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CAD-Informed Uncertainty-Aware Sequence and Motion Planning for Robotic Assembly

Kiyokawa, Takuya und Rodriguez Brena, Ismael Valentin und Nottensteiner, Korbinian und Lehner, Peter und Eiband, Thomas und Roa, Maximo A. und Harada, Kensuke (2024) CAD-Informed Uncertainty-Aware Sequence and Motion Planning for Robotic Assembly. In: 20th IEEE International Conference on Automation Science and Engineering, CASE 2024, Seiten 418-425. IEEE. 2024 IEEE 20th International Conference on Automation Science and Engineering (CASE), 2024-08-28 - 2024-09-01, Bari, Italien. doi: 10.1109/CASE59546.2024.10711666. ISBN 979-835035851-3. ISSN 2161-8070.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
2MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10711666

Kurzfassung

This study addresses a multi-objective optimization problem in the planning of an uncertainty-aware sequence and motion for mechanical products with intricate structures and numerous contact areas. To generate an optimized sequence and motion that satisfies multiple conditions under mandatory requirements, we use a multi-objective optimization algorithm inspired by Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm III, along with contact-rich robotic assembly-oriented constraints and objective functions. The proposed pipeline takes as input the CAD models of robot hardware, workspace, and assembled parts, conducts 3D geometrical and physical simulations of assembly motions, and then optimizes the assembly plan, including parts order, object placement pose, state transition, grasp, and trajectory for the real robot to execute. To obtain the uncertainty-aware sequence and motion, we incorporated a Contingent Contact-Exploring Rapidly-exploring Random Trees (ConCERRT)-based state transition planner and an objective function to evaluate the uncertainty in the multi-objective optimization algorithm. Our experiments on assembly planning for a chainsaw product demonstrated that the proposed method can generate constraint-satisfied assembly plans with a success rate of 99.2% while lowering the uncertainty in the simulations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/210279/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:CAD-Informed Uncertainty-Aware Sequence and Motion Planning for Robotic Assembly
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kiyokawa, TakuyaOsaka UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rodriguez Brena, Ismael ValentinIsmael.RodriguezBrena (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2310-9186NICHT SPEZIFIZIERT
Nottensteiner, Korbiniankorbinian.nottensteiner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6016-6235NICHT SPEZIFIZIERT
Lehner, PeterPeter.Lehner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3755-1186173275929
Eiband, ThomasThomas.Eiband (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1074-9504NICHT SPEZIFIZIERT
Roa, Maximo A.maximo.roa (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1708-4223NICHT SPEZIFIZIERT
Harada, KensukeOsaka UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:23 Oktober 2024
Erschienen in:20th IEEE International Conference on Automation Science and Engineering, CASE 2024
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/CASE59546.2024.10711666
Seitenbereich:Seiten 418-425
Verlag:IEEE
ISSN:2161-8070
ISBN:979-835035851-3
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Assembly Planning, Robotics
Veranstaltungstitel:2024 IEEE 20th International Conference on Automation Science and Engineering (CASE)
Veranstaltungsort:Bari, Italien
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:28 August 2024
Veranstaltungsende:1 September 2024
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Synergieprojekt Factory of the Future Extended, R - Synergieprojekt Factory of the Future [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Nottensteiner, Korbinian
Hinterlegt am:06 Dez 2024 22:18
Letzte Änderung:06 Dez 2024 22:18

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