CN113335811A - 任务均衡方法、控制终端及其分拣系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及仓储管理技术领域，尤其涉及一种任务均衡方法、控制终端及其货物自动分拣系统。该方法包括：获取与机器人对应的各个候选放货工位的空闲程度，所述空闲程度由一种或者多种运行指标决定；在所述候选放货工位中，确定一个或者多个可用放货工位，所述可用放货工位为所述空闲程度满足预设标准的候选放货工位；为所述机器人指定一个所述可用放货工位，以使所述机器人在所述指定的可用放货工位执行放货任务。其根据候选放货工位的空闲程度确定执行放货任务的最优工位，有效的减少了机器人的等待时间并提升了货物分拣的效率。

Description

任务均衡方法、控制终端及其分拣系统

【技术领域】

本发明涉及仓储管理技术领域，尤其涉及一种任务均衡方法、控制终端及其货物自动分拣系统。

【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。但是，在现有的自动分拣系统中，存在多种不同的执行节点，不同的执行节点之间可能存在不匹配而导致等待的问题。

因此，如何对多个机器人进行规划，以尽可能提高其搬运货物的效率，减少总体等待时间，以更好的满足实际使用的需要是现有自动化仓储管理系统迫切需要解决的问题。

【发明内容】

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种具有较高效率的任务均衡方法及其货物分拣系统。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：一种任务均衡方法。该任务均衡方法包括：

获取与机器人对应的各个候选放货工位的空闲程度，所述空闲程度由一种或者多种运行指标决定；

在所述候选放货工位中，确定一个或者多个可用放货工位，所述可用放货工位为所述空闲程度满足预设标准的候选放货工位；

为所述机器人指定一个所述可用放货工位，以使所述机器人在所述指定的可用放货工位执行放货任务。

可选地，所述运行指标包括：所述候选放货工位待执行的放货任务数量，所述候选放货工位执行放货任务的速度，以及所述候选放货工位的执行当前放货任务所需的等候时间中的一种或者多种。

可选地，所述预设标准包括：所述候选放货工位待执行的放货任务数量小于预设的数量阈值，具有最小的待执行的放货任务数量，待执行的放货任务所需的处理时间小于预设时间阈值以及具有最短的处理时间中的一种或者多种。

可选地，所述为所述机器人指定一个所述可用放货工位，具体包括：

在存在两个或以上的可用放货工位时，为所述机器人随机指定其中的一个可用放货工位；

两个或以上的所述可用放货工位具有相同的空闲程度。

可选地，所述为所述机器人指定一个所述可用放货工位，具体包括：

在存在两个或以上的可用放货工位时，为所述机器人指定具有最高空闲程度的所述可用放货工位。

可选地，所述方法还包括：

在预设的检测节点，更新各个所述候选放货工位的空闲程度；

根据所述候选放货工位的空闲程度的更新结果，为所述机器人调整所述指定的可用放货工位。

可选地，所述根据所述候选放货工位的空闲程度的更新结果，为所述机器人调整所述指定的可用放货工位，具体包括：

在所述指定的可用放货工位更新后的空闲程度不满足所述预设标准时，为所述机器人指定另一个所述可用放货工位，或者

重新为所述机器人指定在所述变更结果中，具有最高空闲程度的候选放货工位。

可选地，每个所述候选放货工位连接至同一个拣货工作区，所述拣货工作区内设置有若干个拣货工位；每个所述拣货工位与所有所述候选放货工位对应。

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，执行如上所述的任务均衡方法。

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：

用于存储货物的货物存储区，所述货物存储区内设置有至少两个候选放货工位，作为货物出口；

用于将货物搬运至候选放货工位，执行放货任务的若干个机器人；

用于接收来自货物存储区的货物，并且进行货物分拣操作的拣货工作区；

连接所述货物存储区和所述拣货工作区的输送线结构；以及

控制终端，所述控制终端用于执行如上所述的任务均衡方法，控制若干个所述机器人在最优的候选放货工位执行放货任务。

可选地，所述输送线结构包括延伸至所述货物存储区的若干条输送线；

每个所述候选放货工位与一条所述输送线对应设置，被配置为：允许预定数量的机器人同时在所述输送线上执行所述放货任务。

可选地，每个所述候选放货工位具有与一个所述机器人相适配的尺寸。

可选地，所述输送线结构包括环形输送线、第一输送线和第二输送线；所述拣货工作区设置有若干个拣货工作位；

所述拣货工作位、所述第一输送线和所述第二输送线与所述环形输送线连接。

可选地，所述第一输送线和所述第二输送线具有相反的传输方向，所述第一输送线作为所述环形输送线的货箱入口，所述第二输送线作为所述环形输送线的货箱出口。

本发明实施例提供的任务均衡方法、控制终端和货物自动分拣系统，通过为每个机器人提供了多个候选放货工位，并可根据候选放货工位的空闲程度确定执行放货任务的最优工位的方式，实现了放货任务的均衡，有效的减少了机器人的等待时间，提升了货物分拣的效率。

【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任务均衡方法的方法流程图；

图4为本发明另一实施例提供的任务均衡方法的方法流程图；

图5为本发明实施例提供的调整指定的放货工位的方法流程图；

图6为本发明实施例提供的任务均衡装置的功能框图；

图7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。

“放货任务”是指下发给机器人执行的程序指令或者命令。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等的一种或者多种内容。在本申请中，仅为了充分说明放置货物的流程而将该机器人执行的程序指令命名为“放货任务”，而不构成对“指令”或者“命令”的任何限制或者暗示。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。

在拣货工作区30内包含有合适数量的拣货工位31(例如图1所示的2个)。每个拣货工位31都是一个可以独立实现某项订单的货物分拣工作的工位。其具体执行货物分拣的操作方式，可以根据实际情况的需要而由技术人员进行设置，例如采用自动、半自动甚至全工人操作的方式。

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。其具体可以由任何类型的，具有与搬运货箱相适配尺寸的输送线所实现，例如具有特定宽度的滚轴式输送线，或者皮带式输送线。

在一些实施例中，按照货物传输的功能进行划分，该输送线结构20包括货物输送线21和公共输送线22。

其中，货物输送线21是延伸到货物存储区10的货箱输入/输出通道。其可以设置有多条，均连接至公共输送线22。这些货物输送线21具有不同传输方向从而实现上述的两种不同的传输路径，。在本实施例中，为区分具有不同传输方向的输送线，以“第一输送线”来表示用以实现第一输送路径的输送线，以“第二输送线”来表示用以实现第二输送路径的输送线。

公共输送线22上设置有一定数量的节点。该节点是指预先设定的，货箱进入公共输送线或者从公共输送线离开的特定位置。其作为运输干线，从某个节点进入公共输送线22的货箱都可以被转运至公共输送线的任意一个节点离开。

上述节点中的一部分延伸至拣货工位31，使得公共输送线22建立与拣货工作区30的连接。在本实施例中，可以将这部分节点简称为“拣货节点”。每一个拣货节点与一个拣货工位31相对应，延伸至对应的拣货工位。货箱可以从特定的拣货节点离开公共输送线22，进入拣货工位，并且在拣货操作完成后，经由该拣货节点重新回到公共输送线22上。

每一条货物输送线21与公共输送线22的连接位置也可以被认为是公共输送线22上的一个节点。换言之，每条货物输送线21可以与一个节点相对应。

在输送线结构20的实际运行过程中，货箱可以从各条第一输送线21a输入到公共输送线22。然后，通过公共输送线22进一步被流转到各个拣货工位31上。在拣货工位上完成货物分拣操作以后，货箱重新被放回至公共输送线21上，最后通过各个第二输送线21b从公共输送线离开。

上述采用公共输送线的方式，可以解除货物输送线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返回到货物存储区10中。

应当说明的是，上述的“第一输送线”和“第二输送线”仅用于区分输送线的传输方向，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)。其具有行走机构以及货物存放机构等一个或者多个功能部件，可以在控制终端50的控制下，从货物存储区10的货架移动至输送线结构20中的其中一个放货工位23，将货箱放置在输送线上。

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。

在另一些实施例中，上述机器人40还可以是采用电力驱动的机器人，包括电池和电力驱动机构等的功能部件。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，该应用场景中还可以额外增设供机器人40进行充电的充电区。机器人40在充电完成后从充电区60出发执行工作任务，并且可以在电量不足的情况返回充电区60充电。

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。

上述的机器人40均与控制终端50之间建立有通信连接。由控制终端50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。

通常的，控制终端50可以采用下发或者分配任务的方式来实现对机器人的有序控制。该“任务”具体是指包含机器人移动路径，目标货箱位置以及放置货箱的目标放货工位等一种或者多种与特定位置信息相关的指令。这些指令可以引导机器人沿特定路线行驶，并在路线的特定位置执行取出货箱或者放置货箱的动作。

机器人40需要进入或者停靠在一个接近或者距离货物输送线21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“放货工位”这样的术语表示能够满足机器人进行放置货箱的操作，靠近货物输送线的区域。换言之，机器人40移动进入放货工位后，就可以通过货物取放机构，在货物输送线上执行转移货箱的操作。

在实际运行过程中，控制终端50可以根据订单上的货品信息，将包含有装有对应货品的货箱的位置信息以及具体选用的放货工位的信息的放货任务下发至某个机器人40。

机器人40依据接收到放货任务，移动至放货任务指示的目标货架位置后，控制搬运装置44从货架中取出货箱并放入特定的目标货物存储仓43中进行存放。然后，机器人40移动到放货任务指定的放货工位23中，通过升降组件45控制搬运装置44移动到目标货物存储仓43中取出目标货箱后，调整搬运装置44的位置，使其到达与输送线相适应的高度以后，将目标货箱放置到输送线上，完成放货任务。

输送线结构20将货箱输送至拣货工位31，在拣货工位31拣出所需要的货品以完成完整的订单处理流程。

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，输送线结构通常由独立的多条输送线组成，拣货工位31与放货工位23是处于绑定状态的。亦即，每个拣货工位31对应一个放货工位23，其只处理对应放货工位23所传输的货箱。而控制终端50在处理订单，为机器人分配任务时，订单需要与某一特定的拣货工位31保持对应关系。因此，在控制终端50在为机器人40分配放货任务时，所对应的放货工位23也是唯一且无法改变的。各个机器人40只能在订单确定的拣货工位31所对应的放货工位23执行放货任务，灵活性受到限制。

可以看到，在使用这样的任务分配方式时，各个放货工位23的地位是不平等的，与拣货工位31绑定，很容易出现部分的放货工位23过于拥挤，机器人40需要排队等候的同时，另一部分的放货工位23处于相对空闲的不均衡状态。

图3为本发明实施例提供的任务均衡方法的方法流程图。该任务均衡方法可以由控制终端50所执行，完成对机器人40的有序控制，并有效的改善上述放货工位23容易出现不均衡状态的问题。如图3所示，该机器人控制方法包括：

S100、获取与机器人对应的各个候选放货工位的空闲程度。

其中，“候选放货工位”是指输送线结构20设置或者为机器人所提供的可以使用的放货工位。机器人40可以在任意一个候选放货工位执行放货任务(例如将图1所示的货箱放置到输送线的放货工位上)。具体的，可以根据实际情况的需要，设置合适数量的候选放货工位，如3个或者更多的候选放货工位。

在本实施例中，使用“候选放货工位”这样的技术术语来表示这些放货工位之间的地位在控制终端50分配任务时是平等的，均可以作为机器人40执行放货任务的候选，或者可供控制终端50进行选择。

在一些实施例中，如图1所示，该放货工位23可以位于输送线的一侧。每个放货工位23可以被设计成与单个机器人40相适配的尺寸，每次只能同时容纳一个机器人执行放货任务。当然，根据实际情况的需要，还可以设计其他尺寸或者结构的放货工位23，以允许两个或者更多的机器人同时在该货物入口执行放货任务。

而“空闲程度”由一种或者多种运行指标决定，用以表征该放货工位当前任务执行情况的参数。其具体可以根据实际情况的需要，选择使用对应的运行指标来表示或者确定。例如，该运行指标可以包括：候选放货工位待执行的放货任务数量，候选放货工位执行放货任务的速度以及候选放货工位的执行当前放货任务所需的等候时间中的一种或者多种。

具体的，以上的运行指标也可以通过多种不同的方式来具体表示，例如可以通过输送线的传输速度来表示执行放货任务的速度，或者通过排队列表的形式来表示待执行的放货任务数量。

在一些实施例中，该“地位平等”的“候选放货工位”可以通过连接至同一个拣货工作区30的方式实现。换言之，位于输送线结构20的多个候选放货工位与拣货工作区30中的多个拣货工位之间不存在唯一对应的关系(即解除了两者之间的绑定关系)。每一个拣货工位31均与所有的候选放货工位23对应(即每一个候选放货工位23所输送的货箱都可以传输至任意一个拣货工位31来执行拣货操作)。

具体的，可以通过设置环形或者类似的可共用的公共输送线22来实现上述拣货工位31与候选放货工位23之间的连接关系。例如图1所示，每个拣货工位31和候选放货工位23都是该公共输送线22上的节点。从各个不同的候选放货工位23进入的货箱都可以通过该环形输送线，被转运至任意一个拣货工位31中，由此令候选放货工位23具有平等的地位。

亦即，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

当然，还可以使用其他合适的方式来解除拣货工位31和候选放货工位23之间的绑定关系，以使候选放货工位23获得平等的地位，或者可以被指定至任意一个机器人而不受限制。

S200、在候选放货工位中，确定一个或者多个可用放货工位。

其中，“可用放货工位”是控制终端50根据不同候选放货工位的空闲程度，从中确定或者选定的，可以被选定作为机器人执行放货任务的放货工位。在本实施例中，控制终端50可以通过空闲程度是否满足预设标准的方式，从多个候选放货工位中筛选出符合要求的“可用放货工位”。

具体的，该预设标准是一个经验性参数，可以由技术人员根据实际情况的需要而选择性设置，包含一条或者多条不同的标准。为了适应不同的应用场景，可以使用相对应的预设标准。例如，该预设标准可以包括：候选放货工位待执行的放货任务数量小于预设的数量阈值，具有最小的待执行的放货任务数量，待执行的放货任务所需的处理时间小于预设时间阈值以及具有最短的处理时间中的一种或者多种。

在使用不同的预设标准的情况下，相应的也会选出不同数量的“可用放货工位”。例如，在预设标准为具有最小的待执行的放货任务数量或者具有最短的处理时间的情况下，可用放货工位可能只存在一个。

而在预设标准为候选放货工位待执行的放货任务数量小于预设的数量阈值或者待执行的放货任务所需的处理时间小于预设时间阈值时，就可能在候选放货工位中筛选出两个或以上的可用放货工位。

S300、为机器人指定一个可用放货工位，以使机器人在指定的可用放货工位执行放货任务。

其中，在只具有一个可用放货工位的实施例中，控制终端50可以直接为机器人指定或者分配该唯一的可用放货工位。

在另一些实施例中，如上所描述的，可用放货工位可能不仅仅只有一个。由此，在具有多个可用放货工位的情况下，控制终端50可以采用合适的方法为机器人选择或指定其中一个可用放货工位。

例如，在存在两个或以上，并且具有相同空闲程度的可用放货工位时，控制终端50可以采用随机指定的方式，为机器人40随机指定其中的一个可用放货工位。而在可用放货工位的空闲程度存在差异的情况下，控制终端50可以为机器人40指定具有最高空闲程度的可用放货工位，以尽可能的提升效率。

本发明实施例提供的任务均衡方法，通过提供多个地位平等的候选放货工位的方式，可以确保放货任务可以被均衡的分配到多个放货工位中，避免出现局部放货工位的运行状态显著繁忙的不均衡状态，从而有效的提升了效率，减少了机器人在输送线结构前排队的时间。

应当说明的是，本领域技术人员基于本发明实施例揭露的任务均衡方法的特点(为多个放货工位提供平等的地位，根据不同放货工位的空闲程度来选择具体执行放货任务的工位)，还可以根据实际应用场景，对上述实施例公开的任务均衡方法进行调整、改变或者替换应用于其他具有相类似特点的应用场景中。

在较佳的实施例中，采用如图1所示的应用场景时，机器人40在被分配到放货任务到移动至被指定的放货工位的过程中，多个候选放货工位的空闲程度可能会发生变动，控制终端50可以采用图4所示的方法，适应性的对已经指定的可用放货工位进行相应的调整。

如图4所示，除图3所示的步骤之外，该任务均衡方法还包括如下步骤：

S400、在预设的检测节点，更新各个候选放货工位的空闲程度。

其中，“检测节点”是由技术人员根据实际情况的需要，在机器人接收到放货任务直至移动到特定的放货工位之前这一过程中，需要重新检测或者获取候选放货工位的空闲程度的节点。其具体可以采用任何合适的形式来表示，包括位置或者时刻。例如，如图1所示，该检测节点可以是设置在货物存储区10接近输送线结构20的特定区域C。当机器人40进入到该特定区域C时，控制终端50将重新获取当前的候选放货工位的空闲程度。

具体的，检测节点也可以设置有多个，而不仅限于一个。设置更多的检测节点可以提升对空闲程度变化情况的响应速度，而设置更少的检测节点可以降低对于控制终端50的运算资源的开销，技术人员可以根据应用场景的情况(如空闲程度变化的快慢或者部署在货物存储区10的机器人40的数量)，选择设置合适数量的检测节点。

S500、根据候选放货工位的空闲程度的更新结果，为机器人调整指定的可用放货工位。

其中，“更新结果”是指各个候选放货工位的空闲程度的变化情况。控制终端50结合具体的变化情况，可以相应的调整或者更新机器人执行放货任务的目的地(即指定的可用放货工位)。

在一些实施例中，更新后的候选放货工位的空闲程度可能与更新前没有发生变化，或者变化程度较小。这时，在候选放货工位中选定的可用放货工位不会发生变化，控制终端50可以维持之前指定的可用放货工位而不作调整。

在另一些实施例中，更新结果可能会出现显著的变化。该显著的变化可以是在先指定的可用放货工位更新后的空闲程度已经无法满足上述的预设标准或者是空闲程度的变动超出了一定的阈值或者类似的情况。

此时，控制终端50重新为机器人指定在变更结果中，具有最高空闲程度的候选放货工位，以适应空闲程度出现的变化，避免机器人40出现等待的情形。

当然，若还存在其他的可用放货工位(即可用放货工位的数量不止一个时)控制终端50还可以直接为机器人指定另一个可用放货工位。

图5为本发明实施例提供的执行调整指定的可用放货工位的步骤(S500)的流程图。如图5所示，该步骤S500具体可以包括：

S510、获取各个候选放货工位更新后的空闲程度。

S520、判断可用放货工位是否发生变化。若否，执行步骤S530，若是，执行步骤S540。

在本实施例中，以可用放货工位是否发生变化作为衡量空闲程度的更新结果是否发生显著变化的标准。其中，“发生变化”具体是指依据更新前的空闲程度，筛选出符合预设标准的可用放货工位与依据更新后的空闲程度，筛选出符合同一预设标准的可用放货工位存在区别。

当然，该“发生变化”的标准也可以根据实际情况而进行调整，例如调整为发生变化的放货工位数量不超过一定的数量或者比例，只需要能够衡量空闲程度的变化程度即可。

S530、不改变在先指定的可用放货工位。

在可用放货工位没有发生变化的前提下，为避免机器人的移动路径发生变动，可以保持指定的可用放货工位不变。

S540、重新为机器人指定在更新结果中，空闲程度最高的候选放货工位。

其中，在发生变化的前提下，表明此时变更或者调整指定的候选放货工位是较为必要的，使用在先指定的可用放货工位很可能已经无法达到任务均衡分配的目的。由此，可以重新为机器人重新指定一个当前空闲程度最高的候选放货工位。

当然，本领域技术人员还可以进一步的将以上实施例公开的调整指定的可用放货工位的方法中的多种进行结合而不仅限于图5所示的，指定空闲程度最高的候选放货工位的方式。

基于上述实施例提供的任务均衡方法，本发明实施例还进一步提供了一种任务均衡装置。该任务均衡装置可以由控制终端50所实现，用以执行上述任务均衡方法的一个或者多个步骤。图6为本发明实施例提供的任务均衡装置。如图6所示，该任务均衡装置600包括：检测模块610，筛选模块620以及指定模块630。

其中，检测模块610用于获取与机器人对应的各个候选放货工位的空闲程度。该空闲程度由一种或者多种运行指标决定。筛选模块620用于在候选放货工位中，确定空闲程度满足预设标准的可用放货工位。指定模块630用于为所述机器人指定一个可用放货工位，以使机器人在指定的可用放货工位执行放货任务。

在实际运行过程中，首先通过检测模块610获取与机器人对应的各个候选放货工位的空闲程度。然后，由筛选模块620根据预设标准，在候选放货工位中筛选出可用放货工位。最后，指定模块630为机器人确定执行放货任务的可用放货工位。

在一些实施例中，用以决定或者衡量空闲程度的运行指标可以包括：候选放货工位待执行的放货任务数量，候选放货工位执行放货任务的速度以及候选放货工位的执行当前放货任务所需的等候时间中的一种或者多种。

其中，该“待执行的放货任务”是指定了在该候选放货工位执行放货任务的机器人的数量。换言之，处理终端50在每次为某个机器人40指定了特定的候选放货工位以后，都为该候选放货工位的待执行放货任务数量加1。而在机器人执行放货任务完毕以后，对应的候选放货工位的待执行放货任务数量则减1。

由此，较少或者为零的待执行放货任务表明了该候选放货工位较为空闲，而较多的待执行放货任务则说明该候选放货工位此时的运行状态较为繁忙。

该“执行放货任务的速度”可以是在之前一段时间内，特定的放货工位完成放货任务的平均速度。其可能受多种因素的影响(如输送带的传输速度)，是用以反映候选放货工位运行情况的重要参数。

该“等候时间”是以上述的“执行放货任务的速度”和“待执行的放货任务数量”为基础，获得的预计数值。其可以表明候选放货工位在未来一段时间的空闲程度。与上述“待执行的放货任务数量”相类似地，较短或者为零的等候时间通常表示候选放货工位处于比较空闲的状态。

在另一些实施例中，与以上的运行指标相对应的，该预设标准可以包括：候选放货工位待执行的放货任务数量小于预设数量阈值，具有最小的待执行的放货任务数量，待执行的放货任务所需的处理时间小于预设时间阈值以及具有最短的处理时间中的一种或者多种。

其中，“预设数量阈值”和“预设时间阈值”都是经验性数值，可以由技术人员根据实际情况的需要而设置或者确定。在使用不同的运行指标时，使用相对应的预设标准。

另外，最短的“处理时间”和最小的“待执行任务数量”是另一种设定标准的方式。在采用这样的预设标准时，通常只筛选出一个可用放货工位。

具体的，考虑到使用不同的运行指标和预设标准的情况，指定模块430可以具体执行如下的步骤：

一方面，在存在两个或以上的可用放货工位时，为机器人指定具有最高空闲程度的所述可用放货工位。另一方面，在存在两个或以上，具有相同的空闲程度的可用放货工位时，可以为机器人随机指定其中的一个可用放货工位。

在较佳的实施例中，检测模块610还可以在一个或者多个检测节点中，重新获取候选放货工位的空闲程度，以及时更新各个候选放货工位的空闲程度。而指定模块630则基于检测模块610更新后的空闲程度结果，对指定的可用放货工位进行调整。

具体的，在检测模块610检测得到的空闲程度的更新结果发生了较为显著的变化(如在指定的可用放货工位更新后的空闲程度不满足预设标准)时，指定模块630可以为所述机器人指定另一个可用放货工位或者重新为所述机器人指定在更新结果中，具有最高空闲程度的候选放货工位。

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7示出了本发明实施例的控制终端50的结构示意图。如图7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，具体可以执行上述任务均衡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702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任务均衡方法。

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数据自动关联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任务均衡方法，通过提供多个地位平等的候选放货工位的方式，可以根据这些候选放货工位的空闲程度，为机器人指定最优的放货工位来执行放货任务，实现了放货任务的均衡分配，有效的提升了效率并减少了机器人排队等候的时间。

本发明实施例提供的自动货物分拣系统，可以令机器人平均的分配到各个候选放货工位中执行放货任务，避免了机器人过于集中在局部的一个或者几个放货工位，减少了机器人排队等候的情况发生，很好的提升了货物分拣的效率。

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 (13)

1.一种任务均衡方法，其特征在于，包括：

获取与机器人对应的各个候选放货工位的空闲程度，所述空闲程度由一种或者多种运行指标决定；

在所述候选放货工位中，确定一个或者多个可用放货工位，所述可用放货工位为所述空闲程度满足预设标准的候选放货工位；

为所述机器人指定一个所述可用放货工位，以使所述机器人在所述指定的可用放货工位执行放货任务。

2.根据权利要求1所述的任务均衡方法，其特征在于，所述运行指标包括：所述候选放货工位待执行的放货任务数量，所述候选放货工位执行放货任务的速度，以及所述候选放货工位的执行当前放货任务所需的等候时间中的一种或者多种。

3.根据权利要求2所述的任务均衡方法，其特征在于，所述预设标准包括：所述候选放货工位待执行的放货任务数量小于预设数量阈值，具有最小的待执行的放货任务数量，待执行的放货任务所需的处理时间小于预设时间阈值以及具有最短的处理时间中的一种或者多种。

4.根据权利要求3所述的任务均衡方法，其特征在于，所述为所述机器人指定一个所述可用放货工位，具体包括：

在存在两个或以上的可用放货工位时，为所述机器人随机指定其中的一个可用放货工位；

两个或以上的所述可用放货工位具有相同的空闲程度。

5.根据权利要求3所述的任务均衡方法，其特征在于，所述为所述机器人指定一个所述可用放货工位，具体包括：

在存在两个或以上的可用放货工位时，为所述机器人指定具有最高空闲程度的所述可用放货工位。

6.根据权利要求1-5任一项所述的任务均衡方法，其特征在于，所述方法还包括：

在预设的检测节点，更新各个所述候选放货工位的空闲程度；

根据所述候选放货工位的空闲程度的更新结果，为所述机器人调整所述指定的可用放货工位。

7.根据权利要求6所述的任务均衡方法，其特征在于，所述根据所述候选放货工位的空闲程度的更新结果，为所述机器人调整所述指定的可用放货工位，具体包括：

在所述指定的可用放货工位更新后的空闲程度不满足所述预设标准时，为所述机器人指定另一个所述可用放货工位，或者

重新为所述机器人指定在所述更新结果中，具有最高空闲程度的候选放货工位。

8.根据权利要求1-5任一项所述的任务均衡方法，其特征在于，每个所述候选放货工位连接至同一个拣货工作区，所述拣货工作区内设置有若干个拣货工位；每个所述拣货工位与所有所述候选放货工位对应。

9.一种控制终端，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1-8任一项所述的任务均衡方法。

10.一种货物自动分拣系统，其特征在于，包括：

用于存储货物的货物存储区；

用于将货物搬运至候选放货工位，执行放货任务的若干个机器人；

用于接收来自货物存储区的货物，并且进行货物分拣操作的拣货工作区；

连接所述货物存储区和所述拣货工作区的输送线结构，所述输送线结构在所述货物存储区设置有至少两个候选放货工位；以及

控制终端，所述控制终端用于执行如权利要求1-8任一项所述的任务均衡方法，控制若干个所述机器人在最优的候选放货工位执行放货任务。

11.根据权利要求10所述的货物自动分拣系统，其特征在于，所述输送线结构包括延伸至所述货物存储区的若干条输送线；

每个所述候选放货工位与一条所述输送线对应设置，被配置为：允许预定数量的机器人同时在所述输送线上执行所述放货任务。

12.根据权利要求10所述的货物自动分拣系统，其特征在于，每个所述候选放货工位具有与一个所述机器人相适配的尺寸。

13.根据权利要求10所述的货物自动分拣系统，其特征在于，所述输送线结构包括环形输送线、第一输送线和第二输送线；所述拣货工作区设置有若干个拣货工作位

所述第一输送线和所述第二输送线具有相反的传输方向，所述第一输送线作为所述环形输送线的货箱入口，所述第二输送线作为所述环形输送线的货箱出口；

所述拣货工作位、所述第一输送线和所述第二输送线与所述环形输送线连接。

Images