一种配送系统及其方法

本发明涉及配送器械，尤其涉及一种配送系统及其方法。

背景技术：

1、送药系统是指在病房的转运医用系统，适用于各大医院的病房与急诊室、方舱医院、隔离点等。目前甲类和乙类传染病具有爆发性与感染性，使送药工作具有一定的感染风险性，对送药系统提出了高效率与无接触的要求。

2、当前市面上常见的送药系统，一方面存在着自动化性差，人为干预多，效率低下的问题；另一方面存在着一定的感染风险，不适宜疫情期间等高感染风险场合使用。此外，现有技术中的各配送体系不能在医用复杂运输环境下进行准确且高效的运输，尤其是在甲类传染病或乙类传染病爆发时，缺失足够的工作人员对药物运输路径进行实时清障，容易发生碰撞导致药物或他人受伤，也能以从医院复杂环境中择出最优行驶路径。因此，如何在保证医用无接触条件的同时，实现配送的高效率是现有技术急需解决的问题。

3、中国专利cn114397898b公开了一种物联智能送药小车和控制方法，包括：车体、语音模块、主控模块、障碍物检测模块和自动接水模块，语音模块用于采集声音信号并得到声源位置信息和语音信息，主控模块根据声源位置信息和语音信息输出第一控制信号和第二控制信号，第一控制信号用于控制自动接水模块实现自动接水，第二控制信号用于控制小车运动至声源位置。该专利应用于家用环境和医院环境，运用语音控制的方式控制小车运动和自动接水，运用物联技术使患者能够及时服药，极大地方便了行动困难者的取药和用药；并且，使用者服用药物前扬声器会播放提醒语音以提醒使用者药物的名称和正确用量，避免了使用者误食错误的药物、服药过量或过少。该专利的缺陷在于缺失对运输药物的消毒，并且该专利缺失对小车行径路线的规划，属于巡航小车，而非针对特定的若干个配送节点进行一对一配送，不适用于高危害传染病的无接触配送。

4、中国专利cn110235077b公开了一种药品配送方法及配送车，该药品配送方法包括：接收服务器发送的配送指令，所述配送指令包括配送区域，所述配送区域包括目标房间，所述目标房间至少为一个；确定与所述目标房间对应的待配送药品；将所述待配送药品配送至所述目标房间。该药品配送方法用于实现自动配送药品，从而节省医院的人力资源，减轻医护人员的工作负担。但是该专利的缺陷在于缺失针对若干个目标房间的行驶路径的最优选规划，缺失在面对医院的实时变化的外界环境进行行驶路径的重规划。若面前配送的目标房间过多的情况，难以进行最优行驶路径的规划和选择，而浪费了时间成本，甚至延缓了患者的治疗过程。

5、此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

技术实现思路

1、针对现有技术之不足，本发明提供了一种配送系统，包括驱动主体，用于执行配送任务；还包括主控模块，所述主控模块被配置为：以各配送节点的若干个总行驶路径中的最短总行驶路径为目标函数、以所述驱动主体选择至少一条行驶路径为决策变量以及以所述驱动主体能够完成配送任务为约束条件去计算路径规划数据；基于所述路径规划数据规划最优化行驶路径。

2、根据一种优选的实施方式，所述约束条件包括：第一约束条件，用于约束决策变量矩阵为逻辑变量矩阵；第二约束条件，用于约束所述驱动主体对所述配送节点的进入和离开的对应，同时还用于约束所选行驶路径至少经过一次配送节点；第三约束条件，用于约束所述驱动主体从配送终点出发，并且返回所述配送终点；所述主控模块还被配置为：基于所述第一约束条件建立决策变量矩阵，通过模拟所述决策变量矩阵的值生成若干个行驶路径；将模拟出的所述决策变量矩阵中的至少一条路径基于所述第二约束条件来判断所述驱动主体对配送节点的进入与离去情况；将模拟出的所述决策变量矩阵中的配送终点基于所述第三约束条件来判断驱动主体对所述配送终点的进入与离去情况。通过约束条件使得行驶路径的最优化规划存在实际应用的限制，防止为了缩短配送总距离而出现驱动主体无法完成该配送任务的情况，使得设计出的行驶路径符合客观事实，能够用于驱动主体的配送任务。

3、根据一种优选的实施方式，在所述第二约束条件的所述驱动主体进入与离去的量化值相等并且大于等于一的情况下，所述主控模块判断所述驱动主体至少一次从配送节点进入并且离开其中，所述第二约束条件表示为：

4、

5、其中，xik代表所述驱动主体进入i床，xki代表所述驱动主体离开i床；

6、；在所述第三约束条件的所述驱动主体进入与离去的量化值相等并等于一的情况下，所述主控模块判断所述驱动主体从配送终点出发并且返回所述配送终点；其中，所述第三约束条件表示为：

7、

8、其中，x0k代表所述驱动主体从配送终点出发，xki代表所述驱动主体返回配送终点。通过对约束条件数值化比较实现驱动主体进入和离开配送节点和/或配送终点的判断，便于对若干个配送节点总行驶路径的总距离判断和规划，防止多次进入同一配送节点。

9、根据一种优选的实施方式，所述主控模块按照如下方式计算路径规划数据，并且择出最优化行驶路径：在模拟出的决策变量矩阵满足所述第一约束条件、第二约束条件和第三约束条件的情况下，所述主控模块基于所述目标函数计算总行驶路径的总距离；计算得到的若干个总行驶路径的总距离作为所述路径规划数据；所述主控模块以遍历所述路径规划数据中的符合约束条件的若干个总行驶路径的方式，择出若干个总行驶路径中的最短距离的总行驶路径以作为所述最优行驶路径，并且将择出的总行驶路径的总距离与决策变量矩阵保存。

10、根据一种优选的实施方式，所述目标函数表示在满足约束条件的若干个行驶路径中筛选出总距离最小的行驶路径，

11、其中，所述目标函数表示为：

12、

13、其中，i代表第i号配送节点；j代表第j号配送节点；aij代表从i配送节点到j配送节点的最短距离；xij代表决策变量矩阵；minz代表距离最小的行驶路径。

14、根据一种优选的实施方式，系统还包括行驶控制模块。所述主控模块基于所述驱动主体的轨迹行驶数据、障碍物数据和基于配送节点规划的路径规划数据修正当前驱动主体的行驶状态并发出行驶指令。响应于所述主控模块发送的所述行驶指令，所述行驶控制模块产生用于控制所述驱动主体进行行驶的控制信号。本发明主控模块搭载最优化路径求解算法，使驱动主体可以推算出配送效率最高的执行路径，进一步减缓工作人员的工作压力；搭载卷积神经网络算法，处理图像信息来判定驱动主体到达位置，增加了识别效率与识别准确率，简化了配送过程中配送人员和接收人员的操作流程，使配送更加方便。

15、根据一种优选的实施方式，所述系统还包括：循迹模块，用于检测所述驱动主体的轨迹行驶数据。避障模块，用于采集测距信息，并用于确定所述障碍物数据。所述循迹模块和避障模块对所述驱动主体的轨迹行驶数据以及轨迹上的障碍物数据进行采集并将所述循迹模块采集的轨迹行驶数据和所述避障模块采集的障碍物数据发送至所述主控模块以参与修正驱动主体的行驶状态。本发明设置的循迹模块和避障模块能够控制驱动主体沿指定道路行驶，防止驱动主体偏离，并且能够预防驱动主体发生碰撞对配送物与他人造成伤害。

16、根据一种优选的实施方式，所述驱动主体设置有驱动模块，所述驱动模块基于所述行驶控制模块的控制信号调整所述驱动主体的速度和方向以使得所述系统执行配送任务。

17、根据一种优选的实施方式，所述循迹模块包括光学传感器单元，所述主控模块基于所述光学传感器单元获取的轨迹行驶数据判断驱动主体当前行驶情况；所述避障模块包括超声波单元和红外测距单元，所述避障模块能够获取障碍物轮廓，所述主控模块基于所述超声波单元和红外测距单元同时采集计算障碍物数据。通过循迹模块和避障模块使得驱动主体的配送工作灵活，防护完备，能够在以最高效率将药物送达的同时，减轻送药过程中交叉感染的风险。

18、根据一种优选的实施方式，所述系统还包括用于获取驱动主体所处环境图像信息的图像采集模块。响应于所述主控模块基于路径规划数据对最优化行驶路径的规划，在所述驱动主体按照规划的路径行驶的过程中，所述图像采集模块从至少两个采集角度采集图像信息并以交错传递的方式发送至所述主控模块。所述主控模块对从至少两个所述采集角度采集的所述图像信息进行交错处理以确认配送终点。通过对多采集角度采集驱动主体的图像信息，能够由此准确判断出当前的外界情况，及时针对外界情况进行最优行驶路径的规划、重选，并且能够用于判断驱动主体的当前位置，对后续配送过程路径规划数据进行更新，使得之后的其余驱动主体能够在此基础上进行路径规划，节省配送时间，提供配送效率。

19、根据一种优选的实施方式，所述主控模块还被配置为：基于神经网络算法对由所述图像采集模块获取的图像信息中的标志特征进行提取，基于所述标志特征判断所述驱动主体所处位置。主控模块利用其搭载的cnn神经网络判断图像采集模块的图像信息中是否包含标志特征，以判断驱动主体的当前位置，防止发生配送地点错误的情况。

20、根据一种优选的实施方式，所述系统还包括：配送控制模块，基于所述主控模块的控制指令通过操作自动消毒单元和闭锁单元来实现驱动主体指定的消毒需求和配送物存放箱的锁定。所述自动消毒单元基于所述配送控制模块的消毒指令从紫外线消毒和消毒液消毒中选择至少一种以对所述配送物存放箱内的药物进行消毒；所述闭锁单元基于所述配送控制模块的配送物存放箱开合指令，通过控制伺服电机的旋转来实现所述配送物存放箱的锁合与开锁。本发明自动消毒系统，用于在驱动主体出发前、结束任务后和配送物送达时喷洒消毒液消毒，在驱动主体送达配送物前、送完配送物后开启对应箱内紫外线灯进行消毒，高频率多途径消毒，降低了医护人员与患者交叉感染的可能性，适用于疫情送药的特殊场景。

21、根据一种优选的实施方式，所述系统还包括人机交互模块，其中所述人机交互模块包括控制所述驱动主体进行配送的医护端人机交互单元和用于接收并反馈配送信息的病床端人机交互单元。所述主控模块基于所述医护端人机交互单元和病床端人机交互单元的控制和反馈确定若干个所述配送节点，并且更新所述路径规划数据。本发明人机交互系统，通过人机交互屏和通信模块与驱动主体进行通信，使人机交互操作更简洁方便，使用难度小，使用效率高。

22、本发明还涉及一种配送方法，所述方法包括：以各配送节点的若干个总行驶路径中的最短总行驶路径为目标函数、以驱动主体选择至少一条行驶路径为决策变量以及以所述驱动主体能够完成配送任务为约束条件去计算路径规划数据；基于所述路径规划数据规划最优化行驶路径。