测距传感器和视觉传感器中的至少一个。
根据本公开的再一方面,提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机指令,所述指令被处理器执行如上所述的方法。
本公开的仓储任务处理方法、装置、仓储系统以及存储介质,利用搬运机器人提高工作人员执行库存操作的工作效率,能够提高仓储物流的自动化及智能化水平,提升仓储业务的灵活性;可以减少仓库改造费用、减少工作人员,降低人工成本,并能提高订单履约效率。
附图说明
为了更清楚地说明本公开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一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,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为根据本公开的仓储任务处理方法的一个实施例的流程示意图;
图2为根据本公开的仓储任务处理方法的一个实施例中的分配协作者的流程示意图;
图3为根据本公开的仓储任务处理方法的一个实施例中的对搬运机器人进行调度的流程示意图;
图4为根据本公开的仓储任务处理方法的一个实施例中的仓库布置示意图;
图5为根据本公开的仓储任务处理方法的一个实施例中的对搬运机器人进行导航的流程示意图;
图6为根据本公开的仓储任务处理方法的一个实施例中的搬运机器人的示意图;
图7为根据本公开的仓储任务处理系统的一个实施例的模块示意图;
图8为根据本公开的仓储任务处理系统的一个实施例中的任务管理及控制装置的模块示意图;
图9为根据本公开的仓储任务处理系统的一个实施例中的交通管理装置的模块示意图;
图10为根据本公开的仓储任务处理系统的另一个实施例的示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本公开进行更全面的描述,其中说明本公开的示例性实施例。下面将结合本公开实施例中的附图,对本公开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公开一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。下面结合各个图和实施例对本公开的技术方案进行多方面的描述。
下文中的“第一”、“第二”等仅用于描述上相区别,并没有其他特殊的含义。
在传统物流仓库中,订单履约的主要任务包括将库存货物首先存储在仓库中的货架上,为后续订单履约过程中的出库拣选等环节做准备,之后遍历仓库将分散在库存货架上的货物按订单或集合单中的货物内容拣选出来,然后送去复核、打包、分拣后并将它们运送到指定的地址。但是,订单或集合单中的库存货物可能存储在彼此相距甚远的货架上,操作员需要推着搬运车进行大量行走去完成任务,降低订单履行效率。
为了提高订单履约效率,目前使用机器人在整个订单履约过程中代替执行人力搬运。例如,机器人用来将待上架入库货物输送到分散在仓库中的各个货格储位上,或者机器人自动移动到各个货架储位的拣选位置进行拣选,将拣选完成的货物送去复核、打包、分拣。
运用机器人的自动化系统通常受到开放空间的可用性、安装系统所需的时间、系统可支持的产品的大小和重量以及购买和安装系统的成本的限制。例如,需要对移动搬运设备的活动场地进行布置或修改,且只能在预先设定的移动路径上运动;将移动货架搬运到工作站的“货到人”的方案需要对现有仓库进行从固定货架到移动货架的转换,对仓库需要重新规划,部署周期长且初期投资大。
图1为根据本公开的仓储任务处理方法的一个实施例的流程示意图,如图1所示:
步骤101,获得与库存操作请求相对应的货物信息和存储位置。
库存操作包括存储、补货、拣货、复核、打包或分拣等操作。库存操作请求中携带的信息包括订单或集合单等信息。可以获得订单或集合单等对应的货物信息,并获得货物在仓库中的存储位置。
步骤102,确定与存储位置相对应的库存操作节点,基于货物信息和存储位置以及库存操作节点生成仓储任务。
库存操作节点为执行存储、补货、拣货、复核、打包或分拣等操作的地点,基于操作对象货物的存储位置确定。例如,操作对象货物位于货架A上,可以将货架A周围的某个区域设定为库存操作节点。仓储任务包括货物信息、存储位置和库存操作节点等信息。
步骤103,确定执行此仓储任务的搬运机器人,库存操作节点为库存操作位置将仓储任务发送给搬运机器人,以使搬运机器人基于仓储任务运行至库存操作节点。
确定搬运机器人可以采用多种方法。例如,可以从空闲的搬运机器人中选取一个搬运机器人,可以选取距离库存操作节点最近的空闲机器人等。搬运机器人可以为多种,可以为各种智能搬运小车等。
步骤104,确定与搬运机器人相对应的协作者,向协作者发送协作指示信息,以使协作者基于协作指示信息到达库存操作节点,协作搬运机器人完成库存操作;协作指示信息包括:搬运机器人信息和仓储任务。
协作者可以为仓库中的工作人员,携带通信设备接收协作指示信息,在接收到协作指示信息后到达库存操作节点,执行存储、补货、拣货、复核、打包或分拣等操作,将需要运送的货物放在搬运机器人上,由搬运机器人运输。
上述实施例中的仓储任务处理方法,利用搬运机器人改进货物在仓库内的移动方式,减少协作者花费在补货、拣选、复核、打包、分拣等库存操作上的时间,有助于减少劳动力,并利用搬运机器人能够更快地在仓库内移动货物。
在一个实施例中,获得与库存操作请求相对应的货物SKU(Stock Keeping Unit,库存量单位),基于库存货格储位列表确定与货物SKU相对应的货格标识和货格位置。获得与货格位置相对应的库存操作节点,将库存操作节点设置为与库存操作请求相对应的目的地点。
生成包含有库存操作节点的机器人运行线路、协作者到达库存操作节点的协作者运行线路。分别将机器人运行路线和协作者运行路线分别发送至搬运机器人和协作者,以使搬运机器人基于机器人运行路线自动运行至库存操作节点、协作者基于协作者运行线路到达库存操作节点。
图2为根据本公开的仓储任务处理方法的一个实施例中的分配协作者的流程示意图,如图2所示:
步骤201,根据与存储任务相对应的机器人运行线路,将机器人运行线路具有重叠部分的多个仓储任务分配给一个搬运机器人。
将机器人运行线路有重叠部分的多个仓储任务分配给一个搬运机器人,可以采用多种分配方法,由一个搬运机器人执行线路有重叠的多个仓储任务,能够提高工作效率。
步骤202,基于与多个仓储任务相对应的库存操作节点为搬运机器人分配至少一个协作者。
将所选搬运机器人与从多个协作者中选出的一个协作者相关联,并可指示协作者到库存操作节点,以便协作者进行库存操作请求指定的操作。可以获得与仓储任务相对应的库存操作节点距离最近的协作者,将此协作者分配给完成此仓储任务的搬运机器人。
仓储任务包含有一个或多个库存操作节点,为每个库存操作节点分配一个或多个协作者。将仓库分为多个逻辑工作区,在每个逻辑工作区内配置至少一个协作者。确定库存操作节点所属的逻辑工作区,从此逻辑工作区内选取协作者分配给此库存操作节点,或从其它逻辑工作区选取处于空闲状态的协作者分配给此库存操作节点。
可以将搬运机器人和协作者动态关联绑定。例如,一个协作者可以在不同时刻与多个搬运机器人相关联以完成多个仓储任务;分配给一个搬运机器人的不同仓储任务,在不同时刻可以由不同的协作者完成。
在一个实施例中,根据协作者的行走速度和/或机器人运行线路的属性确定搬运机器人的动态速度。机器人运行线路的属性包括:运行线路经过的限速区、运行路线经过的路线交叉多的区域等。根据动态速度和机器人运行线路控制搬运机器人运行至库存操作节点,可以将动态速度以及实时调整的机器人运行线路发送给搬运机器人,控制搬运机器人运行。根据协作者运行线路为协作者提供导航功能,以使协作者到达库存操作节点,可以将协作者当前的定位信息以及在协作者运行线路中的当前位置发送给协作者的终端,对协作者进行导航。
根据机器人运行线路获得全局交通调度信息,基于全局交通调度信息和调度规则对搬运机器人进行调度。可以有多种调度规则。例如,图3为根据本公开的仓储任务处理方法的一个实施例中的对搬运机器人进行调度的流程示意图,如图3所示:
步骤301,设置搬运机器人缓存区域,在搬运机器人缓存区域内设置多个缓存位。
步骤302,如果多个搬运机器人需要在相同时段内到达库存操作节点,当确定库存操作节点当前无法到达时,将多个搬运机器人调度运行至搬运机器人缓存区域。
步骤304,确定各个搬运机器人的任务优先级,基于任务优先级分别为多个搬运机器人确定缓存位,并将多个搬运机器人调度运行至相应的缓存位后停靠。
获得优先权设置信息,根据优先权设置信息确定任务优先级。优先权设置信息包括:搬运机器人进入目标区域的顺序或仓储任务属性信息等。仓储任务属性信息包括:订单截单时间、货运优先级、货物类型和客户类型中的至少一个。
步骤305,如果确定库存操作节点能够到达,则基于优先级从多个搬运机器人选取搬运机器人调度运行至库存操作节点。
交通管理装置可用于对多个搬运机器人实时全局性交通调度,确保搬运机器人高效流畅运行。例如,交通管理装置确定对于非进入巷道、单行及双行巷道的调度规则。如图4所示,仓库1包括用来存储货物的库存货架3,库存货架3由多个货格组成。多个搬运机器人7可在主通道8、巷道和其他可行驶区域内行驶。任务管理及控制装置6与搬运机器人7通过网络进行通信。逻辑工作区内有隔离墙9、其他障碍100,由缓存位201组成的缓存区域(队列)200,泊车区300等。协作者77到达储位节点拣选位(库存操作节点)17进行拣选。
以出库拣选操作为例,来自仓库管理系统5的订单/组合单2到达任务管理及控制装置6。任务管理及控制装置6通过网络与搬运机器人通信,负责任务管理及资源分配:基于订单/组合单2等生产仓储任务,分配到可自主行走的一个搬运机器人7中的一个或多个周转容器13。
如果多个搬运机器人试图到同一库存操作节点,则需要有缓存区域200及排队锁点机制以避免位置竞争,缓存区域200由缓存位201组成。交通管理装置利用规则管理搬运机器人如何在缓存位上排队。例如,对于单行巷道,一个搬运机器人一旦在某一时刻进入单行巷道时,需要锁定整条巷道,直到该搬运机器人从该巷道离开。对每个逻辑区可以设置缓存区域200,多个逻辑区也可以共享缓存区域200。
缓存区域200由缓存区域200-1和200-2组成。缓存区域200-1在货架区的上侧,缓存区域200-2在货架区的下侧,即使物理位置上分开,两个缓存区域200-1和200-2形成用于货架区的单个缓存区域。排队的搬运机器人可以有任务优先级,而缓存区域200内的缓存位有对应的优先级,将搬运机器人被分配给具有对应优先级的缓存位。
任务优先级可以多种方式确定,例如,任务优先级可以搬运机器人进入预定目标区域的顺序来确定,进入目标区域越早,搬运机器人分配的优先级越高,因此缓存位的优先级越高;可以基于截单时间,货运优先级,货物类型,客户类型等确定任务优先级,具有快速交货需求的客户订单或首选客户可能被分配高优先级,因此被放置在更高优先级的缓存位以确保更快的处理;某些产品或零售商可以根据合同关系给予优先权。
图5为根据本公开的仓储任务处理方法的一个实施例中的对搬运机器人进行导航的流程示意图,如图5所示:
步骤501,设置在搬运机器人中的子控制装置获得搬运机器人的传感器装置采集的检测信息。传感器装置包括:惯性测量单元、测距传感器和视觉传感器中的至少一个。测距传感器可以为激光雷达以及其他的测距传感器等,视觉传感器可以为相机以及其他的视觉传感器等。
步骤502,子控制装置基于检测信息以及仓库地图进行融合定位处理,根据定位信息以及机器人运行路线将搬运机器人导引至库存操作节点。
子控制装置可用于制图、定位、环境感知、规划与控制等。子控制装置建立库存操作节点与全局位置坐标的坐标映射表,使用坐标映射表获得与库存操作节点的全局位置坐标,基于此全局位置坐标进行导航。
子控制装置根据任务管理及控制装置发送的动态速度和行进路线控制搬运机器人自行行驶到拣货节点或引导逻辑工作区内的协作者到拣货节点协同工作。子控制装置可以根据多种传感器进行融合导航,通过周围的环境自主构建地图,准确室内定位,自动避障与协作者协同交互作业。
子控制装置利用SLAM地图和已知的全局坐标值,使用各种搬运机器人导航技术导航到任何一个坐标点,SLAM近似解方法包括EKF(Extended Kalman Filter,扩展卡尔曼滤波器)等。子控制装置将激光雷达和视觉返回的标示点或特征点和地图数据比对,找出匹配的地图特征点坐标,完成搬运机器人的精确定位。标识码/特征点可以用来帮助识别或/和校正搬运机器人在仓库中的位置,以及验证仓库中货物的位置。搬运机器人可以设置货物代码扫描阅读器。
任务管理及控制装置可以实任务管理及控制装置可以实现任务均衡动态分配,按仓库最优路线移动,确保搬运机器人高效流畅运行。任务管理及控制装置通过网络接收仓库管理系统发来的库存请求并和屏幕界面装置交互。任务管理及控制装置监控搬运机器人的电量状态,根据充电策略,选择、调度搬运机器人到充电位自动充电。搬运机器人也可以由子控制装置控制,进行自主选择充电。
搬运机器人可以设置屏幕界面,屏幕界面可以显示搬运机器人的实时电量、运行模式(自动/手动)、仓储任务类型(如拣选任务、补货任务、卸货任务、补筐任务、充电任务、泊车任务、输送任务等)、分配给协作者的当前仓储任务、仓内搬运机器人的物理位置、仓内特定货物的SKU及所在货格编号及物理位置、附近地图等。
协作者可以携带手持PDA及条形码扫描器,手持PDA可用于搬运机器人不进入巷道的场景,显示搬运机器人分配给协作者的当前任务、相关联的搬运机器人信息及搬运机器人的物理位置、订单/任务单所含货物的SKU及储位货格编号等。手持PDA可以设置定位装置,帮助任务管理及控制装置定位协作者。
搬运机器人设置有指示灯光装置、状态灯光装置、音频装置。指示灯光装置用来识别搬运机器人上的周转容器,状态灯光装置可根据分配的任务不同有不同的显示。例如,状态灯光装置可用于表达搬运机器人的状态,包括运行、健康、警告及故障状况和搬运机器人的转弯、刹车提示信息。音频装置可以用于提示搬运机器人的警告、故障状态,任务状态。搬运机器人包括用于推进搬运机器人的驱动装置如电机等。
如图6所示,搬运机器人7包括自主轮式底盘10、可选车载显示屏幕11以及一个或多个托盘12,每个托盘12上可以承载一个或多个用于装载货物的周转容器13,托盘12上设置有指示灯光装置14。在底盘10上设置有状态灯光装置15及音频装置16。周转容器13可用来存放拣选出来货物,也可以装载将要补货的货物或运载其他操作的货物。
底盘10的前端设置有用于近场精确SLAM(simultaneous localization andmapping,即时定位与地图构建)。底盘10的前端设置有捕获搬运机器人运行环境信息、障碍物识别、环境感知和定位导航信息的激光雷达20。底盘10的前端设置有用于视觉定位导航的左右双目/单目相机21及用于导航、立体避障和深度感知的前置RGBD深度相机22。
底盘10的后端设置后置相机/RGBD深度相机23,用于后端障碍物识别、感知和定位。底盘10内设置有用来接收来自任务管理及控制装置6的指令的网络通信收发设备24,底盘10内设置有用于接收和处理来自激光雷达20、双目/单目相机21及RGBD深度相机数据的控制处理器25,以及存储器26。
惯性测量单元27可以用于互补导航及视觉避障,在搬运机器人没有观测到地图中特征点的时候,帮助搬运机器人保持定位。多种传感器装置配合码盘实现多传感器融合定位,执行搬运机器人在运行环境仓库1内的与导航相关的各种任务,以及将搬运机器人导航到目的地节点,识别贴在货架上和其他物体或墙上的基准标记,最终实现对搬运机器人的定位导引。
搬运机器人在各类操作点/工作站位置之间搬运货物,减少了人工操作员的劳动强度,提高了搬运效率,例如可以减少协作者花在处理存储、补货,拣货,复核、打包和分拣请求过程的时间。协作者只需要在小范围的逻辑区作业,减少走动。搬运机器人自动行驶至库存操作节点,协作者接收拣选任务后走到相应库存操作节点进行拣选。拣选完成后,搬运机器人自动去下一个拣选点,依次完成拣选任务。
一个搬运机器人可以执行多个存储任务,每个存储任务可以对应一个任务周转容器,可以由一个或多个协作者在不同时刻共同完成。每个搬运机器人可以运载与一个或多个订单、多个订单的一部分或一个组合单对应的货物。当一个搬运机器人和协作者协作完成存储任务时,另一个搬运机器人立即可与协作者此相关联。一个协作者可以同时分配给多个搬运机器人。
在一个实施例中,接收到来自仓库管理系统的库存操作请求,库存操作请求包括订单或组合单。任务管理及控制装置将路径重合度高的仓储任务分配给一个搬运机器人并为其规划最佳路径以提高效率。搬运机器人按照规划的路径,由存储在存储器中的、由控制处理器执行的子控制系统控制搬运机器人进入第一个库存操作节点(位置)。
子控制系统进行定位并导航包括:通过前端激光雷达收集的环境数据进行精确障碍物感知;通过RGBD深度相机进行深度感知,完成障碍物的立体维识别及协助自主导航,从而提高立体视觉立体避障的能力(包括较低和较高的物体);通过存储在存储器中的储位节点编号与全局坐标的关系映射表,用来将储位节点编号(唯一的ID)映射到仓库中对应的全局坐标位置;双目/单目相机和视觉定位系统及激光雷达配合使用进行视觉定位和导航。
当到达指定位置时,搬运机器人停靠在库存货架附近的库存操作节点,协作者将所需货物从库存货架上的相应货格储位中拣选出来,将货物放入对应的周转容器中。搬运机器人上的固定扫描器可以扫描货物上的条形码以验证货物。可以使用托盘灯光装置指示并在车载屏幕上显示容器位置,帮助协作者在多个周转容器中确定正确的一个周转容器。
通过建立库存货格储位节点编号-全局位置坐标映射查询表(可以存储在每个搬运机器人的存储器中),可以从货格储位节点编号查找到货格储位节点、库存操作节点的全局坐标。搬运机器人继续前往下一个库存操作节点,直至所有的仓储任务都被完成。
在一个实施例中,任务管理及控制装置接收到库存操作请求,库存操作请求包括一个订单或一系列订单,其中每个订单可能包含一个或多个库存货物,每个不同货物对应一个SKU。任务管理及控制装置按规则将多个订单组成集合任务单,根据库存货格储位列表生成集合任务单的SKU列表和SKU库存货格位置列表。生成仓储任务,仓储任务包括SKU列表和SKU库存货格位置列表,将仓储任务分配给搬运机器人,每个周转箱绑定一个仓储任务。
任务管理及控制装置可以将拣选任务分配给合适的协作者或协作者主动领取搬运机器人任务,向协作者发送协作指示信息,以使协作者基于协作指示信息到达库存操作节点,协作搬运机器人完成库存操作。任务管理及控制装置生成搬运机器人到达与库存操作节点的机器人运行线路、协作者到达库存操作节点的协作者运行线路,分别将机器人运行路线和协作者运行路线分别发送至搬运机器人和协作者。搬运机器人基于机器人运行路线自动运行至库存操作节点、协作者基于协作者运行线路到达库存操作节点。协作者基于协作指示信息到达库存操作节点,协作搬运机器人完成库存操作。
上述实施例中的仓储任务处理方法,利用机器人技术、SLAM定位导航技术、自动驾驶等技术,解决了复杂动态仓储环境下货物搬运、机器人实时定位导航和智能任务分配及智能导航等关键技术问题;利用搬运机器人改进货物在仓库内的移动并且减少机器人搬运车的协作者花费在补货、拣选、复核、打包、分拣等库存操作上的时间,有助于减少劳动力,并更快地在仓库内移动货物。
上述实施例中的仓储任务处理方法,搬运机器人可以有效地在复杂动态仓储环境下自主导航、自动驾驶搬运货物,不需对现有仓库和货架进行改造,从而有效提升仓储业务的自动化和智能化水平,降低仓库改造成本,同时也可提高入库上架、补货、拣选、复核、打包、分拣及搬运作业的效率,降低客户订单履约成本,减少人力资源和劳动强度。
在一个实施例中,如图7所示,本公开提供一种仓储任务处理系统,包括:任务管理及控制装置71、交通管理装置72和子控制装置73。如图8所示,任务管理及控制装置71包括:任务分析单元711、任务生成模块712、任务派遣模块713、协作处理模块714、路径生成模块715、路径发送模块716和运行控制模块717。
任务分析单元711获得与库存操作请求相对应的货物信息和存储位置;任务生成模块712确定与存储位置相对应的库存操作节点,基于货物信息和存储位置以及库存操作节点生成仓储任务。任务派遣模块713确定执行此仓储任务的搬运机器人将仓储任务发送给搬运机器人,以使搬运机器人基于仓储任务运行至库存操作节点。协作处理模块714确定与搬运机器人相对应的协作者,向协作者发送协作指示信息,以使协作者基于协作指示信息到达库存操作节点,协作搬运机器人完成库存操作协作指示信息包括:搬运机器人信息和仓储任务等。
任务分析单元711获得与库存操作请求相对应的货物SKU,基于库存货格储位列表确定与货物SKU相对应的货格标识和货格位置。任务分析单元711获得与货格位置相对应的库存操作节点,将库存操作节点设置为与库存操作请求相对应的目的地点。
路径生成模块715生成搬运机器人到达与库存操作节点的机器人运行线路、协作者到达库存操作节点的协作者运行线路。路径发送模块716分别将机器人运行路线和协作者运行路线分别发送至搬运机器人和协作者,以使搬运机器人基于机器人运行路线自动运行至库存操作节点、协作者基于协作者运行线路到达库存操作节点。
在一个实施例中,任务派遣模块713根据与存储任务相对应的机器人运行线路,将机器人运行线路具有重叠部分的多个仓储任务分配给一个搬运机器人。协作处理模块714基于与多个仓储任务相对应的库存操作节点为搬运机器人分配至少一个协作者。
协作处理模块714获得与仓储任务相对应的库存操作节点距离最近的协作者,将此协作者分配给完成此仓储任务的搬运机器人。仓储任务包含有一个或多个库存操作节点,为每个库存操作节点分配一个或多个协作者。协作处理模块714将仓库分为多个逻辑工作区,在每个逻辑工作区内配置至少一个协作者,确定库存操作节点所属的逻辑工作区,从此逻辑工作区内选取协作者分配给此库存操作节点,或从其它逻辑工作区选取处于空闲状态的协作者分配给此库存操作节点。
运行控制模块717根据协作者的行走速度和/或机器人运行线路的属性确定搬运机器人的动态速度,根据动态速度和机器人运行线路控制搬运机器人运行至库存操作节点,根据协作者运行线路为协作者提供导航功能,以使协作者到达库存操作节点。
在一个实施例中,交通管理装置72根据机器人运行线路获得全局交通调度信息,基于全局交通调度信息和调度规则对搬运机器人进行调度。如图9所示,交通管理装置72包括:缓存区设置模块721、停靠处理模块722和运行处理模块723。
缓存区设置模块721设置搬运机器人缓存区域,在搬运机器人缓存区域内设置多个缓存位。如果多个搬运机器人需要在相同时段内到达库存操作节点,当停靠处理模块722确定库存操作节点当前无法到达时,将多个搬运机器人调度运行至搬运机器人缓存区域。
停靠处理模块722确定各个搬运机器人的任务优先级,基于任务优先级分别为多个搬运机器人确定缓存位,并将多个搬运机器人调度运行至相应的缓存位后停靠。如果确定库存操作节点能够到达,则运行处理模块723基于优先级从多个搬运机器人选取搬运机器人调度运行至库存操作节点。
停靠处理模块722获得优先权设置信息,根据优先权设置信息确定任务优先级。优先权设置信息包括:搬运机器人进入目标区域的顺序或仓储任务属性信息等;仓储任务属性信息包括:订单截单时间、货运优先级、货物类型和客户类型中的至少一个。
在一个实施例中,子控制装置73设置在搬运机器人中,获得搬运机器人的传感器装置采集的检测信息,传感器装置包括:惯性测量单元、测距传感器和视觉传感器中的至少一个。子控制装置73基于检测信息以及仓库地图进行融合定位处理,根据定位信息以及机器人运行路线将搬运机器人导引至库存操作节点。
子控制装置73建立库存操作节点与全局位置坐标的坐标映射表,使用坐标映射表获得与库存操作节点的全局位置坐标,基于此全局位置坐标进行导航。
图10为根据本公开的仓储任务处理系统的另一个实施例的模块示意图。如图10所示,该装置可包括存储器1001、处理器1002、通信接口1003以及总线1004。存储器1001用于存储指令,处理器1002耦合到存储器1001,处理器1002被配置为基于存储器1001存储的指令执行实现上述的仓储任务处理方法。
存储器1001可以为高速RAM存储器、非易失性存储器(non-volatile memory)等,存储器1001也可以是存储器阵列。存储器1001还可能被分块,并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。处理器1002可以为中央处理器CPU,或专用集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit),或者是被配置成实施本公开的仓储任务处理方法的一个或多个集成电路。
根据本公开的又一方面,提供一种仓储系统,包括:搬运机器人、如上任一实施例中的仓储任务处理系统。搬运机器人包括:轮式底盘、车载显示屏幕和托盘;托盘承载一个或多个用于装载货物的周转容器。轮式底盘上设置有状态灯光装置、音频装置、传感器单元;托盘上设置有指示灯光装置;传感器单元包括:激光雷达、相机、惯性测量单元、测距传感器和视觉传感器中的至少一个。
上述实施例中的仓储任务处理方法、装置、仓储系统以及存储介质,能够提高仓储物流的自动化及智能化水平,大大提升仓储业务的灵活性、减少仓库改造费用、减少拣选人员数量及工人走行距离、提高订单履约效率、降低长期人工成本,从而从根本上降低仓储成本,有助于仓储业转型升级。
可能以许多方式来实现本公开的方法和系统。例如,可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明,本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序,除非以其它方式特别说明。此外,在一些实施例中,还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序,这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而,本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。
本公开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公开限于所公开的形式。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公开的原理和实际应用,并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (30)
1.一种仓储任务处理方法,包括:
获得与库存操作请求相对应的货物信息和存储位置;
确定与所述存储位置相对应的库存操作节点,基于所述货物信息和存储位置以及库存操作节点生成仓储任务;
确定执行此仓储任务的搬运机器人,将所述仓储任务发送给所述搬运机器人,以使所述搬运机器人基于所述仓储任务运行至所述库存操作节点;
确定与所述搬运机器人相对应的协作者,向所述协作者发送协作指示信息,以使所述协作者基于所述协作指示信息到达所述库存操作节点,协作所述搬运机器人完成库存操作;其中,所述协作指示信息包括:搬运机器人信息和仓储任务。
2.如权利要求1所述的方法,还包括:
生成包含有所述库存操作节点的机器人运行线路、所述协作者到达所述库存操作节点的协作者运行线路;
分别将所述机器人运行路线和所述协作者运行路线分别发送至所述搬运机器人和所述协作者,以使所述搬运机器人基于所述机器人运行路线自动运行至所述库存操作节点、所述协作者基于所述协作者运行线路到达所述库存操作节点。
3.如权利要求2所述的方法,还包括:
根据与所述存储任务相对应的机器人运行线路,将机器人运行线路具有重叠部分的多个仓储任务分配给一个搬运机器人;
基于与多个仓储任务相对应的所述库存操作节点为所述搬运机器人分配至少一个所述协作者。
4.如权利要求3所述的方法,还包括:
获得与所述仓储任务相对应的所述库存操作节点距离最近的所述协作者,将此协作者分配给完成此仓储任务的搬运机器人;
其中,所述仓储任务包含有一个或多个库存操作节点,为每个所述库存操作节点分配一个或多个协作者。
5.如权利要求4所述的方法,还包括:
将仓库分为多个逻辑工作区,在每个逻辑工作区内配置至少一个协作者;
确定所述库存操作节点所属的逻辑工作区,从此逻辑工作区内选取协作者分配给此库存操作节点,或从其它逻辑工作区选取处于空闲状态的协作者分配给此库存操作节点。
6.如权利要求2所述的方法,还包括:
根据所述协作者的行走速度和/或所述机器人运行线路的属性确定所述搬运机器人的动态速度;
根据所述动态速度和所述机器人运行线路控制所述搬运机器人运行至所述库存操作节点;
根据协作者运行线路为所述协作者提供导航功能,以使所述协作者到达所述库存操作节点。
7.如权利要求2所述的方法,所述获得与库存操作请求相对应的货物信息和存储位置包括:
获得与所述库存操作请求相对应的货物SKU;
基于库存货格储位列表确定与所述货物SKU相对应的货格标识和货格位置;
获得与所述货格位置相对应的所述库存操作节点,将所述库存操作节点设置为与所述库存操作请求相对应的目的地点。
8.如权利要求2所述的方法,还包括:
根据所述机器人运行线路获得全局交通调度信息;
基于所述全局交通调度信息和调度规则对所述搬运机器人进行调度。
9.如权利要求8所述的方法,所述基于所述全局交通调度信息和调度规则对所述搬运机器人进行调度包括:
设置搬运机器人缓存区域,在所述搬运机器人缓存区域内设置多个缓存位;
如果多个搬运机器人需要在相同时段内到达所述库存操作节点,当确定所述库存操作节点当前无法到达时,将多个搬运机器人调度运行至所述搬运机器人缓存区域;
确定各个搬运机器人的任务优先级,基于所述任务优先级分别为多个搬运机器人确定缓存位,并将多个搬运机器人调度运行至相应的缓存位后停靠;
如果确定所述库存操作节点能够到达,则基于所述优先级从多个搬运机器人选取搬运机器人调度运行至所述库存操作节点。
10.如权利要求9所述的方法,所述确定各个搬运机器人的任务优先级包括:
获得优先权设置信息,根据所述优先权设置信息确定所述任务优先级;
其中,所述优先权设置信息包括:搬运机器人进入目标区域的顺序或仓储任务属性信息;所述仓储任务属性信息包括:订单截单时间、货运优先级、货物类型和客户类型中的至少一个。
11.如权利要求2所述的方法,还包括:
设置在所述搬运机器人中的子控制装置获得所述搬运机器人的传感器装置采集的检测信息;其中,所述传感器装置包括:惯性测量单元、测距传感器和视觉传感器中的至少一个;
所述子控制装置基于所述检测信息以及仓库地图进行融合定位处理,根据定位信息以及所述机器人运行路线将所述搬运机器人导引至所述库存操作节点。
12.如权利要求11所述的方法,还包括:
所述子控制装置建立所述库存操作节点与全局位置坐标的坐标映射表;
所述子控制装置使用所述坐标映射表获得与所述库存操作节点的全局位置坐标,基于此全局位置坐标进行导航。
13.如权利要求1至12任一项所述的方法,其中,
所述库存操作包括:存储、补货,拣货,复核、打包或分拣。
14.一种仓储任务处理系统,包括:
任务管理及控制装置,包括:
任务分析单元,用于获得与库存操作请求相对应的货物信息和存储位置;
任务生成模块,用于确定与所述存储位置相对应的库存操作节点,基于所述货物信息和存储位置以及库存操作节点生成仓储任务;
任务派遣模块,用于确定执行此仓储任务的搬运机器人,将所述仓储任务发送给所述搬运机器人,以使所述搬运机器人基于所述仓储任务运行至所述库存操作节点;
协作处理模块,用于确定与所述搬运机器人相对应的协作者,向所述协作者发送协作指示信息,以使所述协作者基于所述协作指示信息到达所述库存操作节点,协作所述搬运机器人完成库存操作;其中,所述协作指示信息包括:搬运机器人信息和仓储任务。
15.如权利要求14所述的系统,其中,
所述任务管理及控制模块,还包括:
路径生成模块,用于生成包含有所述库存操作节点的机器人运行线路、所述协作者到达所述库存操作节点的协作者运行线路;
路径发送模块,用于分别将所述机器人运行路线和所述协作者运行路线分别发送至所述搬运机器人和所述协作者,以使所述搬运机器人基于所述机器人运行路线自动运行至所述库存操作节点、所述协作者基于所述协作者运行线路到达所述库存操作节点。
16.如权利要求15所述的系统,其中,
所述任务派遣模块,用于根据与所述存储任务相对应的机器人运行线路,将机器人运行线路具有重叠部分的多个仓储任务分配给一个搬运机器人;
所述协作处理模块,用于基于与多个仓储任务相对应的所述库存操作节点为所述搬运机器人分配至少一个所述协作者。
17.如权利要求16所述的系统,其中,
所述协作处理模块,用于获得与所述仓储任务相对应的所述库存操作节点距离最近的所述协作者,将此协作者分配给完成此仓储任务的搬运机器人;
其中,所述仓储任务包含有一个或多个库存操作节点,为每个所述库存操作节点分配一个或多个协作者。
18.如权利要求17所述的系统,其中,
所述协作处理模块,用于将仓库分为多个逻辑工作区,在每个逻辑工作区内配置至少一个协作者;确定所述库存操作节点所属的逻辑工作区,从此逻辑工作区内选取协作者分配给此库存操作节点,或从其它逻辑工作区选取处于空闲状态的协作者分配给此库存操作节点。
19.如权利要求15所述的系统,其中,
所述任务管理及控制模块,还包括:
运行控制模块,用于根据所述协作者的行走速度和/或所述机器人运行线路的属性确定所述搬运机器人的动态速度;根据所述动态速度和所述机器人运行线路控制所述搬运机器人运行至所述库存操作节点;根据协作者运行线路为所述协作者提供导航功能,以使所述协作者到达所述库存操作节点。
20.如权利要求15所述的系统,其中,
所述任务分析单元,用于获得与所述库存操作请求相对应的货物SKU;基于库存货格储位列表确定与所述货物SKU相对应的货格标识和货格位置;获得与所述货格位置相对应的所述库存操作节点,将所述库存操作节点设置为与所述库存操作请求相对应的目的地点。
21.如权利要求15所述的系统,还包括:
交通管理装置,用于根据所述机器人运行线路获得全局交通调度信息;基于所述全局交通调度信息和调度规则对所述搬运机器人进行调度。
22.如权利要求21所述的系统,其中,
所述交通管理装置,包括:
缓存区设置模块,用于设置搬运机器人缓存区域,在所述搬运机器人缓存区域内设置多个缓存位;
停靠处理模块,用于如果多个搬运机器人需要在相同时段内到达所述库存操作节点,当确定所述库存操作节点当前无法到达时,将多个搬运机器人调度运行至所述搬运机器人缓存区域;确定各个搬运机器人的任务优先级,基于所述任务优先级分别为多个搬运机器人确定缓存位,并将多个搬运机器人调度运行至相应的缓存位后停靠;
运行处理模块,用于如果确定所述库存操作节点能够到达,则基于所述优先级从多个搬运机器人选取搬运机器人调度运行至所述库存操作节点。
23.如权利要求22所述的系统,其中,
所述停靠处理模块,用于获得优先权设置信息,根据所述优先权设置信息确定所述任务优先级;
其中,所述优先权设置信息包括:搬运机器人进入目标区域的顺序或仓储任务属性信息;所述仓储任务属性信息包括:订单截单时间、货运优先级、货物类型和客户类型中的至少一个。
24.如权利要求15所述的系统,还包括:
子控制装置,设置在所述搬运机器人中,用于获得所述搬运机器人的传感器装置采集的检测信息;其中,所述传感器装置包括:惯性测量单元、测距传感器和视觉传感器中的至少一个;基于所述检测信息以及仓库地图进行融合定位处理,根据定位信息以及所述机器人运行路线将所述搬运机器人导引至所述库存操作节点。
25.如权利要求24所述的系统,还包括:
所述子控制装置,还用于建立所述库存操作节点与全局位置坐标的坐标映射表,使用所述坐标映射表获得与所述库存操作节点的全局位置坐标,基于此全局位置坐标进行导航。
26.一种仓储任务处理系统,包括:
存储器;以及耦接至所述存储器的处理器,所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令,执行如权利要求1至13中任一项所述的方法。
27.一种仓储系统,包括:
搬运机器人、如权利要求14至26任一项所述的仓储任务处理系统。
28.如权利要求27所述的系统,其中,
所述搬运机器人包括:轮式底盘、车载显示屏幕和托盘;所述托盘承载一个或多个用于装载货物的周转容器。
29.如权利要求28所述的系统,其中,
所述轮式底盘上设置有状态灯光装置、音频装置和传感器装置;所述托盘上设置有指示灯光装置。
其中,所述传感器装置包括:惯性测量单元、测距传感器和视觉传感器中的至少一个。
30.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机指令,所述指令被处理器执行如权利要求1至13中任一项所述的方法。
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