面向大规模系统高效最优规划的分层有限状态机
系统与控制
2023-04-28 v3 系统与控制
最优化与控制
摘要
本文研究分层有限状态机（HFSM）的规划问题，并提出了一种用于高效计算任意两状态间最优规划的算法。该算法由离线与在线两步组成。在离线步中，计算HFSM中每台机器的退出代价；对于给定的HFSM只需计算一次，且时间复杂度随HFSM中机器数量线性增长。在线步中，通过先约简HFSM（利用退出代价）、计算约简后HFSM的最优轨迹，再将轨迹展开为原始HFSM的最优规划，从而由初始状态计算至目标状态的最优规划；其时间复杂度随HFSM深度近似线性。文中指出HFSM天然出现于大规模控制系统，并以机器人在房屋间移动完成任务的实例予以说明。我们在含多达200万状态的HFSM上将本算法与Dijkstra算法比较，本算法快数个数量级，表现更优。
引用
@article{arxiv.2212.03724,
title = {Hierarchical Finite State Machines for Efficient Optimal Planning in Large-scale Systems},
author = {Elis Stefansson and Karl H. Johansson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.03724},
year = {2023}
}
备注
Accepted to ECC 2023