【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机场物流，具体涉及一种民航机场行李的在线装载方法。
技术介绍
1、面对机场日益增长的旅客吞吐量，实现行李的自动化装卸势在必行，而民航机场的飞机离港时，托运行李如何码垛一直是一个难点问题。目前，通过自动化技术，对传统出港行李人工搬运业务逐步进行智能化改造，有效减缓了一线岗位的作业压力，而且国内多个机场已经开始积极探索智能行李分拣搬运技术。然而传统研究多限于已知数量、已知尺寸信息的纸箱码垛，而且机场中旅客的行李具有很强的随机性，仅有完成托运，进入托盘分拣机中的行李信息才是已知的，因此高效地利用这段已知信息对行李的堆垛进行优化，以实现托运行李高密度、高效率的堆垛以便行李后续运输是亟待解决的重要问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种民航机场行李的在线装载方法，能够依据提供的行李信息，使机器人自动规划出从抓取点到目标点的位置、姿态轨迹规划，完成出港行李的无序码垛和拖车装载空间最大化利用，减少一线人员的工作量，提高整个码垛系统流水线的效率。
2、为了达到上述目的，提供了一种民航机场行李的在线装载方法，包括以下步骤：
3、s1、行李以指定顺序倾翻并滑入滑槽前，对行李进行图像分析识别，区分开行李中的软包和硬包，并得到硬包行李的参数信息，所述参数信息包括尺寸信息、数量信息和顺序信息；
4、s2、加载基于装载空间最大化利用的装载优化模型；根据拖车上已堆垛硬包行李的垛型信息、硬包行李的参数信息和堆垛约束条件，使装载优化模型对已图像分析识别
5、s3、通过麻雀搜索算法并结合rov策略与黄金正弦策略优化码垛排序方案；
6、s4、使机械臂抓取滑入滑槽底部的硬包行李，并根据码垛排序方案完成码垛；其中，滑入滑槽底部的软包行李由机械臂抓取并放置于预留的缓存区；
7、s5、完成码垛排序方案中全部对应硬包行李的码垛后，重复执行步骤s2-s4，直至硬包行李填满拖车装载空间，最后将缓存区的软包行李放置于最上方。
8、进一步，所述步骤s2中选取码垛行李数量的步骤如下：
9、s201、通过装载优化模型对已图像分析识别过的硬包行李进行码垛的关键点分析计算时，分析拖车上剩余装载空间可放置硬包行李的关键点，设关键点数量为m，并获取关键点的坐标；设步骤s1中已进行图像分析识别且未完成码垛的硬包行李的数量信息为n；
10、s202、判断m与n的大小关系，若m大于n，则仅采用前n件硬包行李信息进行本次的码垛规划，根据n个关键点的坐标得到码垛排序方案；如小于n，则仅采用前m件硬包行李信息进行本次的码垛规划，根据m个关键点的坐标得到码垛排序方案。
11、进一步，所述步骤s2中装载优化模型进行关键点分析计算的具体流程包括以下步骤：
12、s2011、根据垛型信息建立已堆垛硬包行李对应于垛型的二维坐标系，寻找二维坐标系中由水平到竖直变化的点，得到二维关键点；再寻找包含关键点的硬包行李，并生成包络线；所述垛型信息为已堆垛硬包行李的位置信息和拖车内装载空间的最大容积；所述尺寸信息为行李的长宽高，所述最大容积为拖车内装载空间的最大允许长度、宽度、深度；
13、s2012、再构建三维坐标系，寻找包络线上由垂直到水平变化的角点，直至对三维坐标系中的所有角点遍历完毕，获取所有的角点作为关键点，且记录关键点的坐标；
14、其中，初始可放置点为空间坐标系中的(0，0，0)点处；所述关键点的坐标作为硬包行李放置后的左视面、后视面、下视面相交的顶点坐标；
15、s2013、每完成一次数量为m或n的硬包行李的堆垛码放，则重新获取拖车的垛型信息，并根据上述步骤生成新的关键点，以及获取新的关键点的坐标，再输出为垛型中可放置的关键点数量和坐标。
16、进一步，所述步骤s3中优化码垛排序方案的具体流程如下：
17、s301、通过麻雀搜索算法优化码垛排序方案；
18、s302、通过rov策略对麻雀种群进行离散化转换，转换成离散的码垛排序方案；
19、s303、根据适应度函数计算麻雀种群个体的适应度；获得最佳位置及其适应度、最差位置及其适应度；
20、s304、根据黄金正弦策略更新麻雀搜索算法中发现者位置信息；
21、s305、更新麻雀搜索算法中加入者位置信息和警戒者位置信息；
22、s306、判断是否满足麻雀搜索算法的迭代中止条件，如满足，则结束算法，输出最佳码垛排序方案；如不满足，则计算新的适应度函数，重新执行步骤s302，并迭代运行。
23、进一步，所述堆垛约束条件包括：
24、尺寸约束：表示每件行李的尺寸必须完全小于拖车箱体；
25、
26、容积约束：表示行李码放完成后，垛型的尺寸必须小于拖车码放空间；
27、
28、正交约束：表示行李只允许与拖车水平或正交放置；
29、
30、嵌入约束：表示行李与行李之间不能相互嵌入；
31、
32、姿态约束：行李装载姿态仅允许倒放，不允许竖直放置；
33、u≠v
34、其中，
35、顺序约束：行李码放顺序与分拣机输送顺序一致；
36、
37、其中，li，wi，hi分别为待装载第i件行李的长、宽、高；l，w，h分别为拖车内部的长宽高；xli，yli，zli分别为第i件已完成装载行李的左视面、后视面、下视面相交的顶点坐标，xri，yri，zri分别为第i个已完成装载行李的右视面、前视面、上视面相交的顶点坐标；si为托盘分拣机上的行李顺序，pi为实际行李的码放顺序，n为待码放行李数量。
38、进一步，所述适应度函数定义为待放置行李与左侧、后侧、下侧行李的高度与底面积的差值最小，所述适应度函数计算公式如下：
39、
40、其中，li、bi分别为待码放行李与放置点左侧、后侧行李的高度差，sj、si分别为支撑面积和待放置行李的底面积。
41、进一步，所述步骤s304中通过黄金正弦策略来改进麻雀搜索算法中发现者位置信息的更新公式如下：
42、
43、x1＝-π+(1-τ)×2π、x2＝-π+τ×2π
44、
45、其中，r1∈[0,2π]，r2∈[0,π]，其分别决定了下次个体的移动距离与移动方向；
46、r2∈[0,1]表示预警值，st∈[0.5,1]表示警戒值；
47、为当前最优位置，q是服从正态分布的随机数；l表示一个1×d的全1矩阵，d为解空间的维度，x1、x2是根据黄金分割系数τ本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种民航机场行李的在线装载方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种民航机场行李的在线装载方法，其特征在于：所述步骤S2中选取码垛行李数量的步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种民航机场行李的在线装载方法，其特征在于：所述步骤S2中装载优化模型进行关键点分析计算的具体流程包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种民航机场行李的在线装载方法，其特征在于：所述步骤S3中优化码垛排序方案的具体流程如下：
5.根据权利要求4所述的一种民航机场行李的在线装载方法，其特征在于：所述步骤S302中ROV策略对麻雀种群进行离散化转换的步骤如下：
6.根据权利要求5所述的一种民航机场行李的在线装载方法，其特征在于：所述堆垛约束条件包括：
7.根据权利要求6所述的一种民航机场行李的在线装载方法，其特征在于：所述适应度函数定义为待放置行李与左侧、后侧、下侧行李的高度与底面积的差值最小，所述适应度函数计算公式如下：
8.根据权利要求7所述的一种民航机场行李的在线装载方法，其特征在于：所述步骤S
...【技术特征摘要】
1.一种民航机场行李的在线装载方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种民航机场行李的在线装载方法，其特征在于：所述步骤s2中选取码垛行李数量的步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种民航机场行李的在线装载方法，其特征在于：所述步骤s2中装载优化模型进行关键点分析计算的具体流程包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种民航机场行李的在线装载方法，其特征在于：所述步骤s3中优化码垛排序方案的具体流程如下：
5.根据权利要求4所述的一种民航机场行李的在线装载方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈翼，向勇，邢志超，廖诗来，马俊勇，杨斌，钟利华，江伟，黎祎，王建，吝特高，唐彬，
申请(专利权)人：民航成都物流技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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