一种面向多规格纸箱的码放路径自适应规划方法及系统与流程

本发明涉及工业视觉，具体涉及一种面向多规格纸箱的码放路径自适应规划方法及系统。

背景技术：

1、在物流仓储及自动化码垛作业中，纸箱的码放效率和垛型稳定性直接影响仓储空间利用率与运输安全性。同一码垛作业中往往需要处理多种不同规格尺寸的纸箱，然而不同规格纸箱因其尺寸、纸板厚度、纸板克重等属性参数的差异，其顶面不同区域的承载能力存在显著区别。

2、现有方法在评价码垛方案时只侧重于提高码放空间利用率，导致上层纸箱的接缝与下层纸箱的承载薄弱区域重叠，纸箱受压变形甚至塌垛的风险增加。

技术实现思路

1、本发明提供了一种面向多规格纸箱的码放路径自适应规划方法及系统，解决了现有技术中由于纸箱空箱质量轻且中空，码放后垛型极易滑移或坍塌，存在堆叠稳定性不足、下层纸箱承载压力分布不均的技术问题。

2、第一方面，本发明提供了一种面向多规格纸箱的码放路径自适应规划方法，所述方法包括：

3、获取各待码放纸箱的属性参数，以及分析确定各待码放纸箱的顶面承载拓扑图，并依据所述顶面承载拓扑图生成顶面承载权重分布；

4、以整体空间利用率大于预设空间利用率阈值为约束，基于待码放区域的场地信息进行纸箱随机码放，生成第一模拟纸箱码放垛型；

5、基于所述顶面承载权重分布，计算所述第一模拟纸箱码放垛型的相邻层纸箱的排布缝锁率和排布角锁率，并加权计算得到第一整体排布锁合度；

6、基于所述第一整体排布锁合度继续进行模拟纸箱码放垛型的迭代寻优，直至符合预设收敛条件，将寻优过程中最大整体排布锁合度对应的模拟纸箱码放垛型作为最优码放路径规划方案。

7、第二方面，本发明提供了一种面向多规格纸箱的码放路径自适应规划系统，所述系统包括：

8、顶面承载权重分布生成模块，用于获取各待码放纸箱的属性参数，以及分析确定各待码放纸箱的顶面承载拓扑图，并依据所述顶面承载拓扑图生成顶面承载权重分布；

9、第一模拟纸箱码放垛型生成模块，用于以整体空间利用率大于预设空间利用率阈值为约束，基于待码放区域的场地信息进行纸箱随机码放，生成第一模拟纸箱码放垛型；

10、第一整体排布锁合度获取模块，用于基于所述顶面承载权重分布，计算所述第一模拟纸箱码放垛型的相邻层纸箱的排布缝锁率和排布角锁率，并加权计算得到第一整体排布锁合度；

11、最优码放路径规划方案生成模块，用于基于所述第一整体排布锁合度继续进行模拟纸箱码放垛型的迭代寻优，直至符合预设收敛条件，将寻优过程中最大整体排布锁合度对应的模拟纸箱码放垛型作为最优码放路径规划方案。

12、本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

13、本发明提供了一种面向多规格纸箱的码放路径自适应规划方法及系统，本发明首先，通过获取各待码放纸箱的长度尺寸、宽度尺寸、高度尺寸及纸板厚度参数和纸板克重参数，确定顶面外轮廓边界并偏移形成内缩边界线段，将闭合环状区域标记为顶面承压有效区、中心矩形区域标记为顶面承压脆弱区，依据纸板克重参数确定承载等级系数。其次，依据顶面承载拓扑图为顶面承压有效区赋予第一承载权重值、为顶面承压脆弱区赋予第二承载权重值，合并形成承载权重分布图。再次，以整体空间利用率大于预设空间利用率阈值为约束进行随机码放生成第一模拟纸箱码放垛型，通过最大外接矩形边界与最大码放高度确定实际占用空间体积，计算垛型纸箱总体积与其比值作为整体空间利用率。进一步地，基于顶面承载权重分布计算相邻层纸箱的排布缝锁率和排布角锁率，加权得到第一整体排布锁合度。最终，基于第一整体排布锁合度迭代寻优直至满足预设收敛条件，输出最大整体排布锁合度对应的模拟纸箱码放垛型作为最优码放路径规划方案。

1.一种面向多规格纸箱的码放路径自适应规划方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种面向多规格纸箱的码放路径自适应规划方法，其特征在于，获取各待码放纸箱的属性参数，以及分析确定各待码放纸箱的顶面承载拓扑图，包括：

3.根据权利要求2所述的一种面向多规格纸箱的码放路径自适应规划方法，其特征在于，依据所述顶面承载拓扑图生成顶面承载权重分布，包括：

4.根据权利要求1所述的一种面向多规格纸箱的码放路径自适应规划方法，其特征在于，所述整体空间利用率的计算方式包括：

5.根据权利要求1所述的一种面向多规格纸箱的码放路径自适应规划方法，其特征在于，基于所述顶面承载权重分布，计算所述第一模拟纸箱码放垛型的相邻层纸箱的排布缝锁率，包括：

6.根据权利要求1所述的一种面向多规格纸箱的码放路径自适应规划方法，其特征在于，基于所述顶面承载权重分布，计算所述第一模拟纸箱码放垛型的相邻层纸箱的排布角锁率，包括：

7.根据权利要求1所述的一种面向多规格纸箱的码放路径自适应规划方法，其特征在于，加权计算得到第一整体排布锁合度，包括：

8.根据权利要求7所述的一种面向多规格纸箱的码放路径自适应规划方法，其特征在于，所述层位影响因子的确定方式包括：

9.根据权利要求1所述的一种面向多规格纸箱的码放路径自适应规划方法，其特征在于，基于所述第一整体排布锁合度继续进行模拟纸箱码放垛型的迭代寻优，包括：

10.一种面向多规格纸箱的码放路径自适应规划系统，其特征在于，用于实施权利要求1至9任一项所述的一种面向多规格纸箱的码放路径自适应规划方法，所述系统包括：