CN110371561B - 一种码垛入库的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种码垛入库的方法和装置，包括计算第一不同摆放方式下的横排摆放物品数量m和纵排摆放物品数量n；计算第二不同摆放方式下的横排数量h和纵排数量v，第二不同摆放方式是第一不同摆放方式的子集；根据所计算的m、n、h、v确定每层摆放布局；生成最终摆放布局，其中第一不同摆放方式包括物品沿容器长度方向摆放的长边摆放和物品沿容器宽度方向摆放的宽边摆放两者，以及取决于m和n的计算结果，第二不同摆放方式包括仅长边摆放、仅宽边摆放、或长边摆放和宽边摆放两者。该实施方式提高了空间利用率、增强了稳定性，能直接使用机械臂的整排取放，减少机械臂的拿取次数，提高入库码垛效率。

Description

一种码垛入库的方法和装置

技术领域

本发明涉及仓储物流领域，尤其涉及一种码垛入库的方法和装置。

背景技术

当前在仓库码垛领域，通过六轴机械臂自动码垛是建设无人仓必不可少的一环。其中高效快速的码垛方法又是码垛方面最为重要的环节。

其中，针对同种商品码垛过程中，要保证足够的空间利用率、稳定性，能直接作为机械臂的定位输入。又要考虑多层码垛的稳定性，因此需要一种高效的码垛方式。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种码垛入库的方法和装置。

为实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种码垛入库的方法，其特征在于，包括：计算第一不同摆放方式下的横排摆放物品数量m和纵排摆放物品数量n；计算第二不同摆放方式下的横排数量h和纵排数量v，第二不同摆放方式是所述第一不同摆放方式的子集；根据所计算的m、n、h、v确定每层摆放布局；生成最终摆放布局，其中摆放物品是长度为a、宽度为b的物品，容器是长度为W、宽度为L的托盘，所述第一不同摆放方式包括物品沿容器长度方向摆放的长边摆放和物品沿容器宽度方向摆放的宽边摆放两者，以及取决于m和n的计算结果，所述第二不同摆放方式包括仅长边摆放、仅宽边摆放、或长边摆放和宽边摆放两者。

根据本发明实施例的一个方面，长边摆放方式下的横排可摆放物品数量m_r和纵排可摆放物品数量n_r分别为m_r＝L/a，n_r＝L/b。

根据本发明实施例的一个方面，宽边摆放方式下的横排可摆放物品数量m_c和纵排可摆放物品数量n_c分别为m_c＝W/b，n_c＝W/a.

根据本发明实施例的一个方面，所述计算第一不同摆放方式下的横排摆放物品数量m和纵排摆放物品数量n包括将用于长边摆放的长度差比、用于宽边摆放的长度差比与预定阈值MAX比较的步骤：

计算用于长边摆放的长度差比

计算用于宽边摆放的长度差比

比较用于长边摆放的长度差比、用于宽边摆放的长度差比与所述预定阈值MAX。

根据本发明实施例的一个方面，比较用于长边摆放的长度差比、用于宽边摆放的长度差比与所述预定阈值MAX包括：如果dif f_r≤MAX＜dif f_c，选择长边摆放的摆放方式，并且第二不同摆放方式仅包括长边摆放方式。

根据本发明实施例的一个方面，比较用于长边摆放的长度差比、用于宽边摆放的长度差比与所述预定阈值MAX包括：如果dif f_c≤MAX＜dif f_r，选择宽边摆放的摆放方式，并且第二不同摆放方式仅包括宽边摆放方式。

根据本发明实施例的一个方面，比较用于长边摆放的长度差比、用于宽边摆放的长度差比与所述预定阈值MAX包括：如果MAX＜dif f_c≤dif f_r，或者如果MAX＜dif f_r≤diff_c，则更新长边摆放方式和宽边摆放方式下的横排可摆放物品数量和纵排可摆放物品数量，之后使用所更新的横排可摆放物品数量和纵排可摆放物品数量，重复将用于长边摆放的长度差比、用于宽边摆放的长度差比与预定阈值MAX比较的所述步骤。

根据本发明实施例的一个方面，长边摆放方式下的所更新的横排可摆放物品数量和纵排可摆放物品数量是通过在以下约束条件下求解目标函数max(m+n)而获得的：

约束条件：

2≤m≤m_r

2≤n≤n_r。

根据本发明实施例的一个方面，宽边摆放方式下的所更新的横排可摆放物品数量和纵排可摆放物品数量是通过在以下约束条件下求解目标函数max(m+n)而获得的：

约束条件：

2≤m≤m_c

2≤n≤n_c。

根据本发明实施例的一个方面，比较用于长边摆放的长度差比、用于宽边摆放的长度差比与所述预定阈值MAX包括：

如果dif f_r≤dif f_c≤MAX或者dif f_c≤dif f_r≤MAX，则第二不同摆放方式包括长边摆放方式和宽边摆放方式。

根据本发明实施例的一个方面，MAX是0.5。

根据本发明实施例的一个方面，计算第二不同摆放方式下的横排数量h和纵排数量v包括：如果第二不同摆放方式中包括长边摆放方式，在以下约束条件下求解目标函数max(m_r*h+n_r*v)以获得h、v：

约束条件：

h*b+v*a≤W

h≥1

v≥1

根据本发明实施例的一个方面，计算第二不同摆放方式下的横排数量h和纵排数量v包括：如果第二不同摆放方式中包括宽边摆放方式，在以下约束条件下求解目标函数max(m_c*h+n_c*v)以获得h、v：

约束条件：

h*a+v*b≤L

h≥1

v≥1。

根据本发明实施例的一个方面，所述确定每层摆放布局包括：如果第二不同摆放方式包括长边摆放方式或宽边摆放方式中的一个，则摆放方式为所包括的摆放方式，所述每层摆放布局是在所述摆放方式下所获得的具有h个横排和v个纵排的摆放布局。

根据本发明实施例的一个方面，所述确定每层摆放布局包括：如果第二不同摆放方式包括长边摆放方式和宽边摆放方式，则通过以下步骤确定摆放方式：首先，选择可摆放总数多的方式；如果可摆放总数相同，选择摆放长度差比小的方式；如果摆放长度差比相同，选择长边摆放方式，其中，所述每层摆放布局是所选择的摆放方式下所获得的具有h个横排和v个纵排的摆放布局。

根据本发明实施例的一个方面，所述可摆放总数为q×l_h，其中q为每层摆放物品数量q＝m*h+n*v，l_h为层数

H为托盘高度上限。

根据本发明实施例的一个方面，所述生成最终摆放布局包括：生成低层横纵排列表，然后根据低层表生成上层表。

根据本发明实施例的一个方面，生成低层横纵排列表然后根据低层表生成上层表包括：以托盘左上角为原点，对于低层，先生成横排再生成纵排，对于上层，先生成纵排再生成横排。

根据本发明实施例的一个方面，所述生成最终摆放布局包括在生成最终摆放布局之前进行从整体向中间靠拢的布局微调。

根据本发明实施例的一个方面，提供一种码垛入库的装置，其特征在于，包括：计算单元，用于：计算第一不同摆放方式下的横排摆放物品数量m和纵排摆放物品数量n；计算第二不同摆放方式下的横排数量h和纵排数量v，第二不同摆放方式是所述第一不同摆放方式的子集；布局确定单元，用于根据所计算的m、n、h、v确定每层摆放布局；以及布局生成单元，用于生成最终摆放布局，其中摆放物品是长度为a、宽度为b的物品，容器是长度为W、宽度为L的托盘，所述第一不同摆放方式包括物品沿容器长度方向摆放的长边摆放和物品沿容器宽度方向摆放的宽边摆放两者，以及取决于m和n的计算结果，所述第二不同摆放方式包括仅长边摆放、仅宽边摆放、或长边摆放和宽边摆放两者。

根据本发明实施例的一个方面，长边摆放方式下的横排可摆放物品数量m_r和纵排可摆放物品数量n_r分别为m_r＝L/a，n_r＝L/b。

根据本发明实施例的一个方面，宽边摆放方式下的横排可摆放物品数量m_c和纵排可摆放物品数量n_c分别为m_c＝W/b，n_c＝W/a.

根据本发明实施例的一个方面，所述计算单元还用于：将用于长边摆放的长度差比、用于宽边摆放的长度差比与预定阈值MAX进行比较：

计算用于长边摆放的长度差比

计算用于宽边摆放的长度差比

比较用于长边摆放的长度差比、用于宽边摆放的长度差比与所述预定阈值MAX。

根据本发明实施例的一个方面，所述计算单元进一步用于：在dif f_r≤MAX＜diff_c时，选择长边摆放的摆放方式，并且第二不同摆放方式仅包括长边摆放方式。

根据本发明实施例的一个方面，所述计算单元进一步用于：在dif f_c≤MAX＜diff_r时，选择宽边摆放的摆放方式，并且第二不同摆放方式仅包括宽边摆放方式。

根据本发明实施例的一个方面，所述计算单元进一步用于：在MAX＜dif f_c≤diff_r，或者MAX＜dif f_r≤dif f_c时，更新长边摆放方式和宽边摆放方式下的横排可摆放物品数量和纵排可摆放物品数量，之后使用所更新的横排可摆放物品数量和纵排可摆放物品数量，重复将用于长边摆放的长度差比、用于宽边摆放的长度差比与预定阈值MAX进行比较。

根据本发明实施例的一个方面，长边摆放方式下的所更新的横排可摆放物品数量和纵排可摆放物品数量是通过在以下约束条件下求解目标函数max(m+n)而获得的：

约束条件：

2≤m≤m_r

2≤n≤n_r。

根据本发明实施例的一个方面，宽边摆放方式下的所更新的横排可摆放物品数量和纵排可摆放物品数量是通过在以下约束条件下求解目标函数max(m+n)而获得的：

约束条件：

2≤m≤m_c

2≤n≤n_c。

根据本发明实施例的一个方面，所述计算单元进一步用于：在dif f_r≤dif f_c≤MAX或者dif f_c≤dif f_r≤MAX时，第二不同摆放方式包括长边摆放方式和宽边摆放方式。

根据本发明实施例的一个方面，MAX是0.5。

根据本发明实施例的一个方面，所述计算单元进一步用于：在第二不同摆放方式中包括长边摆放方式时，在以下约束条件下求解目标函数max(m_r*h+n_r*v)以获得h、v：

约束条件：

h*b+v*a≤W

h≥1

v≥1

在第二不同摆放方式中包括宽边摆放方式时，在以下约束条件下求解目标函数max(m_c*h+n_c*v)以获得h、v：

约束条件：

h*a+v*b≤L

h≥1

v≥1。

根据本发明实施例的一个方面，所述布局确定单元还用于：在第二不同摆放方式包括长边摆放方式或宽边摆放方式中的一个时，摆放方式为所包括的摆放方式，所述每层摆放布局是在所述摆放方式下所获得的具有h个横排和v个纵排的摆放布局。

根据本发明实施例的一个方面，所述布局确定单元还用于：在所述第二不同摆放方式包括长边摆放方式和宽边摆放方式两者时，通过以下步骤确定摆放方式：首先，选择可摆放总数多的方式；如果可摆放总数相同，选择摆放长度差比小的方式；如果摆放长度差比相同，选择长边摆放方式，其中，所述每层摆放布局是所选择的摆放方式下所获得的具有h个横排和v个纵排的摆放布局。

根据本发明实施例的一个方面，所述可摆放总数为q×l_h，其中q为每层摆放物品数量q＝m*h+n*v，l_h为层数

H为托盘高度上限。

根据本发明实施例的一个方面，所述布局生成单元还用于：生成低层横纵排列表，然后根据低层表生成上层表。

根据本发明实施例的一个方面，所述布局生成单元进一步用于：以托盘左上角为原点，对于低层，先生成横排再生成纵排，对于上层，先生成纵排再生成横排。

根据本发明实施例的一个方面，还包括布局调整单元，用于在生成最终摆放布局之前进行从整体向中间靠拢的布局微调。

根据本发明实施例的又一个方面，提供一种码垛入库的电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例的码垛入库的方法。

根据本发明实施例的再一个方面，提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本发明实施例的码垛入库的方法。

上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：空间利用率高、稳定性强，能直接使用机械臂的整排取放，减少机械臂的拿取次数，提高入库码垛效率。

上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

图1是根据本发明实施例的码垛入库方法的主要流程的示意图；

图2(a)和图2(b)是示出长边摆放和宽边摆放的示例的示意图；

图3(a)和图3(b)是示出针对长边摆放计算横排可摆放物品数量和纵排可摆放物品数量的示例的示意图；

图4(a)和图4(b)是示出针对宽边摆放计算横排可摆放物品数量和纵排可摆放物品数量的示例的示意图；

图5是示出计算横排和纵排之间的摆放长度差比的示例的示意图；

图6是示出已达到满足摆放长度差比的横排和纵排之间的差比的示例的示意图

图7(a)和图7(b)是示出不同横排及纵排数量的组合方式的示例的示意图；

图8是示出多层摆放效果的示例的示意图；

图9是根据本发明实施例的用于实现码垛入库方法的装置的示例的示意图；

图10是本发明实施例可以应用于其中的示例性系统架构图；

图11是适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

图1是根据本发明实施例码垛入库方法的主要流程的示意图。

本发明适用于各种摆放方式，也称作码放方式，但尤其适用于整排摆放的摆放方式。根据本发明的一个实施例，被摆放物品品种选用同一商品，而容器品种选用相同尺寸的托盘。在一个实施例中，托盘长L＝500，托盘宽W＝100，物品长a＝12，物品宽b＝8。

图2(a)和图2(b)是示出长边摆放和宽边摆放的示例的示意图。其中a)长边摆放，其中长度方向即L边每排货物朝向相同，和b)宽边摆放，其中在宽度方向即W边每排物品朝向相同。

按以下策略生成每种方式的垛型的步骤如下所示。

在步骤S11中，确定横排和纵排的摆放数量m、n。

具体地，在步骤S11-1中，分别计算长边摆放和宽边摆放两种情况下的每排可摆放物品数量。

图3(a)和图3(b)是示出针对长边摆放计算横排可摆放物品数量和纵排可摆放物品数量的示例的示意图；针对长边摆放，分别采用如下公式计算横排可摆放物品数量m_r和纵排可摆放物品数量n_r：

m_r＝L/a

n_r＝L/b

图4(a)和图4(b)是示出针对宽边摆放计算横排可摆放物品数量和纵排可摆放物品数量的示例的示意图。针对宽边摆放，分别采用如下公式计算横排可摆放物品数量m_c和纵排可摆放物品数量n_c：

m_c＝W/b

n_c＝W/a

然后，通过与摆放长度差比相比较获得满足条件的m、n和相应的摆放方式。

图5是示出计算横排和纵排之间的摆放长度差比的示例的示意图。具体地，在步骤S11-2中，计算如图5所示的横排和纵排之间的摆放

长度差比。

具体地，针对长边摆放，长度差比为

针对宽边摆放，长度差比为

具体地，例如，如图5所示，沿着长度方向摆放，左边对齐，分别摆放两排，在第一排一共摆m_r个长度为a的边，摆出来占用托盘宽度是m_r*a；第二排摆放n_r个长度为b的边，摆出来占用托盘宽度是n_r*a。则在右边未对齐的部分，长度差是|m_r*a-n_r*b|，而公式的分母上min(a，b)＝b。

这个差比的意义是，长度差越大，会造成上面层的支撑面不足，比如，在差比是0.9的情况下，就会有可能造成上面层的支撑面只有0.1，整个垛型就不稳定。

具体选择时，考虑可接受的预定阈值MAX，共有如下四种情况。

1)如果dif f_r≤dif f_c≤MAX或者dif f_c≤dif f_r≤MAX，则说明长边和宽边两种摆放方式都满足差比条件，转到步骤S12

2)如果dif f_c≤MAX＜dif f_r，则选择宽边摆放的摆放方式，确定摆放方式步骤结束，转到步骤S12。

3)如果dif f_r≤MAX＜dif f_c，则选择长边摆放的摆放方式，确定摆放方式步骤结束，转到步骤S12。

4)如果MAX＜dif f_c≤dif f_r，或者MAX＜dif f_r≤dif f_c，则说明长边和宽边两种摆放方式都不满足要求。在这种情况下，需要重新计算每行可摆放物品数量，减少横排或者纵排的数量，以减少横排和纵排的差比。转到步骤S11-3。

上述预定阈值MAX应取决于运营的具体情况。比如在入库没有缠膜的情况下，MAX的选取就要适当减小，否则容易塌落、不稳定。MAX也与托盘大小、摆放高度有关等，要根据实际情况试验结果而定。实践中，MAX值的一个示例比如0.5。

在步骤S11-3中，重新计算满足在差比不大于MAX的条件下，横排摆放数量m与竖排摆放数量n之和最大的情况下的m和n。求最大(m+n)的含义为，不管横排摆还是竖排摆，摆的最多是最优解。

具体地，针对长边摆放，求解目标函数：

max(m+n)

约束条件：

2≤m≤m_r

2≤n≤n_r

其中，三个约束条件的含义分别是：差比不大于MAX；横排摆放数量m最少是2个，最多是m_r个；竖排摆放数量n最少是2个，最多是n_r。

针对宽边摆放，求解目标函数：

max(m+n)

约束条件：

2≤m≤m_c

2≤n≤n_c

三个约束条件的含义同上。

图6是示出已达到满足摆放长度差比的横排和纵排之间的差比的示例的示意图。经过此步骤，如图6所示，去掉图中的透明箱体，已达到满足条件的横排和纵排之间的差比，之后，继续重复步骤S11-2，以确定长边摆放或宽边摆放。

在步骤S12，依然通过求解线性规划问题，计算横排纵排的最佳组合数量以确定每层摆放布局。

此时，若是从步骤S11-2的结果2)和3)跳转而来，则已经确定了是宽边摆放还是长边摆放，但是横排和纵排的摆放还未确定，因此需要确定在已确定的宽边摆放或长边摆放下具体横排及纵排(或横列及纵列)的数量；若是从步骤S11-2的结果1)跳转而来，则宽边摆放还是长边摆放尚未确定，需要分别计算在两种情况下具体横排及纵排(或横列及纵列)的数量。

a)在长边摆放的情况下，需要求解目标函数：

max(m_r*h+n_r*v)

约束条件：

满足：h*b+v*a≤W

h≥1

v≥1

其中，h、v分别是横排及纵排的行数。

b)在宽边摆放的情况下，需要求解目标函数：

max(m_c*h+n_c*v)

约束条件：

h*a+v*b≤L

h≥1

v≥1

其中，h、v分别是横列及纵列的行数

经过步骤S12后，获得了h、v的数量。不同横排及纵排数量的的组合方式的示例如图7(a)和图7(b)。

接下来，在步骤S13中，确定每层摆放布局。

在步骤S13-1，无论对宽边摆放还是长边摆放，计算每层摆放物品数量q。

q＝m*h+n*v

在步骤S13-2，对宽边摆放或长边摆放，计算层数：

其中H为托盘高度上限。从高度上限确定的层数向下取整。

接下来，在步骤S13-3中，按照以下顺序，最终选择摆放布局。注意，如果在前面步骤S12中已经确定了长边/宽边摆放方式(另外一种不满足MAX)，则跳过以下计算步骤。

首先，计算两种摆放方式可摆放物品总数量q×l_h，选择可摆放总数多的方式；

如果数量相同，选择差比小的方式；

如果差比相同，选择长边摆放方式。

在步骤S14中，生成低层横纵排列表，然后根据低层表生成上层表。横纵排列表是限定出摆放方式和摆放效果的表，表示先横排还是先纵排，横排几个、纵排几个等。摆放效果的一个示例如图8所示。无论是长边摆放还是宽边摆放的情况下，都以托盘左上角为原点，对于低层，先生成横排再生成纵排，对于上层，先生成纵排再生成横排。

在步骤S15中，进行布局微调，并生成整体布局。微调主要包括通过整体向中间靠拢。对最高层(或某一层无法凑成整层)，按照该层实际摆放方式进行摆放，最后向中间靠拢，进行布局微调。最后生成整体布局。

下面通过实施例具体说明本发明的过程。

根据本发明的一个实施例，被摆放物品品种选用同一商品，容器品种选用相同尺寸的托盘。在该实施例中，托盘长L＝500，托盘宽W＝100，物品长a＝12，物品宽b＝8。

在步骤S11中

a)长边摆放，有横排可摆放物品数量mr＝L/a＝500/12＝41，纵排可摆放物品数量n_r＝L/b＝500/8＝62。

b)宽边摆放，有横排可摆放物品数量m_c＝W/b＝100/8＝12，纵排可摆放物品数量n_c＝W/a＝100/12＝8。

选取MAX＝0.5，则有

因此，dif f_c≤dif f_r≤MAX，说明长边摆放和宽边摆放的摆放方式均可。

在步骤S12中，在长边摆放的情况下，有

目标函数：

max(41h+62v)

约束条件：

满足：8h+12v≤100

h≥1

v≥1

因此，有h＝5，v＝5。

在宽边摆放的情况下，有

目标函数：

max(12h+8v)

约束条件：

12h+8v≤500

h≥1

v≥1

因此，有h＝30，v＝17。

在步骤S13中，分别代入以上h和v，计算可知，在长边摆放的情况下，有q_r＝41*5+62*5＝515，在宽边摆放的情况下，有q_c＝12*30+8*17＝496。

因此，在上述实施例中，长边摆放的情况下可摆放物品总数量为qr*l_h＝515l_h，在宽边摆放的情况下可摆放物品总数量为qc*l_h＝4961_h，因此，选择长边摆放方式，并确定h＝5，v＝5的摆放布局。

之后，在步骤S14-S15中，可以生成排列表、进行布局微调并生成整体布局。

图9示出了根据本发明实施例的用于实现码垛入库方法的装置的示例的示意图。如图9所示，所述装置可以包括计算单元901、布局确定单元902、布局调整单元903和布局生成单元904。

图10示出了可以应用本发明实施例的码垛入库方法或码垛入库装置的示例性系统架构1000。

如图10所示，系统架构1000可以包括终端设备1001、1002、1003，网络1004和服务器1005。网络1004用以在终端设备1001、1002、1003和服务器1005之间提供通信链路的介质。网络1004可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。

用户可以使用终端设备1001、1002、1003通过网络1004与服务器1005交互，以接收或发送消息等。终端设备1001、1002、1003上可以安装有各种通讯客户端应用。

终端设备1001、1002、1003可以是具有用户界面的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。

服务器1005可以是提供各种服务的服务器，例如对用户利用终端设备1001、1002、1003所管理的码垛入库方案提供支持的后台管理服务器。后台管理服务器可以对接收到的商品信息查询请求等数据进行分析等处理，并将处理结果给终端设备。

需要说明的是，本发明实施例所提供的码垛入库方法一般由服务器1005执行，相应地，码垛入库装置一般设置于服务器1005中。

应该理解，图10中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。

下面参考图11，其示出了适于用来实现本发明实施例的终端设备的计算机系统1100的结构示意图。图11示出的终端设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图11所示，计算机系统1100包括中央处理单元(CPU)1101，其可以根据存储在只读存储器(ROM)1102中的程序或者从存储部分1108加载到随机访问存储器(RAM)1103中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 1103中，还存储有系统1100操作所需的各种程序和数据。CPU 1101、ROM 1102以及RAM 1103通过总线1104彼此相连。输入/输出(I/O)接口1105也连接至总线1104。

以下部件连接至I/O接口1105：包括键盘、鼠标等的输入部分1106；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分1107；包括硬盘等的存储部分1108；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1109。通信部分1109经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1110也根据需要连接至I/O接口1105。可拆卸介质1111，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1110上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分1108。

特别地，根据本发明公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1109从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1111被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)1101执行时，执行本发明的系统中限定的上述功能。

需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本发明实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括计算单元、布局确定单元、布局调整单元和布局生成单元。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，布局确定单元还可以被描述为“用于确定码垛入库的摆放布局的单元”。

作为另一方面，本发明还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该设备包括：计算第一不同摆放方式下的横排摆放物品数量m和纵排摆放物品数量n；计算第二不同摆放方式下的横排数量h和纵排数量v，第二不同摆放方式是所述第一不同摆放方式的子集；根据所计算的m、n、h、v确定每层摆放布局；生成最终摆放布局，其中摆放物品是长度为a、宽度为b的物品，容器是长度为W、宽度为L的托盘，所述第一不同摆放方式包括物品沿容器长度方向摆放的长边摆放和物品沿容器宽度方向摆放的宽边摆放两者，以及取决于m和n的计算结果，所述第二不同摆放方式包括仅长边摆放、仅宽边摆放、或长边摆放和宽边摆放两者。

根据本发明实施例的技术方案，能够提高空间利用率、增强稳定性，能直接使用机械臂的整排取放，减少机械臂的拿取次数，提高入库码垛效率。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (28)

1.一种码垛入库的方法，其特征在于，包括：

计算第一不同摆放方式下的横排摆放物品数量m和纵排摆放物品数量n；

计算第二不同摆放方式下的横排数量h和纵排数量v，第二不同摆放方式是所述第一不同摆放方式的子集；

根据所计算的m、n、h、v确定每层摆放布局；

生成最终摆放布局，其中

摆放物品是长度为a、宽度为b的物品，

容器是长度为W、宽度为L的托盘，

所述第一不同摆放方式包括物品沿容器长度方向摆放的长边摆放和物品沿容器宽度方向摆放的宽边摆放两者，以及

取决于m和n的计算结果，所述第二不同摆放方式包括仅长边摆放、仅宽边摆放、或长边摆放和宽边摆放两者；

所述计算第一不同摆放方式下的横排摆放物品数量m和纵排摆放物品数量n包括将用于长边摆放的长度差比、用于宽边摆放的长度差比与预定阈值MAX比较的步骤：

计算用于长边摆放的长度差比

计算用于宽边摆放的长度差比

比较用于长边摆放的长度差比、用于宽边摆放的长度差比与所述预定阈值MAX；

其中，长边摆放方式下的横排可摆放物品数量m_r和纵排可摆放物品数量n_r分别为m_r＝L/a，n_r＝L/b；宽边摆放方式下的横排可摆放物品数量m_c和纵排可摆放物品数量n_c分别为m_c＝W/b，n_c＝W/a；

其中，比较用于长边摆放的长度差比、用于宽边摆放的长度差比与所述预定阈值MAX包括：

如果diff_r≤MAX＜diff_c，选择长边摆放的摆放方式，并且第二不同摆放方式仅包括长边摆放方式；

如果diff_c≤MAX＜diff_r，选择宽边摆放的摆放方式，并且第二不同摆放方式仅包括宽边摆放方式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，比较用于长边摆放的长度差比、用于宽边摆放的长度差比与所述预定阈值MAX包括：

如果MAX＜diff_c≤diff_r，或者如果MAX＜diff_r≤diff_c，则更新长边摆放方式和宽边摆放方式下的横排可摆放物品数量和纵排可摆放物品数量，之后使用所更新的横排可摆放物品数量和纵排可摆放物品数量，重复将用于长边摆放的长度差比、用于宽边摆放的长度差比与预定阈值MAX比较的所述步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，长边摆放方式下的所更新的横排可摆放物品数量和纵排可摆放物品数量是通过在以下约束条件下求解目标函数max(m+n)而获得的：

约束条件：

2≤m≤m_r

2≤n≤n_r。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，宽边摆放方式下的所更新的横排可摆放物品数量和纵排可摆放物品数量是通过在以下约束条件下求解目标函数max(m+n)而获得的：

约束条件：

2≤m≤m_c

2≤n≤n_c。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，比较用于长边摆放的长度差比、用于宽边摆放的长度差比与所述预定阈值MAX包括：

如果diff_r≤diff_c≤MAX或者diff_c≤diff_r≤MAX，则第二不同摆放方式包括长边摆放方式和宽边摆放方式。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，MAX是0.5。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算第二不同摆放方式下的横排数量h和纵排数量v包括：

如果第二不同摆放方式中包括长边摆放方式，在以下约束条件下求解目标函数max(m_r*h+n_r*v)以获得h、v：

约束条件：

h*b+v*a≤W

h≥1

v≥1

如果第二不同摆放方式中包括宽边摆放方式，在以下约束条件下求解目标函数max(m_c*h+n_c*v)以获得h、v：

约束条件：

h*a+v*b≤L

h≥1

v≥1。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定每层摆放布局包括：

如果第二不同摆放方式包括长边摆放方式或宽边摆放方式中的一个，则摆放方式为所包括的摆放方式，所述每层摆放布局是在所述摆放方式下所获得的具有h个横排和v个纵排的摆放布局。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定每层摆放布局包括：

如果第二不同摆放方式包括长边摆放方式和宽边摆放方式，则通过以下步骤确定摆放方式：

首先，选择可摆放总数多的方式；

如果可摆放总数相同，选择摆放长度差比小的方式；

如果摆放长度差比相同，选择长边摆放方式，

其中，所述每层摆放布局是所选择的摆放方式下所获得的具有h个横排和v个纵排的摆放布局。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述可摆放总数为q×l_h，其中q为每层摆放物品数量q＝m*h+n*v，l_h为层数

H为托盘高度上限。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成最终摆放布局包括：生成低层横纵排列表，然后根据低层表生成上层表。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，生成低层横纵排列表然后根据低层表生成上层表包括：以托盘左上角为原点，对于低层，先生成横排再生成纵排，对于上层，先生成纵排再生成横排。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成最终摆放布局包括在生成最终摆放布局之前进行从整体向中间靠拢的布局微调。

14.一种码垛入库的装置，其特征在于，包括：

计算单元，用于：

计算第一不同摆放方式下的横排摆放物品数量m和纵排摆放物品数量n；

计算第二不同摆放方式下的横排数量h和纵排数量v，第二不同摆放方式是所述第一不同摆放方式的子集；

布局确定单元，用于根据所计算的m、n、h、v确定每层摆放布局；以及

布局生成单元，用于生成最终摆放布局，其中

摆放物品是长度为a、宽度为b的物品，

容器是长度为W、宽度为L的托盘，

所述第一不同摆放方式包括物品沿容器长度方向摆放的长边摆放和物品沿容器宽度方向摆放的宽边摆放两者，以及

取决于m和n的计算结果，所述第二不同摆放方式包括仅长边摆放、仅宽边摆放、或长边摆放和宽边摆放两者；

所述计算单元还用于：

将用于长边摆放的长度差比、用于宽边摆放的长度差比与预定阈值MAX比较的步骤：

计算用于长边摆放的长度差比

计算用于宽边摆放的长度差比

比较用于长边摆放的长度差比、用于宽边摆放的长度差比与所述预定阈值MAX；

其中，长边摆放方式下的横排可摆放物品数量m_r和纵排可摆放物品数量n_r分别为m_r＝L/a，n_r＝L/b；宽边摆放方式下的横排可摆放物品数量m_c和纵排可摆放物品数量n_c分别为m_c＝W/b，n_c＝W/a；

其中，所述计算单元进一步用于：

在diff_r≤MAX＜diff_c时，选择长边摆放的摆放方式，并且第二不同摆放方式仅包括长边摆放方式；

在diff_c≤MAX＜diff_r时，选择宽边摆放的摆放方式，并且第二不同摆放方式仅包括宽边摆放方式。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述计算单元进一步用于：

在MAX＜diff_c≤diff_r，或者MAX＜diff_r≤diff_c时，更新长边摆放方式和宽边摆放方式下的横排可摆放物品数量和纵排可摆放物品数量，之后使用所更新的横排可摆放物品数量和纵排可摆放物品数量，重复将用于长边摆放的长度差比、用于宽边摆放的长度差比与预定阈值MAX进行比较。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，长边摆放方式下的所更新的横排可摆放物品数量和纵排可摆放物品数量是通过在以下约束条件下求解目标函数max(m+n)而获得的：

约束条件：

2≤m≤m_r

2≤n≤n_r。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，宽边摆放方式下的所更新的横排可摆放物品数量和纵排可摆放物品数量是通过在以下约束条件下求解目标函数max(m+n)而获得的：

约束条件：

2≤m≤m_c

2≤n≤n_c。

18.根据权利要求15所述的装置，所述计算单元进一步用于：

在diff_r≤diff_c≤MAX或者diff_c≤diff_r≤MAX时，第二不同摆放方式包括长边摆放方式和宽边摆放方式。

19.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，MAX是0.5。

20.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述计算单元进一步用于：

在第二不同摆放方式中包括长边摆放方式时，在以下约束条件下求解目标函数max(m_r*h+n_r*v)以获得h、v：

约束条件：

h*b+v*a≤W

h≥1

v≥1

在第二不同摆放方式中包括宽边摆放方式时，在以下约束条件下求解目标函数max(m_c*h+n_c*v)以获得h、v：

约束条件：

h*a+v*b≤L

h≥1

v≥1。

21.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述布局确定单元还用于：

在第二不同摆放方式包括长边摆放方式或宽边摆放方式中的一个时，摆放方式为所包括的摆放方式，所述每层摆放布局是在所述摆放方式下具有h个横排和v个纵排的摆放布局。

22.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述布局确定单元还用于：

在所述第二不同摆放方式包括长边摆放方式和宽边摆放方式两者时，通过以下步骤选择摆放方式：

选择可摆放总数多的方式；

如果可摆放总数相同，选择摆放长度差比小的方式；以及

如果摆放长度差比相同，选择长边摆放方式，

其中，所述每层摆放布局是所选择的摆放方式下具有h个横排和v个纵排的摆放布局。

23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述可摆放总数为q×l_h，其中q为每层摆放物品数量q＝m*h+n*v，l_h为层数

H为托盘高度上限。

24.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述布局生成单元还用于：生成低层横纵排列表，然后根据低层表生成上层表。

25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述布局生成单元进一步用于：以托盘左上角为原点，对于低层，先生成横排再生成纵排，对于上层，先生成纵排再生成横排。

26.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，还包括布局调整单元，用于在生成最终摆放布局之前进行从整体向中间靠拢的布局微调。

27.一种码垛入库的电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-13中任一所述的方法。

28.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-13中任一所述的方法。

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