仓储系统的机器人队列调度方法、仓储系统及其调度设备

技术领域

本公开涉及仓储系统调度方法技术领域，特别涉及一种仓储系统的机器人队列调度方法、仓储系统及其调度设备。

背景技术

随着科技的不断发展和进步，物流领域逐步实现了自动化搬运物料，通常情况下货物的拣选、搬运等均由机器人自动完成。

当多台机器人在到达任务点接收完任务启动时或在运行过程中遇到拥堵停车后启动时，第一台机器人接收调度系统发送的启动指令离开当前位置后，第二台机器人才响应启动向前移动。后面的机器人行动方式以此类推。

也就是说，调度系统向机器人发送任务指令时，排在前边的机器人运行后空出一个格子，后边的机器人才会动，造成机器人之间的衔接的时间浪费，这样的启动方式会降低了业务的处理能力，从而影响了机器人整体的作业效率。

发明内容

本公开为了解决现有技术存在的技术问题，提供了一种仓储系统的机器人队列调度方法、仓储系统及其调度设备。

第一方面，本公开的仓储系统的机器人队列调度方法，所述仓储系统包括至少一组机器人队列，每组所述机器人队列包括一个目标机器人和排在所述目标机器人后面的至少一个排队机器人，所述方法包括如下步骤：

S1、当所述目标机器人在当前目的点完成任务后，确定所述目标机器人向下一个目的点行进的目标路径；

S2、启动所述目标机器人沿所述目标路径行进至下一个目的点，且在满足启动条件时启动排在所述目标机器人后的排队机器人跟随所述目标机器人行进至所述目标机器人达到下一个目的点，或者行进至所述排队机器人和所述目标机器人分离的分离目的点。

在一个实施例中，在步骤S2中启动排队机器人需要满足的启动条件为：相邻两个机器人之间保持安全行车距离。

在一个实施例中，在步骤S2中当所述目标机器人达到下一个目的点停机后，在满足停机条件时控制跟随所述目标机器人的排队机器人也停机，控制所述排队机器人停机需要满足的停机条件时：相邻两个机器人之间保持安全行车距离。

在一个实施例中，在步骤S1中，当所述目标机器人在当前目的点完成的任务是接收货物时，所述目标机器人的下一个目的点为被接收货物的信息的指定点，或者为给所述目标机器人指定的中转点。

在一个实施例中，在步骤S1中，当所述目标机器人在当前目的点完成的任务是投递货物时，所述目标机器人的下一个目的点为所述目标机器人可返回的工作站点，或者为给所述目标机器人指定的中转点。

在一个实施例中，执行步骤S2的前提条件是：所述目标机器人和所述排队机器人均满足同步运行条件，所述同步运行条件至少包括如下条件中的一项：

(1)、所述目标路径为可用路径；

(2)、所述目标机器人和所述排队机器人均可正常运行。

在一个实施例中，在步骤S2中，启动时给所述目标机器人和所述排队机器人设定相同的加速度。

在一个实施例中，在步骤S2中，所述排队机器人跟随所述目标机器人行进过程中，检测到所述目标机器人和所述排队机器人，或者相邻两个排队机器人之间的距离小于预设安全运行距离时，位于后方的所述排队机器人制动直至达到安全运行距离后重启继续跟进。

在一个实施例中，当所述仓储系统包括至少两组机器人队列，在步骤S2中当至少两组机器人队列运行至交通管控位置需要交替通行时，首先制动至少两组所述机器人队列，然后重启高优先级的一组所述机器人队列通过交替区域点，再重启低优先级的一组所述机器人队列通过交替区域点。

第二方面，本公开的仓储系统，包括：

至少一组队列机器人，包括一个目标机器人以及排在所述目标机器人后面的至少一个排队机器人，且所述目标机器人被配置为在当前目的点执行任务；

调度设备，被配置为确定所述目标机器人向下一个目的点行进的目标路径，并且启动所述目标机器人沿所述目标路径行进至所述下一个目的点，且在满足启动条件时启动排在所述目标机器人后的排队机器人跟随所述目标机器人行进至所述目标机器人达到下一个目的点，或者行进至所述排队机器人和所述目标机器人分离的分离目的点。

在一个实施例中，所述仓储系统包括至少两组所述机器人队列；

所述调度设备还被配置为当至少两组机器人队列运行至交通管控位置需要交替通行时，首先制动至少两组所述机器人队列，然后重启高优先级的一组所述机器人队列通过交替区域点，再重启低优先级的一组所述机器人队列通过交替区域点。

在一个实施例中，所述目标机器人和所述排队机器人为搬运货架机器人、搬运料箱机器人或搬运货物机器人。

在一个实施例中，所述目标机器人被配置为在当前目的点接收货物，或者投递货物。

第三方面，本公开的调度设备适用于仓储系统，所述仓储系统包括至少一组队列机器人，包括一个目标机器人以及排在所述目标机器人后面的至少一个排队机器人，且所述目标机器人被配置为在当前目的点执行任务；其特征在于，

所述调度设备被配置为确定所述目标机器人向下一个目的点行进的目标路径，并且启动所述目标机器人沿所述目标路径行进至所述下一个目的点，且在满足启动条件时启动排在所述目标机器人后的排队机器人跟随所述目标机器人行进至所述目标机器人达到下一个目的点，或者行进至所述排队机器人和所述目标机器人分离的分离目的点。

在一个实施例中，所述仓储系统包括至少两组所述机器人队列；

所述调度设备还被配置为当至少两组机器人队列运行至交通管控位置需要交替通行时，首先制动至少两组所述机器人队列，然后重启高优先级的一组所述机器人队列通过交替区域点，再重启低优先级的一组所述机器人队列通过交替区域点。

本公开有益效果之一是，仓储系统使用上述机器人调度方法时，目标机器人和排队机器人启动后在行进过程中使排队机器人顺次始终跟随在目标机器人之后，从而机器人队列内相邻两个机器人之间执行任务所需的衔接时间限制在较小范围内，以提高队列机器人整体执行任务的效率。此外，与现有技术中在后机器人被动跟随在先机器人相比，本公开的机器人队列中排队机器人主动跟随目标机器人，可以使相邻两个机器人之间的保持更小的行驶间距，从而能在同等面积的工作面上排布更多数量的机器人，且能减少机器人队列行进所需的时间。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且连同其说明一起用于解释本公开的原理。

图1是一个实施例中本公开的仓储系统的结构示意图；

图2是一个实施例中本公开的机器人队列调度方法的主要步骤流程示意图；

图3是一个实施例中本公开的机器人队列调度方法的详细步骤流程示意图。

图1中各组件名称和附图标记之间的一一对应关系如下：

10目标机器人、11排队机器人、20投递笼车。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于更好地理解，下面结合图1至图3，结合实施例来详细说明本公开的仓储系统的机器人队列调度方法。需要说明的是，本文在说明本公开的仓储系统的机器人队列调度方法时，一并介绍本公开的仓储系统及调度设备，不再对它们单独说明。

参见图1，本公开的仓储系统至少包括至少一组机器人队列，每组机器人队列包括一个目标机器人10和顺序排在目标机器人11后面的至少一个排队机器人。

需要是说明的是，排队机器人的数量可以为两个或多个，当排队机器人数量大于一个时，这些排队机器人则先后顺序依次排列在目标机器人之后。

其中，本公开的机器人可以为拣选机器人、搬运机器人、轨道机器人等物流行业中涉及的任一种机器人。且，驱动机器人在工作面上行进的机构可以为AGV运输车或者AMR机器人自助移动机器人。

其中，AGV小车(Automated Gu i ded Veh i c l e，简称AGV)，其装备有电磁或光学等自动导航装置，能够基于工作面上的二维码导航，沿中央控制系统的调度按照规定的导航路径行驶。

AMR机器人(Automated Mob i l e Robot)，即自动移动机器人，其使用SLAM技术通过传感器感知周围环境，无需中央控制系统的调度自助导航。

SLAM(s imu l taneous l oca l i zat i on and mapp i ng)全称即时定位与地图构建或并发建图与定位，它主要的作用是让机器人在未知的环境中，完成定位(Loca li zat i on)，建图(Mapp i ng)和路径规划(Nav i gat i on)。

当然，仓储系统还包括供这些机器人运行以执行任务的场地，该场地可以为仓库等建筑物内，仓库内的场地根据使用需求被人为的划分为不同的区域，比如多个工作区、仓储区、中转区等，各个工作站区内设置有工作台，以供工作人员或自动设备执行相应的任务，这些工作站区可以设置分拣工作台、播种工作台、打包工作台、理货工作台等物流仓储系统中通常所涉及的任务，比如图1中投递笼车20为播种工作台中一种实现形式，上述均为本领域技术人员已知的技术，本文在此不再一一例举。

仓储区内设置有至少一个货架，货架上放置有装有货物的料箱，或者是直接放置货物。

由一个目标机器人和至少一个排队机器人组成的机器人队列响应于指令在划分出来的上述区域之间行进，可以在同一类的区域之间运行，比如在两个工作站之间行进。当然，也可以在不同类的区域之间运行，比如在工作区和仓储区之间进行。为便于理解和描述，本文将这些区域通常为目的点。

目标机器人为搬运货架机器人、搬运料箱机器人或者搬运货物机器人，其中，搬运货架机器人用于在不同目的点之间搬运货架，搬运料箱机器人是在不同目的点之间搬运料箱，搬运货物机器人则是在不同目的点之间搬运货物。

排队机器人也为搬运货架机器人、搬运料箱机器人、搬运货物机器人、分拣机器人或播种机器人等，在同一个机器人队列中目标机器人和排队机器人可以为同类机器人为，比如两者均为搬运货架机器人。当然，在同一个机器人队列中目标机器人和排队机器人也可以为不同类的机器人，比如目标机器人和排队机器人中一者为搬运货架机器人，另一者为搬运料箱机器人，也就是说上述三类机器人之间的排列组合，本领域技术人员基于自身需求选择适宜的组合方式，本文在此不再一一例举。

本公开的仓储系统还包括调度设备，该调度设备用于基于用户或上一级设备的指令给机器人队列中的目标机器人和排队机器人发送执行指令，以使它们执行这些指令从而最终完成用户或上一级设备的指令中所包含的任务。

调度设备包括存储有仓储系统的各个目的点之间的路径，基于机器人需要执行的任务，调度设备会基于路径距离长度等因素选取最佳路径最为目标路径发送给对应地机器人，再给机器人发送启动指令并给机器人设定相应的加速度，从而使机器人能按照设定速度沿着目标路径行进。

基于上述仓储系统，参见图2，本公开所提供的仓储系统的机器人队列调度方法包括如下主要步骤：

S1、当目标机器人在当前目的点完成任务后，确定目标机器人向下一个目的点行进的目标路径；

S2、启动目标机器人沿目标路径行进至下一个目的点，且在满足启动条件时启动排在目标机器人后的排队机器人跟随目标机器人行进至目标机器人达到下一个目的点，或者行进至排队机器人和目标机器人分离的分离目的点。

需要说明的是，本文在此所指的跟随目标机器人行进的排队机器人是指在一个机器人队列中按照前后顺序顺次排在目标机器人后面的一个或多个排队机器人，其中方位词“前、后”是以目标机器人的行进方向为基准设定，指向目标机器人行进方向为前，背向目标机器人行进方向为后。

其中，在步骤S2中启动排队机器人需要满足的启动条件为：相邻两个机器人之间保持安全行车距离，以避免相邻两个机器人相撞，保证机器人队列的行进安全性和可靠性。

显然，仓储系统使用上述机器人调度方法时，目标机器人和排队机器人同时启动，并在行进过程中使排队机器人顺次始终跟随在目标机器人之后，从而机器人队列内相邻两个机器人之间执行任务所需的衔接时间限制在较小范围内，以提高队列机器人整体执行任务的效率。此外，与现有技术中在后机器人被动跟随在先机器人相比，本公开的机器人队列中排队机器人主动跟随目标机器人，可以使相邻两个机器人之间的保持更小的行驶间距，从而能在同等面积的工作面上排布更多数量的机器人，且能减少机器人队列行进所需的时间。

当然，为了保证机器人队列的行进安全性和可靠性，在步骤S2中当所述目标机器人达到下一个目的点停机后，在满足停机条件时控制跟随所述目标机器人的排队机器人也停机，控制所述排队机器人停机需要满足的停机条件时：相邻两个机器人之间保持安全行车距离，以避免目标机器人已停机而排队机器人因惯性而仍然行进而造成两车相撞的安全问题。

需要说明的是，基于前文所记载的仓储系统，本公开的机器人队列调度方法可以由调度设备执行。

也就是说，当目标机器人在当前目的点完成任务后，调度设备确定目标机器人向下一个目的点行进的目标路径；然后，调度系统启动目标机器人沿目标路径行进至下一个目的点，且在满足启动条件时启动排在目标机器人后的排队机器人跟随目标机器人行进至目标机器人达到下一个目的点，或者行进至排队机器人和目标机器人分离的分离目的点。

当然，本公开的机器人队列调度方法也可以由用户执行，还可以由仓储系统的控制服务器执行。本领域技术人员基于仓储系统的具体结构选择最为适宜的执行主体即可，本文在此不再限定。

为便于更好地理解，下面参照图3，结合一个应用场景，详细地说明本公开的机器人队列调度方法。

应用场景

该应用场景下，目标机器人在当前目的点执行的任务为接收货物，本公开的机器人队列调度方法包括如下步骤：

S10、当目标机器人在当前目的点完成的任务是接收货物时，确定目标机器人向下一个目的点行进目标路径。

需要说明的是，在这一应用场景下，下一个目的点可以为被接收货物的信息的指定点，或者为给目标机器人指定的中转点。其中，被接收货物的信息的指定点为需要接收货物的对接点。给目标机器人指定的中转点是指调度系统给机器人任务可以不是最后的接收点，这个中转点是指由于路线规划等其他原因准许机器人去一些中转的位置，然后等待调度系统新的指令。

如前文所述，调度设备内存储由从当前目的点至下一个目的点的多条路径，调度设备基于路径长度等多种因素考量从这些路径中选取其中之一作为目标路径，并将该目标路径发送给目标机器人。

调度设备给目标机器人发送完目标路径后可以直接同时启动目标机器人和排队机器人，但是如果目标机器人和排队机器人不满足同步运行条件的情况下直接启动将会造成安全事故。

为此，当本公开的仓储系统满足目标机器人和排队机器人同步运行条件时，机器人队列调度方法执行同时启动目标机器人和排队机器人的步骤。即，步骤S10后，本公开的机器人队列调度方法包括如下步骤：

S11、判断是否满足目标机器人和排队机器人同步运行的条件；

详细地，满足目标机器人和排队机器人同步运行的条件之一是：

(1)、目标路径为可用路径。

如前为记载，目标路径是调度设备从存储在其内的当前目的点至下一个目的点的多条路径中选择的符合用户要求的一条路径。在实际使用场景中，调度设备选择的目标路径可能处于临时故障或维修等状态而不可用，但调度设备内存储信息未得到及时更新。如果机器人队列沿该目标路径行进将会在中途被逼停或发生安全事故而无法完成相应的任务。

因此，本公开的机器人队列调度方法中在确认目标路径为可用后方才同时启动目标机器人和排队机器人，以保证机器人队列的行进安全性和可靠性。

目标机器人和排队机器人满足同步运行的条件之二是：

(2)、目标机器人和排队机器人均可正常运行。

如前所述，同时启动目标机器人和排队机器人后，排队机器人将跟随目标机器人同步运行，如果目标机器人或任一个排队机器人因自身故障而无法正常启动时，位于后方的排队机器人正常启动后将会与前方目标机器人或排队机器人发生碰撞而造成安全事故。

为此，本公开的机器人队列调度方法中在确认目标机器人和排队机器人均可正常运行后，方才同时启动目标机器人和排队机器人，以保证机器人队列的行进安全性和可靠性。

需要说明的是，本公开的仓储系统满足上述条件(1)和(2)中任一个时，目标机器人和排队机器人可以同步运行，也可以同时满足上述条件(1)和(2)时，目标机器人和排队机器人可以同步运行。

当步骤S11判断得到满足目标机器人和排队机器人同步运行的条件时，执行步骤S20。否则，执行步骤S21，发出故障警报。

S20、启动目标机器人和排队机器人并给目标机器人和排队机器人设定相同的速度参数，以使目标机器人和排队机器人以相同速度行进。

当目标机器人和排队机器人启动行进后，如果机器人队列中相邻两个机器人之间的距离小于预设的安全运行距离时，存在两个机器人相撞而发生安全事故的风险。

为此，在排队机器人根据目标机器人行进过程中，本公开还包括如下步骤：

S21、当检测到目标机器人和排队机器人，和/或相邻两个排队机器人之间的距离小于预设安全运行距离时，位于后方的排队机器人制动直至达到安全运行距离后重启继续跟进。

需要说明的是，检测目标机器人和排队机器人，和/或相邻两个排队机器人之间的距离的执行主体可以为调度设备，再由调度设备命令位于后位的排队机器人制动或重启跟进。

当然，检测目标机器人和排队机器人，和/或相邻两个排队机器人之间的距离的执行主体也可以为位于后位的排队机器人自带的距离检测元件，基于该距离检测元件的检测结构，位于后位的排队机器人自行自动或自行重启跟进。

显然，本公开的机器人队列调度方法增加该步骤后保证了机器人队列内各个机器人之间的安全运行距离，从而提高了仓储系统整体的运行可靠性和安全性。

可以理解，如果调度设备给机器人队列选择的目标路径内不存在交通管控点时，机器人队列中目标机器人和排队机器人可以顺利抵达同一个下一个目的点，或者抵达目标机器人和排队机器人各自的下一个目的点，其中，排队机器人的下一个目的点可以为其从机器人队列分离的分离点。

在一些应用场景中，目标路径中存在交通管控点，且仓储系统包括至少两组机器人队列，至少两组机器人队列需要在交通管控点交替通行，交替通行是指至少两组机器人队列的行进方向交叉，比如一组机器人队列沿南北方向行进，另一组机器人则向东西方向行进。

在这种应用场景下，本公开的机器人调度方法执行步骤S22，调度设备首先制动至少两组机器人队列，然后重启高优先级的一组机器人队列通过交替区域点，再重启低优先级的一组机器人队列通过交替区域点。

需要说明的是，机器人队列的通过优先级可以依据机器人队列中机器人数量多少、机器人队列执行任务的重要程度高低等因素来设定。

比如，调度设备可以先让机器人数量较少的机器人队列通过交替区域点，再让机器人数量较多的机器人队列通过交替区域点。

再比如，调度设备可以先让执行任务重要程度较高的机器人队列通过交替区域点，再让执行任务重要程度较低的机器人队列通过交替区域点。

如此，可以巧妙地解决机器人队列沿目标路径行进时途径交通管控位置时的交替通信问题，很好地解决了仓储系统的多组机器人队列的调度问题，使仓储系统整体有序高效的运行。

S23、当目标机器人达到其下一个目的点时，调度设备制动目标机器人和排队机器人。

详细地，由于该应用场景下目标机器人携带有货物，下一个目的点可以设置有投递工作站，调度设备制动目标机器人在投递工作站所在工作区，并同时制动位于其后的排队机器人，然后由目标机器人执行投递任务或者用户手动将目标机器人上的货物投递至投递笼车或货架等载体上。

当目标机器人完成其投递货物的任务后，此时目标机器人所在的目的点则重置为当前目的点，仓储系统再次重复执行本公开的机器人调度方法，启动排在目标机器人后面的排队机器人执行投递任务后进行跟随目标机器人行进至下一个目的点。此场景下，目标机器人的下一个目的点为目标机器人可返回的工作站点，或者为给目标机器人指定的中转点。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本公开的范围由所附权利要求来限定。