一种基于电磁锁的配送机器人、系统及方法技术方案

本公开提供了一种基于电磁锁的配送机器人、系统及方法，本公开利用电磁锁控制技术进行配送的智能检测，同时基于改进的BL优化放置方法，能够在配送位置有限的情况下，结合所需运送任务紧迫程度与路径相关性综合考虑，对任务进行选择放置，从而提高多位置物品的配送效率。

A distribution robot, system and method based on electromagnetic lock

【技术实现步骤摘要】
一种基于电磁锁的配送机器人、系统及方法
本公开涉及一种基于电磁锁的配送机器人、系统及方法。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。随着社会和经济的不断发展，酒店、餐厅等服务行业发展迅速，而目前的配送服务(如餐品)主要还是由人工完成，而这种方式存在着人工成本高、服务效率低下等问题。以餐品配送为例，据专利技术人了解，目前已有的技术解决方案有两类，一类是方盒机器人，一对一地传送单盘餐品，餐品传送准确率高但效率较低；另一类是无人智能送餐车，单次向多餐桌传送多盘餐品，但没有合理的送餐模式检测机制，存在客人拿错与漏取餐品的问题，效率高但准确率较低。除此之外，上述两种解决方案同时存在多位置送餐路径规划的效率提升问题，主要包括时间复杂度较高、求解过程复杂、运送餐品运送时间和路径相关性无法兼顾等问题。同时，餐品没有进行封闭运送，无法保证食品卫生。
技术实现思路
本公开为了解决上述问题，提出了一种基于电磁锁的配送机器人、系统及方法，本公开利用电磁锁控制技术进行配送的智能检测，同时基于改进的BL优化放置方法，能够在配送位置有限的情况下，结合所需运送任务紧迫程度与路径相关性综合考虑，对任务进行选择放置，从而提高多位置物品的配送效率。利用电磁锁技术进行配送还可以达到防止拿错或漏取问题，确定配送过程中物品与代配送地区多对多及多对一的对应关系。同时，物品独立且在固定位置放置，还可以保证物品在运送过程中不受污染，保证安全。根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：一种基于电磁锁的配送机器人，包括机器人本体，所述机器人本体上具有多个用于存储物品的容纳腔，每个容纳腔上都设置有与其可开合连接的盖体，所述盖体和容纳腔之间通过电磁锁控制开合，所述电磁锁被配置为在接收到打开信号前保持关闭状态；所述机器人本体上设置有识别模块和控制器，所述识别模块被配置为识别目标区域设置的标识，发送相应的识别结果信号给所述控制器；所述控制器接收所述识别结果，并确定存储的物品与识别结果相匹配的容纳腔，发送打开信号至相应的电磁锁。本公开利用设置在目标区域的标识进行和物品的匹配，能够确定多物品和多目的地(多目标区域)的多对多、多对一或一对一的对应关系；利用电磁锁能够保证按照上述对应关系，进行物品的配送，不会造成物品混乱、丢失和污染，同时，利用机器人搭载物品，保证配送的智能化、自动化和准确性。作为一种实施方式，所述机器人本体包括底盘，底盘下端设置有行走机构，底盘上承载有碰撞开关、电磁循迹模块、超声波避障模块和通信模块。循迹模块也可以采用激光导航和构建稀疏地图(主要解决定位问题)或稠密地图(解决避障问题)方式实现。也可使用视觉SLAM解决定位导航问题。作为一种实施方式，所述机器人本体上还设置有输入模块，所述输入模块用于接收物品已经拿取的确认信息。作为一种实施方式，不同的电磁锁的自感系数不同，通过改变电磁锁的电流参数来控制电磁锁达到吸合和断开。一种基于电磁锁的配送系统，包括上述配送机器人、引导系统和后台系统，其中，所述引导系统包括设置在各目标区域的标识物，不同目标区域的标识物内容不同，且所述标识物；所述后台系统包括服务器和数据库，所述服务器被配置为与所述控制器连接，发送包含配送物品、配送要求以及目标区域的配送任务，并接收识别结果，根据配送任务配置优先等级，依据优先等级规划各目标区域之间的行走路线；所述配送机器人接收并按照所述行走路线，进行各物品的配送。作为一种可选择的方式，所述标识物为电子标签，对应的，所述识别模块为RFID读卡器。基于上述机器人或系统的工作方法，包括以下步骤：按照需要配送的物品和目标区域，构建两者之间的匹配关系，并按照所述匹配关系放置对应的物品在对应的容纳腔内，按照匹配关系配置所述容纳腔的电磁锁，并闭合所有电磁锁；对所需配送任务按照时间因子进行排序，建立任务数组，将任务数组中各任务的时间因子与设定的时间因子阈值进行大小比较，选择可能配送的任务并建立新的任务数组，对选择出的任务数组根据路径相关性进一步排序，计算任务综合度，取综合度值最高的任务进行配送，当到达对应的目标区域时，根据匹配关系打开相应的电磁锁。作为一种可选择的方式，每一个配送任务完成后，对任务数组进行重新排列计算，进行新一轮的任务的选择与配送，直至全部任务配送完成。作为一种可选择的方式，所述时间因子用于表征配送任务的紧迫性。作为一种可选择的方式，所述路径相关性系数，用以表达两次配送目的地之间的紧邻程度，设置每个目标区域与其他目标区域之间的路径相关性系数。作为一种可选择的方式，任务综合度的计算过程中引入附加因子项，所述附加因子初始值为零，用以表示某目标区域已经进行配送的次数，当某任务的附加因子初始值不为零时，从任务数组中除去该任务。与现有技术相比，本公开的有益效果为：本公开的配送效率高，一次能够运送多个、多类、多目的地的物品，且能够实现自动配送，提高了服务效率。本公开结合电磁锁控制技术实现代配送物品的锁定与解锁，加上语音提示功能，实现配送检测机制，确定多物品与多目的地的多对多及多对一的对应关系，从而解决多位置送餐过程中客人拿错与漏取物品的问题，有效提高配送准确率；同时，餐品独立且在固定位置放置，还可以保证食物不受污染。本公开基于改进BL算法实现配送的优化放置，结合配送任务的紧迫程度与任务之间的路径相关性进行配送任务选择，提高配送效率。本公开在进行配送时引入附加项系数，在优化配送时间与路径的同时确保每个目的地都有物品到达，以达到人性化配送，实现配送的均衡化。附图说明构成本公开的一部分的说明书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。图1是BL算法二维集装箱问题图例；图2是改进BL优化放置算法示例；图3是基于嵌入式处理与电磁锁控制技术的智能餐厅服务机器人及管理系统的系统框图；图4是后台系统组成框图；图5是智能餐厅服务机器人工作流程图；图6是改进BL优化放置算法具体流程图。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。为了使本领技术人员更加清楚本公开的具体方案，以酒店或餐厅配餐为例进行说明。当然，本领技术人员应该清楚，在其他实施例中，配送的物品可以不是餐品，可以为快递、包裹、信件等物品。正如
技术介绍
中所述的，现有的两种机器人配送过程同时存在多位置配送路径规划的效率提升问题。问题的难点之一在于，多位置配送问题本质上是近似于TSP的NPC问题。若G＝(V，E)为一个带权图，V＝{1，2，…，n}为顶点集，dij(i,j∈V，i≠j)为顶点i到顶点j的距离，dij>0且dij≠∞，经典TSP(ClassicalTSP,CTSP)的数学本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电磁锁的配送机器人，其特征是：包括机器人本体，所述机器人本体上具有多个用于存储物品的容纳腔，每个容纳腔上都设置有与其可开合连接的盖体，所述盖体和容纳腔之间通过电磁锁控制开合，所述电磁锁被配置为在接收到打开信号前保持关闭状态；所述机器人本体上设置有识别模块和控制器，所述识别模块被配置为识别目标区域设置的标识，发送相应的识别结果信号给所述控制器；所述控制器接收所述识别结果，并确定存储的物品与识别结果相匹配的容纳腔，发送打开信号至相应的电磁锁。

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁锁的配送机器人，其特征是：包括机器人本体，所述机器人本体上具有多个用于存储物品的容纳腔，每个容纳腔上都设置有与其可开合连接的盖体，所述盖体和容纳腔之间通过电磁锁控制开合，所述电磁锁被配置为在接收到打开信号前保持关闭状态；所述机器人本体上设置有识别模块和控制器，所述识别模块被配置为识别目标区域设置的标识，发送相应的识别结果信号给所述控制器；所述控制器接收所述识别结果，并确定存储的物品与识别结果相匹配的容纳腔，发送打开信号至相应的电磁锁。2.如权利要求1所述的一种基于电磁锁的配送机器人，其特征是：所述机器人本体包括底盘，底盘下端设置有行走机构，底盘上承载有碰撞开关、电磁循迹模块、超声波避障模块和通信模块。3.如权利要求1所述的一种基于电磁锁的配送机器人，其特征是：所述机器人本体上还设置有输入模块，所述输入模块用于接收物品已经拿取的确认信息；或，不同的电磁锁的自感系数不同，通过改变电磁锁的电流参数来控制电磁锁达到吸合和断开。4.一种基于电磁锁的配送系统，其特征是：包括权利要求1-3中任一项所述的配送机器人、引导系统和后台系统，其中，所述引导系统包括设置在各目标区域的标识物，不同目标区域的标识物内容不同，且所述标识物；所述后台系统包括服务器和数据库，所述服务器被配置为与所述控制器连接，发送包含配送物品、配送要求以及目标区域的配送任务，并接收识别结果，根据配送任务配置优先等级，依据优先等级规划各目标区域之间的行走路线；所述配送机器人接收并按照所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈桂友，张林川，席斌，
申请(专利权)人：山东大学，济南滨博电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37