一种仓储物流机器人集群避障及协同路径规划系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及仓储物流智能分拣技术领域，为一种仓储物流机器人集群避障及协同路径规划系统及方法，包括遍布多个LoRa网关的智能仓库，所述智能仓库包含呈一字型依次布置的待命区、货物存放区及出货区。物流机器人沿着轨道单向行驶道循环作业，运行轨迹覆盖待命区、货物存放区及出货区。根据LoRa网关的指令，从待命区出发到达货架然后自动取货，取货完成后再进入到出货区出货，出货后通过纵向通道回到待命区。该吸头非常简洁高效，各个物流机器人都有着自己的作业轨道圈，互补干涉，且都是单向、单列通道，控制方便，容错率高，尤其适合应用于大型物流仓库。大型物流仓库。大型物流仓库。

【技术实现步骤摘要】
一种仓储物流机器人集群避障及协同路径规划系统及方法


[0001]本专利技术涉及仓储物流智能分拣
，具体涉及一种仓储物流机器人集群避障及协同路径规划系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，随着我国的电商行业的快速发展，电子商务的配套行业
‑‑
仓储业市场需求量和供给量都在快速增长。电商的快速发展为仓储业带来机遇的同时，也给现有的仓储系统提出了一些难题，比如商品种类的多样化、需求的个性化、分拣时效的快速化等。传统的手工分拣方式采用“人到货”的方式，即分拣员根据订单信息步行至货架手工挑选货物，这种方式作业流程复杂，且对人工的熟练度要求很高，已经不适宜现代仓储的要求。
[0003]随着物联网技术，机器人技术，计算机技术的发展，将多机器人控制系统应用到自动化仓库系统的分拣环节中，已经成为物流分拣的发展趋势。传统的商品分拣模式是由分拣人员遍历相应货架完成订单打包工作。在自动化仓库系统中，商品货架的布局采用动态分布的方式，并且由机器人将相应的货架搬运到分拣处，从而完成商品订单的打包工作。仓库模型的设计以及在此仓库环境下的路径规划问题是自动化仓库系统设计的重要部分。如申请号为CN201910744423.7，名称为一种机器人集群的控制及避障方法。根据CVT算法的划分原理，通过降低全局地图上障碍物位置对应密度值的大小，确保Voronoi单元质心不会被划分在障碍物区域，确保机器人的期望路径避开障碍物区域，完成多机器人系统的避障。该方案成本高，系统复杂，容错率低，一旦系统单个点出错就会导致整个系统瘫痪，不利于持续作业。
[0004]因此，设计合理的仓库模型以及合适的路径规划算法对于提高商品分拣的效率具有重要的作用。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种仓储物流机器人集群避障及协同路径规划系统及方法，解决了以上所述的仓储物流效率低下的技术问题。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题提供了一种仓储物流机器人集群避障及协同路径规划系统，包括遍布多个LoRa网关的智能仓库，所述智能仓库包含呈一字型依次布置的待命区、货物存放区及出货区；
[0007]所述待命区包括多列纵向分布的用于存放物流机器人的堆栈，每列堆栈的出栈节点及进栈节点分别横向连接对应形成一字型出栈区及一字型进栈区；
[0008]所述货物存放区包括多列纵向分布的货架，相邻两个货架之间设有两条单向通道；
[0009]所述出货区包括横向分布的一列横向取货区，所述横向取货区包括多个人工取货节点，各所述单向通道的入口分别与所述一字型出栈区就近连接，各所述单向通道的出口分别与所述横向取货区就近连接，横向取货区的唯一出口通过纵向旁路与所述一字型进栈
区连接；
[0010]物流机器人根据LoRa网关的指令从堆栈的出栈节点出去，并依次经过一字型出栈区及对应的单向通道到指定货架取货，然后从单向通道的出口出去，进入到横向取货区对应的人工取货点取货，取货完成后排队依次经由纵向旁路、一字型进栈区进入，经过对应进栈节点到达对应的堆栈待命。
[0011]可选的，各所述堆栈及单向通道内的物流机器人按照先进先出的准则排队待命。
[0012]可选的，所述一字型出栈区包括多个出口及入口，各一字型出栈区的出口分别一一对应单向通道的入口，各一字型出栈区的进口分别一一对应堆栈的出口。
[0013]可选的，所述横向取货区包括多个入口及唯一出口，各横向取货区的入口分别一一对应单向通道的出口，各横向取货区的唯一出口与纵向旁路连接。
[0014]可选的，各所述LoRa网关部署在设定位置，并存储该设定位置的经纬度信息，通过每个LoRa网关对应的位置传感器获取其所在的经纬度信息，各所述物流机器人上均设有LoRa终端，各LoRa终端通过LoRa网关进行实时定位通信。
[0015]可选的，所述纵向旁路的旁侧设有充电桩，物流机器人自我检测电量过低时提前进入到充电桩进行充电。
[0016]可选的，所述堆栈、一字型出栈区、一字型进栈区、单向通道、横向取货区以及纵向旁路均设有轨道，物流机器人沿着所述轨道进行移动充电。
[0017]本专利技术还提供了一种用于仓储物流机器人集群避障及协同路径规划系统的方法，包括：
[0018]物流机器人根据LoRa网关的指令从堆栈的出栈节点出去，并依次经过一字型出栈区及对应的单向通道到指定货架取货，然后从单向通道的出口出去，进入到横向取货区对应的人工取货点取货，取货完成后排队依次经由纵向旁路、一字型进栈区进入，经过对应进栈节点到达对应的堆栈待命；
[0019]其中，待命区包括多列纵向分布的用于存放物流机器人的堆栈，每列堆栈的出栈节点及进栈节点分别横向连接对应形成一字型出栈区及一字型进栈区；
[0020]货物存放区包括多列纵向分布的货架，相邻两个货架之间设有两条单向通道；
[0021]出货区包括横向分布的一列横向取货区，所述横向取货区包括多个人工取货节点，各所述单向通道的入口分别与所述一字型出栈区就近连接，各所述单向通道的出口分别与所述横向取货区就近连接，横向取货区的唯一出口通过纵向旁路与所述一字型进栈区连接。
[0022]可选的，所述物流机器人内设有超级电容和蓄电池；
[0023]当物流机器人尚未行驶至充电站且超级电容的电量低于切换阈值时，则切换至蓄电池供电模式，并继续行驶；
[0024]当蓄电池的电量低于设定值时，则控制物流机器人行驶至充电桩或更换蓄电池，然后继续行驶；
[0025]当物流机器人行驶至充电站时且超级电容的电量低于充电阈值时，则停车并给所述超级电容充电，所述充电阈值大于所述切换阈值，并继续行驶。
[0026]可选的，当物流机器人处于启动状态时及启动后速度稳定时，优先使用超级电容为车辆提供动力；当电能监控装置监控到超级电容电量低于预设阈值时，动力控制装置关
闭超级电容供电，切换至蓄电池模式；
[0027]其中，充电方式为回充电站充电或电力机车牵引供电，具体地，通过牵引列车供电充电时，物流机器人不停车；
[0028]其中，根据监控系统输出的信号，可以选择采用的动力源是由储能装置提供，还是由电力机车牵引的供电方式，或电力机车直接提供牵引力，当启用电力机车牵引的供电模式时，由电力机车通过列车供电网络为物流机器人充电，充电的顺序为先超级电容，后蓄电池方式，物流机器人超级电容充电完成后，自动转入蓄电池充电，且超级电容的充电方式是采用限流充电方式。
[0029]有益效果：本专利技术提供了一种仓储物流机器人集群避障及协同路径规划系统及方法，包括遍布多个LoRa网关的智能仓库，所述智能仓库包含呈一字型依次布置的待命区、货物存放区及出货区。物流机器人沿着轨道单向行驶道循环作业，运行轨迹覆盖待命区、货物存放区及出货区。根据LoRa网关的指令，从待命区出发到达货架然后自动取货，取货完成后再进入到出货区出货，出货后通过纵向通道回到待命区。该系统非常简洁高效，各个物流机器人都有着自己的作业轨道圈，互补干涉，且都是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仓储物流机器人集群避障及协同路径规划系统，其特征在于，包括遍布多个LoRa网关的智能仓库，所述智能仓库包含呈一字型依次布置的待命区、货物存放区及出货区；所述待命区包括多列纵向分布的用于存放物流机器人的堆栈，每列堆栈的出栈节点及进栈节点分别横向连接对应形成一字型出栈区及一字型进栈区；所述货物存放区包括多列纵向分布的货架，相邻两个货架之间设有两条单向通道；所述出货区包括横向分布的一列横向取货区，所述横向取货区包括多个人工取货节点，各所述单向通道的入口分别与所述一字型出栈区就近连接，各所述单向通道的出口分别与所述横向取货区就近连接，横向取货区的唯一出口通过纵向旁路与所述一字型进栈区连接；物流机器人根据LoRa网关的指令从堆栈的出栈节点出去，并依次经过一字型出栈区及对应的单向通道到指定货架取货，然后从单向通道的出口出去，进入到横向取货区对应的人工取货点取货，取货完成后排队依次经由纵向旁路、一字型进栈区进入，经过对应进栈节点到达对应的堆栈待命。2.根据权利要求1所述的仓储物流机器人集群避障及协同路径规划系统，其特征在于，各所述堆栈及单向通道内的物流机器人按照先进先出的准则排队待命。3.根据权利要求1所述的仓储物流机器人集群避障及协同路径规划系统，其特征在于，所述一字型出栈区包括多个出口及入口，各一字型出栈区的出口分别一一对应单向通道的入口，各一字型出栈区的进口分别一一对应堆栈的出口。4.根据权利要求3所述的仓储物流机器人集群避障及协同路径规划系统，其特征在于，所述横向取货区包括多个入口及唯一出口，各横向取货区的入口分别一一对应单向通道的出口，各横向取货区的唯一出口与纵向旁路连接。5.根据权利要求1所述的仓储物流机器人集群避障及协同路径规划系统，其特征在于，各所述LoRa网关部署在设定位置，并存储该设定位置的经纬度信息，通过每个LoRa网关对应的位置传感器获取其所在的经纬度信息，各所述物流机器人上均设有LoRa终端，各LoRa终端通过LoRa网关进行实时定位通信。6.根据权利要求1所述的仓储物流机器人集群避障及协同路径规划系统，其特征在于，所述纵向旁路的旁侧设有充电桩，物流机器人自我检测电量过低时提前进入到充电桩进行充电。7.根据权利要求1所述的仓储物流机器人集群避障及协同路径规划系统，其特征在于，所述堆栈、一字型出栈区、一字型进栈区、单向通道、横向取货区...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾辉，罗佳琪，许飞鸿，唐苗，
申请(专利权)人：武昌理工学院，
类型：发明
国别省市：