使用混合整数规划的动态拓扑图上的多机器人规划
摘要：多机器人团队在复杂环境中的规划是一个具有挑战性的问题，特别是当这些团队必须协调合作以实现共同的目标时。一般来说，这些规划问题的最优解是计算上棘手的，因为决策空间随着机器人数量的增加呈指数级增长。在本文中，我们提出了一种新颖的方法，用于在拓扑图上使用混合整数规划进行多机器人规划。我们方法的核心是动态拓扑图的概念，其中边权值随着机器人在图中的位置动态变化。我们使用规划问题的关键特征和机器人之间的关系构建这个图；然后，我们利用混合整数规划来最小化依赖于所有机器人路径的共享成本。为了改善计算可行性，我们采用了完全凸松弛的优化问题形式，并设计了决策空间以消除对机器人数量的指数依赖。我们在一个多机器人侦查情景中测试了我们的方法，其中机器人必须协调合作，以最小化可检测性并最大化安全性，同时收集信息。我们证明了我们的方法能够适用于一系列代表性场景，并能够在几秒钟内计算出自主多机器人团队的最优协调战略行为。
作者：Cora A. Dimmig, Kevin C. Wolfe, and Joseph Moore
论文ID：2303.11966
分类：Robotics
分类简称：cs.RO
提交时间：2023-08-04