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Large-Scale Multirobot Coverage Path Planning on Grids With Path Deconfliction

Created by
  • Haebom

作者

Jingtao Tang, Zining Mao, Hang Ma

概要

本論文は,マルチロボット面積探索経路計画(MCPP)問題を4‐neighbor 2Dグリッドで解決する新しい方法を提示した。従来の方法は、クワドラント調整グリッドで最初にナビゲーションツリーを計算し、スパニングツリーナビゲーション(STC)パラダイムを使用してパスを生成するため、部分的にブロックされた2x2ブロックを持つグリッドには適用できないという制限があります。この論文では、問題を直接グリッド上で再定義し、部分的にブロックされたブロックがあるグリッドでも完全な探索を保証する拡張STC(ESTC)パラダイムを提案します。また、ESTCと3つの新しい近隣演算子を地域ナビゲーション戦略に統合した新しいアルゴリズムフレームワークLS-MCPPを提示します。最後に、マルチエージェント経路探索(MAPF)技術を初めてMCPPに適用する多目的後処理手順を組み込んで、ロボット間の衝突を解決し、回転コストを考慮して実際の適用性を高めました。実験の結果、最大100台のロボットと256×256サイズのグリッドでも数分以内にソリューションを生成し、実際のロボットを使った検証により、実際の環境での実行可能性を確認しました。

Takeaways、Limitations

Takeaways:
部分的にブロックされたブロックを持つグリッドにも適用可能な新しいMCPP解決策を提示します。
ESTCパラダイムによる完全なナビゲーションと限られた非最適性を保証します。
LS-MCPPアルゴリズムフレームワークによるソリューションの品質と効率の向上
MAPF技術を組み込んだロボット間衝突解決と回転コストの検討
実ロボットを用いた検証により実環境適用性の確認
大規模なグリッドと多数のロボットに効率的なソリューションを提供
Limitations:
提案されたアルゴリズムの最適性が保証されているかどうかの追加の分析が必要です。
さまざまな環境や障害物の形態に対するロバストネス評価が必要です。
MAPF統合プロセスの計算複雑度の分析と改善の必要性
実験環境の制約による一般化の可能性の更なる検証の必要性
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