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基于虚拟力实现完美需求满足的自主机器人部署框架

网络与互联网体系结构 2019-02-11 v1 分布式、并行与集群计算 多智能体系统 机器人学

摘要

在许多应用中,机器人自主部署是更优选择,有时也是唯一可负担的解决方案。针对该问题,虚拟力(VF)是实现多机器人自主部署的突出方法之一。然而,现有大多数基于VF的方法仅考虑均匀部署以最大化覆盖面积,忽视了部署过程中特定位置的关键性。为克服这些局限,我们提出一个利用虚拟力自主部署机器人或车辆的框架。该框架由两阶段组成。第一阶段采用两跳基于协作虚拟力的机器人部署(Two-hop COVER),建立机器人与邻接地标间的协作关系以满足任务需求。第二阶段补充第一阶段,并利用Trace Fingerprint技术在各机器人遍历部署区域时收集的轨迹,确保完美需求满足。最后,提出公平感知版的Two-hop COVER,以考虑任务需求大于可用资源(即机器人)数量的场景。我们通过大量仿真评估该框架。结果表明,在总行进距离、总交换消息数、总部署时间和Jain公平性指数方面,相比现有方法具有卓越性能。

关键词

引用

@article{arxiv.1902.03039,
  title  = {A Framework for Autonomous Robot Deployment with Perfect Demand Satisfaction using Virtual Forces},
  author = {Gamal Sallam and Uthman Baroudi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1902.03039},
  year   = {2019}
}