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Autonomous Parallelization of Resource-Aware Robotic Task Nodes

Brunner, Sebastian Georg und Dömel, Andreas und Lehner, Peter und Beetz, Michael und Stulp, Freek (2019) Autonomous Parallelization of Resource-Aware Robotic Task Nodes. IEEE Robotics and Automation Letters, 4 (3), Seiten 2599-2606. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/LRA.2019.2894463. ISSN 2377-3766.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/8620533

Kurzfassung

Robot task programming often leads to inefficient plans, as opportunities for parallelization and precomputation are usually not exploited by the programmer. This inefficiency is often especially obvious in mobile manipulation, where path planning and pose estimation algorithms are time-consuming operations. In this paper, we introduce the concept of Resource-Aware Task Nodes (RATNs), a powerful descriptive action model for robots. Next, we propose an algorithm that executes so-called Concurrent Dataflow Task Networks (CDTNs), robot plans consisting of RATNs. It optimizes programmed plans based on two sources of information: 1)~The control flow represented in the original task plan, whose constraints are relaxed to generate opportunities for parallelization and precomputation. 2)~Dependencies between actions pertaining to resources, data flows and world model changes, the latter being equivalent to preconditions and effects. CDTNs have been integrated in our open-source task programming framework RAFCON, and we show that it leads to 11-29\% improvement in terms of execution time in two simulated mobile manipulation scenarios.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/128828/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Autonomous Parallelization of Resource-Aware Robotic Task Nodes
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Brunner, Sebastian Georgsebastian.brunner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9359-3703NICHT SPEZIFIZIERT
Dömel, Andreasandreas.doemel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3694-5201NICHT SPEZIFIZIERT
Lehner, PeterPeter.Lehner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3755-1186NICHT SPEZIFIZIERT
Beetz, MichaelUniversität Bremenhttps://orcid.org/0000-0002-7888-7444NICHT SPEZIFIZIERT
Stulp, FreekFreek.Stulp (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9555-9517NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juli 2019
Erschienen in:IEEE Robotics and Automation Letters
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:4
DOI:10.1109/LRA.2019.2894463
Seitenbereich:Seiten 2599-2606
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:2377-3766
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Software, Middleware and Programming Environments; Autonomous Agents; Mobile Manipulation; Planning, Scheduling and Coordination; Agent-Based Systems
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Intelligente Mobilität (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Kognitive Robotik
Hinterlegt von: Brunner, Sebastian
Hinterlegt am:02 Sep 2019 09:27
Letzte Änderung:31 Okt 2023 14:05

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