[發明專利]基于自動化旋轉和重組合策略的三維智能裝箱方法和系統

在審

• 申請號: 202210183584.5
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114537747A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 趙宏;陳文瑋;劉靜
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學廣州研究院
• 主分類號: B65B17/00
• 分類號: B65B17/00;G06N3/12
• 代理公司: 廣州大象飛揚知識產權代理有限公司 44745
• 代理人: 趙娜

1.一種基于自動化旋轉和重組合策略的三維智能裝箱方法，其特征在于，包括：

S1，設置箱子的基礎參數、旋轉方式以及遺傳算法的相關參數；

S2，根據箱子的基礎參數和預設的標準對同類型的箱子進行組合，得到需要擺放的新箱子總數量，記錄新箱子的信息并編號；

S3，根據序列編碼和旋轉方式生成初始種群，設置空閑空間列表并計算將所有新箱子裝進容器后的空間利用率，利用遺傳算法和啟發式裝箱策略求解將所有新箱子裝進容器且空間利用率最大的裝箱結果。

2.根據權利要求1所述的基于自動化旋轉和重組合策略的三維智能裝箱方法，其特征在于，步驟S1中，設置箱子的基礎參數包括設置箱子的長寬高；箱子的旋轉方式包括不旋轉、繞軸旋轉和繞雙軸旋轉；設置遺傳算法的相關參數包括設置遺傳算法的種群規模、交叉概率、變異概率。

3.根據權利要求2所述的基于自動化旋轉和重組合策略的三維智能裝箱方法，其特征在于，步驟S2中，根據箱子的基礎參數和預設的標準對同類型的箱子進行組合，包括：

選取箱子的長寬高中較小的二者作為組合的基準，預設的標準為將同類型的箱子組合成符合尺寸限制的方形。

4.根據權利要求1所述的基于自動化旋轉和重組合策略的三維智能裝箱方法，其特征在于，步驟S3中，初始種群中的個體包括所有新箱子按照不同標準排序得到的序列及新箱子所對應的旋轉方式。

5.根據權利要求1所述的基于自動化旋轉和重組合策略的三維智能裝箱方法，其特征在于，步驟S3中，設置空閑空間列表并計算將所有新箱子裝進空閑空間后的空間利用率，包括：

初始化空閑空間列表，獲取待放置箱子列表和已放置箱子列表；

若空閑空間列表中的空閑空間能夠容納待放置箱子，則將該箱子放置到空閑空間中，更新空閑空間列表，直至待放置箱子列表為空；

根據剩余空閑空間之和與容器的容積計算得到空間利用率。

6.根據權利要求5所述的基于自動化旋轉和重組合策略的三維智能裝箱方法，其特征在于，判斷空閑空間列表中的空閑空間能否容納待放置箱子，通過以下方式判斷：

判斷空閑空間的體積是否大于或等于待放置箱子的體積，判斷空閑空間的基礎參數是否大于或等于待放置箱子的基礎參數，若是，則能夠容納待放置箱子。

7.根據權利要求5所述的基于自動化旋轉和重組合策略的三維智能裝箱方法，其特征在于，更新空閑空間列表，包括：

從空閑空間列表中刪除該空閑空間，將放置待放置箱子產生的新的空閑空間加入到空閑空間列表中；

若產生的新的空閑空間無法容納待放置箱子，則對其進行整理合并；

按照Z軸、Y軸、X軸的順序從小到大對整理合并后的空閑空間列表進行排序。

8.根據權利要求7所述的基于自動化旋轉和重組合策略的三維智能裝箱方法，其特征在于，初始的空閑空間列表只有一個空閑空間，其體積等于容器的體積。

9.一種基于自動化旋轉和重組合策略的三維智能裝箱系統，其特征在于，包括：

參數設置單元，用于設置箱子的基礎參數、旋轉方式以及遺傳算法的相關參數；

旋轉和重組合單元，用于根據箱子的基礎參數和預設的標準對同類型的箱子進行組合，得到需要擺放的新箱子總數量，記錄新箱子的信息并編號；

智能裝箱單元，用于根據序列編碼和旋轉方式生成初始種群，設置空閑空間列表并計算將所有新箱子裝進容器后的空間利用率，利用遺傳算法和啟發式裝箱策略求解將所有新箱子裝進容器且空間利用率最大的裝箱結果。