[发明专利]一种基于信息素导航的集群仓储机器人系统控制方法

说明书

本发明提供一种基于信息素导航的集群仓储机器人系统控制方法，其步骤A：根据订单信息以及任务完成现状更新任务信息素；步骤B：集群仓储机器人执行取货任务；步骤C：货架系统执行装载任务；步骤D：集群仓储机器人执行送货任务。本发明能够实现仓储系统具备高效分拣多并发的分拣任务的能力同时，系统具备强扩展性、高冗余的特性，从而使企业具备大规模的智能仓储管理和分拣能力，提高企业运营效率。

技术领域

本发明提出了一种基于信息素导航的集群仓储机器人系统控制方法，它涉及物流仓储技术及机器人集群控制领域。

背景技术

近年来，我国居民生活水平不断提升，借助科技进步和信息化系统的大范围应用，网络购物成为一种不可或缺的购物方式。仓储物流是电商发展中的重要一环，随着电商业务发展的不断推进，仓储方式由最早的家庭作坊式仓储，到自建厂房仓储，再到现在专业仓储公司的人工分拣仓储的转变。然而，随着电商对物流仓储的时效、数量等指标的标准要求越来越高，传统的人工分拣仓储模式开始制约着电子商务的发展，如何进行拣选技术的创新以及如何进行拣选效率的提升逐渐成为理论界及工程界的关注重点，发展智能仓储系统成为解决现有问题的途径之一。

现有的仓储机器人系统大多采用的控制手段为集中式控制方法，即采用上位机通过蓝牙等无线通讯协议的通讯手段与仓储机器人进行通讯，为每个仓储机器人单独指派需要执行的分拣作业，这种方式容易产生如下问题：

1.系统鲁棒性差：由于系统采用集中式控制，通过通讯模块与所有机器人进行控制，系统只要发生通讯问题(如信号衰减等)、系统故障(如软件故障等)等问题时，整个系统即将崩溃；

2.扩展性差：当扩大仓储规模时，需要增加仓储机器人的数量以及仓储的占地面积，这时控制系统的通讯将制约仓储机器人数量的增加，同时仓储机器人数量的增加导致上位机的路径规划的复杂度将成倍增加。

现有的仓储系统中机器人的导航系统主要采用两种方式：标记物导航与激光雷达导航。其中标记导航有电磁路线导航、光学路线导航以及二维码导航。电磁路线导航通过在地面布置电磁线圈，从而对机器人指引方向，但容易受到仓库内复杂的电磁环境的干扰使得机器人偏航；光学路线导航与电磁路线导航相似，通过布置光学引导线引导机器人运动；二维码导航通过在仓库内布置导航坐标二维码，机器人扫描二维码即可确定当前坐标，这种方法由于二维码在编码的过程中进行冗余设计，从而在二维码部分被遮挡的条件下依然可以读取正确的信息，不易受到干扰。激光导航是一种新兴的导航模式，通过对激光雷达动态扫描得到的数据进行建模，可以获得机器人的周围障碍信息，与机器人存储的全局地图进行耦合，即可实现机器人的避障与导航功能，但是由于其设备价格高昂，采用这种导航模式的机器人成本高于标记导航模式的机器人。

本发明针对于以上的问题及趋势提出了一种有效的解决方案。本方案主要将集群仓储机器人应用于仓库中，针对集群仓储机器人的特性对系统控制策略进行优化，使其可以更好地应用在智能仓储系统。文中涉及到集群仓储机器人系统各部分的控制流程，通过对智能仓储通过宏观设计层面进行功能性解耦，使得整个系统拥有更强的控制能力，同时又具备功能完整性及强拓展性，使得此方法可以在大中小型的智能仓储中都能够有效的应用。系统进行了良好的解耦过程，在面对大型系统不会由于系统的复杂度增加而成指数性的增加系统硬件的运算需求，从而导致系统的崩溃。通过解耦将系统的大量运算转化到每一个机器人中分别进行，充分的展现了集群系统的优势。

综上所述，本发明提出的一种基于信息素导航的集群仓储机器人系统控制方法可以有效的解决现有的仓储机器人控制方面的问题。

发明内容

(一)发明的目的