受限空间中的惰性重排规划

物体重排对于许多应用都很重要，但仍然具有挑战性，尤其是在如货架等受限空间中，物体无法从上方抓取，且它们相互阻挡可达性。此类约束需要大量的运动规划和碰撞检测调用，计算成本高昂。此外，排列空间随物体数量呈指数增长。为解决这些问题，本工作引入了一个惰性评估框架，包含一个局部单调求解器和一个全局规划器。单调实例是指那些每个物体最多移动一次即可求解的实例。一个关键洞察是，物体起始和目标抓取点的可达性约束可以快速揭示物体间的依赖关系，而无需执行昂贵的运动规划查询。基于此，局部求解器惰性地构建一个满足这些可达性约束的搜索树，而不验证机械臂路径是否无碰撞。仅在找到有希望的解决方案时才进行碰撞检测。如果未找到单调解，非单调规划器将加载惰性搜索树，并探索将物体移动到中间位置的方法，从这些中间位置可以找到到达目标的单调解。结果表明，所提出的框架能够解决受限空间中多达16个物体的困难实例，而现有最先进方法无法解决。当替代方法能找到解时，它也比替代方法更快地解决问题。它还能获得高质量的解，即对于非单调实例，平均仅需1.8个额外动作。