吊篮墙安装机器人臂的多目标轨迹规划
机器人学
2025-07-24 v1
摘要
在劳动力短缺和成本上升的背景下，建筑机器人被视为改革传统建筑方法、提高建筑行业效率和质量的关键。为确保建筑机器人在复杂建筑环境中高效准确地完成任务，传统的单目标轨迹优化方法难以满足不断变化的建筑环境所需的复杂要求。因此，我们提出了用于吊篮墙安装机器人臂的多目标轨迹优化。首先，我们设计了一个用于吊篮墙安装的机器人臂，集成了串联、平行和折叠臂元素，同时考虑其物理属性和运动特征。此外，本文提出了一种 NSGA-III-FO 算法 (NSGA-III 采用聚焦算子，NSGA-III-FO)，该算法包含一种聚焦算子筛选机制，以加快算法向帕累托前沿收敛，从而有效平衡建筑机器人的多目标约束。该提出算法在 DTLZ3 和 WFG3 测试函数上对 NSGA-III、MOEA/D 和 MSOPS-II 进行十次连续实验，显示出显著更好的收敛效率。最后，我们在设计的机器人臂平台上进行了两组实验，确认了 NSGA-III-FO 算法在解决吊篮墙安装任务的多目标轨迹规划问题中的效率和实用性。
关键词
引用
@article{arxiv.2507.17140,
title = {Multi-Objective Trajectory Planning for a Robotic Arm in Curtain Wall Installation},
author = {Xiao Liu and Yunxiao Cheng and Weijun Wang and Tianlun Huang and Zhiyong Wang and Wei Feng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.17140},
year = {2025}
}