基于二阶智能体的二维持久监控无碰撞轨迹设计
最优化与控制
2019-11-12 v1
摘要
本文考虑一个二维持久监控问题，通过控制二阶智能体的运动来最小化动态环境中与目标相关的一些不确定性度量。与仅依赖于到目标距离的常用感知模型不同，我们引入了一种主动感知模型，该模型同时考虑智能体到目标的距离以及智能体的速度。我们提出一个目标函数，通过对所有可能的碰撞进行惩罚来实现无碰撞的智能体轨迹。应用由哈密顿分析导出的最优控制的结构性质，我们将智能体轨迹限制在一族依赖于问题设定的更简单参数化二维曲线形式下，例如椭圆和傅里叶轨迹。我们的无碰撞轨迹通过事件驱动的无穷小扰动分析（IPA）和梯度下降法进行了优化。尽管该解一般是局部最优的，但此方法计算高效，并为其他传统时间驱动方法提供了一种替代方案。最后，提供了仿真示例以证明我们所提出的结果。
引用
@article{arxiv.1911.04297,
title = {Collision-Free Trajectory Design for 2D Persistent Monitoring Using Second-Order Agents},
author = {Yan-Wu Wang and Ming-Jie Zhao and Wu Yang and Nan Zhou and Christos G. Cassandras},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.04297},
year = {2019}
}
备注
13 pages arXiv, to be published in IEEE Transactions on Control of Network Systems