Learning practically feasible policies for online 3D bin packing

强化学习 计算机科学 装箱问题 马尔可夫决策过程 包装问题 过程(计算) 数学优化 人工智能 可用的 箱子 钥匙(锁) 算法 机器学习 马尔可夫过程 数学 统计 操作系统 计算机安全 万维网
作者
Hang Zhao,Chenyang Zhu,Xin Xu,Hui Huang,Kai Xu
出处
期刊:Science China Information Sciences [Springer Nature]
卷期号:65 (1) 被引量:78
标识
DOI:10.1007/s11432-021-3348-6
摘要

We tackle the online 3D bin packing problem (3D-BPP), a challenging yet practically useful variant of the classical bin packing problem. In this problem, the items are delivered to the agent without informing the full sequence information. The agent must directly pack these items into the target bin stably without changing their arrival order, and no further adjustment is permitted. Online 3D-BPP can be naturally formulated as a Markov decision process (MDP). We adopt deep reinforcement learning, in particular, the on-policy actor-critic framework, to solve this MDP with constrained action space. To learn a practically feasible packing policy, we propose three critical designs. First, we propose an online analysis of packing stability based on a novel stacking tree. It attains a high analysis accuracy while reducing the computational complexity from O(N2) to O(N log N), making it especially suited for reinforcement learning training. Second, we propose a decoupled packing policy learning for different dimensions of placement which enables high-resolution spatial discretization and hence high packing precision. Third, we introduce a reward function that dictates the robot to place items in a far-to-near order and therefore simplifies the collision avoidance in movement planning of the robotic arm. Furthermore, we provide a comprehensive discussion on several key implemental issues. The extensive evaluation demonstrates that our learned policy outperforms the state-of-the-art methods significantly and is practically usable for real-world applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
思源应助缥缈傲南采纳,获得10
1秒前
雪白小丸子完成签到,获得积分10
2秒前
PLAGH221发布了新的文献求助10
2秒前
Jasper应助qiu采纳,获得10
5秒前
研友_VZG7GZ应助淡淡智宸采纳,获得10
7秒前
彼岸灯火阑珊关注了科研通微信公众号
7秒前
9秒前
9秒前
神经娃完成签到,获得积分10
10秒前
脑洞疼应助NoMigraine采纳,获得10
13秒前
Eason完成签到,获得积分20
13秒前
大力水手发布了新的文献求助10
14秒前
林林林林完成签到 ,获得积分10
16秒前
18秒前
寒冷傲柔完成签到,获得积分20
18秒前
allzzwell完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
orixero应助miaomiaomiao采纳,获得10
20秒前
科研通AI2S应助U9A采纳,获得10
21秒前
21秒前
123完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
23秒前
24秒前
24秒前
无花果应助十三采纳,获得10
24秒前
呆呆熊发布了新的文献求助10
24秒前
怕黑的静蕾应助满眼星辰采纳,获得10
24秒前
linkman发布了新的文献求助10
30秒前
30秒前
31秒前
wanci应助wjw采纳,获得10
32秒前
33秒前
33秒前
orixero应助怡春院李老鸨采纳,获得10
33秒前
Lucas应助liuyc采纳,获得10
35秒前
甜美冰旋发布了新的文献求助10
35秒前
沈DJ完成签到,获得积分10
36秒前
Xieyusen发布了新的文献求助10
36秒前
37秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 600
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3967419
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3512730
关于积分的说明 11164792
捐赠科研通 3247704
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1793978
邀请新用户注册赠送积分活动 874785
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804517