具备充分与受限感知能力的多机器人多目标跟踪分配算法
机器人学
2025-02-13 v2
摘要
我们研究将机器人及其动作分配给目标以进行跟踪的问题。目标是优化机器人团队的跟踪质量，可定义为目标状态不确定性的降低。具体而言，针对机器人不同的感知能力，我们考虑两种分配问题。在第一种分配问题中，单个机器人足以跟踪一个目标。为此，我们提出一种贪心算法（算法 1），将机器人及其动作分配给每个目标。我们证明该贪心算法具有 1/2 近似界且运行于多项式时间。随后，我们研究第二种分配问题，其中需要两个机器人来跟踪一个目标。我们设计另一种贪心算法（算法 2），将一对机器人及其动作分配给每个目标。我们证明该贪心算法达到 1/3 近似界且具有多项式运行时间。此外，我们在 ROS-Gazebo 环境中展示了两种贪心算法的性能，其中可清晰观察到使用算法 1 的一个机器人跟随一个目标以及使用算法 2 的两个机器人跟随一个目标的跟踪模式。进一步，我们进行了大量对比，表明两种贪心算法的表现接近其最优对应算法，并远优于各自的（1/2 与 1/3）近似界。
引用
@article{arxiv.2303.04894,
title = {Assignment Algorithms for Multi-Robot Multi-Target Tracking with Sufficient and Limited Sensing Capability},
author = {Peihan Li and Lifeng Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.04894},
year = {2025}
}