基于层次优化的车辆涂装机器人路径规划
机器人学
2026-01-05 v1 神经与进化计算
摘要
在汽车生产工厂中，车辆涂装过程会使用多个机器人臂同时为沿传送带运动的车身涂刷。为这些机器人臂设计涂刷路径——即分配车身区域给机器人臂并确定每个机器人臂的涂刷序列——仍是工程师耗时的手动任务，表明需要自动化和设计时间缩短的需求。涂装工艺的独特约束阻碍了诸如焊接等常规机器人路径规划技术的直接应用。因此，本文将涂刷路径设计 formulated 为层次优化问题，其中上层子问题类似于车辆路由问题（VRP），下层子问题涉及详细的路径规划。这种方法允许在每个层次使用不同的优化算法，并通过设计变量表示、约束、修复算子以及上、下层的初始化过程，灵活处理涂装工艺的特定约束。对三款商业车型的实验表明，所提出的方法能够自动设计出满足车辆涂装所有约束且质量相当于工程师手动创建的涂刷路径。
引用
@article{arxiv.2601.00271,
title = {Vehicle Painting Robot Path Planning Using Hierarchical Optimization},
author = {Yuya Nagai and Hiromitsu Nakamura and Narito Shinmachi and Yuta Higashizono and Satoshi Ono},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.00271},
year = {2026}
}