CN114595907A - 仓储系统的控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

仓储系统的控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质 Download PDF

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CN114595907A CN202011404457.0A CN202011404457A CN114595907A CN 114595907 A CN114595907 A CN 114595907A CN 202011404457 A CN202011404457 A CN 202011404457A CN 114595907 A CN114595907 A CN 114595907A
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Abstract

本申请公开了一种仓储系统的控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质，其中，仓储系统的控制方法包括：选取处于空闲状态的机器人作为待匹配机器人；选取有待分配任务的巷道作为待匹配巷道；针对每个待匹配机器人，根据待匹配机器人与各待匹配巷道之间的距离以及各待匹配巷道的待分配任务数，计算待匹配机器人匹配至各待匹配巷道的匹配值，选取匹配值最高的待匹配巷道作为待匹配机器人的目标巷道；将目标巷道的待分配任务分配至对应的已匹配机器人。通过采用上述方案，可以快速精准地求出机器人与巷道之间的最佳匹配结果，并且机器人在各个巷道中的分布较为合理，有利于提高机器人执行出库任务和入库任务的效率。

Description

仓储系统的控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质
技术领域
本申请涉及仓储技术领域，尤其涉及一种仓储系统的控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
相关技术中，仓储系统通常采用搬运机器人移动至巷道执行出库任务或入库任务。由于仓储系统的巷道数和机器人数较多，涉及到巷道和机器人的匹配问题，难以保证机器人在各巷道间的均匀分布，从而影响出库任务或入库任务的执行效率。
发明内容
本申请实施例提供一种仓储系统的控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质，以解决相关技术存在的问题，技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种仓储系统的控制方法，包括：
选取处于空闲状态的机器人作为待匹配机器人；
选取有待分配任务的巷道作为待匹配巷道；
针对每个待匹配机器人，根据待匹配机器人与各待匹配巷道之间的距离以及各待匹配巷道的待分配任务数，计算待匹配机器人匹配至各待匹配巷道的匹配值，选取匹配值最高的待匹配巷道作为待匹配机器人的目标巷道；
将目标巷道的待分配任务分配至对应的已匹配机器人。
在一种实施方式中，选取有待分配任务的巷道作为待匹配巷道，包括：
选取有待分配任务且没有机器人的巷道作为第一待匹配巷道；
在第一待匹配巷道的数量小于待匹配机器人的数量的情况下，选取有待分配任务且有机器人的巷道作为第二待匹配巷道。
在一种实施方式中，待匹配机器人匹配至待匹配巷道的匹配值Wij满足以下公式：
Figure BDA0002818182140000021
其中，d为待匹配机器人xi与待匹配巷道yj之间的距离，dmax为各待匹配机器人与各待匹配巷道之间距离的最大值，m为待匹配巷道yj的待分配任务数，mmax为各待匹配巷道的待分配任务数中的最大值，n为待匹配巷道yj的强制优先任务数，nmax为各待匹配巷道的强制优先任务数中的最大值，u1、u2和u3为预设值。
在一种实施方式中，将目标巷道的待分配任务分配至对应的已匹配机器人，包括：
计算目标巷道的可分配任务数；
在可分配任务数大于0的情况下，根据已匹配机器人的数量在目标巷道划分出相应的工作区域；
选取已分配任务数小于任务上限阈值的已匹配机器人作为待分配机器人；
针对每个待分配机器人，根据待分配机器人与各可分配任务对应的目标料箱之间的距离、以及待分配机器人移动至各可分配任务对应的目标料箱所经过的工作区域数，计算为待分配机器人分配各可分配任务的分配值，选取分配值最高的可分配任务作为待分配机器人的目标任务。
在一种实施方式中，计算目标巷道的可分配任务数，包括：
将目标巷道的待分配出库任务数和空闲缓存位数中的最小值与目标巷道的待分配入库任务数和空闲存储位数中的最小值相加，得到第一参考值；
将已匹配机器人数乘以任务上限阈值减去所有已匹配机器人的已分配任务总数得到第二参考值；
选取第一参考值和第二参考值中的最小值作为目标巷道的可分配任务数。
在一种实施方式中，可分配任务分配至待分配机器人的分配值Uij满足以下公式：
Figure BDA0002818182140000022
其中，f为待分配机器人ai执行可分配任务所跨越的工作区域的数量，g为待分配机器人ai执行可分配任务所移动的距离，gmax为各待分配机器人ai执行可分配任务所移动的距离的最大值，e1和e2为预设值。
第二方面，本申请实施例提供一种仓储系统的控制装置，包括：
待匹配机器人选取模块，用于选取处于空闲状态的机器人作为待匹配机器人；
待匹配巷道选取模块，用于选取有待分配任务的巷道作为待匹配巷道；
目标巷道选取模块，用于根据待匹配机器人与各待匹配巷道之间的距离以及各待匹配巷道的待分配任务数，计算待匹配机器人匹配至各待匹配巷道的匹配值，选取匹配值最高的待匹配巷道作为待匹配机器人的目标巷道；
任务分配模块，用于将目标巷道的待分配任务分配至对应的已匹配机器人。
在一种实施方式中，待匹配巷道选取模块包括：
第一待匹配巷道选取单元，用于选取有待分配任务且没有机器人的巷道作为第一待匹配巷道；
第二待匹配巷道选取单元，用于在第一待匹配巷道的数量小于待匹配机器人的数量的情况下，选取有待分配任务且有机器人的巷道作为第二待匹配巷道。
在一种实施方式中，待匹配机器人匹配至待匹配巷道的匹配值Wij满足以下公式：
Figure BDA0002818182140000031
其中，d为待匹配机器人xi与待匹配巷道yj之间的距离，dmax为各待匹配机器人与各待匹配巷道之间距离的最大值，m为待匹配巷道yj的待分配任务数，mmax为各待匹配巷道的待分配任务数中的最大值，n为待匹配巷道yj的强制优先任务数，nmax为各待匹配巷道的强制优先任务数中的最大值，u1、u2和u3为预设值。
在一种实施方式中，任务分配模块包括：
可分配任务数计算单元，用于计算目标巷道的可分配任务数；
工作区域划分单元，用于在可分配任务数大于0的情况下，根据已匹配机器人的数量在目标巷道划分出相应数量的工作区域；
待分配机器人选取单元，用于选取已分配任务数小于任务上限阈值的已匹配机器人作为待分配机器人；
目标任务选取单元，用于针对每个待分配机器人，根据待分配机器人与各可分配任务对应的目标料箱之间的距离、以及待分配机器人移动至各可分配任务对应的目标料箱所经过的工作区域数，计算为待分配机器人分配各可分配任务的分配值，选取分配值最高的可分配任务作为待分配机器人的目标任务。
在一种实施方式中，可分配任务数计算单元包括：
第一参考值计算子单元，用于将目标巷道的待分配出库任务数和空闲缓存位数中的最小值与目标巷道的待分配入库任务数和空闲存储位数中的最小值相加，得到第一参考值；
第二参考值计算子单元，用于将已匹配机器人数乘以任务上限阈值减去所有已匹配机器人的已分配任务总数得到第二参考值；
可分配任务数计算子单元，用于选取第一参考值和第二参考值中的最小值作为目标巷道的可分配任务数。
在一种实施方式中，可分配任务分配至待分配机器人的分配值Uij满足以下公式：
Figure BDA0002818182140000041
其中，f为待分配机器人ai执行可分配任务所跨越的工作区域的数量，g为待分配机器人ai执行可分配任务所移动的距离，gmax为各待分配机器人ai执行可分配任务所移动的距离的最大值，e1和e2为预设值。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，以使至少一个处理器能够执行上述仓储系统的控制方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储计算机指令，当计算机指令在计算机上运行时，上述各方面任一种实施方式中的方法被执行。
本申请实施例的仓储系统的控制方法通过采用上述方案，可以快速精准地求出机器人与巷道之间的最佳匹配结果，并且机器人在各个巷道中的分布较为合理，有利于提高机器人执行出库任务和入库任务的效率。
上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本申请进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。
图1为根据本申请实施例的仓储系统的控制方法的流程图；
图2为图1中步骤S102的具体流程图；
图3为图1中步骤S104的具体流程图；
图4为图3中步骤S301的具体流程图；
图5为根据本申请实施例的仓储系统的控制装置的方框图；
图6为图5中待匹配巷道选取模块的方框图；
图7为图5中任务分配模块的方框图；
图8为图7中可分配任务数计算单元的方框图；
图9为根据本申请实施例的电子设备的方框图。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本申请的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
下面参考图1-图4描述根据本申请实施例的仓储系统的控制方法。根据本申请实施例的仓储系统的控制方法可以应用于仓储系统，用于将机器人分配至有待分配任务的巷道，并将待分配任务分配给机器人。
图1示出根据本申请实施例的仓储系统的控制方法的流程图。如图1所示，控制方法包括：
步骤S101：选取处于空闲状态的机器人作为待匹配机器人；
步骤S102：选取有待分配任务的巷道作为待匹配巷道；
步骤S103：针对每个待匹配机器人，根据待匹配机器人与各待匹配巷道之间的距离以及各待匹配巷道的待分配任务数，计算待匹配机器人匹配至各待匹配巷道的匹配值，选取匹配值最高的待匹配巷道作为待匹配机器人的目标巷道；
步骤S104：将目标巷道的待分配任务分配至对应的已匹配机器人。
示例性地，处于空闲状态的机器人指的是当前未执行任务的机器人，具体可以包括所在巷道没有待分配任务的机器人以及位于巷道外的未执行任务的机器人。
示例性地，有待分配任务的巷道，可以是在当前状态下有待分配出库任务和/或待分配入库任务的巷道。其中，出库任务是指将料箱由货架的存储位搬运至缓存位、再由缓存位搬运至工作站的任务；入库任务可以是将料箱由工作站搬运至货架的缓存位、再由缓存位搬运至存储位的任务。
示例性地，待匹配机器人与待匹配巷道之间的距离，可以是待匹配机器人的当前位置与待匹配巷道的任一巷道口的曼哈顿距离，即待匹配机器人的当前位置与待匹配巷道的巷道口在标准坐标系中的绝对轴距总和。待匹配巷道的待分配任务数，可以为待匹配巷道当前的待分配出入任务数和待分配入库任务数的总和。其中，待匹配机器人与待匹配巷道之间的距离与待匹配机器人匹配至待匹配巷道的匹配值成反比，即待匹配机器人与待匹配巷道之间的距离越小，则待匹配机器人匹配至该待匹配巷道的匹配值越大。待匹配巷道的待分配任务数与待匹配机器人匹配至该待匹配巷道的匹配值成正比，即待分配巷道的待分配任务数越大，则待匹配机器人匹配至该待匹配巷道的匹配值越大。
在一个示例中，可以采用KM(Kuhn-Munkres)算法求待匹配机器人与待匹配巷道在完备匹配下的最大权匹配。
具体地，将全部待匹配机器人添加至顶点集X，将全部待匹配巷道添加至顶点集Y，对于点集X中的任一顶点xi和点集Y中的任一顶点yj之间连接有边(i,j)，并将待匹配机器人i与待匹配巷道j之间的匹配值作为边(i,j)的权值，由此构建出全部待匹配机器人与待匹配巷道的带权二分图。然后通过KM算法求出带权二分图在完备匹配下的最大权匹配，即求出一种匹配使得顶点集X中的所有顶点都有来自顶点集Y中对应匹配的顶点，同时顶点集Y中所有的顶点都有来自顶点集X中对应匹配的顶点，并且该种匹配下的所有边(i,j)的权值之和最大。
可以理解的是，通过KM算法所求得的在完备匹配下的最大权匹配即为待匹配机器人和待匹配巷道的最佳匹配，且每组对应的已匹配机器人与目标巷道之间的匹配值之和达到最大。由此，可以快速且精准地求出待匹配机器人与待匹配巷道的最佳匹配结果，整体上保证各待匹配机器人与各待匹配巷道具有较高的匹配值，以使机器人在具有待分配任务的各个巷道中的分布较为合理，有利于提高出库任务和入库任务的执行效率。
示例性地，在对待匹配机器人和待匹配巷道进行匹配得到已匹配机器人和与其对应的目标巷道，向已匹配机器人发送移动指令，以控制已匹配机器人移动至目标巷道的巷道口。
示例性地，将目标巷道的待分配任务分配至对应的已匹配机器人，可以根据待分配任务的优先级将待分配任务依次分配至已匹配机器人。例如，当待分配任务为多个且多个任务的优先级不同时，则将强制优先级的待分配任务优先分配给已匹配机器人，再将普通优选级的待分配任务分配给已匹配机器人。
此外，还可以根据计算各待分配任务与机器人的分配值，并按照分配值从大到小的顺序将多个待分配任务依次分配给机器人。其中，分配值可以根据已匹配机器人与各待分配任务对应的目标料箱位置之间的距离进行计算。
在一个具体示例中，仓储系统包括存储货架、工作站、第一机器人和第二机器人。存储货架为多个且并排间隔设置，相邻的两个存储货架之间限定有巷道。存储货架设有存储位和缓存位，存储位与缓存位异层设置。例如，存储位可以为多个且在上下方向上间隔设置，缓存位位于多个存储位的下方且位于存储货架的最下层。机器人可以沿巷道移动，用于将缓存位上的料箱搬运至存储位、或者将存储位上的料箱搬运至缓存位。工作站用于供工作人员将存放于料箱内的货品分拣出、或者将货品放置于料箱内。第二机器人可以在存储货架和工作站之间移动，用于将缓存位上的料箱搬运至工作站、或者将工作站的料箱搬运至缓存位。需要说明的是，本申请实施例中的机器人可以为第一机器人。
根据本申请实施例的仓储系统的控制方法，通过根据待匹配机器人与各待匹配巷道之间的距离以及各待匹配巷道的待分配任务数，计算待匹配机器人匹配至各待匹配巷道的匹配值，并选取匹配值最高的待匹配巷道作为待匹配机器人的目标巷道，解决了相关技术中的仓储系统的因机器人和巷道的匹配度较差导致任务执行效率低的技术问题。根据本申请实施例的方法，通过综合机器人与巷道之间的距离以及巷道的待分配任务数两个因素进行匹配，可以快速精准地求出机器人与巷道之间的最佳匹配结果，并且机器人在各个巷道中的分布较为合理，有利于提高机器人执行出库任务和入库任务的效率。
在一种实施方式中，待匹配巷道包括第一待匹配巷道和第二带匹配巷道。如图2所示，步骤S102包括：
步骤S201：选取有待分配任务且没有机器人的巷道作为第一待匹配巷道；
步骤S202：在第一待匹配巷道的数量小于待匹配机器人的数量的情况下，选取有待分配任务且有机器人的巷道作为第二待匹配巷道。
可以理解的是，在选取第一待匹配巷道和第二待匹配巷道之后，将第一待匹配巷道和第二待匹配巷道共同与待匹配机器人匹配。
示例性地，在第一待匹配巷道的数量小于待匹配机器人的数量的情况下，选取有待分配任务且有机器人的巷道，并计算该巷道的待分配任务数与在该巷道内的机器人数的比值，并按照比值从大到小的顺序依次作为第二待匹配巷道，直至第一待匹配巷道和第二待匹配巷道的数量和等于待匹配机器人数或者有待分配任务且有机器人的巷道全部选取完毕为止。
需要说明的是，在第一待匹配巷道和第二待匹配巷道的数量和等于待匹配机器人数的情况下，顶点集X和顶点集Y的顶点数相同，采用KM算法可以求得待匹配机器人和待匹配巷道的完美匹配结果，即顶点集X中的任一顶点都有来自顶点集Y中唯一匹配的顶点，同时顶点集Y中所有的顶点都有来自顶点集X中唯一匹配的顶点，并且该种匹配下的所有边(i,j)的权值之和最大。
在一种实施方式中，待匹配机器人匹配至待匹配巷道的匹配值Wij满足以下公式：
Figure BDA0002818182140000081
其中，d为待匹配机器人xi与待匹配巷道yj之间的距离，dmax为各待匹配机器人与各待匹配巷道之间距离的最大值，m为待匹配巷道yj的待分配任务数，mmax为各待匹配巷道的待分配任务数中的最大值，n为待匹配巷道yj的强制优先任务数，nmax为各待匹配巷道的强制优先任务数中的最大值，u1、u2和u3为预设值，例如，u1可以为100，u2可以为1，u3可以为10000。
需要说明的是，在以上公式中，在某个分式的分母为零的情况下，该分式的计算结果为零。
在一个示例中，待匹配机器人xi与待匹配巷道yj之间的距离d可以采用以下方式计算得到。获取机器人相对其所在的巷道的位置p0，获取机器人所在巷道的两个巷道口的位置p1和p2，获取待匹配巷道的两个巷道口的位置p3和p4。待匹配机器人xi与待匹配巷道yj之间的距离d满足以下公式：
d＝min(d01+d13,d01+d14,d02+d23,d02+d24)，
其中，d01为位置p0和位置p1之间的曼哈顿距离，d13为位置p1和位置p3之间的曼哈顿距离，d14为位置p1和位置p4之间的曼哈顿距离，d02为位置p0和位置p2之间的曼哈顿距离，d23为位置p2和位置p3之间的曼哈顿距离，d24为位置p2和位置p4之间的曼哈顿距离。
在一种实施方式中，在对待匹配机器人和待匹配巷道进行匹配之前，如果待匹配巷道的待分配任务中存在强制优先级任务且该巷道没有机器人，则优先对存在强制优先级任务的待匹配巷道分配机器人。例如，可以选取距离该巷道最近的机器人匹配至该巷道，或者选取没有强制优先级任务的巷道中的机器人匹配至该巷道。
在一种实施方式中，如图3所示，步骤S104包括：
步骤S301：计算目标巷道的可分配任务数。
示例性地，可分配任务数包括可分配入库任务数和可分配出库任务数。其中，可分配入库任务数可以根据待分配入库任务数以及空闲缓存位数计算得到。可分配出库任务数可以根据待分配出库任务数以及空闲存储位数计算得到。
步骤S302：在可分配任务数大于0的情况下，根据已匹配机器人的数量在目标巷道划分出相应数量的工作区域，即已匹配机器人的数量与工作区域的数量相等设置，且各已匹配机器人与各工作区域一一对应。
示例性地，在工作区域的数量为多个的情况下，各工作区域所对应的存储位数相等，已匹配机器人在相应的工作区域执行出库任务或入库任务。
步骤S303：选取已分配任务数小于任务上限阈值的已匹配机器人作为待分配机器人。其中，任务上限阈值指的是已匹配机器人可被分配任务数量的最大值。
步骤S304：针对每个待分配机器人，根据待分配机器人与各可分配任务对应的目标料箱之间的距离、以及待分配机器人移动至各可分配任务对应的目标料箱所经过的工作区域数，计算为待分配机器人分配各可分配任务的分配值，选取分配值最高的可分配任务作为待分配机器人的目标任务。
示例性地，待分配机器人与各可分配任务对应的目标料箱之间的距离，可以是待分配机器人在执行任务之前的位置与可分配入库任务对应的目标料箱所在的缓存位的位置之间距离，或者是待分配机器人在执行任务之前的位置与可分配出库任务所对应的目标料箱所在的存储位的位置之间的距离。待分配机器人移动至各可分配任务对应的目标料箱所经过的工作区域数，指的是待分配机器人在执行该可分配任务的过程中由当前所在位置移动至目标料箱所在位置的过程中经过的工作区域的数量。
可以理解的是，待分配机器人与可分配任务对应的目标料箱之间的距离与将该可分配任务分配至待分配机器人的分配值成反比，即待分配机器人与可分配任务对应的目标料箱之间的距离越小，则将该可分配任务分配至待分配机器人的分配值越大。待分配机器人移动至各可分配任务对应的目标料箱所经过的工作区域数与将该可分配任务分配至待分配机器人的分配值成反比，即待分配机器人移动至各可分配任务对应的目标料箱所经过的工作区域数越小，则将该可分配任务分配至待分配机器人的分配值越大。
可选地，可分配任务分配至待分配机器人的分配值Uij满足以下公式：
Figure BDA0002818182140000101
其中，f为待分配机器人ai执行可分配任务所跨越的工作区域的数量，-g为待分配机器人ai执行可分配任务所移动的距离，gmax为各待分配机器人ai执行可分配任务所移动的距离的最大值，e1和e2为预设值，例如，e1可以为100，e2可以为1。
需要说明的是，在以上公式中，在某个分式的分母为零的情况下，该分式的计算结果为零。
此外，在可分配任务对应的目标料箱所在的工作区域位于目标巷道的端部，且待分配机器人不在目标料箱所在的工作区域的情况下，将该可分配任务分配至待分配机器人的分配值趋近于0。
在一个示例中，可以采用KM算法求待分配机器人与待分配任务在完备匹配下的最大权匹配。
具体地，将全部待分配机器人添加至顶点集P，将全部待分配任务添加至顶点集Q，对于点集P中的任一顶点pi和点集Q中的任一顶点qj之间连接有边(i,j)，并将待分配机器人i与待分配任务j之间的分配值作为边(i,j)的权值，由此构建出全部待分配机器人与待分配任务的带权二分图。然后通过KM算法求出带权二分图在完备匹配下的最大权匹配，即求出一种匹配使得顶点集P中的所有顶点都有来自顶点集Q中对应匹配的顶点，同时顶点集Q中所有的顶点都有来自顶点集P中对应匹配的顶点，并且该种匹配下的所有边(i,j)的权值之和最大。
可以理解的是，通过KM算法所求得的在完备匹配下的最大权匹配即为待分配机器人和待分配任务的最佳分配方式，且每组对应的待分配机器人与待分配任务之间的分配值之和达到最大。由此，可以快速且精准地求出待分配机器人与待分配任务的最佳分配结果，整体上保证各待分配机器人与各待分配任务具有最高的分配值，以提高机器人在巷道中执行出库任务或入库任务的执行效率。
可选地，如图4所示，步骤S301包括：
步骤S401：将目标巷道的待分配出库任务数和空闲缓存位数中的最小值与目标巷道的待分配入库任务数和空闲存储位数中的最小值相加，得到第一参考值；
步骤S402：将已匹配机器人数乘以任务上限阈值减去所有已匹配机器人的已分配任务总数得到第二参考值；其中，任务上限阈值指的是单个已匹配机器人可被分配任务数量的最大值。
步骤S403：选取第一参考值和第二参考值中的最小值作为目标巷道的可分配任务数。
在一个示例中，根据可分配任务数还可计算可分配出库任务数和可分配入库任务数，具体包括：
在可分配任务数大于0且目标巷道的出库料箱数大于空闲缓存位数与预设值v1的乘积的情况下，计算可分配入库任务数，可分配入库任务数为可分配任务数、位于缓存位的入库料箱数和空闲存储位数中的最小值，其中，v1可以为0.5；
计算可分配出库任务数，可分配出库任务数为可分配任务数与可分配入库任务数的差值、待分配出库任务数、空闲缓存位数和比对值中的最小值；比对值C满足以下公式：C＝max(0，j*v2-k)，其中，j为空闲缓存位数，k为出库料箱数，预设值v2可以为0.8。
进一步地，根据可分配任务数计算可分配出库任务数和可分配入库任务数，还包括：
在可分配任务数大于0且目标巷道的出库料箱数小于或等于空闲缓存位数与预设值v1的乘积的情况下，计算可分配出库任务数，可分配出库任务数为可分配任务数、待分配出库任务数、空闲缓存位数和比对值中的最小值；比对值C满足以下公式：C＝max(0，j*v2-k)，其中，j为空闲缓存位数，k为出库料箱数，预设值v2可以为0.8；
计算可分配入库任务数，可分配入库任务数取可分配任务数与可分配出库任务数的差值、位于缓存位的入库料箱数和空闲存储位数中的最小值。
第二方面，本申请实施例提供一种仓储系统的控制装置500。
图5示出根据本申请实施例的仓储系统的控制装置500的方框图。如图5所示，控制装置500包括：
待匹配机器人选取模块510，用于选取处于空闲状态的机器人作为待匹配机器人；
待匹配巷道选取模块520，用于选取有待分配任务的巷道作为待匹配巷道；
目标巷道选取模块530，用于根据待匹配机器人与各待匹配巷道之间的距离以及各待匹配巷道的待分配任务数，计算待匹配机器人匹配至各待匹配巷道的匹配值，选取匹配值最高的待匹配巷道作为待匹配机器人的目标巷道；
任务分配模块540，用于将目标巷道的待分配任务分配至对应的已匹配机器人。
在一种实施方式中，如图6所示，待匹配巷道选取模块520包括：
第一待匹配巷道选取单元521，用于选取有待分配任务且没有机器人的巷道作为第一待匹配巷道；
第二待匹配巷道选取单元522，用于在第一待匹配巷道的数量小于待匹配机器人的数量的情况下，选取有待分配任务且有机器人的巷道作为第二待匹配巷道。
在一种实施方式中，待匹配机器人匹配至待匹配巷道的匹配值Wij满足以下公式：
Figure BDA0002818182140000131
其中，d为待匹配机器人xi与待匹配巷道yj之间的距离，dmax为各待匹配机器人与各待匹配巷道之间距离的最大值，m为待匹配巷道yj的待分配任务数，mmax为各待匹配巷道的待分配任务数中的最大值，n为待匹配巷道yj的强制优先任务数，nmax为各待匹配巷道的强制优先任务数中的最大值，u1、u2和u3为预设值。
在一种实施方式中，如图7所示，任务分配模块540包括：
可分配任务数计算单元541，用于计算目标巷道的可分配任务数；
工作区域划分单元542，用于在可分配任务数大于0的情况下，根据已匹配机器人的数量在目标巷道划分出相应数量的工作区域；
待分配机器人选取单元543，用于选取已分配任务数小于任务上限阈值的已匹配机器人作为待分配机器人；
目标任务选取单元544，用于针对每个待分配机器人，根据待分配机器人与各可分配任务对应的目标料箱之间的距离、以及待分配机器人移动至各可分配任务对应的目标料箱所经过的工作区域数，计算为待分配机器人分配各可分配任务的分配值，选取分配值最高的可分配任务作为待分配机器人的目标任务。
在一种实施方式中，如图8所示，可分配任务数计算单元541包括：
第一参考值计算子单元541a，用于将目标巷道的待分配出库任务数和空闲缓存位数中的最小值与目标巷道的待分配入库任务数和空闲存储位数中的最小值相加，得到第一参考值；
第二参考值计算子单元541b，用于将已匹配机器人数乘以任务上限阈值减去所有已匹配机器人的已分配任务总数得到第二参考值；
可分配任务数计算子单元541c，用于选取第一参考值和第二参考值中的最小值作为目标巷道的可分配任务数。
在一种实施方式中，可分配任务分配至待分配机器人的分配值Uij满足以下公式：
Figure BDA0002818182140000132
其中，f为待分配机器人ai执行可分配任务所跨越的工作区域的数量，g为待分配机器人ai执行可分配任务所移动的距离，gmax为各待分配机器人ai执行可分配任务所移动的距离的最大值，e1和e2为预设值。
本发明实施例的仓储系统的控制装置500中的各模块的功能可以参见上述方法中的对应描述，在此不再赘述。
图9示出根据本申请一实施例的电子设备的结构框图。如图9所示，该电子设备包括：存储器610和处理器620，存储器610内存储有可在处理器620上运行的指令。处理器620执行该指令时实现上述实施例中的仓储系统的控制方法。存储器610和处理器620的数量可以为一个或多个。该电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本申请的实现。
该电子设备还可以包括通信接口630，用于与外界设备进行通信，进行数据交互传输。各个设备利用不同的总线互相连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器620可以对在电子设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示GUI的图形信息的指令。在其它实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个电子设备，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统)。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图9中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选的，在具体实现上，如果存储器610、处理器620及通信接口630集成在一块芯片上，则存储器610、处理器620及通信接口630可以通过内部接口完成相互间的通信。
应理解的是，上述处理器可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable 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。通用处理器可以是微处理器或者是任何常规的处理器等。值得说明的是，处理器可以是支持进阶精简指令集机器(Advanced RISC Machines，ARM)架构的处理器。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质(如上述的存储器610)，其存储有计算机指令，该程序被处理器执行时实现本申请实施例中提供的方法。
可选的，存储器610可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据货品出库的电子设备的使用所创建的数据等。此外，存储器610可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非瞬时存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储器件。在一些实施例中，存储器610可选包括相对于处理器620远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至货品出库的电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包括于本申请的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或多个(两个或两个以上)用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分。并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。
应理解的是，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。上述实施例方法的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，该程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。上述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读存储介质中。该存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种仓储系统的控制方法，其特征在于，包括：
选取处于空闲状态的机器人作为待匹配机器人；
选取有待分配任务的巷道作为待匹配巷道；
针对每个所述待匹配机器人，根据所述待匹配机器人与各所述待匹配巷道之间的距离以及各所述待匹配巷道的待分配任务数，计算所述待匹配机器人匹配至各所述待匹配巷道的匹配值，选取所述匹配值最高的待匹配巷道作为所述待匹配机器人的目标巷道；
将所述目标巷道的待分配任务分配至对应的已匹配机器人。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选取有待分配任务的巷道作为待匹配巷道，包括：
选取有待分配任务且没有机器人的巷道作为第一待匹配巷道；
在所述第一待匹配巷道的数量小于所述待匹配机器人的数量的情况下，选取有待分配任务且有机器人的巷道作为第二待匹配巷道。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待匹配机器人匹配至所述待匹配巷道的匹配值Wij满足以下公式：
Figure FDA0002818182130000011
其中，d为所述待匹配机器人xi与所述待匹配巷道yj之间的距离，dmax为各待匹配机器人与各所述待匹配巷道之间距离的最大值，m为所述待匹配巷道yj的待分配任务数，mmax为各所述待匹配巷道的待分配任务数中的最大值，n为所述待匹配巷道yj的强制优先任务数，nmax为各所述待匹配巷道的强制优先任务数中的最大值，u1、u2和u3为预设值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述目标巷道的待分配任务分配至对应的已匹配机器人，包括：
计算所述目标巷道的可分配任务数；
在所述可分配任务数大于0的情况下，根据所述已匹配机器人的数量在所述目标巷道划分出相应数量的工作区域；
选取已分配任务数小于任务上限阈值的已匹配机器人作为待分配机器人；
针对每个所述待分配机器人，根据所述待分配机器人与各所述可分配任务对应的目标料箱之间的距离、以及所述待分配机器人移动至各所述可分配任务对应的目标料箱所经过的工作区域数，计算为所述待分配机器人分配各所述可分配任务的分配值，选取所述分配值最高的可分配任务作为所述待分配机器人的目标任务。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，计算所述目标巷道的可分配任务数，包括：
将所述目标巷道的待分配出库任务数和空闲缓存位数中的最小值与所述目标巷道的待分配入库任务数和空闲存储位数中的最小值相加，得到第一参考值；
将所述已匹配机器人数乘以任务上限阈值减去所有已匹配机器人的已分配任务总数得到第二参考值；
选取所述第一参考值和所述第二参考值中的最小值作为所述目标巷道的可分配任务数。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述可分配任务分配至所述待分配机器人的分配值Uij满足以下公式：
Figure FDA0002818182130000021
其中，f为所述待分配机器人ai执行所述可分配任务所跨越的所述工作区域的数量，g为所述待分配机器人ai执行所述可分配任务所移动的距离，gmax为各所述待分配机器人ai执行所述可分配任务所移动的距离的最大值，e1和e2为预设值。
7.一种仓储系统的控制装置，其特征在于，包括：
待匹配机器人选取模块，用于选取处于空闲状态的机器人作为待匹配机器人；
待匹配巷道选取模块，用于选取有待分配任务的巷道作为待匹配巷道；
目标巷道选取模块，用于根据所述待匹配机器人与各所述待匹配巷道之间的距离以及各所述待匹配巷道的待分配任务数，计算所述待匹配机器人匹配至各所述待匹配巷道的匹配值，选取所述匹配值最高的待匹配巷道作为所述待匹配机器人的目标巷道；
任务分配模块，用于将所述目标巷道的待分配任务分配至对应的已匹配机器人。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，待匹配巷道选取模块包括：
第一待匹配巷道选取单元，用于选取有待分配任务且没有机器人的巷道作为第一待匹配巷道；
第二待匹配巷道选取单元，用于在所述第一待匹配巷道的数量小于所述待匹配机器人的数量的情况下，选取有待分配任务且有机器人的巷道作为第二待匹配巷道。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述待匹配机器人匹配至所述待匹配巷道的匹配值Wij满足以下公式：
Figure FDA0002818182130000031
其中，d为所述待匹配机器人xi与所述待匹配巷道yj之间的距离，dmax为各待匹配机器人与各所述待匹配巷道之间距离的最大值，m为所述待匹配巷道yj的待分配任务数，mmax为各所述待匹配巷道的待分配任务数中的最大值，n为所述待匹配巷道yj的强制优先任务数，nmax为各所述待匹配巷道的强制优先任务数中的最大值，u1、u2和u3为预设值。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，任务分配模块包括：
可分配任务数计算单元，用于计算所述目标巷道的可分配任务数；
工作区域划分单元，用于在所述可分配任务数大于0的情况下，根据所述已匹配机器人的数量在所述目标巷道划分出相应数量的工作区域；
待分配机器人选取单元，用于选取已分配任务数小于任务上限阈值的已匹配机器人作为待分配机器人；
目标任务选取单元，用于针对每个所述待分配机器人，根据所述待分配机器人与各所述可分配任务对应的目标料箱之间的距离、以及所述待分配机器人移动至各所述可分配任务对应的目标料箱所经过的工作区域数，计算为所述待分配机器人分配各所述可分配任务的分配值，选取所述分配值最高的可分配任务作为所述待分配机器人的目标任务。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，可分配任务数计算单元包括：
第一参考值计算子单元，用于将所述目标巷道的待分配出库任务数和空闲缓存位数中的最小值与所述目标巷道的待分配入库任务数和空闲存储位数中的最小值相加，得到第一参考值；
第二参考值计算子单元，用于将所述已匹配机器人数乘以任务上限阈值减去所有已匹配机器人的已分配任务总数得到第二参考值；
可分配任务数计算子单元，用于选取所述第一参考值和所述第二参考值中的最小值作为所述目标巷道的可分配任务数。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述可分配任务分配至所述待分配机器人的分配值Uij满足以下公式：
Figure FDA0002818182130000041
其中，f为所述待分配机器人ai执行所述可分配任务所跨越的所述工作区域的数量，g为所述待分配机器人ai执行所述可分配任务所移动的距离，gmax为各所述待分配机器人ai执行所述可分配任务所移动的距离的最大值，e1和e2为预设值。
13.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-6中任一项所述的方法。
14.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。
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