CN113128743B - 一种拣货路径规划方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了拣货路径规划方法和装置，涉及计算机技术领域。该方法的一具体实施方式包括获取待拣货储位在同一坐标轴下的坐标信息，基于待拣货储位的密度分布进行聚类，以生成子集；将子集的核心点作为该子集的坐标信息，计算出从距离目标位置最远子集核心点到距离目标位置最近子集核心点的路径，以得到各个子集的顺序关系；基于各个子集的顺序关系，选取每个子集中的路径起始点和路径结束点，生成每个子集对应的子路径，进而顺序连接所有子路径得到拣货路径。从而，本发明的实施方式能够解决现有生成路径的算法其准确性和快速性都比较低的问题。

Description

一种拣货路径规划方法和装置
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种拣货路径规划方法和装置。
背景技术
路径规划主要解决的问题是根据地理环境信息将地图中的离散点连接成一条路径，提供可行通路。其应用十分广泛，包括各种机器人的路径规划、车辆导航、路由问题等。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
现有的路径规划算法在生成路径时，往往需要遍历网格或图中的每一个节点，存在容易陷入局部最优，响应速度较慢的缺陷。因此，目前生成路径的算法其准确性和快速性都比较低。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种拣货路径规划方法和装置，能够解决现有生成路径的算法其准确性和快速性都比较低的问题。
为实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种拣货路径规划方法，包括获取待拣货储位在同一坐标轴下的坐标信息，基于待拣货储位的密度分布进行聚类，以生成子集；将子集的核心点作为该子集的坐标信息，计算出从距离目标位置最远子集核心点到距离目标位置最近子集核心点的路径，以得到各个子集的顺序关系；基于各个子集的顺序关系，选取每个子集中的路径起始点和路径结束点，生成每个子集对应的子路径，进而顺序连接所有子路径得到拣货路径。
可选地，包括：
以横向坐标的主通道为主路，基于预设行走方向，按照子集的坐标信息中的横向坐标或者通过迪杰斯特拉算法，计算出从距离目标位置最远子集核心点到距离目标位置最近子集核心点的最短路径，以得到各个子集的顺序关系。
可选地，基于各个子集的顺序关系，选取每个子集中的路径起始点和路径结束点，生成每个子集对应的子路径，包括：
根据各个子集的顺序关系，在每个子集中选取距离前一个子集核心点最近的待拣货储位作为该子集的路径起始点，距离后一个子集核心点最近的待拣货储位作为该子集的路径结束点；进而基于子集中的每个待拣货储位的坐标信息，计算子集内的最短路径，生成子集对应的子路径。
可选地，计算子集内的最短路径，生成子集对应的子路径，包括：
采用网格法将障碍物位置进行标记，通过预设的寻路算法计算子集内的最短路径，以生成子集对应的子路径。
另外，本发明还提供了一种拣货路径规划装置，包括获取模块，用于获取待拣货储位在同一坐标轴下的坐标信息，基于待拣货储位的密度分布进行聚类，以生成子集；处理模块，用于将子集的核心点作为该子集的坐标信息，计算出从距离目标位置最远子集核心点到距离目标位置最近子集核心点的路径，以得到各个子集的顺序关系；生成模块，用于基于各个子集的顺序关系，选取每个子集中的路径起始点和路径结束点，生成每个子集对应的子路径，进而顺序连接所有子路径得到拣货路径。
可选地，所述处理模块，还用于：
以横向坐标的主通道为主路，基于预设行走方向，按照子集的坐标信息中的横向坐标或者通过迪杰斯特拉算法，计算出从距离目标位置最远子集核心点到距离目标位置最近子集核心点的最短路径，以得到各个子集的顺序关系。
可选地，所述生成模块基于各个子集的顺序关系，选取每个子集中的路径起始点和路径结束点，生成每个子集对应的子路径，包括：
根据各个子集的顺序关系，在每个子集中选取距离前一个子集核心点最近的待拣货储位作为该子集的路径起始点，距离后一个子集核心点最近的待拣货储位作为该子集的路径结束点；进而基于子集中的每个待拣货储位的坐标信息，计算子集内的最短路径，生成子集对应的子路径。
可选地，所述生成模块计算子集内的最短路径，生成子集对应的子路径，包括：
采用网格法将障碍物位置进行标记，通过预设的寻路算法计算子集内的最短路径，以生成子集对应的子路径。
上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：因为采用获取待拣货储位在同一坐标轴下的坐标信息，基于待拣货储位的密度分布进行聚类，以生成子集；将子集的核心点作为该子集的坐标信息，计算出从距离目标位置最远子集核心点到距离目标位置最近子集核心点的路径，以得到各个子集的顺序关系；基于各个子集的顺序关系，选取每个子集中的路径起始点和路径结束点，生成每个子集对应的子路径，进而顺序连接所有子路径得到拣货路径的技术手段，所以克服了现有生成路径的算法其准确性和快速性都比较低的技术问题，进而达到能够避免传统路径规划陷入局部优化的缺陷，提高路径计算速度，提高拣货效率的技术效果。
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是根据本发明第一实施例的拣货路径规划方法的主要流程的示意图；
图2是根据本发明实施例分层拣货路径规划示意图；
图3是根据本发明实施例生成的拣货路径示意图；
图4是根据本发明第二实施例的拣货路径规划方法的主要流程的示意图；
图5是根据本发明实施例的拣货路径规划装置的主要模块的示意图；
图6是本发明实施例可以应用于其中的示例性系统架构图；
图7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是根据本发明第一实施例的拣货路径规划方法的主要流程的示意图，如图1所示，所述拣货路径规划方法包括：
步骤S101，获取待拣货储位在同一坐标轴下的坐标信息，基于待拣货储位的密度分布进行聚类，以生成子集。
在实施例中，本发明针对拣货路径提出了分层思想，如图2所示，获取仓库中待拣货储位在同一坐标轴下的二维坐标信息，通过待拣货储位的密度分布进行聚类，以生成子集。作为较佳地实施例，可以采用DBSCAN、MDCA、OPTICS、DENCLUE等等基于密度的聚类算法，例如在实施例中采用DBACAN聚类算法。
步骤S102，将子集的核心点作为该子集的坐标信息，计算出从距离目标位置最远子集核心点到距离目标位置最近子集核心点的路径，以得到各个子集的顺序关系。
在一些实施例中，将基于待拣货储位的密度分布聚合后的子集的核心点作为该子集的坐标信息，然后计算出从距离目标位置最远子集核心点到距离目标位置最近子集核心点的最短路径，进而得到各个子集间的先后顺序关系。例如：计算出从距离复核台最远子集核心点到距离复核台(也可以称之为复核打包台，用于物品复核且打包。)最近子集核心点的最短路径，得到各个子集间的先后顺序关系。
作为进一步地实施例，以横向坐标的主通道为主路(如图3所示，中间一个较宽通道为主通道即主路)，基于预设行走方向(如图3所示从左至右的方向即通向复核台的方向)，按照子集的坐标信息中的横向坐标，计算出从距离目标位置最远子集核心点到距离目标位置最近子集核心点的最短路径，以得到各个子集的顺序关系。或者也可以采用其它算法计算出从距离目标位置最远子集核心点到距离目标位置最近子集核心点的最短路径，例如迪杰斯特拉算法。
步骤S103，基于各个子集的顺序关系，选取每个子集中的路径起始点和路径结束点，生成每个子集对应的子路径，进而顺序连接所有子路径得到拣货路径。
在一些实施例中，在每一个子集内部选取路径起始点和路径结束点，计算对应的子路径。具体的包括：根据各个子集的顺序关系，在每个子集中选取距离前一个子集核心点最近的待拣货储位作为该子集的路径起始点，距离后一个子集核心点最近的待拣货储位作为该子集的路径结束点。进而基于子集中的每个待拣货储位的坐标信息，计算子集内的最短路径，生成子集对应的子路径。
在进一步地实施例中，本发明考虑了障碍物(例如货架)的影响，采用了网格法将障碍物位置进行标记，通过预设的寻路算法计算子集内的最短路径，以生成子集对应的子路径。较佳地，寻路算法可以为A*、NavMesh、WayPoint等等，例如在本实施例中采用A*算法，A*算法可以计算每两点间的最短路径，采用网格法将障碍物位置标记为不可通路，通过两点间的方向限制加速寻路过程。
还值得说明的是，可以按照各个子集间的先后顺序关系，将生成的子路径首尾连接后得到最终的拣货路径，如图3所示的拣货路径示意图。
综上所述，本发明提出了的拣货路径规划方法，将整体拣货路径的规划按照待拣货储位之间的可连接性拆分成多个子集并行计算，最后将各个子集的规划路径依次连接，生成最终的规划路径。从而，本发明能够保证整体路径规划的准确度和计算速度。也就是说，本发明应对拣货路径规划中位置点较多的情况，为了提高普遍情况下的路径生成效果，加快计算速度，采用分层拣货路径规划的方法，采用密度聚类方法考察待拣货储位间的可连接性，将分布密集的待拣货储位归纳进同一个子路径中进行规划，最终生成符合用户习惯且路径较短的拣货路径。
图4是根据本发明第二实施例的拣货路径规划方法的主要流程的示意图，所述拣货路径规划方法可以包括：
步骤S401，获取待拣货储位在同一坐标轴下的坐标信息，基于待拣货储位的密度分布进行聚类，以生成子集。
步骤S402，将子集的核心点作为该子集的坐标信息，以横向坐标的主通道为主路，基于预设行走方向，按照子集的坐标信息中的横向坐标或者通过迪杰斯特拉算法，计算出从距离目标位置最远子集核心点到距离目标位置最近子集核心点的最短路径，以得到各个子集的顺序关系。
步骤S403，根据各个子集的顺序关系，在每个子集中选取距离前一个子集核心点最近的待拣货储位作为该子集的路径起始点，距离后一个子集核心点最近的待拣货储位作为该子集的路径结束点。
步骤S404，采用网格法将障碍物位置进行标记，通过预设的寻路算法计算子集内的最短路径，以生成子集对应的子路径。
步骤S405，顺序连接所有子路径得到拣货路径。
图5是根据本发明实施例的拣货路径规划装置的主要模块的示意图，如图5所示，所述拣货路径规划装置500包括获取模块501、处理模块502和生成模块503。其中，获取模块501获取待拣货储位在同一坐标轴下的坐标信息，基于待拣货储位的密度分布进行聚类，以生成子集；处理模块502将子集的核心点作为该子集的坐标信息，计算出从距离目标位置最远子集核心点到距离目标位置最近子集核心点的路径，以得到各个子集的顺序关系；生成模块503基于各个子集的顺序关系，选取每个子集中的路径起始点和路径结束点，生成每个子集对应的子路径，进而顺序连接所有子路径得到拣货路径。
在一些实施例中，所述处理模块502以横向坐标的主通道为主路，基于预设行走方向，按照子集的坐标信息中的横向坐标或者通过迪杰斯特拉算法，计算出从距离目标位置最远子集核心点到距离目标位置最近子集核心点的最短路径，以得到各个子集的顺序关系。
在另外一些实施例中，所述生成模块503基于各个子集的顺序关系，选取每个子集中的路径起始点和路径结束点，生成每个子集对应的子路径，包括：
根据各个子集的顺序关系，在每个子集中选取距离前一个子集核心点最近的待拣货储位作为该子集的路径起始点，距离后一个子集核心点最近的待拣货储位作为该子集的路径结束点；进而基于子集中的每个待拣货储位的坐标信息，计算子集内的最短路径，生成子集对应的子路径。
在进一步地实施例中，所述生成模块503计算子集内的最短路径，生成子集对应的子路径，包括：
采用网格法将障碍物位置进行标记，通过预设的寻路算法计算子集内的最短路径，以生成子集对应的子路径。
需要说明的是，在本发明所述拣货路径规划方法和所述拣货路径规划装置在具体实施内容上具有相应关系，故重复内容不再说明。
图6示出了可以应用本发明实施例的拣货路径规划方法或拣货路径规划装置的示例性系统架构600。
如图6所示，系统架构600可以包括终端设备601、602、603，网络604和服务器605。网络604用以在终端设备601、602、603和服务器605之间提供通信链路的介质。网络604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601、602、603通过网络604与服务器605交互，以接收或发送消息等。终端设备601、602、603上可以安装有各种通讯客户端应用，例如购物类应用、网页浏览器应用、搜索类应用、即时通信工具、邮箱客户端、社交平台软件等(仅为示例)。
终端设备601、602、603可以是具有拣货路径规划屏并且支持网页浏览的各种电子设备，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605可以是提供各种服务的服务器，例如对用户利用终端设备601、602、603所浏览的购物类网站提供支持的后台管理服务器(仅为示例)。后台管理服务器可以对接收到的产品信息查询请求等数据进行分析等处理，并将处理结果(例如目标推送信息、产品信息--仅为示例)反馈给终端设备。
需要说明的是，本发明实施例所提供的拣货路径规划方法一般由服务器605执行，相应地，计算装置一般设置于服务器605中。
应该理解，图6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7，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700的结构示意图。图7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7所示，计算机系统700包括中央处理单元(CPU)701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的程序或者从存储部分708加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM703中，还存储有系统700操作所需的各种程序和数据。CPU701、ROM702以及RAM703通过总线704彼此相连。输入/输出(I/O)接口705也连接至总线704。
以下部件连接至I/O接口705：包括键盘、鼠标等的输入部分706；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶拣货路径规划器(LCD)等以及扬声器等的输出部分707；包括硬盘等的存储部分708；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709。通信部分709经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器710也根据需要连接至I/O接口705。可拆卸介质711，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710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708。
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709从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质711被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)701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多种形式，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模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括获取模块、处理模块和生成模块。其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定。
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，使得该设备包括获取待拣货储位在同一坐标轴下的坐标信息，基于待拣货储位的密度分布进行聚类，以生成子集；将子集的核心点作为该子集的坐标信息，计算出从距离目标位置最远子集核心点到距离目标位置最近子集核心点的路径，以得到各个子集的顺序关系；基于各个子集的顺序关系，选取每个子集中的路径起始点和路径结束点，生成每个子集对应的子路径，进而顺序连接所有子路径得到拣货路径。
根据本发明实施例的技术方案，能够解决现有生成路径的算法其准确性和快速性都比较低的问题。
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 (8)

1.一种拣货路径规划方法，其特征在于，包括：
获取待拣货储位在同一坐标轴下的坐标信息，基于待拣货储位的密度分布进行聚类，以生成子集；
将子集的核心点作为该子集的坐标信息，计算出从距离目标位置最远子集核心点到距离目标位置最近子集核心点的最短路径，以得到各个子集的顺序关系；
基于各个子集的顺序关系，在每个子集中选取距离前一个子集核心点最近的拣货储位作为该子集的路径起始点和距离后一个子集核心点最近的待拣货储位作为该子集的路径结束点，基于子集中的每个待拣货储位的坐标信息，计算子集内的最短路径，生成每个子集对应的子路径，进而顺序连接所有子路径得到拣货路径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：
以横向坐标的主通道为主路，基于预设行走方向，按照子集的坐标信息中的横向坐标或者通过迪杰斯特拉算法，计算出从距离目标位置最远子集核心点到距离目标位置最近子集核心点的最短路径，以得到各个子集的顺序关系。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算子集内的最短路径，生成子集对应的子路径，包括：
采用网格法将障碍物位置进行标记，通过预设的寻路算法计算子集内的最短路径，以生成子集对应的子路径。
4.一种拣货路径规划装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取待拣货储位在同一坐标轴下的坐标信息，基于待拣货储位的密度分布进行聚类，以生成子集；
处理模块，用于将子集的核心点作为该子集的坐标信息，计算出从距离目标位置最远子集核心点到距离目标位置最近子集核心点的最短路径，以得到各个子集的顺序关系；
生成模块，用于基于各个子集的顺序关系，在每个子集中选取距离前一个子集核心点最近的拣货储位作为该子集的路径起始点和距离后一个子集核心点最近的待拣货储位作为该子集的路径结束点，基于子集中的每个待拣货储位的坐标信息，计算子集内的最短路径，生成每个子集对应的子路径，进而顺序连接所有子路径得到拣货路径。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述处理模块，还用于：
以横向坐标的主通道为主路，基于预设行走方向，按照子集的坐标信息中的横向坐标或者通过迪杰斯特拉算法，计算出从距离目标位置最远子集核心点到距离目标位置最近子集核心点的最短路径，以得到各个子集的顺序关系。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述生成模块计算子集内的最短路径，生成子集对应的子路径，包括：
采用网格法将障碍物位置进行标记，通过预设的寻路算法计算子集内的最短路径，以生成子集对应的子路径。
7.一种电子设备，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1-3中任一所述的方法。
8.一种计算机可读介质，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1-3中任一所述的方法。
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