基于最优传输理论的有能量约束高效多机器人探索
系统与控制
2020-09-03 v1 多智能体系统
机器人学
系统与控制
摘要
本文研究一种基于最优传输(OT)的高效多机器人探索问题，并考虑多机器人系统的能量约束。该问题中的效率是指一组机器人（智能体）如何覆盖给定区域，反映由密度分布表示的感兴趣区域的优先级，而非简单遵循预设的统一模式。为实现高效多机器人探索，采用量化两个密度分布之间距离的最优传输理论作为工具，同时也作为性能度量的手段。随后将多机器人系统的能量约束纳入基于OT的多机器人探索方案。所提方案与机器人动力学解耦，拓宽了多机器人探索计划对异构机器人平台的适用性。不仅提供了集中式算法，还提供了分散式算法以应对更现实的场景，例如智能体间通信距离限制。为度量探索效率，基于最优传输理论推导了集中式与分散式情况下性能的上界，该上界计算易处理且高效。所提多机器人探索方案也适用于时变分布，其中给定参考分布的时空演化是所期望的。为验证所提方法，给出了多个仿真结果。
引用
@article{arxiv.2009.00862,
title = {Efficient Multi-Robot Exploration with Energy Constraint based on Optimal Transport Theory},
author = {Rabiul Hasan Kabir and Kooktae Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.00862},
year = {2020}
}