CN114925913A - 混码方法以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混码方法，包括：将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘；计算可放入所述托盘的码放物的总面积，所述总面积为全部码放物在所述托盘底面上的投影面积之和；清空所述托盘；调整待码放物，重复上述步骤，以获取多种混码方式对应的总面积；将获取到的所述多种混码方式对应的总面积排序，并按照排序中最大值对应的混码方式将待码放物放入所述托盘；其中，所述位置优先级根据待码放物在所述托盘中的位置类型确定。本发明可以解决或优化不同规格的待码放物混码问题，提升空间利用率，并且基于贪心算法的设计，相对于现有的近似算法或者启发式算法，运算时间更短，更适用于工业场景提高码放效率的需求。

Description

混码方法以及电子设备

技术领域

本公开涉及货物码垛问题，尤其涉及一种混码方法以及电子设备。

背景技术

在工厂中的实际生产环境中，使用机器人进行码垛的问题会面临各种各样的场景。通常来说，码放的物体多为立方体，不同规格的立方体进行码放时，通过人工设定垛型，也较为容易找到高空间利用率的码垛方式，但在码放圆柱体的场景中，现有技术只能解决同规格圆柱摆放的问题，遇到多种规格的圆柱体摆放时，无法手动设计一种高效垛型的摆放方式。

对于多种尺寸规格的待码放物，如何用机器人实现自动、高效的混码，节省人力的同时提升空间利用率，是物流仓储自动化的难点问题。

背景技术部分的内容仅仅是公开发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

有鉴于现有的一个或多个缺陷，本发明提供一种混码方法，包括：

将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘；

计算可放入所述托盘的码放物的总面积，所述总面积为全部码放物在所述托盘底面上的投影面积之和；

清空所述托盘；

调整待码放物，重复上述步骤，以获取多种混码方式对应的总面积；

将获取到的所述多种混码方式对应的总面积排序，并按照排序中最大值对应的混码方式将待码放物放入所述托盘；

其中，所述位置优先级根据待码放物在所述托盘中的位置类型确定。

根据本发明的一个方面，根据待码放物在所述托盘中的位置类型确定所述位置优先级从高到低依次为空穴、托盘角落、托盘边、中间位，其中所述空穴为使得待码放物能接触至少三个码放物或至少两个码放物和一条侧边或至少一个码放物和两条侧边的位置，所述托盘角落为使得待码放物在被码放后仅能接触两条侧边的位置，所述托盘边为使得待码放物在被码放后仅能接触一条侧边和一个码放物的位置，所述中间位为使得待码放物在被码放后能接触一个或两个待码放物的位置。

根据本发明的一个方面，其中所述将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘的步骤具体包括：在同一所述位置优先级对应多个可码放位置，并且在多个可码放位置中可接触的码放物的数量不同的情形下，确定当前待码放物在各码放位置上可接触的码放物的数量；将当前待码放物放入可接触的码放物最多的码放位置。

根据本发明的一个方面，其中所述将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘的步骤具体包括：在同一所述位置优先级对应多个可码放位置的情形下，确定当前待码放物和位于所述多个可码放位置的相邻码放物的高度参数；将当前待码放物放入高度参数匹配的可码放位置。

根据本发明的一个方面，将托盘第m层的全部码放物中相邻的且具有相同高度的平面进行划分，以作为托盘第m+1层的子托盘，m为正整数，其中所述将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘的步骤还包括：

随机选取多个待码放物，按照位置优先级顺序放入所述托盘第m+1层的子托盘；

在同一所述位置优先级对应一个子托盘中多个可码放位置的情形下，确定当前待码放物和位于所述多个可码放位置的相邻码放物的高度参数，将当前待码放物放入高度参数匹配的可码放位置；

其中，多层码放后的码放物的最大高度不超过托盘边的高度。

根据本发明的一个方面，其中所述将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘的步骤还包括：先将相同规格的多个待码放物按照行或列的顺序放入所述托盘，再随机选取其它规格的待码放物并按照位置优先级顺序放满所述托盘的第1层。

根据本发明的一个方面，将托盘第m层的全部码放物中相邻的且具有相同高度的平面进行划分，以作为托盘第m+1层的子托盘，m为正整数，其中所述将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘的步骤还包括：

先将相同规格的多个待码放物按照行或列的顺序放入子托盘，再随机选取其它规格的待码放物并按照位置优先级顺序放入所述托盘第m+1层的子托盘；

在同一所述位置优先级对应一个子托盘中多个可码放位置的情形下，确定当前待码放物和位于所述多个可码放位置的相邻码放物的高度参数，将当前待码放物放入高度参数匹配的可码放位置；

其中，多层码放后的码放物的最大高度不超过托盘边的高度。

根据本发明的一个方面，其中所述将获取到的所述多种混码方式对应的总面积排序的操作具体包括：如果遍历全部混码方式、剩余的待码放物能够按照当前混码方式放满下一个托盘时、重复时间达到阈值或者重复次数达到阈值，则将获取到的所述多种混码方式对应的总面积排序。

根据本发明的一个方面，其中所述待码放物具有圆形或大致圆形的横截面，所述托盘具有多边形横截面。

本发明还提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的混码方法。

本发明旨在解决或优化不同规格的待码放物单层或多层混码的问题，尤其是对于不同半径的圆柱体，可以抽象为二维圆的码放问题，其核心是求解圆形packing问题的经典NP难题，即为每个待码放物规划在托盘中的摆放位置，以最大化托盘的空间利用率，从而实现快速、高效的码放。并且基于贪心算法的设计，相对于现有的近似算法或者启发式算法，运算时间更短，更适用于工业场景提高码放效率的需求。

附图说明

构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明一个实施例的混码方法流程图；

图2示出了本发明一个实施例的位置优先级示意图；

图3a-图3c示出了本发明一个实施例的三种混码方式的示意图；

图4a-图4c示出了本发明一个实施例的三种多层混码方式中第1层的示意图；

图5a-图5b示出了本发明一个实施例的两种双层混码方式的示意图；

图6示出了本发明一个实施例的单层混码方式示意图。

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，在不脱离本发明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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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"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"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

本发明提供一种混码方法和一种电子设备，旨在解决或优化不同规格的待码放物单层或多层混码的问题，应用于仓储物流领域时，可提升空间利用率，提高码放效率，并且基于贪心算法的设计，相对于现有的近似算法或者启发式算法，运算时间更短，更适用于工业场景。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明一个实施例的混码方法流程图，所述混码方法包括步骤S11-S15，具体如下：

在步骤S11将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘，其中，所述位置优先级根据待码放物在所述托盘中的位置类型确定。

例如，待码放物具有无弹性不可变形的外观结构，在放入托盘中时，相互间不会挤压发生形变，因此放入托盘后，码放物之间形成相互间无嵌入的接触。托盘为顶部开放，底部和边缘封闭的容器，同样具有无弹性不可变形的外观结构。

机器人从待码放物中取出一个并按照位置优先级放入托盘，例如，待码放物为圆柱体，机器人根据待码放物的半径，计算出托盘中有多个可码放位置时，根据预设的位置优先级，确定该待码放物的码放位置。其中，位置优先级根据待码放物在托盘中的位置类型确定，例如，位置类型可以包括靠近托盘侧边的位置、接近托盘中心的位置或靠近托盘上放置其他码放物的位置。该位置优先级的级别高低可以根据实际混码需求设置，例如，在预期将待码放物紧凑码放的情形下，可以将托盘上放置尽量多的其它码放物的位置或者靠近托盘的侧边的位置的优先级设置成较高级别，以便优先将待码放物放于能够贴着尽量多的其它待码放物或者托盘的侧边的位置。在放置待码放物时，根据托盘上不同可码放位置的优先级级别顺序确定最终的码放位置，可以提高托盘的空间利用率。本领域技术人员可以理解，机器人拾取待码放物并摆放入托盘的动作不必真实发生，可以通过算法仿真实现，这些都在本发明的保护范围内。

根据本发明的一个优选实施例，上述位置类型包括空穴、托盘角落、托盘边、中间位，根据待码放物在所述托盘中的位置类型确定所述位置优先级从高到低依次为空穴、托盘角落、托盘边、中间位。其中所述空穴为使得待码放物在被码放后能接触至少三个码放物或至少两个码放物和一条侧边或至少一个码放物和两条侧边的位置，所述托盘角落为使得待码放物在被码放后仅能接触两条侧边的位置，所述托盘边为使得待码放物在被码放后仅能接触一条侧边和一个码放物的位置，所述中间位为使得待码放物在被码放后能接触一个或两个码放物的位置。

根据待码放物在托盘中的位置类型确定位置优先级顺序时，优选利用贪心算法思想，优先将待码放物放于能够贴着尽量多的其它码放物或者托盘的侧边的位置。在一个具体的实施例中，当待码放物置于空穴中时，该待码放物能够在码放后与托盘的侧边和/或码放物之间存在至少三处接触位置，如接触到三个或多于三个的码放物、两个码放物和至少一条侧边或者一个码放物和至少两条侧边，优先级最高；当待码放物置于托盘角落或托盘边时，能够接触托盘的两条侧边或者托盘的一条侧边和一个码放物，优先级居中；当待码放物置于中间位时，能够接触一个或两个码放物，优先级最低。

图2示出了本发明一个实施例的位置优先级示意图，托盘为矩形空箱，待码放物为圆柱体，图2为横向剖视图，其中待码放物包括规格A、规格B和规格C三种规格，三种规格代表三种半径。为简化描述，托盘中已放入规格B和规格C的码放物，机器人拾取的当前待码放物为规格A，根据规格A的半径(或横截面的面积)计算出多个可码放位置，如图2中的虚线圆所示，当前待码放物放入各位置的结果如下：

如果当前待码放物放入空穴1的位置，则将接触两个B规格码放物和一条侧边；

如果当前待码放物放入空穴2的位置，则将接触两个B规格码放物以及一个C规格码放物；

如果当前待码放物放入托盘角落的位置，则将接触两条侧边；

如果当前待码放物放入托盘边的位置，则将接触一条侧边和一个B规格码放物；

如果当前待码放物放入中间位1的位置，则可接触一个B规格码放物和一个C规格码放物；

如果当前待码放物放入中间位2的位置，则可接触两个B规格码放物。

根据本发明的一个优选实施例，其中所述将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘的步骤具体包括：在同一所述位置优先级对应多个可码放位置，并且在多个可码放位置中可接触的码放物的数量不同的情形下，确定当前待码放物在各码放位置上可接触的码放物的数量；将当前待码放物放入可接触的码放物最多的码放位置。

在另一个具体的实施例中，进一步比较同为最高优先级的三个可码放位置：例如空穴1可接触的码放物数量为2，空穴2可接触的码放物数量为3，因此，机器人将当前待码放物放入空穴2。

根据本发明的一个优选实施例，其中所述待码放物具有圆形或大致圆形的横截面，所述托盘具有多边形横截面。

图2的实施例以具有矩形横截面的托盘和具有圆形横截面的待码放物进行说明，但本发明同样适用于横截面为多边形的托盘，例如对称的五边形托盘、不对称的六边形托盘等；以及横截面为圆形或大致圆形的待码放物，例如具有渐变半径的圆锥体、纺锤体等。为方面描述，后续实施例继续以矩形横截面的托盘以及圆形横截面的待码放物为例。

对于不同规格的待码放物的混码方法，本发明采用贪心算法的思想进行码放，优先将待码放物置于能够接触另外至少三个码放物或者侧边的位置(包括至少三个码放物或至少两个码放物和一条侧边或至少一个码放物和两条侧边的位置)，如果没有这样的位置，再优先找托盘的角落位置，如果没有角落，再找尽量接触托盘边的位置，最后考虑靠中间位的位置，亦即尽量在不浪费空间的情况下将待码放物放入托盘。通过本发明设计的混码方法，可提升空间利用率，提高码放效率。

在步骤S12计算可放入所述托盘的码放物的总面积，所述总面积为全部码放物在所述托盘底面上的投影面积之和。

图3a示出了本发明一个实施例的其中一种混码方式的示意图，托盘为顶部开放、底部和边缘封闭的矩形空箱，待码放物为圆柱体且包括规格A、规格B和规格C三种规格。由图3a可见，剩余空间不足以再放入三种规格中的任一待码放物，此时计算全部码放物的总面积，亦即计算每个圆柱体的待码放物直立放入托盘中时在托盘底面上的投影面积，再求和。

在步骤S13清空所述托盘。

通过步骤S11-S13获取一种混码方式，然后清空托盘中的码放物，以进行下一步骤。

在步骤S14调整待码放物，重复上述步骤，以获取多种混码方式对应的总面积。

在步骤S13清空托盘后，机器人重新选取待码放物，例如不同规格的待码放物，以不同于之前获取的混码方式进行重新码放，例如将同一规格的待码放物放于不同位置，以获取多种混码方式，从而最大可能的找到最优解或者次优解。

图3a-图3c示出了本发明一个实施例的三种混码方式的示意图，托盘为同样的规格，待码放物包括在托盘底面投影面积为1的规格A、在托盘底面投影面积为2的规格B、以及在托盘底面投影面积为3的规格C。图3a对应第一种混码方式，放入托盘的码放物的总面积＝6*A+5B+2C＝22；图3b对应第二种混码方式，放入托盘的码放物的总面积＝7*A+4B+2C＝21；图3c对应第三种混码方式，放入托盘的码放物的总面积＝5*A+6B+2C＝23。

根据本发明的一个优选实施例，其中所述将获取到的所述多种混码方式对应的总面积排序的操作具体包括：如果遍历全部混码方式、剩余的待码放物能够按照当前混码方式放满下一个托盘时、重复上述步骤的总时间达到阈值或者重复上述步骤的次数达到阈值，则将获取到的所述多种混码方式对应的总面积排序。

根据贪心算法思想，优先将待码放物放于能够贴着尽量多的其它待码放物或者托盘边的位置，当码放物将托盘装满时，就得到一种混码方式。获得混码方式足够多时，最优解必定在其中产生，因此可以遍历全部混码方式，以找到空间利用率最高的混码方式。

如果待码放物的规格只有很少的几种，重复较少的次数就可能找到最优解；如果待码放物的规格有很多种并且各种规格的数量又参差不齐时，就需要更多的重复次数，获取更多的混码方式以找到最优解。但事实上，次优解即可满足物流仓储领域的应用要求。因此考虑缩短运算时间、提高码放效率的需求，可以限制运算时间或者执行次数，例如当重复时间达到阈值或者重复次数达到阈值时，基于已获取的多种混码方式确定空间利用率最高的。另一种情况是剩余的待码放物能够按照当前混码方式放满下一个托盘，表示已经找到次优解甚至最优解，无需再进行运算比较。优选地，本发明不对最终确定的混码方式做最优检验。

在步骤S15将获取到的所述多种混码方式对应的总面积排序，并按照排序中最大值对应的混码方式将待码放物放入所述托盘。

继续参考图3a-图3c，按照步骤S14的计算结果，第一种混码方式的码放物的总面积＝22；第二种混码方式的码放物的总面积＝21；第三种混码方式的码放物的总面积＝23，按照总面积排序：第三种混码方式＞第一种混码方式＞第二种混码方式，则在三种混码方式中的第三种混码方式为空间利用率最高的混码方式，按照第三种混码方式将待码放物放入当前托盘以及其它同规格的托盘，以实现待码放物的高效码放。

以上通过步骤S11-S15对混码方法进行了介绍，本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或设备产品执行时，可以按照实施例或者流程图所示的方法顺序执行或者并行执行。本发明旨在解决或优化不同规格的待码放物单层或多层混码的问题，以提高托盘的空间利用率，基于贪心算法的设计，相对于现有的近似算法或者启发式算法，运算时间更短，更适用于工业场景提高码放效率的需求，以下通过实施例进一步描述。

根据本发明的一个优选实施例，其中所述将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘的步骤还包括：随机选取多个待码放物，按照位置优先级顺序放满所述托盘的第1层。

图3a-图3c的实施例即为待码放物单层码放的情形，从多种规格的待码放物中随机选取待码放物，按照位置优先级顺序放满托盘的第1层，具体操作参考上文所述，此处不再赘述。

对于多层码放的情形，例如双层码放，从多种规格的待码放物中选取待码放物放入第1层时还需要考虑对第2层的影响。

根据本发明的一个优选实施例，其中所述将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘的步骤具体包括：在同一所述位置优先级对应多个可码放位置的情形下，确定当前待码放物和位于所述多个可码放位置的相邻码放物的高度参数，将当前待码放物放入高度参数匹配的可码放位置。

例如，待码放物的规格包括横截面大小、形状和高度，在进行多层码放时，当前摆放层的高度会影响下一层可摆放的高度，因此需要综合考虑位置优先级和待码放物的高度参数。继续参考图2，待码放物的规格包括半径为1高度为1的规格A、半径为2高度为2的规格B、以及半径为3高度为1的规格C。在机器人拾取的当前待码放物为规格A、可码放位置包括空穴1、空穴2、空穴3、托盘角落、托盘边以及中间位、最高优先级的空穴对应三个可码放位置的情形下，确定当前待码放物和位于空穴的相邻位置的码放物的高度：空穴1的相邻位置有规格B和规格C的待码放物，高度分别为2和1；空穴2的相邻位置有规格B的待码放物，高度为2；穴3的相邻位置有规格B和规格C的待码放物，高度分别为2和1。因此，当前高度为1的的待码放物应放入码放有高度为1的码放物的、高度匹配的空穴1或空穴3。

按照上述操作将待码放物放满托盘的第1层后，继续第2层的摆放。由于已放入第1层的码放物的高度限制，第2层可能会有不同于第1层的混码方式，以下通过实施例继续介绍。

根据本发明的一个优选实施例，将托盘第m层的全部待码放物中相邻的且具有相同高度的平面进行划分，以作为托盘第m+1层的子托盘，m为正整数，其中所述将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘的步骤还包括：

随机选取多个待码放物，按照位置优先级顺序放入所述托盘第m+1层的子托盘；

在同一所述位置优先级对应一个子托盘中多个可码放位置的情形下，确定当前待码放物和位于所述多个可码放位置的相邻码放物的高度参数，将当前待码放物放入高度参数匹配的可码放位置；

其中，多层码放后的码放物的最大高度不超过托盘边的高度。

图4a示出了本发明一个实施例的其中一种多层混码方式中第1层的示意图，托盘具有矩形横截面，待码放物的规格包括半径为1高度为1的规格A、半径为2高度为2的规格B、以及半径为3高度为1的规格C。图4a中标识出不同规格的码放物的高度，进行第1层摆放时，机器人拾取待码放物，并综合考虑位置优先级和高度参数确定码放位置，放满托盘第1层的效果如图4a所示；进行第2层摆放时，先将托盘第1层的全部待码放物中相邻的且具有相同高度的平面进行划分，如图4a中的虚线所示，虚线与托盘边构成的区域作为子托盘，然后机器人拾取待码放物，并综合考虑位置优先级和高度参数确定子托盘中的码放位置。

优选地，多层码放后的码放物高度不超过托盘边的高度。例如，托盘边缘的高度为3，进行双层码放，则对应第1层高度为2的子托盘只能摆放高度为1的待码放物；对应第1层高度为1的子托盘可以摆放高度为1或2的待码放物。又例如，托盘边缘的高度为4，进行双层码放，则对应第1层高度为2的子托盘可以摆放高度为1或2的待码放物；对应第1层高度为1的子托盘也可以摆放高度为1或2的待码放物。本领域技术人员可以理解，可以采用直线划分子托盘的边界，也可以采用曲线划分子托盘的边界，以获得更大的空间利用率。

图4b和图4c示出了不同于图4a的另外两种双层混码方式的第1层效果，进行第2层摆放时，先将托盘第1层的全部待码放物中相邻的且具有相同高度的平面进行划分，如图4b和图4c中的虚线所示，虚线与虚线或者虚线与托盘边构成的区域作为子托盘，然后机器人拾取待码放物，并综合考虑位置优先级和高度参数确定子托盘中的码放位置。

比较图4a-图4c的三种混码方式，其中图4a中划分出5个子托盘，图4b中划分出4个子托盘，图4c中划分出5个子托盘。虽然图4a和图4c的子托盘数量相同，但明显的，图4c更利于第2层的摆放；图4b和图4c相比，子托盘数量更少，部分子托盘的面积会更大，有利于第2层的摆放。

图5a示出了本发明一个实施例的一种双层混码方式的示意图，图5a中的左图为第1层的一种混码方式，该种混码方式和子托盘的划分与图4b相同，此处不再赘述。进行第2层摆放时，机器人拾取待码放物，并综合考虑位置优先级、高度参数以及双层码放后的码放物高度确定子托盘中的码放位置，图5a中的的右图示出了第2层的一种混码方式。由图可见，在两个子托盘的横跨区域没有被充分利用，会导致第2层的混码方式的空间利用率降低。

图5b示出了本发明一个实施例的另一种双层混码方式的示意图，图5b中的左图为第1层的一种混码方式，该种混码方式和子托盘的划分与图4b相同，此处不再赘述。进行第2层摆放时，机器人拾取待码放物，并综合考虑位置优先级、高度参数以及双层码放后的码放物高度确定子托盘中的码放位置，图5中的右图示出了第2层的另一种混码方式，其中3个规格A的码放物(阴影填充的码放物)横跨两个子托盘，在两个子托盘的高度差不大、并且在较高子托盘上的投影面积大于在较低子托盘上的投影面积的情形下，也能实现稳固摆放的效果，并且提高了空间利用率。

继续参考图5a或图5b，获取一种双层混码方式，计算托盘中两层码放物的总面积，亦即第1层的码放物的投影面积之和加上第2层的码放物的投影面积之和。清空码放物、调整码放物规格、获取多种双层混码方式，最终根据总面积的最大值确定空间利用率最高的双层混码方式。

根据本发明的一个优选实施例，其中所述将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘的步骤还包括：先将相同规格的多个待码放物按照行或列的顺序放入所述托盘，再随机选取其它规格的待码放物并按照位置优先级顺序放满所述托盘的第1层。

图6示出了本发明一个实施例的单层混码的示意图，托盘具有矩形横截面，待码放物具有圆形横截面且包括五种规格，按照半径划分依次为9、10、11、12和13。执行本发明的混码方法，先将相同规格的多个待码放物按照行或列的顺序放入托盘，再随机选取多个待码放物，按照位置优先级顺序摆满托盘，获得一种混码方式，再调整待码放物的规格，获取多种混码方式，按照码放物的总面积对多种混码方式进行排序，选出总面积最大值对应的混码方式，作为多种混码方式中的最优解，如图4所示，最优的混码方式包括28个码放物，所有未接触托盘边的待码放物都至少与其它三个待码放物相切，符合混码方法中置于空穴的优先级最高的结果。

根据本发明的一个优选实施例，将托盘第m层的全部待码放物中相邻的且具有相同高度的平面进行划分，以作为托盘第m+1层的子托盘，m为正整数，其中所述将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘的步骤还包括：

先将相同规格的多个待码放物按照行或列的顺序放入子托盘，再随机选取其它规格的待码放物并按照位置优先级顺序放入所述托盘第m+1层的子托盘；

在同一所述位置优先级对应一个子托盘中多个可码放位置的情形下，确定当前待码放物和位于所述多个可码放位置的相邻码放物的高度参数，将当前待码放物放入高度参数匹配的可码放位置；

其中，多层码放后的码放物的最大高度不超过托盘边的高度。

继续参考图6，例如进行多层码放，其中第1层的混码方式为：机器人先拾取相同规格的待码放物，将相同规格的多个待码放物按照行或列的顺序放入托盘，再随机选取其它规格的待码放物，并按照位置优先级顺序放满托盘的第1层；在进行第2层码放前，先将托盘第1层的全部待码放物中相邻的且具有相同高度的平面进行划分，以作为托盘第2层的子托盘，然后机器人同样先码放相同规格的待码放物再码放不同规格的待码放物；在进行第3层码放前，先将托盘第2层的全部待码放物中相邻的且具有相同高度(包括第1层的总高度)的平面进行划分，以作为托盘第3层的子托盘，然后机器人同样先码放相同规格的待码放物再码放不同规格的待码放物，以此类推，直至多层叠放后的码放物的最大高度即将超过托盘边的高度时停止码放。清空码放物、调整码放物规格、获取多种多层混码方式，最终根据总面积的最大值确定空间利用率最高的多层混码方式。

根据本发明的一个优选实施例，其中所述将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘的步骤还包括：确定待码放物的高度参数并按照高度参数分组，分别将每组中的多个待码放物按照位置优先级顺序放入所述托盘的第1层。

根据本发明的一个优选实施例，将托盘第m层的全部码放物中相邻的且具有相同高度的平面进行划分，以作为托盘第m+1层的子托盘，m为正整数，其中所述将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘的步骤还包括：

确定待码放物的高度参数并按照高度参数分组，分别将每组中的多个待码放物按照位置优先级顺序放入所述托盘第m+1层的子托盘；

在同一所述位置优先级对应一个子托盘中多个可码放位置的情形下，确定当前待码放物和位于所述多个可码放位置的相邻码放物的高度参数，将当前待码放物放入高度参数匹配的可码放位置；

其中，多层码放后的码放物的最大高度不超过托盘边的高度。

以上通过多个实施例对单层和多层混码方式进行了介绍，本发明有利于高效的确定混码方式，提高托盘的空间利用率，进而提升码放效率。并且基于贪心算法的设计，相对于现有的近似算法或者启发式算法，运算时间更短，更适用于工业场景。

本发明还提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的混码方法。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混码方法，包括：

将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘；

计算可放入所述托盘的码放物的总面积，所述总面积为全部码放物在所述托盘底面上的投影面积之和；

清空所述托盘；

调整待码放物，重复上述步骤，以获取多种混码方式对应的总面积；

将获取到的所述多种混码方式对应的总面积排序，并按照排序中最大值对应的混码方式将待码放物放入所述托盘；

其中，所述位置优先级根据待码放物在所述托盘中的位置类型确定。

2.根据权利要求1所述的混码方法，根据待码放物在所述托盘中的位置类型确定所述位置优先级从高到低依次为空穴、托盘角落、托盘边、中间位，其中所述空穴为使得待码放物在被码放后能接触至少三个码放物或至少两个码放物和一条侧边或至少一个码放物和两条侧边的位置，所述托盘角落为使得待码放物在被码放后仅能接触两条侧边的位置，所述托盘边为使得待码放物在被码放后仅能接触一条侧边和一个码放物的位置，所述中间位为使得待码放物在被码放后能接触一个或两个码放物的位置。

3.根据权利要求1所述的混码方法，其中所述将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘的步骤具体包括：在同一所述位置优先级对应多个可码放位置，并且在多个可码放位置中可接触的码放物的数量不同的情形下，确定当前待码放物在各码放位置上可接触的码放物的数量；将当前待码放物放入可接触的码放物最多的码放位置。

4.根据权利要求1所述的混码方法，其中所述将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘的步骤具体包括：在同一所述位置优先级对应多个可码放位置的情形下，确定当前待码放物和位于所述多个可码放位置的相邻码放物的高度参数；将当前待码放物放入高度参数匹配的可码放位置。

5.根据权利要求1所述的混码方法，将托盘第m层的全部码放物中相邻的且具有相同高度的平面进行划分，以作为托盘第m+1层的子托盘，m为正整数，其中所述将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘的步骤还包括：

随机选取多个待码放物，按照位置优先级顺序放入所述托盘第m+1层的子托盘；

在同一所述位置优先级对应一个子托盘中多个可码放位置的情形下，确定当前待码放物和位于所述多个可码放位置的相邻码放物的高度参数；将当前待码放物放入高度参数匹配的可码放位置；

其中，多层码放后的码放物的最大高度不超过托盘边的高度。

6.根据权利要求1所述的混码方法，其中所述将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘的步骤还包括：先将相同规格的多个待码放物按照行或列的顺序放入所述托盘，再随机选取其它规格的待码放物并按照位置优先级顺序放满所述托盘的第1层。

7.根据权利要求1所述的混码方法，将托盘第m层的全部码放物中相邻的且具有相同高度的平面进行划分，以作为托盘第m+1层的子托盘，m为正整数，其中所述将多个待码放物相互间无嵌入的、按照位置优先级顺序放入托盘的步骤还包括：

先将相同规格的多个待码放物按照行或列的顺序放入子托盘，再随机选取其它规格的待码放物并按照位置优先级顺序放入所述托盘第m+1层的子托盘；

在同一所述位置优先级对应一个子托盘中多个可码放位置的情形下，确定当前待码放物和位于所述多个可码放位置的相邻码放物的高度参数，将当前待码放物放入高度参数匹配的可码放位置；

其中，多层码放后的码放物的最大高度不超过托盘边的高度。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的混码方法，其中所述将获取到的所述多种混码方式对应的总面积排序的操作具体包括：如果遍历全部混码方式、剩余的待码放物能够按照当前混码方式放满下一个托盘时、重复时间达到阈值或者重复次数达到阈值，则将获取到的所述多种混码方式对应的总面积排序。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的混码方法，其中所述待码放物具有圆形或大致圆形的横截面，所述托盘具有多边形横截面。

10.一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-9中任一项所述的混码方法。

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