移動コンベア上の高速・最適ロボットピックアンドプレース
Toward Fast and Optimal Robotic Pick-and-Place on a Moving Conveyor
移動コンベア上のピックアンドプレース作業において、貪欲法では時間最適性が保証されないことを解析的に示し、動的計画法とヒューリスティクスで最適な物体把持順序を計算する高速アルゴリズムを開発した。
著者: Shuai D. Han, Si Wei Feng, Jingjin Yu
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Robotic pick-and-place (PnP) operations on moving conveyors find a wide range of industrial applications. In practice, simple greedy heuristics (e.g., prioritization based on the time to process a single object) are applied that achieve reasonable efficiency. We show analytically that, under a simplified telescoping robot model, these greedy approaches do not ensure time optimality of PnP operations. To address the shortcomings of classical solutions, we develop algorithms that compute optimal object picking sequences for a predetermined finite horizon. Employing dynamic programming techniques and additional heuristics, our methods scale to up to tens to hundreds of objects. In particular, the fast algorithms we develop come with running time guarantees, making them suitable for real-time PnP applications demanding high throughput. Extensive evaluation of our algorithmic solution over dominant industrial PnP robots used in real-world applications, i.e., Delta robots and Selective Compliance Assembly Robot Arm (SCARA) robots, shows that a typical efficiency gain of around 10-40% over greedy approaches can be realized.
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