物流系統(tǒng)包括了物流中的多個(gè)環(huán)節(jié)，分揀機(jī)器人主要涉及物流系統(tǒng)的分揀部分。讓分揀機(jī)器人高效進(jìn)行貨物分揀，需要為機(jī)器人規(guī)劃最優(yōu)路徑。

　　倉(cāng)儲(chǔ)物流機(jī)器人集群的智能調(diào)度和路徑規(guī)劃主要考慮停放位置(空閑或貨架占用)、入貨口、出貨□、縱向道路和橫向道路。每個(gè)被2條縱向道路和2條橫向道路圍起來(lái)的區(qū)域內(nèi)，有2排停放位置。的長(zhǎng)度寬度、貨架和道路的數(shù)量和密度、入貨口出貨口的數(shù)量和位置、訂單的數(shù)量和密度等參數(shù)，都可以根據(jù)具體需要靈活設(shè)定。

　　機(jī)器人的路徑范圍

　　1，傳統(tǒng)性立體倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境

　　整個(gè)系統(tǒng)的外部交互點(diǎn)來(lái)自于出入庫(kù)請(qǐng)求，智能分揀機(jī)器人代替的是以往分揀員和取貨車(chē)駕駛員的工作。收到任務(wù)數(shù)據(jù)后，在后臺(tái)貨物數(shù)據(jù)庫(kù)檢索貨物是否存在、其對(duì)應(yīng)位置。然后調(diào)用機(jī)器人去執(zhí)行相應(yīng)操作，并在操作結(jié)束后給相應(yīng)物流單以記錄和狀態(tài)反饋。

　　分揀操作的動(dòng)態(tài)規(guī)劃和環(huán)境信息相關(guān)，環(huán)境變量主要有：其他揀選機(jī)器人的當(dāng)前位置和預(yù)計(jì)的時(shí)空信息、暫存區(qū)的狀態(tài)和位置、倉(cāng)庫(kù)布局形狀等諸多因素。本文會(huì)提及這些因素對(duì)于揀選機(jī)器人可能造成的影響，并將控制這些因素的變化，在確認(rèn)有可行性的基礎(chǔ)下，主要研究揀選機(jī)器人在單寬度通道倉(cāng)儲(chǔ)模型下的統(tǒng)一路徑規(guī)劃問(wèn)題。

　　2，定位

　　仿真系統(tǒng)很容易利用坐標(biāo)系中點(diǎn)的位置的離散型變化模擬機(jī)器人移動(dòng)，畢竟所有機(jī)器人的移動(dòng)模式都基于對(duì)應(yīng)的動(dòng)作算法。而現(xiàn)實(shí)中給機(jī)器人定位則需要一定方法，常用的方法有zigbee信號(hào)定位、GPS定位、紅外識(shí)別、聲學(xué)識(shí)別等方式。

　　對(duì)于本文中仿真系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景，應(yīng)用zigbee或其他通信方式進(jìn)行多點(diǎn)通信定位，或結(jié)合一些其他方式進(jìn)行，例如RFID(射頻識(shí)別技術(shù))較為有利，在信號(hào)獲取的同時(shí)進(jìn)行信號(hào)除雜降低噪聲的干擾。GPS定位由于對(duì)于室內(nèi)環(huán)境的定位能力較弱、而紅外識(shí)別對(duì)透明物體無(wú)法識(shí)別等原因，并不適用，可以結(jié)合聲學(xué)識(shí)別等方式進(jìn)行定位和避障，也可以使用地面畫(huà)線(xiàn)和節(jié)點(diǎn)光學(xué)條碼等一系列方式進(jìn)行位置信息同步。

　　3，調(diào)度方式(Scheduling method)

　　當(dāng)機(jī)器人進(jìn)入倉(cāng)儲(chǔ)空間，勢(shì)必會(huì)遭遇沖突問(wèn)題，即兩機(jī)器人預(yù)計(jì)在同一時(shí)間到達(dá)同一位置，或新的貨物揀選需求出現(xiàn)。我們?cè)诖瞬捎梅悄涿慕y(tǒng)一調(diào)度方式來(lái)處理這類(lèi)問(wèn)題，將所有機(jī)器人的位置數(shù)據(jù)以及任務(wù)數(shù)據(jù)和環(huán)境的時(shí)間數(shù)據(jù)與路網(wǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)合，進(jìn)行多維度的綜合運(yùn)籌。

　　4，通信方式(way of communication)

　　鑒于物流揀選機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景，有線(xiàn)的通訊方式非常不利于大范圍移動(dòng)的機(jī)器人的活動(dòng)，我們需要使用無(wú)線(xiàn)通訊方式。而無(wú)線(xiàn)通訊常有的信號(hào)、糾錯(cuò)、握手等一系列問(wèn)題，均可以參照仿照PC上常用的TCP/IP協(xié)議得到解決，借此完成系統(tǒng)中上位機(jī)和下位機(jī)之間的通訊。即首先通過(guò)一系列數(shù)據(jù)互通確認(rèn)數(shù)據(jù)連接暢通，其次通過(guò)建立通訊和校驗(yàn)機(jī)制，確保數(shù)據(jù)的正確傳遞。

　　使用普通的通訊協(xié)議會(huì)產(chǎn)生大量輪詢(xún)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)中的通訊芯片的性能和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量會(huì)有很高要求，同時(shí)也不能很好的完成需求。因此對(duì)于數(shù)據(jù)包的發(fā)送，我們可以借鑒人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)制，即僅在與目標(biāo)終端建立連接的發(fā)報(bào)端發(fā)送數(shù)據(jù)包。同時(shí)建立簽名機(jī)制，為發(fā)報(bào)端和終端建立物理地址和虛擬地址的對(duì)應(yīng)池。通常可以使用IBM的MQTT協(xié)議，就能初步完成消息發(fā)布與訂閱式的信息傳遞。

　　5，包傳遞(package-swap)

　　即貨物在分揀機(jī)器人之間傳遞的問(wèn)題。分揀機(jī)器人可以交換貨物一定程度上可以解決分揀機(jī)器人同時(shí)空沖突的問(wèn)題。但由于包傳遞會(huì)增加流程中的不穩(wěn)定性、機(jī)器人的設(shè)計(jì)難度以及時(shí)間上也會(huì)有不小損耗，故本文不采用包傳遞模式進(jìn)行算法模型設(shè)計(jì)，但此方法也是一種解決方案，故列舉出來(lái)以供比較。

　　6，背包容量(Backpack capacity)

　　即一個(gè)機(jī)器人能夠裝下多少貨物的問(wèn)題。通常我們可以以件數(shù)、大小等多種方式控制，混合性倉(cāng)庫(kù)甚至?xí)枰喾N不同分揀機(jī)器人去適配不同類(lèi)型的貨物，在此我們將問(wèn)題簡(jiǎn)化為同一類(lèi)型的貨物和分揀機(jī)器人來(lái)討論，將背包容量設(shè)置為一常數(shù)b。

　　7，原子性(Atomicity)

　　即操作的顆粒度，通常顆粒度越細(xì)，上位機(jī)計(jì)算壓力越大，而優(yōu)化效果越好。在此我們采用單位時(shí)間概念，以一車(chē)寬為一單位長(zhǎng)度n，則車(chē)移動(dòng)n的時(shí)間為單位時(shí)間t。每一個(gè)單位時(shí)間我們都假設(shè)能完成通信指令的傳遞。暫時(shí)忽略停車(chē)和轉(zhuǎn)彎的實(shí)際用時(shí)。

　　8，倉(cāng)儲(chǔ)貨架位置(storage rack position)

　　不同的貨架擺放方式也會(huì)直接影響到揀選機(jī)器人的效率，本文使用下圖所示的擺放方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。該方法對(duì)于其他路網(wǎng)模型的兼容性較高，研究成果擴(kuò)展性較強(qiáng)，同時(shí)該模型可以最大化倉(cāng)儲(chǔ)空間，也是物流車(chē)輛和倉(cāng)儲(chǔ)快速對(duì)接的一種最大化空間利用模型。

　　智能分揀機(jī)器人的路徑如何規(guī)劃

　　分揀機(jī)器人定位：仿真系統(tǒng)很容易利用坐標(biāo)系中點(diǎn)的位置的離散型變化模擬機(jī)器人移動(dòng)，畢竟所有機(jī)器人的移動(dòng)模式都基于對(duì)應(yīng)的動(dòng)作算法。而現(xiàn)實(shí)中給機(jī)器人定位則需要一定方法，常用的方法有zigbee信號(hào)定位、GPS定位、紅外識(shí)別、聲學(xué)識(shí)別等方式。

　　調(diào)度方式：當(dāng)機(jī)器人進(jìn)入倉(cāng)儲(chǔ)空間，勢(shì)必會(huì)遭遇沖突問(wèn)題，即兩機(jī)器人預(yù)計(jì)在同一時(shí)間到達(dá)同一位置，或新的貨物揀選需求出現(xiàn)。我們?cè)诖瞬捎梅悄涿慕y(tǒng)一調(diào)度方式來(lái)處理這類(lèi)問(wèn)題，將所有機(jī)器人的位置數(shù)據(jù)以及任務(wù)數(shù)據(jù)和環(huán)境的時(shí)間數(shù)據(jù)與路網(wǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)合，進(jìn)行多維度的綜合運(yùn)籌。

　　通信方式：鑒于物流揀選機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景，有線(xiàn)的通訊方式非常不利于大范圍移動(dòng)的機(jī)器人的活動(dòng)，我們需要使用無(wú)線(xiàn)通訊方式。

　　包傳遞：即貨物在分揀機(jī)器人之間傳遞的問(wèn)題。分揀機(jī)器人可以交換貨物一定程度上可以解決分揀機(jī)器人同時(shí)空沖突的問(wèn)題。

　　背包容量：即一個(gè)機(jī)器人能夠裝下多少貨物的問(wèn)題。通常我們可以以件數(shù)、大小等多種方式控制，混合性倉(cāng)庫(kù)甚至?xí)枰喾N不同分揀機(jī)器人去適配不同類(lèi)型的貨物。

　　原子性：即操作的顆粒度，通常顆粒度越細(xì)，上位機(jī)計(jì)算壓力越大，而優(yōu)化效果越好。每一個(gè)單位時(shí)間我們都假設(shè)能完成通信指令的傳遞。暫時(shí)忽略停車(chē)和轉(zhuǎn)彎的實(shí)際用時(shí)。

　　倉(cāng)儲(chǔ)貨架位置：不同的貨架擺放方式也會(huì)直接影響到揀選機(jī)器人的效率，該方法對(duì)于其他路網(wǎng)模型的兼容性較高，研究成果擴(kuò)展性較強(qiáng)，同時(shí)該模型可以最大化倉(cāng)儲(chǔ)空間，也是物流車(chē)輛和倉(cāng)儲(chǔ)快速對(duì)接的一種最大化空間利用模型。

　　以上就是智能分揀機(jī)器人的路徑規(guī)劃全部過(guò)程，希望大家可以通過(guò)上文提示，根據(jù)自己的分揀任務(wù)合理規(guī)劃路徑，從而達(dá)到高效分揀的效果。如果您對(duì)上文的內(nèi)容還是不清楚的話(huà)，可以聯(lián)系供應(yīng)商獲取最佳的分揀機(jī)器人路徑規(guī)劃方案。

　　現(xiàn)如今，分揀機(jī)器人已經(jīng)開(kāi)始取代了部分快遞和倉(cāng)庫(kù)的從業(yè)人員。而在未來(lái)的物流系統(tǒng)中，我們或許可以看到只有分揀機(jī)器人工作的倉(cāng)庫(kù)環(huán)境。