Autonomous stocking in retail environments, particularly supermarkets, presents challenges due to dynamic human interactions, constrained spaces, and diverse product geometries. This paper introduces an efficient modular robotic system for autonomous shelf stocking, integrating commercially available hardware with a scalable algorithmic architecture. A major contribution of this work is the system integration of off-the-shelf hardware and ROS2-based perception, planning, and control into a single deployable platform for retail environments. Our solution leverages Behavior Trees (BTs) for task planning, fine-tuned vision models for object detection, and a two-step Model Predictive Control (MPC) framework for precise shelf navigation using ArUco markers. Laboratory experiments replicating realistic supermarket conditions demonstrate reliable performance, achieving over 98% success in pick-and-place operations across a total of more than 700 stocking events. However, our comparative benchmarks indicate that the performance and cost-effectiveness of current autonomous systems remain inferior to that of human workers, which we use to highlight key improvement areas and quantify the progress still required before widespread commercial deployment can realistically be achieved.


翻译:零售环境中的自主补货,特别是超市场景,因动态人际交互、空间受限以及商品几何形状多样而面临诸多挑战。本文提出一种高效的模块化机器人系统用于自主货架补货,该系统集成了商用现成硬件与可扩展的算法架构。本研究的主要贡献在于,将商用硬件与基于ROS2的感知、规划和控制模块系统集成到一个可直接部署于零售环境的平台中。我们利用行为树(BTs)进行任务规划,采用微调视觉模型进行目标检测,并设计了两步模型预测控制(MPC)框架,借助ArUco标记实现精确的货架导航。在模拟真实超市条件的实验室实验中,该方法展现了可靠性能:在总计超过700次补货事件中,拾放操作成功率超过98%。然而,对比基准测试表明,当前自主系统的性能和成本效益仍低于人类工人。基于此,我们指出关键改进方向,并量化了在实现大规模商业部署前仍需取得的进展。

0
下载
关闭预览

相关内容

面向复杂城市系统的物理引导人工智能综述
专知会员服务
24+阅读 · 2025年6月18日
生成式人工智能在机器人操作中的应用:综述
专知会员服务
29+阅读 · 2025年3月6日
人形机器人行业深度:具身智能,迈向广阔蓝海市场
专知会员服务
51+阅读 · 2023年7月2日
基于移动机器人的拣货系统研究进展
专知会员服务
15+阅读 · 2022年1月29日
概述自动机器学习(AutoML)
人工智能学家
19+阅读 · 2019年8月11日
机器人开发库软件大列表
专知
10+阅读 · 2018年3月18日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
50+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 5月13日
VIP会员
最新内容
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
0+阅读 · 23分钟前
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
0+阅读 · 33分钟前
军事欺骗:供作战战术指挥官使用的工具
专知会员服务
0+阅读 · 48分钟前
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
7+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
相关VIP内容
面向复杂城市系统的物理引导人工智能综述
专知会员服务
24+阅读 · 2025年6月18日
生成式人工智能在机器人操作中的应用:综述
专知会员服务
29+阅读 · 2025年3月6日
人形机器人行业深度:具身智能,迈向广阔蓝海市场
专知会员服务
51+阅读 · 2023年7月2日
基于移动机器人的拣货系统研究进展
专知会员服务
15+阅读 · 2022年1月29日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
50+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员