一种智慧工厂智能机器人控制管理方法及系统

技术领域

本发明涉及智慧工厂智能机器人控制管理领域，涉及到一种智慧工厂智能机器人控制管理方法及系统。

背景技术

随着科技的发展，人工智能技术逐渐渗透到各行各业，搬运机器人在工厂仓库存储运输中得到广泛使用，对搬运机器人的控制管理也愈发显得重要，车辆管理是搬运机器人管理的核心模块，根据物料搬运任务的要求，分配和调度搬运机器人执行任务，根据搬运机器人行走时间最短的原理，计算搬运机器人的最短行走路径，进而对搬运机器人的行走过程进行控制和指挥。

运输效率是仓储搬运的重点，为提高搬运的效率就要缩短运输时间，进而需要对搬运机器人的行走路径进行规划，现有的搬运机器人路径规划分析管理方法在对搬运机器人的行走路径进行分析时，仅仅参考路程最短原则，即默认最短路程对应的路径耗费时间最短，分析指标过于单一化，没有考虑路径的路况，当路径存在路障时，需要绕路或者人工清理，进而需要耗费额外的时间，且路障的隐患程度不同，处理的方式不同，额外花费的时间也有所不同，从而使得现有分析方法的准确性和可靠性都比较低，无法评估出搬运的最佳路径，进而不能有效提高仓储运输的效率。

发明内容

鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种智慧工厂智能机器人控制管理方法及系统。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：第一方面，本发明提供一种智慧工厂智能机器人控制管理方法，包括以下步骤：步骤一、搬运机器人行驶路线信息获取：根据指定工厂车间中目标自走式物料搬运机器人的起点位置和终点位置，得到目标自走式物料搬运机器人的各条行驶路线，将其记为目标搬运机器人的各条行驶路线，获取目标搬运机器人各条行驶路线的基本信息，其中基本信息包括车间通行宽度和车间通行高度。

步骤二、搬运机器人行驶路线筛选：获取目标搬运机器人的搬运信息，根据目标搬运机器人的各条行驶路线基本信息和搬运信息，筛选出目标搬运机器人能够通行的各条行驶路线，将其记为目标搬运机器人的各条参考路线。

步骤三、参考路线路障信息获取：获取目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的路障信息，其中路障信息包括液状异物面积和固状异物面积。

步骤四、参考路线路障隐患评估：根据目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的路障信息，得到目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的隐患系数。

步骤五、参考路线路障避让时长获取：根据目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的隐患系数，判断目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段是否需要处理，进一步得到目标搬运机器人各条参考路线上各标记异常路段的避让时长。

步骤六、参考路线通行影响系数获取：获取目标搬运机器人各条参考路线的转弯点数量和历史搬运事故发生次数，得到目标搬运机器人各条参考路线的通行影响系数。

步骤七、参考路线评估筛选：获取目标搬运机器人各条参考路线的通行所需时长，根据目标搬运机器人各条参考路线的通行所需时长和通行影响系数，得到目标搬运机器人各条参考路线的推荐系数，筛选出目标搬运机器人的最佳路线，并进行相应处理。

在一种可能的设计中，所述步骤一中获取目标搬运机器人各条行驶路线的基本信息，具体过程为：按照预设的等长度原则对目标搬运机器人的各条行驶路线进行划分，得到目标搬运机器人的各条行驶路线的各子路段，通过尺寸测量仪器获取目标搬运机器人各条行驶路线各子路段的车间通行宽度和车间通行高度，将目标搬运机器人各条行驶路线各子路段的车间通行宽度进行相互比较，将最小的车间通行宽度记为目标搬运机器人行驶路线的车间通行宽度，统计得到目标搬运机器人各条行驶路线的车间通行宽度，将其记为

在一种可能的设计中，所述步骤二的具体分析过程为：提取数据库中存储的目标搬运机器人满载的图像，根据目标搬运机器人满载的图像，构建目标搬运机器人满载的空间模型，得到目标搬运机器人满载的宽度和高度，将其分别记为目标搬运机器人的搬运宽度和搬运高度，并分别表示为a

通过分析公式

将目标搬运机器人各条行驶路线的畅通系数与预设的畅通系数阈值进行比对，若目标搬运机器人某条行驶路线的畅通系数大于预设的畅通系数阈值，则目标搬运机器人该条行驶路线能够通行，筛选出目标搬运机器人能够通行的各条行驶路线，将其记为目标搬运机器人的各条参考路线。

在一种可能的设计中，所述步骤三的具体分析过程为：根据目标搬运机器人的各条行驶路线的各子路段，筛选得到目标搬运机器人的各条参考路线的各子路段，通过高清摄像头获取目标搬运机器人各条参考路线各子路段的路面图像，分析得到目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的液状异物面积和固状异物面积，将其分别记为

在一种可能的设计中，所述步骤四的具体分析过程为：将目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的液状异物面积

在一种可能的设计中，所述步骤五的具体分析过程为：D

D

D

提取数据库中存储的各路障等级对应的人工清理所需时长，根据目标搬运机器人各条参考路线上各标记异常路段的路障等级，筛选得到目标搬运机器人各条参考路线上各标记异常路段的人工清理所需时长。

D

在一种可能的设计中，所述步骤六的具体分析过程为：根据目标搬运机器人的各条参考路线，得到目标搬运机器人各条参考路线的拐弯点数量，将其记为d

提取数据库中存储的指定工厂车间各事故路段的搬运事故发生次数，将目标搬运机器人各条参考路线与指定工厂车间各事故路段进行比对，分析得到目标搬运机器人各条参考路线的历史搬运事故发生次数，将其记为f

将目标搬运机器人各条参考路线的拐弯点数量d

在一种可能的设计中，所述步骤七的具体分析过程为：获取目标搬运机器人各条参考路线的长度，将其记为h

将目标搬运机器人各条参考路线的通行所需时长

将目标搬运机器人各条参考路线的推荐系数进行相互比较，将最大推荐系数对应的参考路线记为目标搬运机器人的最佳路线，将目标搬运机器人的最佳路线发送至目标搬运机器人的控制终端。

第二方面，本发明还提供一种智慧工厂智能机器人控制管理系统，包括：搬运机器人行驶路线信息获取模块：用于根据指定工厂车间中目标自走式物料搬运机器人的起点位置和终点位置，得到目标自走式物料搬运机器人的各条行驶路线，将其记为目标搬运机器人的各条行驶路线，获取目标搬运机器人各条行驶路线的基本信息，其中基本信息包括车间通行宽度和车间通行高度。

搬运机器人行驶路线筛选模块：用于获取目标搬运机器人的搬运信息，根据目标搬运机器人的各条行驶路线基本信息和搬运信息，筛选出目标搬运机器人能够通行的各条行驶路线，将其记为目标搬运机器人的各条参考路线。

参考路线路障信息获取模块：用于获取目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的路障信息，其中路障信息包括液状异物面积和固状异物面积。

参考路线路障隐患评估模块：用于根据目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的路障信息，得到目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的隐患系数。

参考路线路障避让时长获取模块：用于根据目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的隐患系数，判断目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段是否需要处理，进一步得到目标搬运机器人各条参考路线上各标记异常路段的避让时长。

参考路线通行影响系数获取模块：用于获取目标搬运机器人各条参考路线的转弯点数量和历史搬运事故发生次数，得到目标搬运机器人各条参考路线的通行影响系数。

参考路线评估筛选模块：用于获取目标搬运机器人各条参考路线的通行所需时长，根据目标搬运机器人各条参考路线的通行所需时长和通行影响系数，得到目标搬运机器人各条参考路线的推荐系数，筛选出目标搬运机器人的最佳路线，并进行相应处理。

数据库：用于存储目标搬运机器人满载的图像、指定工厂车间地面的标准图像、地面液状异物图像集合、地面固状异物图像集合、目标搬运机器人的平均行驶速度、各路障等级对应的人工清理所需时长和指定工厂车间各事故路段的搬运事故发生次数。

相较于现有技术，本发明的有益效果如下：1.本发明提供的一种智慧工厂智能机器人控制管理方法及系统，通过获取目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的路障信息，得到目标搬运机器人各条参考路线上各标记异常路段的避让时长；分析目标搬运机器人各条参考路线的通行影响系数和通行所需时长，综合得到目标搬运机器人各条参考路线的推荐系数，筛选出目标搬运机器人的最佳路线，从多个维度对路径的通行时间进行分析，提高分析结果的准确性和可靠性，进而评估得到最优运输路径，从而提高运输效率。

2.本发明通过获取目标搬运机器人各条行驶路线的车间通行宽度、车间通行高度和目标搬运机器人的搬运信息，筛选出目标搬运机器人能够通行的各条行驶路线，根据路径的空间大小，对各路径进行初步筛选，缩小分析的对象范围，进而提高分析的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的方法流程示意图。

图2为本发明的系统模块连接图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明的第一方面提供一种智慧工厂智能机器人控制管理方法，包括如下步骤：步骤一、搬运机器人行驶路线信息获取：根据指定工厂车间中目标自走式物料搬运机器人的起点位置和终点位置，得到目标自走式物料搬运机器人的各条行驶路线，将其记为目标搬运机器人的各条行驶路线，获取目标搬运机器人各条行驶路线的基本信息，其中基本信息包括车间通行宽度和车间通行高度。

示例性地，所述步骤一中获取目标搬运机器人各条行驶路线的基本信息，具体过程为：按照预设的等长度原则对目标搬运机器人的各条行驶路线进行划分，得到目标搬运机器人的各条行驶路线的各子路段，通过尺寸测量仪器获取目标搬运机器人各条行驶路线各子路段的车间通行宽度和车间通行高度，将目标搬运机器人各条行驶路线各子路段的车间通行宽度进行相互比较，将最小的车间通行宽度记为目标搬运机器人行驶路线的车间通行宽度，统计得到目标搬运机器人各条行驶路线的车间通行宽度，将其记为

作为一种优选方案，所述步骤一中目标搬运机器人的各条行驶路线，获取方法为：从指定工厂车间中目标自走式物料搬运机器人的控制终端，获取指定工厂车间中目标自走式物料搬运机器人当前运输任务对应的起点位置和终点位置，将其记为指定工厂车间中目标自走式物料搬运机器人的起点位置和终点位置。

根据指定工厂车间中目标自走式物料搬运机器人的起点位置和终点位置，得到目标自走式物料搬运机器人的各条行驶路线，将其记为目标搬运机器人的各条行驶路线。

步骤二、搬运机器人行驶路线筛选：获取目标搬运机器人的搬运信息，根据目标搬运机器人的各条行驶路线基本信息和搬运信息，筛选出目标搬运机器人能够通行的各条行驶路线，将其记为目标搬运机器人的各条参考路线。

示例性地，所述步骤二的具体分析过程为：提取数据库中存储的目标搬运机器人满载的图像，根据目标搬运机器人满载的图像，构建目标搬运机器人满载的空间模型，得到目标搬运机器人满载的宽度和高度，将其分别记为目标搬运机器人的搬运宽度和搬运高度，并分别表示为a

通过分析公式

将目标搬运机器人各条行驶路线的畅通系数与预设的畅通系数阈值进行比对，若目标搬运机器人某条行驶路线的畅通系数大于预设的畅通系数阈值，则目标搬运机器人该条行驶路线能够通行，筛选出目标搬运机器人能够通行的各条行驶路线，将其记为目标搬运机器人的各条参考路线。

在本实施例中，本发明通过获取目标搬运机器人各条行驶路线的车间通行宽度、车间通行高度和目标搬运机器人的搬运信息，筛选出目标搬运机器人能够通行的各条行驶路线，根据路径的空间大小，对各路径进行初步筛选，缩小分析的对象范围，进而提高分析的效率。

步骤三、参考路线路障信息获取：获取目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的路障信息，其中路障信息包括液状异物面积和固状异物面积。

示例性地，所述步骤三的具体分析过程为：根据目标搬运机器人的各条行驶路线的各子路段，筛选得到目标搬运机器人的各条参考路线的各子路段，通过高清摄像头获取目标搬运机器人各条参考路线各子路段的路面图像，分析得到目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的液状异物面积和固状异物面积，将其分别记为

作为一种优选方案，所述目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的液状异物面积和固状异物面积，获取方法为：提取数据库中存储的指定工厂车间地面的标准图像，将目标搬运机器人各条参考路线各子路段的路面图像与指定工厂车间地面的标准图像进行比对，得到目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段和目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的各异常地面区域。

获取目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段各异常地面区域的图像，提取数据库中存储的地面液状异物图像集合和地面固状异物图像集合，将目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段各异常地面区域图像分别与地面液状异物图像集合和地面固状异物图像集合进行比对，若目标搬运机器人某条参考路线上某异常路段某异常地面区域图像与地面液状异物图像集合中某图像相同，则将目标搬运机器人该条参考路线上该异常路段该异常地面区域图像记为液状异物区域图像，筛选出目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段各液状异物区域图像，进一步得到目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段各液状异物区域面积，对目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段各液状异物区域面积进行累加，得到目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的液状异物面积，同理，根据目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的液状异物面积的分析方法，得到目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的固状异物面积。

作为一种优选方案，所述目标搬运机器人各条参考路线各子路段的路面图像与指定工厂车间地面的标准图像进行比对，具体过程为：利用图像处理技术得到目标搬运机器人各条参考路线各子路段路面图像的各灰度值和指定工厂车间地面标准图像的各灰度值，将目标搬运机器人各条参考路线各子路段路面图像的各灰度值和指定工厂车间地面标准图像的各灰度值进行比对，若目标搬运机器人某条参考路线某子路段路面图像的某灰度值和指定工厂车间地面标准图像的各灰度值均不相同，则将目标搬运机器人该条参考路线该子路段路面图像的该灰度值记为异常灰度值，并将目标搬运机器人该条参考路线该子路段记为路面异常子路段，统计得到目标搬运机器人各条参考路线各路面异常子路段，将其记为目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段。

筛选出目标搬运机器人各条参考路线各子路段路面图像的各异常灰度值，将目标搬运机器人各条参考路线各子路段路面图像各异常灰度值对应区域记为目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的各异常地面区域。

步骤四、参考路线路障隐患评估：根据目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的路障信息，得到目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的隐患系数。

示例性地，所述步骤四的具体分析过程为：将目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的液状异物面积

步骤五、参考路线路障避让时长获取：根据目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的隐患系数，判断目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段是否需要处理，进一步得到目标搬运机器人各条参考路线上各标记异常路段的避让时长。

示例性地，所述步骤五的具体分析过程为：D

D

D

提取数据库中存储的各路障等级对应的人工清理所需时长，根据目标搬运机器人各条参考路线上各标记异常路段的路障等级，筛选得到目标搬运机器人各条参考路线上各标记异常路段的人工清理所需时长。

D

作为一种优选方案，所述目标搬运机器人各条参考路线上各标记异常路段的理想绕路路线，获取方法为：获取目标搬运机器人各条参考路线上各标记异常路段对应各绕路路线的长度，将目标搬运机器人各条参考路线上各标记异常路段对应各绕路路线的长度进行相互比较，将最短长度对应的绕路路线记为理想绕路路线，筛选得到目标搬运机器人各条参考路线上各标记异常路段的理想绕路路线。

作为一种优选方案，所述目标搬运机器人各条参考路线上各标记异常路段的避让时长，获取方法为：将目标搬运机器人各条参考路线上各标记异常路段的绕路增加时长和其对应的人工清理所需时长进行比较，若目标搬运机器人某条参考路线上某标记异常路段的绕路增加时长小于其对应的人工清理所需时长，则目标搬运机器人该条参考路线上该标记异常路段的适宜处理方式为绕路方式，且目标搬运机器人该条参考路线上该标记异常路段的避让时长为其对应的绕路增加时长，反之，则目标搬运机器人该条参考路线上该标记异常路段的适宜处理方式为人工清理方式，且目标搬运机器人该条参考路线上该标记异常路段的避让时长为其对应的人工清理所需时长，统计得到目标搬运机器人各条参考路线上各标记异常路段的避让时长。

步骤六、参考路线通行影响系数获取：获取目标搬运机器人各条参考路线的转弯点数量和历史搬运事故发生次数，得到目标搬运机器人各条参考路线的通行影响系数。

示例性地，所述步骤六的具体分析过程为：根据目标搬运机器人的各条参考路线，得到目标搬运机器人各条参考路线的拐弯点数量，将其记为d

提取数据库中存储的指定工厂车间各事故路段的搬运事故发生次数，将目标搬运机器人各条参考路线与指定工厂车间各事故路段进行比对，分析得到目标搬运机器人各条参考路线的历史搬运事故发生次数，将其记为f

将目标搬运机器人各条参考路线的拐弯点数量d

作为一种优选方案，所述目标搬运机器人各条参考路线的历史搬运事故发生次数，具体获取方法为：将目标搬运机器人各条参考路线与指定工厂车间各事故路段进行比对，若目标搬运机器人某条参考路线与指定工厂车间某事故路段存在重合，将该事故路段记为目标搬运机器人该条参考路线的匹配事故路段，统计得到目标搬运机器人各条参考路线的各匹配事故路段，根据指定工厂车间各事故路段的搬运事故发生次数，筛选得到目标搬运机器人各条参考路线的各匹配事故路段的搬运事故发生次数，对目标搬运机器人各条参考路线的各匹配事故路段的搬运事故发生次数进行累加，得到目标搬运机器人各条参考路线的历史搬运事故发生次数。

在本实施例中，本发明通过获取目标搬运机器人各条参考路线的转弯点数量和历史搬运事故发生次数，得到目标搬运机器人各条参考路线的通行影响系数，综合考虑多方面因素可能对通行时间造成的影响，进而提高分析结果的严谨性。

步骤七、参考路线评估筛选：获取目标搬运机器人各条参考路线的通行所需时长，根据目标搬运机器人各条参考路线的通行所需时长和通行影响系数，得到目标搬运机器人各条参考路线的推荐系数，筛选出目标搬运机器人的最佳路线，并进行相应处理。

示例性地，所述步骤七的具体分析过程为：获取目标搬运机器人各条参考路线的长度，将其记为h

将目标搬运机器人各条参考路线的通行所需时长

将目标搬运机器人各条参考路线的推荐系数进行相互比较，将最大推荐系数对应的参考路线记为目标搬运机器人的最佳路线，将目标搬运机器人的最佳路线发送至目标搬运机器人的控制终端。

第二方面，本发明还提供一种智慧工厂智能机器人控制管理系统，包括搬运机器人行驶路线信息获取模块、搬运机器人行驶路线筛选模块、参考路线路障信息获取模块、参考路线路障隐患评估模块、参考路线路障避让时长获取模块、参考路线通行影响系数获取模块、参考路线评估筛选模块和数据库。

所述搬运机器人行驶路线筛选模块分别与搬运机器人行驶路线信息获取模块和参考路线路障信息获取模块连接，参考路线路障隐患评估模块分别与参考路线路障信息获取模块和参考路线路障避让时长获取模块连接，参考路线通行影响系数获取模块分别与参考路线路障避让时长获取模块和参考路线评估筛选模块连接，数据库分别与搬运机器人行驶路线筛选模块、参考路线路障信息获取模块、参考路线路障避让时长获取模块和参考路线通行影响系数获取模块连接。

所述搬运机器人行驶路线信息获取模块用于根据指定工厂车间中目标自走式物料搬运机器人的起点位置和终点位置，得到目标自走式物料搬运机器人的各条行驶路线，将其记为目标搬运机器人的各条行驶路线，获取目标搬运机器人各条行驶路线的基本信息，其中基本信息包括车间通行宽度和车间通行高度。

所述搬运机器人行驶路线筛选模块用于获取目标搬运机器人的搬运信息，根据目标搬运机器人的各条行驶路线基本信息和搬运信息，筛选出目标搬运机器人能够通行的各条行驶路线，将其记为目标搬运机器人的各条参考路线。

所述参考路线路障信息获取模块用于获取目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的路障信息，其中路障信息包括液状异物面积和固状异物面积。

所述参考路线路障隐患评估模块用于根据目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的路障信息，得到目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的隐患系数。

所述参考路线路障避让时长获取模块用于根据目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段的隐患系数，判断目标搬运机器人各条参考路线上各异常路段是否需要处理，进一步得到目标搬运机器人各条参考路线上各标记异常路段的避让时长。

所述参考路线通行影响系数获取模块用于获取目标搬运机器人各条参考路线的转弯点数量和历史搬运事故发生次数，得到目标搬运机器人各条参考路线的通行影响系数。

所述参考路线评估筛选模块用于获取目标搬运机器人各条参考路线的通行所需时长，根据目标搬运机器人各条参考路线的通行所需时长和通行影响系数，得到目标搬运机器人各条参考路线的推荐系数，筛选出目标搬运机器人的最佳路线，并进行相应处理。

所述数据库用于存储目标搬运机器人满载的图像、指定工厂车间地面的标准图像、地面液状异物图像集合、地面固状异物图像集合、目标搬运机器人的平均行驶速度、各路障等级对应的人工清理所需时长和指定工厂车间各事故路段的搬运事故发生次数。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。