一种用于周界防御的去中心化多无人机时空多任务分配方法
系统与控制
2021-02-16 v1 多智能体系统
机器人学
系统与控制
摘要
本文针对多人周界防御博弈给出一种新的求解思路，其中入侵者团队试图进入领地，而防御者团队通过在领地周界上捕获入侵者来保护领地。防御者的目标是在入侵者进入领地前检测并捕获之。每个防御者独立感知入侵者，并以协作方式计算其轨迹以捕获被分配的入侵者。估计入侵者将在特定时间到达周界上特定位置。每个入侵者被视为一个时空任务，防御者被指派执行这些时空任务。在任意给定时刻，周界防御问题被转化为一个去中心化多无人机时空多任务分配（DMUST-MTA）问题。执行某轨迹任务的成本由空间与时间分量组合的复合代价函数定义。本文改进了一种基于共识的束算法来求解该时空多任务分配问题，并基于蒙特卡洛模拟对所提方法进行性能评估。仿真结果表明所提方法在不同场景下求解周界防御博弈的有效性。与具有完全可观测性的最先进集中式方法相比，明显表明 DMUST-MTA 以去中心化方式与部分可观测条件取得了相近性能，且计算时间更短、易于扩展。
引用
@article{arxiv.2102.07381,
title = {A Decentralized Multi-UAV Spatio-Temporal Multi-Task Allocation Approach for Perimeter Defense},
author = {Shridhar Velhal and Suresh Sundaram and Narasimhan Sundararajan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.07381},
year = {2021}
}