CN113247508A - 机器人避让方法、控制终端及货物自动分拣系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及仓储管理技术领域，尤其涉及一种机器人避让方法、控制终端及货物自动分拣系统。该方法包括：在两个或以上的工作区域中，搜索处于空闲状态的工作区域；所述空闲状态为未被机器人占用的状态；所述机器人包括处于不同运行状态的第一机器人和第二机器人；在存在至少一个处于空闲状态的工作区域时，向所述第一机器人发送第一控制指令，以使所述第一机器人通过其中一个所述处于空闲状态的工作区域，进入充电区域；并且向所述第二机器人发送第二控制指令，以使所述第二机器人进入另一个所述处于空闲状态的工作区域。其能够在合理利用仓库的场地空间的基础上，通过合理的避让方式保证系统整体的效率。

Description

机器人避让方法、控制终端及货物自动分拣系统

【技术领域】

本发明涉及仓储管理技术领域，尤其涉及一种机器人避让方法、控制终端及货物自动分拣系统。

【背景技术】

随着社会商业贸易的不断加强和发展，物流和仓储管理的重要性和受关注程度也开始在不断的提升。如何提供快速、高效的物流和仓储管理服务是当前的热点问题。

依托电子信息技术，例如工业机器人等自动化产业的发展，现有的许多货物仓库在进行仓储管理时，均采用机器人、输送线或者其它自动化设备相互配合的方式，以实现高效率的货物或者仓储管理。

在现有的自动分拣系统中，通常采用电力驱动的机器人并且需要为这些电力驱动的机器人布置用于充电的区域。一方面，额外布置的充电区域需要占用一定的场地面积，不利于在较小的仓储场地中应用。另一方面，紧凑的布局设计又不利于货物分拣效率的提升。

【发明内容】

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种能够在较小的场地面积下，保证系统效率的机器人避让方法、控制终端及货物自动分拣系统。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：一种机器人避让方法。该机器人避让方法包括：

在两个或以上的工作区域中，搜索处于空闲状态的工作区域；所述空闲状态为未被机器人占用的状态；所述机器人包括处于不同运行状态的第一机器人和第二机器人；

在存在至少一个处于空闲状态的工作区域时，向所述第一机器人发送第一控制指令，以使所述第一机器人通过其中一个所述处于空闲状态的工作区域，进入充电区域；并且

向所述第二机器人发送第二控制指令，以使所述第二机器人进入另一个所述处于空闲状态的工作区域。

可选地，所述方法还包括：根据所述工作区域对应的充电区域是否存在第一机器人，确定所述工作区域的优先级；所述工作区域对应的充电区域不存在第一机器人时，具有更高的优先级。

可选地，该方法还包括如下步骤：

在不存在处于空闲状态的工作区域时，向其中一个占用所述工作区域的所述第二机器人发送第三控制指令，以使所述第二机器人从占用的所述工作区域离开；并且

向所述第一机器人发送第一控制指令，以使所述第一机器人通过所述第二机器人离开的工作区域，进入所述充电区域。

可选地，该方法还包括如下步骤：

在不存在处于空闲状态的工作区域时，向所述第一机器人发送等待指令，以使所述第一机器人在预设区域等候，直至出现至少一个处于空闲状态的工作区域。

可选地，在向其中一个占用所述工作区域的所述第二机器人发送第三控制指令之前，该方法还包括如下步骤：

在不存在处于空闲状态的工作区域时，确定第一机器人的等待时间是否超过预定的时间阈值；

若是，向其中一个占用所述工作区域的所述第二机器人发送第三控制指令，以使所述第二机器人从占用的所述工作区域离开；

若否，向所述第一机器人发送等待指令，以使所述第一机器人在预设区域等候，直至出现至少一个处于空闲状态的工作区域。

可选地，该方法还包括如下步骤：

在处于所述充电区域的所述第一机器人完成充电时，向所述完成充电的第一机器人发送第四控制指令，以使所述完成充电的第一机器人经过对应的工作区域，离开所述充电区域。

可选地，在所述完成充电的第一机器人经过对应的工作区域被所述第二机器人占用时，向所述占用所述工作区域的所述第二机器人发送所述第三控制指令。

可选地，该方法还包括如下步骤：

根据若干个候选取货位置与所述充电区域之间的距离，确定所述第四控制指令指向的目标取货位置。

可选地，所述根据若干个候选取货位置与所述充电区域之间的距离，确定所述第四控制指令指向的目标取货位置，具体包括：

计算各个所述候选取货位置与所述完成充电的第一机器人所在的充电区域之间的距离；

确定具有最短距离的所述候选取货位置为目标取货位置。

可选地，所述根据若干个候选取货位置与所述充电区域之间的距离，确定所述第四控制指令指向的目标取货位置，具体包括：

计算各个所述候选取货位置与所述完成充电的第一机器人所在的充电区域之间的距离；

确定所述距离小于预设的距离阈值的候选取货位置为所述目标取货位置。

为解决上述技术问题，本发明实施例还提供以下技术方案：一种控制终端。该控制终端包括：处理器、通信接口、存储器以及通信总线。

其中，处理器、通信接口以及存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器中存储有计算机操作指令，以使所述计算机操作指令被所述处理器调用时，执行如上所述的机器人避让方法。

为解决上述技术问题，本发明实施例还提供以下技术方案：一种货物自动分拣系统。该货物自动分拣系统包括：

至少两条输送线组成的输送线结构，所述输送线用于将货物从货物存储区输出或者将货物转运至所述货物存储区内；

两个或以上，由电力驱动的机器人，所述机器人用于在工作区域将货物转移至所述输送线或者将货物从所述输送线移出，并且在充电区域充电；

与所述输送线和所述机器人通信连接的控制终端，所述控制终端用于执行如上所述的机器人避让方法，控制所述机器人在所述货物存储区和输送线之间移动。

可选地，相邻的两条输送线之间设置有一个所述工作区域和一个充电区域；所述工作区域位于所述充电区域与所述货物存储区之间。

可选地，所述输送线结构包括若干条第一输送线和第二输送线；所述第一输送线和所述第二输送线间隔设置，所述工作区域和所述充电区域设置在所述第一输送线和所述第二输送线的间隔之间，具有允许一个机器人进入的尺寸。

可选地，所述第一输送线和所述第二输送线朝向所述货物存储区的一端设置有货物放置位；所述工作区域设置在与所述货物放置位齐平的位置。

本发明实施例提供的机器人避让方法和货物自动分拣系统，可以充分的利用仓库的场地空间，减少充电区域占用面积的同时通过合理的避让方式，保证系统维持良好的取放货物效率。

【附图说明】

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本发明实施例的货物自动分拣系统的应用场景的示意图；

图2为本发明实施例提供的机器人的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的输送线结构的示意图；

图4为本发明实施例提供的机器人避让方法的方法流程图；

图5为本发明另一实施例提供的机器人避让方法的方法流程图；

图6为本发明又一实施例提供的机器人避让方法的方法流程图；

图7为本发明实施例提供的确定目标取货位置的方法流程图；

图8为本发明实施例提供的机器人避让装置的功能框图；

图9为本发明另一实施例提供的机器人避让装置的功能框图；

图10为本发明实施例提供的控制终端的结构示意图。

【具体实施方式】

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

货物分拣是指从仓库或者其它类似的，用于存储一种或者多种货物的货物存储区中取出与订单对应的货物，并形成对应的订单包裹出库的过程。而货物自动分拣系统是依托于机器人、输送线等自动化设备，实现包含货物运输，包裹打包等一系列操作的货物分拣过程的一体化系统。

“控制指令”是指服务器、处理器等类似的控制终端下发给机器人的执行指令或者命令。其可以包含诸如移动路径，移动目标位置以及在目标位置所要执行的操作(如取回货物或者放下货物)等的一种或者多种内容。在本申请中，为了充分说明机器人在自动拣货系统中的工作流程而将下发至机器人执行的程序指令命名为“第一控制指令”，“第二控制指令”以及“第三控制指令”等多种指令。不同的程序指令命名仅用于区分控制指令所对应的功能而不构成对“控制指令”的具体限制。例如，其既可能是整体下发的指令数据，也可以是由多个不同的独立指令数据组成。

图1为本发明实施例提供的货物分拣系统的应用场景。如图1所示，在该应用场景中，大致可以划分为货物存储区10以及拣货工作区30两个区域。两个区域之间可以利用输送线结构20、若干个机器人40以及控制终端50来实现货物在货物存储区10和拣货工作区30之间的转运。

其中，货物存储区10是用于存放货物的区域。在该货物存储区中，货物具体可以以任何合适的形式存放或者储存。为了表述方便，本应用场景中以方形货箱和货架的存放形式为例进行描述，但本领域技术人员可以将其应用于其他的货物存放形式的应用场景，而不限于方形货箱及货架的货物存放形式。

通常的，每个货架11上按照特定存放规则，放置有多个相同或者不同的货箱。每个货箱中都存放有多件相同的货物。其通过货箱外部的特征(如二维码或者条形码等类似的标识)来标记货箱具体存储的货物。

请继续参阅图1，货物存储区10中的多个货架11间隔划分形成多个具有一定宽度的巷道或者类似的行走通道，以使机器人等设备可以移动到特定的位置，从货架取出货箱或者将货箱放回至货架。

在一些实施例中，采用每个货箱装有多件货物的存储方式时，货物的转运通常存在两个运输方向相反的第一输送路径A和第二输送路径B。

具体而言，第一输送路径A是指：从货物存储区10域取出的货箱通过输送线结构20传输到拣货工作区30，在拣货工作区30完成拣出、打包等一项或者多项货物分拣工作的货物传输路径(即从货物存储区10至输送线结构20至拣货工作区30)。而第二输入路径B是指：在拣货工作区30取出特定数量的货品后，货箱重新通过输送线结构20传输回货物存储区10进行存储的货物传输路径(即从拣货工作区30至输送线结构20至货物存储区10)。

拣货工作区30是根据其所要执行的工序而进行命名，与货物存储区10不同的另一个外部区域。其具体所要执行的“货物分拣”工序大致包括：将货物从货箱中取出、整理打包或者形成与订单对应的订单包裹中的一项或者多项货物分拣工作。具体所包含的分拣工作可以由技术人员根据实际情况的需要(如拣货效率或者厂房的空间等)所确定。

具体的，如图1所示，拣货工作区30中可以设置有两个拣货工位。该“拣货工位”是指一个可以独立实现某项订单的货物分拣工作的工位。其具体设置的数量可以由本领域技术人员根据实际应用的场景确定，而不限于图1所示的两个(如三个或者更多的拣货工位)。另外，在拣货工位中具体执行货物分拣的操作方式(如自动、半自动甚至全工人操作的方式)，可以根据实际情况的需要而由技术人员进行设置。

输送线结构20是建立货物存储区10与拣货工作区30之间的货箱运输通道的设备。其通常具有延伸到货物存储区10以及拣货工作区30的部分，作为货箱的输入/输出通道。该货箱的输入/输出通道可以具有与机器人40等类似的搬运货箱的设备具有相适配的货箱取放结构，以供货箱放入到输送线结构20或者从输送线结构20中取出。

请继续参阅图1，该延伸到货物存储区10的输入/输出通道可以由多条具有不同传输方向的输送线(21a，21b)所组成。其具体可以采用任何类型的，具有与搬运货箱相适配尺寸的输送线，例如具有特定宽度的滚轴式输送线，或者皮带式输送线。为区分具有不同传输方向的输送线，在本申请中以“第一输送线”来表示用以实现第一输送路径的输送线21a，以“第二输送线”来表示用以实现第二输送路径的输送线21b。

在一些实施例中，这些输送线(21a，21b)可以采用类似图1所示的，汇公共输送线的方式组成完整的输送线结构20。货箱可以从各个第一输送线21a输入到公共输送线以后，进一步被流转到各个拣货工位上。在拣货工位上完成货物分拣操作的货箱也可以重新被放回至公共的输送线上，分别通过各个第二输送线21b，由机器人40承接并搬回对应位置的货架中摆放。

具体的，如图1所示，该公共输送线可以包括：第一公共输送线22a以及第二公共输送线22b。

其中，第一公共输送线22a为环线，具有延伸至第一输送线21a以及拣货工位31的节点。该“环线”是指输送线具有首尾相接的结构，使进入到环线的货箱可以在输送线上循环移动。

第二公共输送线22b则为单向输送线，具有延伸至第二输送线21b以及拣货工位的节点。该“单向输送线”是与上述环线相对的概念，其具有指向性，货箱只能从沿输送线的输送方向，从一端移动至另一端。

在实际运行过程中，从来自货物存储区10的货箱可以通过机器人40搬运到第一输送线21a，通过第一输送线21a进入到第一公共输送线22a中。随后，货箱可以被转运至其中任意一个空闲的拣货工位中，进行拣货操作。当拣货工位31都处于无法接纳新的货箱的繁忙状态时，货箱可以暂时在第一公共输送线22a上循环移动，等待进入拣货工位。

在拣货工位完成拣货操作以后的货箱可以被送回至第二公共输送线22b中，由第二公共输送线22b转运至各个第二输送线21b，并通过机器人40搬回货物存储区10相应的货架中存储。

本发明实施例提供的具有环线结构的公共输送线，可以提供一定的冗余货箱存储量，以更好的达到第一输送线22a与拣货工位30之间的均衡，不至于第一输送线22a和拣货工位30因处理速度的不同，而出现相互排队等待的问题。

另外，其还可以解除输送线(21a，21b)与各个拣货工位之间的绑定关系。每个第一输送线21a传输货箱都可以根据拣货工位的空闲情况，选择在任意一个拣货工位进行货物分拣操作。每个拣货工位完成货物分拣操作以后的货箱也可以通过该公共输送线，根据各个第二输送线21b的空闲情况，选择在任意一个第二输送线21b由机器人40搬回对应的货架11。

在另一些实施例中，该第一输送线21a和第二输送线21b也可以作为独立输送线，分别延伸至拣货工作区30组成完整的输送线结构20。

应当说明的是，上述的“第一输送线”和“第二输送线”仅用于区分两种传输方向不同的输送线，而不用对输送线的具体实现进行限定或者暗示输送线之间的相互关系。例如，某条特定的第一输送线可以根据实际情况的需要，转变传输方向，从而改变为第二输送线。

机器人40是指部署在货物存储区10的自动货物搬运设备(如AGV小车等)。其可以具有电池、电力驱动机构、行走机构以及货物存放机构等一个或者多个功能部件。机器人40可以根据控制终端50提供的控制指令，通过电力驱动机构为行走机构提供动力，从货物存储区10的货架移动至靠近输送线21的位置，并在电力驱动机构的驱动下，通过货物存放机构执行放货操作(将货箱放置在输送线上)或者取货操作(将货箱从输送线上取回)。

在本实施例中，为满足通过电力驱动的机器人保持长时间持续运行的需要，通常还可以在该应用场景中额外增设用于供机器人40进行充电的充电区域C。该充电区域C可以根据实际情况的需要，具有特定的尺寸大小并采用任何类型的设置形式，布置在该应用场景中的一个或者多个位置上。

具体的，该充电区域C内可以根据实际情况的需要，设置有与机器人40相适配的充电结构，例如向上凸起的金属接触片或者是非接触式的无线充电线圈等，为停留在充电区域C内的机器人40的电池充电，确保机器人40能够持续运转。

在一些实施例中，如图2所示，该机器人40包括：移动底盘41、支架主体42、货物存储仓43、搬运装置44以及驱动装置45。

其中，移动底盘41是机器人40的主体移动机构。在移动底盘41的底座设置有滚轮或者类似的行走机构。

支架主体42是以移动底盘41为基础，向上延伸形成的机器人主体结构。支架主体42上可以设置有相应的安装结构，用以为一个或者多个结构部件提供固定位置。

货物存储仓43是设置在支架主体42上，具有与货箱相适配的尺寸，可以用于独立存储货箱的收容空间。其具体可以是承载货箱的隔板、托盘或者其他类似抽屉的结构。

基于机器人40的主体结构设计等其他一种或者多种实际情况的需要，机器人内设置的多个货物存储仓43可以采用任何类型的排列或者布置方式，例如如图2所示的，可以采用垂直排列的形式，多个货物存储仓43沿高度方向层叠设置。

搬运装置44是用于搬运和转移货箱的结构组件。其可以是抱夹式搬运装置、推拉式搬运装置或者机械手等，能够将货箱从货物存储仓内取出或者将货箱放入货物存储仓内。

驱动装置45是用于驱动和引导上述搬运装置44在各个货物存储仓43之间移动的部件。其可以根据机器人40中多个货物存储仓43的布置形式以及具体使用的搬运装置44来确定具体使用的驱动形式。

例如，如图2所示，在多个货物存储仓43沿高度方向层叠设置的情况下，该驱动装置45可以是设置在支架主体42上的升降组件。其可以沿高度方向提升搬运装置44或者令搬运装置44下降，从而令搬运装置44移动到任意一个货物存储仓43。

控制终端50是整个货品分拣系统的控制核心。其具体可以由任何类型，具备满足实际情况的需要的存储空间和计算能力，用以提供一项或者多项应用服务或者功能的电子计算平台或者服务器设备所实现。本发明不对控制终端50的具体实现作限定。

作为系统的控制核心，控制终端50与各个机器人40之间均建立有通信连接，可以根据机器人40的位置以及功能指标等信息，进行机器人的路径规划等操作，控制机器人完成货箱的搬运工作。上述功能指标包括但不限于载货量(即每一次最多可以装载的货箱数量)、机器人尺寸大小、续航里程、引导方式、货箱取放速度以及运行速度等。

控制终端50可以采用发送特定控制指令的方式来实现对机器人的控制，引导机器人沿特定路线行驶，并在达到目标位置后执行对应的操作(如取出货箱、放置货箱、)。

在货物自动分拣系统的实际运行过程中，控制终端50通过下发一系列的控制指令，对机器人40进行有序的控制，使各个机器人40在货物存储区10和输送线结构20之间执行搬运货箱的工作(例如在第二输送线21b上取回货箱至机器人，以及将货箱从机器人转移至第一输送线21a上)。当然，机器人还可以根据实际情况的需要而执行更多其他不同类型的工作，而不限于搬运货箱的工作。

机器人40需要进入或者停靠在一个接近或者距离输送线(21a，21b)较近的特定区域内才能够完成放置货箱或者取回货箱的操作。在本申请中，以“工作区域”这样的术语表示能够满足机器人进行放置货箱或者取回货箱的操作，靠近输送线(21a，21b)的区域。换言之，机器人40移动进入工作区域W后，就可以通过货物取放机构，在输送线上执行转移货箱的操作。

以图2所示的机器人为例，在进入了工作区域W以后，需要将货箱从输送线转移到机器人时，机器人可以首先通过升降组件45驱动搬运装置44移动至与输送线21相适应的第一高度。然后，搬运装置44通过夹持、推拉或者其他类似的抓取方式，将输送线21上待取回的货箱转移到搬运装置44中。最后，升降组件45将搬运装置44移动至与其中一个空的货物存储仓43齐平的位置后，搬运装置44将货箱转移到该货物存储仓43中存储。

而在货箱从机器人转移到输送线时，机器人首先通过升降组件45将搬运装置44移动到与目标货箱所在的货物存储仓43。然后，通过夹持、推拉或者其他类似的抓取方式，将目标货箱从货物存储仓43转移到搬运装置44之中。最后，升降组件45将搬运装置44移动至第一高度后，由搬运装置44将目标货箱转移到输送线21上。

另外，控制终端50保持对各个机器人40的电池电量的监控。在某个机器人40的电池电量降低到低于一定值时，可以指引机器人40进入充电区域C进行充电。直至机器人40的电池电量重新恢复到理想的数值以后，再重新进入货物存储区10执行搬运货箱的工作。

图3为本发明实施例提供的充电区域C和工作工位W的布局示意图。如图3所示，多条输送线之间间隔一定距离平行设置，接近输送线的末端为与货箱尺寸相适配的货箱放置位S。

其中，对于第一输送线21a，机器人可以将货箱放置在货箱放置位S。待货箱放置好以后，经由第一输送线21a进入公共输送线22。对于第二输送线21b，从公共输送线22流出的货箱可以被输送至货箱放置位S暂时停留，随后由机器人将货箱取走，放入自己的货物存储仓41内。

在每两个相邻的输送线之间会形成具有一定宽度的通道。在该通道内可以依次序设置有一个工作区域W和一个充电区域C。其中，充电区域C位于内侧(远离货物存储区的一侧)，工作区域W位于外侧(接近货物存储区的一侧)，以实现对场地空间的充分利用。

每条输送线的工作区域W可以设置有两个，分别位于输送线的左侧和右侧，与货箱放置位S相齐平的位置。在本实施例中，可以分别被称为“左工作区域”和“右工作区域”。

每个工作区域W都具有可以供一个机器人40进入的尺寸。相邻的两条货物输送线之间按照预设的距离设置，使得相邻的两条货物输送线的左工作区域和右工作区域相互重叠。该预设的距离可以由技术人员根据机器人40的尺寸大小、货箱的尺寸等一种或者多种实际应用因素而设置，只需要令机器人40在进入某个工作区域W之后，能够分别在两侧的货物输送线上执行取货操作或者放货操作即可。

具体的，该多条输送线则可以采用第一输送线21a和第二输送线21b间隔设置的形式，机器人40则可以使用具有图2所示的类似结构的机器人。充电区域C布置在工作区域W之后，相邻的第一输送线22a和第二输送线22b之间的位置。

该充电区域C具有与工作区域W相类似的尺寸，足以容纳一个机器人40充电。这样的，在多条输送线之间形成多个充电区域C，可以分别供多个机器人40同时进行充电操作。

在实际运行过程中，当机器人40停靠进入第一输送线21a的工作区域W时，搬运装置44可以在升降组件45的驱动下，移动到目标货箱所在货物存储仓43。然后，将货箱从货物存储仓43中取出并放置到货箱放置位S上，由第一输送线21a将货箱转运至拣货工作区30。而当机器人40停靠进入第二输送线22b的工作区域W时，搬运装置44可以在升降组件45的驱动下，移动到第一高度，抓取停放在货箱放置位S的货箱。然后，通过改变搬运装置44的位置，将货箱移动至空的货物存储仓41中进行存放。

另外，当机器人40的电池电量降低到预定的水平时，控制机构可以控制机器人40经过工作区域W，进入到一个空闲的充电区域C中进行充电，并且在电池电量充满或者接近充满时，从充电区域C中离开，重新经由工作区域W进入到货物存储区10中，继续进行货箱搬运的工作。

通过图3所示的充电区域C的布置方式，充分的利用了多条输送线之间的空间，不需要额外在场地中划定其他的充电区域，令该货物自动分拣系统可以适用于对于场地大小要求较高的场景。

当然，本领域技术人员还可以根据实际情况的需要，对以上应用场景中的一种或者多种设备进行调整、替换或者更改，而不限于图1所示。例如，可以在货物存储区10中放置不同尺寸的货箱，并相应的部署与不同尺寸货箱相适配的机器人。

惯常的，采用紧凑设计可能存在需要进入充电区域的机器人与正常执行搬运货箱工作的机器人之间相互影响的问题。例如在图1或者图3所示的布局设计中，工作区域W被正常执行搬运货箱工作的机器人占用时，位于该工作区域W后方的充电区域C会被遮挡，机器人无法进入。因此，导致出现排队现象，使得系统整体的效率下降。

图4为本发明实施例提供的机器人避让方法的方法流程图。该机器人避让方法可以由控制终端50所执行，有效的改善上述机器人相互遮挡的问题。如图4所示，该机器人避让方法包括：

S100、在两个或以上的工作区域中，搜索处于空闲状态的工作区域。

其中，“空闲状态”是指工作区域处于未被机器人占用，不会对通过该区域的其他机器人造成遮挡或者干扰的状态。在本实施例中，通过设置多条输送线的方式为机器人提供至少两个工作区域。

“搜索”是控制终端50通过一种或者多种筛选方式或者基准，在已有的全部工作区域中确定或者筛选处于空闲状态的工作区域的过程。控制终端50具体可以通过任何合适的筛选方式或者基准来判断特定的工作区域是否处于空闲状态，例如，通过布置在输送线末端的红外传感器或者机器人的位置信息。

S200、在存在至少一个处于空闲状态的工作区域时，向第一机器人发送第一控制指令，以使第一机器人通过其中一个处于空闲状态的工作区域，进入充电区域。

在本实施例中，按照机器人所处的运行状态的不同，将机器人划分为“第一机器人”和“第二机器人”两种。其中，“第一机器人”是指需要进入充电区域进行充电的机器人。“第二机器人”则是指不需要进行充电，可以执行搬运货箱的工作的机器人。

应当说明的是，随着系统的不断运行，机器人的运行状态可能会发生变动。因此，对于某个特定的机器人而言，其可能在第一机器人和第二机器人之间切换，而不是固定属于其中的一种。

其中，“第一控制指令”是控制终端50下达的，令第一机器人前往充电区域C进行充电的指令或者命令。在一些实施例中，也可以依据其所要执行的功能而被简称为“充电指令”。

对于需要进行充电的第一机器人，控制终端50会对其下发充电指令。控制终端50通过选择处于空闲状态的工作区域所对应的充电区域可以避免充电的第一机器人与搬运货箱的第二机器人之间的冲突。

S300、向第二机器人发送第二控制指令，以使第二机器人进入另一个处于空闲状态的工作区域。

其中，“第二控制指令”是控制终端50下达的，令第二机器人前往工作区域W，进行货箱搬运工作的指令或者命令。在一些实施例中，也可以依据其所要执行的功能被简称为“搬运指令”。

在系统运行时，控制终端50除了控制第一机器人前往充电区域C以外，还保持对其他可以正常执行搬运货箱的工作的第二机器人的控制，以维持系统的持续运转。

当存在足够数量的处于空闲状态的工作区域时，控制终端50尽可能的安排第二机器人前往与第一机器人经过的工作区域不同的另一个工作区域，这样可以减少后续第一机器人和第二机器人发生冲突的几率。

换言之，对于同样处于空闲状态的工作区域而言，可以根据位于该工作区域之后的充电区域(也可以被称为“与工作区域对应的充电区域”)是否有第一机器人进入来判断两者的优先级。对应的充电区域处于空闲状态的工作区域的优先级较高，可以优先安排第二机器人进入。

在一些实施例中，也可能出现不存在处于空闲状态的工作区域的情况(即全部的工作区域都有第二机器人正在进行搬运货箱的工作)。图5为本发明另一实施例提供的包含了对不存在处于空闲状态的工作区域这一情况的处理步骤的机器人避让方法。

如图5所示，除图4所示的步骤以外，该机器人避让方法还包括：

S400、在不存在处于空闲状态的工作区域时，向其中一个占用工作区域的第二机器人发送第三控制指令，以使第二机器人从占用的工作区域离开。

其中，该“第三控制指令”与上述的第一控制指令和第二控制指令相类似，也是由控制终端50下达的包含指令或类似的命令的数据信息。其目的在于令占用了工作区域的第二机器人暂时从工作区域离开以避免遮挡第一机器人进入充电区域。在一些实施例中，也可以被简称为“避让指令”。

S500、向第一机器人发送第一控制指令，以使第一机器人通过第二机器人离开的工作区域，进入充电区域。

其中，当其中一个第二机器人依据避让指令，从工作区域退出以后，控制终端50就可以发送相应的第一控制指令，令第一机器人经过该工作区域进入到充电区域进行充电。

当然，在第一机器人经过工作区域以后，第二机器人可以随之重新回到工作区域中进行搬运货箱的操作。

请继续参阅图5，除了采用步骤S500的主动避让方法以外，还可以使用如下步骤S600所提供的等待避让方式来达到相类似的目的，避免第一机器人和第二机器人的相互遮挡。

S600、在不存在处于空闲状态的工作区域时，向第一机器人发送等待指令，以使第一机器人在预设区域等候，直至出现至少一个处于空闲状态的工作区域。

其中，“预设区域”可以是具有任何尺寸或者形状，预先在货物存储区10的合适位置设置，用以供第一机器人暂时停留的特定区域。该合适的位置是指考虑避免阻挡其他机器人的移动，接近第一机器人前往充电区域等一项或者多项实际应用因素而确定的位置。

“等候指令”是令第一机器人进入预设区域中等候的指令或命令。在一些实施例中，其除了令第一机器人暂停在预设区域以外，还可以具有令机器人进入休眠、待机或者类似的低功耗状态的功能。

控制终端50可以通过任何合适的方式保持对工作区域的情况的监视，一旦出现处于空闲状态的工作区域，控制终端50就可以执行步骤S200，使第一机器人通过该工作区域进入到充电区域进行充电。

应当说明的是，上述图5所示的机器人避让方法中的一个或者多个步骤(如主动避让和等待避让)，既可以结合使用，也可以分别独立使用。具体使用的方式可以根据实际情况的不同而决定。

在结合使用时，可以通过设置一种或者多种选择条件或者衡量基准来帮助确定具体应当选择使用主动避让还是等待避让。例如，该选择条件可以是第一机器人的等待时间是否大于预定的时间阈值。

这样的，控制终端50在确定至少有一个第二机器人已经接近完成搬运货箱的工作(即将从工作区域退出)时，可以采用等候的机器人避让方法以取得较高的系统效率(此时第一机器人的等待时间小于预定的时间阈值)。而控制终端50在确定所有第二机器人都刚开始进行搬运货箱的工作时，则可以采用第二机器人避让的方式来避免第一机器人的等候时间过长(此时第二机器人的等待时间大于预定的时间阈值)。

本发明实施例提供的机器人避让方法，通过划分第一机器人和第二机器人并相应的调整其运行轨迹，可以确保在紧凑结构设计的情况下，处于不同运行状态的机器人不会相互阻挡，降低了相互排队等待的时间，从而有效的提升了效率。

应当说明的是，本领域技术人员基于本发明实施例揭露的机器人避让方法的特点，还可以根据实际应用场景，对上述实施例公开的机器人避让方法进行调整、改变或者替换应用于其他具有相类似特点的应用场景(例如具有紧凑的充电区域和工作区域的布局设计，容易出现机器人相互阻挡的情形)。所有这些调整、改变或者替换所获得的技术方案都是基于现有技术容易想到的，属于本发明的保护范围之内。

本发明又一实施例还进一步提供了第一机器人在充电区域充电完毕后的控制方法。如图6所示，对于完成充电，需要离开充电区域的第一机器人而言，该机器人避让方法还可以包括如下步骤：

S700、在处于充电区域的第一机器人完成充电时，向完成充电的第一机器人发送第四控制指令，以使完成充电的第一机器人经过对应的工作区域，离开充电区域。

其中，“充电完成”是指第一机器人的电池电量已经满足要求，可以支撑机器人一定时间长度的运行。从本申请提供的运行状态的划分标准来看，充电完成的第一机器人实际上相当于第二机器人。

技术人员可以根据实际情况的需要，设置合适的完成充电的判断标准，例如第一机器人的电量已经接近百分之一百。另外，该完成充电的判断标准还可以是变化的，例如在高强度工作的情况下，可以将第一机器人完成充电的标准调整为达到电量的百分之八十。

“第四控制指令”是控制终端50为充电完成的机器人下发的，从充电区域C离开，前往货物存储区10执行货箱搬运工作的指令。换言之，在充电完成的第一机器人40离开了充电区域，进入到货物存储区10以后，其即切换为第二机器人，控制终端50通过第四控制指令控制该第二机器人执行货箱搬运工作。

具体的，请继续参阅图1和图3，完成充电的第一机器人在离开充电区域，重新作为第二机器人使用时，同样需要经过位于充电区域与货物存储区之间的工作区域。

一方面，在该工作区域处于空闲状态时，完成充电的第一机器人可以直接穿过工作区域，进入到货物存储区(S710)。另一方面，在该工作区域被第二机器人占用时，控制终端50可以向该第二机器人发送避让指令，使其暂时离开工作区域，以使完成充电的第一机器人穿过该工作区域并进入到货物存储区中(S720)。

当然，与图5所示的机器人避让方法相类似的，除了通过下发避让指令的方式以外，还可以通过控制第一机器人等候的方式来实现第二机器人与充电完成的第一机器人之间的避让。亦即，第一机器人可以在充电区域等待第二机器人的搬运货箱任务执行完毕，对应的工作区域恢复为空闲状态时，才离开充电区域。

在较佳的实施例中，可以根据取货位置与充电区域之间的距离，为刚刚从充电区域离开，进入到货物存储区的第二机器人分配合适的取货货箱以进一步的提升系统的效率。

其中，“取货位置”是指控制终端50根据订单为机器人分配的，与订单对应的目标货箱所在的巷道位置。机器人40可以在移动到特定取货位置以后，可以通过搬运装置44将货箱从货架上搬运到货物存储仓内。

通常的，在特定的时间，可能具有多个等待被移动到拣货操作区30的货箱。这些货箱所在的取货位置在本实施例中可以被称为“候选取货位置”。控制终端50可以根据这些候选取货位置与充电区域之间的距离远近，来确定第四控制指令确定或者指向的取货位置(也可以被称为“目标取货位置”)，从而减少机器人40在充电完成后的移动距离。

具体的，如图7所示，确定目标取货位置的方法具体可以包括如下步骤：

S810、计算各个候选取货位置与完成充电的第一机器人所在的充电区域之间的距离。

其中，该“距离”可以是充电区域某个特点的定位点(如取货位置的中心点或者边缘点)与各个候选取货位置之间的距离。其可以通过任何合适的方式或者单位表示(如两者之间的直线距离，行走的路径距离等)。

S820、确定具有最短距离的候选取货位置为目标取货位置。

其中，控制终端50可以通过比较，或者其他合适的排序算法，选择确定多个候选取货位置之中，与充电区域之间的距离最小的取货位置，并且将该距离最小的取货位置作为第四控制指令所包含的目标取货位置。

请继续参阅图7，在另一些实施例中，由于机器人40具有一定的载货量，可以同时装载多个货箱。因此，第四控制指令可以相适应的提供多个目标取货位置以使机器人的装载空间被充分利用。

控制终端50可以通过预先划定的距离阈值，确定距离小于预设的距离阈值的候选取货位置作为目标取货位置(S830)。这样的，可以为第四控制指令选出多个目标取货位置。

其中，该距离阈值是一个经验性数值，可以由技术人员根据实际情况的需要而设置。其具体可以采用任何合适的形式，而不限于固定的数值。例如，以某个数值为基准的范围值，或者是可以根据应用场景的不同而进行适应性调整的数值。

通过上述的目标取货位置确定方法，可以尽可能的减少充电完成后的第一机器人进入货物存储区10后的移动距离，从而起到提升货物自动分拣系统的整体效率的效果。

当然，图3所示的输送线结构设计及图6所示的机器人避让方法的具体实例仅用于说明而不对本申请构成具体的限制。本领域技术人员还可以进一步的将以上一个或者多个实施例公开的机器人避让方法一个或者多个步骤进行交换、替换或者调整，以获得其他更多的第一机器人和第二机器人避让的实施例。所有基于本申请提供的优化效率的思路而根据实际情况的需要所作出的改进均属于本申请的保护范围。

基于上述实施例提供的机器人避让方法，本发明实施例还进一步提供了一种机器人避让装置。该机器人避让装置可以由控制终端50所实现，用以执行上述机器人避让方法的一个或者多个步骤。图8为本发明实施例提供的机器人避让装置。如图8所示，该机器人避让装置80包括：检测模块810，第一控制模块820以及第二控制模块830。

其中，检测模块810用于搜索处于空闲状态的工作区域。该空闲状态是指未被机器人占用的状态，工作区域设置有两个或以上。第一控制模块820用于在存在至少一个处于空闲状态的工作区域时，向所述第一机器人发送第一控制指令，以使第一机器人通过其中一个所述处于空闲状态的工作区域，进入充电区域。第二控制模块830用于向所述第二机器人发送第二控制指令，以使所述第二机器人进入另一个所述处于空闲状态的工作区域。

在实际运行过程中，机器人包括处于不同运行状态的第一机器人和第二机器人。首先通过检测模块810确定是否有处于空闲状态的工作区域。然后，在存在至少一个处于空闲状态的工作区域时，由第一控制模块820向所述第一机器人发送第一控制指令，以使第一机器人通过其中一个所述处于空闲状态的工作区域，进入充电区域，并且由第二控制模块830向第二机器人发送第二控制指令，以使第二机器人进入另一个所述处于空闲状态的工作区域。

在一些实施例中，可能出现全部的工作区域均被占用的情况。在该情况下，可以采用第一机器人等待或者第二机器人避让等的方案来确保第一机器人能够顺利的进入充电区域。

在第一机器人等待的方案中，第一控制模块820还可以用于向所述第一机器人发送等待指令，以使所述第一机器人在预设区域等候，直至出现至少一个处于空闲状态的工作区域。

在第二机器人避让的方案中，该第二控制模块830还可以用于向其中一个占用所述工作区域的所述第二机器人发送第三控制指令，以使所述第二机器人从占用的所述工作区域离开。在第二机器人暂时离开后，第一控制模块820向所述第一机器人发送第一控制指令，以使所述第一机器人通过所述第二机器人离开的工作区域，进入所述充电区域。

在较佳的实施例中，该机器人避让装置还可以对充电完成的第一机器人进行进一步的避让控制，确保充电完成的第一机器人可以顺利离开充电区域。

其中，在处于所述充电区域的所述第一机器人完成充电时，该第一控制模块820还可以用于：向完成充电的第一机器人发送第四控制指令，以使所述完成充电的第一机器人经过对应的工作区域，离开所述充电区域。

具体的，当完成充电的第一机器人经过对应的工作区域被所述第二机器人占用时，第二控制模块830还可以用于向所述占用所述工作区域的所述第二机器人发送所述第三控制指令，令第二机器人实现对第一机器人的暂时避让。

在另一些实施例中，该机器人避让装置还可以对充电完成的第一机器人进行取货的位置进行进一步优化，以更好的提升系统效率。如图9所示，该机器人避让装置还可以包括：取货控制模块840。

其中，该取货控制模块840用于：根据若干个候选取货位置与所述充电区域之间的距离，确定所述第四控制指令指向的目标取货位置。

具体的，在只需要确定数量较少(如一个)的目标取货位置时，该取货控制模块840具体可以用于：计算各个候选取货位置与完成充电的第一机器人所在的充电区域之间的距离，并且确定具有最短距离的候选取货位置为目标取货位置。

而在需要确定数量较多的目标取货位置时，该取货控制模块840则可以具体用于：计算各个候选取货位置与所述完成充电的第一机器人所在的充电区域之间的距离，并且确定距离小于预设的距离阈值的候选取货位置为目标取货位置。

本领域技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。所述的计算机软件可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

图10示出了本发明实施例的控制终端50的结构示意图。如图10所示，该控制终端50可以包括：处理器(processor)502、通信接口(Communications Interface)504、存储器(memory)506、以及通信总线508。

其中：处理器502、通信接口504、以及存储器506通过通信总线508完成相互间的通信。通信接口504，用于与其它设备比如客户端或其它服务器等的网元通信。处理器502，用于执行程序510，具体可以执行上述机器人避让方法实施例中的相关步骤。

具体地，程序510可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。

在本发明实施例中，根据所使用的硬件的类型，处理器502可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器502还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。

存储器506用于存放程序510。存储器506可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。程序510具体可以用于使得处理器502执行上述任意方法实施例中的机器人避让方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质可以为非易失性的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质存储有计算机程序。

其中，计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例公开的机器人避让方法中的一个或者多个步骤。完整的计算机程序产品体现在含有本发明实施例公开的计算机程序的一个或多个计算机可读存储介质上(包括但不限于，磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)。

综上所述，本发明实施例提供的机器人避让方法，通过设置适当的机器人避让方式，在可以充电区域紧凑设计的前提下，避免充电机器人和工作机器人之间的冲突，有效的提升了效率。

本发明实施例提供的自动货物分拣系统，将充电区域巧妙的设置在输送线之间，很好的利用了场地的空间。同时通过合适的避让方式，保证了系统的效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种机器人避让方法，其特征在于，包括：

在两个或以上的工作区域中，搜索处于空闲状态的工作区域；所述空闲状态为未被机器人占用的状态；所述机器人包括处于不同运行状态的第一机器人和第二机器人；

在存在至少一个处于空闲状态的工作区域时，向所述第一机器人发送第一控制指令，以使所述第一机器人通过其中一个所述处于空闲状态的工作区域，进入充电区域；并且

向所述第二机器人发送第二控制指令，以使所述第二机器人进入另一个所述处于空闲状态的工作区域。

2.根据权利要求1所述的机器人避让方法，其特征在于，还包括：

在不存在处于空闲状态的工作区域时，向其中一个占用所述工作区域的所述第二机器人发送第三控制指令，以使所述第二机器人从占用的所述工作区域离开；并且

向所述第一机器人发送第一控制指令，以使所述第一机器人通过所述第二机器人离开的工作区域，进入所述充电区域。

3.根据权利要求1所述的机器人避让方法，其特征在于，还包括：

根据所述工作区域对应的充电区域是否存在第一机器人，确定所述工作区域的优先级。

4.根据权利要求1所述机器人避让方法，其特征在于，还包括：

在不存在处于空闲状态的工作区域时，向所述第一机器人发送等待指令，以使所述第一机器人在预设区域等候，直至出现至少一个处于空闲状态的工作区域。

5.根据权利要求2所述机器人避让方法，其特征在于，在向其中一个占用所述工作区域的所述第二机器人发送第三控制指令之前，还包括：

在不存在处于空闲状态的工作区域时，确定第一机器人的等待时间是否超过预定的时间阈值；

若是，向其中一个占用所述工作区域的所述第二机器人发送第三控制指令，以使所述第二机器人从占用的所述工作区域离开；

若否，向所述第一机器人发送等待指令，以使所述第一机器人在预设区域等候，直至出现至少一个处于空闲状态的工作区域。

6.根据权利要求1-5任一项所述的机器人避让方法，其特征在于，还包括：

在处于所述充电区域的所述第一机器人完成充电时，向所述完成充电的第一机器人发送第四控制指令，以使所述完成充电的第一机器人经过对应的工作区域，离开所述充电区域。

7.根据权利要求4或5所述的机器人避让方法，其特征在于，在所述完成充电的第一机器人经过对应的工作区域被所述第二机器人占用时，向所述占用所述工作区域的所述第二机器人发送所述第三控制指令。

8.根据权利要求4或5所述的机器人避让方法，其特征在于，还包括：

根据若干个候选取货位置与所述充电区域之间的距离，确定所述第四控制指令指向的目标取货位置。

9.根据权利要求8所述的机器人避让方法，其特征在于，所述根据若干个候选取货位置与所述充电区域之间的距离，确定所述第四控制指令指向的目标取货位置，具体包括：

计算各个所述候选取货位置与所述完成充电的第一机器人所在的充电区域之间的距离；

确定具有最短距离的所述候选取货位置为目标取货位置。

10.根据权利要求8所述的机器人避让方法，其特征在于，所述根据若干个候选取货位置与所述充电区域之间的距离，确定所述第四控制指令指向的目标取货位置，具体包括：

计算各个所述候选取货位置与所述完成充电的第一机器人所在的充电区域之间的距离；

确定所述距离小于预设的距离阈值的候选取货位置为所述目标取货位置。

11.一种控制终端，其特征在于，所述控制终端包括：处理器、通信接口、存储器以及通信总线；

其中，处理器、通信接口以及存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器中存储有计算机操作指令，以使所述计算机操作指令被所述处理器调用时，执行如权利要求1-10任一项所述的机器人避让方法。

12.一种货物自动分拣系统，其特征在于，包括：

至少两条输送线组成的输送线结构，所述输送线用于将货物从货物存储区输出或者将货物转运至所述货物存储区内；

两个或以上，由电力驱动的机器人，所述机器人用于在工作区域将货物转移至所述输送线或者将货物从所述输送线移出，并且在充电区域充电；

与所述输送线和所述机器人通信连接的控制终端，所述控制终端用于执行如权利要求1-8任一项所述的机器人避让方法，控制所述机器人在所述货物存储区和输送线之间移动。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，相邻的两条输送线之间设置有一个所述工作区域和一个充电区域，所述工作区域位于所述充电区域与所述货物存储区之间。

14.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述输送线结构包括若干条第一输送线和第二输送线；所述第一输送线和所述第二输送线间隔设置，所述工作区域和所述充电区域设置在所述第一输送线和所述第二输送线的间隔之间，具有允许一个机器人进入的尺寸。

15.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述第一输送线和所述第二输送线朝向所述货物存储区的一端设置有货物放置位；所述工作区域设置在与所述货物放置位齐平的位置。

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