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Space-Time Graphs of Convex Sets for Multi-Robot Motion Planning

Created by
  • Haebom

作者

Jingtao Tang, Zining Mao, Lufan Yang, Hang Ma

概要

本稿では、複数のロボット動作計画(MRMP)の問題、つまり共有連続環境で複数のロボットの衝突のない軌跡を計算する問題について説明します。既存のフレームワークはMRMPを単一のロボットサブ問題に効果的に分解しますが、動的障害物を考慮した時空間動作計画は特に混雑したり狭い通路環境で困難になります。本論文では、ランダムサンプリングに依存するのではなく、凸集合で衝突のない時空間領域を体系的に覆う新しい計画者である凸集合の時空間グラフ(ST-GCS)を提案する。凸集合のグラフ(GCS)を時間次元に拡張することによって、ST-GCSは、速度制限と柔軟な到着時間を自然に受け入れる統合された凸最適化で時間最適軌跡を定式化します。また、時空間障害物で軌跡を「予約」して、後続計画のための凸集合の衝突のない時空間グラフを維持する正確な凸分解(ECD)を提案します。 2つの優先順位計画フレームワークに統合されたST-GCSは、最先端のサンプリングベースの計画者よりもはるかに高い成功率とより良い年の質を達成し、しばしばはるかに速い実行時間を示しています。これは、困難な環境におけるMRMPに対するST-GCSの利点を強調する。

Takeaways、Limitations

Takeaways:
多数のロボット動作計画の問題では、凸集合を使用した時空間グラフベースの計画法(ST-GCS)は、従来のサンプリングベースの方法よりも高い成功率とより良い年の質を提供し、実行時間もはるかに高速です。
正確な凸分解(ECD)技術により、その後の計画のための衝突のない時空間を効率的に維持できます。
速度制限と柔軟な到着時間を考慮した時間最適軌跡生成が可能です。
混雑したり狭い通路環境などの困難な環境でも効果的に動作します。
Limitations:
提案された方法の計算の複雑さの詳細な分析が不足しています。実際の環境でのスケーラビリティに関するさらなる研究が必要です。
凸集合への分解は必ずしも効率的ではない可能性があり、複雑な環境での分解プロセスの効率を向上させる必要がある。
さまざまなロボットの種類や制約の一般化の可能性をさらに検証する必要があります。
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