多玩家杀人司机到达-规避博弈：一种追捕包围函数方法
系统与控制
2023-12-25 v2 计算机科学与博弈论
机器人学
系统与控制
摘要
本文提出一种多玩家杀人司机到达-规避微分博弈，涉及 Dubins 车追捕者与简单运动逃避者。追捕者的目标是协作保护一个平面凸区域免受试图到达该区域的逃避者侵扰。我们基于多追捕者对抗单逃避者的子博弈和最优任务分配，提出一种追捕者的协作策略。我们引入追捕包围函数（PEFs）并提出一种新的包围区域追捕（ERP）获胜方法，支持子博弈中策略综合的前向分析。我们证明，若一个追捕联盟能在 ERP 获胜下防御该区域对抗一名逃避者，则联盟中至多需要两名追捕者。我们还提出一种转向 ERP 方法来验证 ERP 获胜并综合 ERP 获胜策略。为实现该策略，我们引入位置型 PEF，并给出确保单追捕者及双追捕者对抗单逃避者实现 ERP 获胜所需的参数、状态和策略。此外，我们利用子博弈结果建立二元整数规划，以在追捕任务分配中最大化 ERP 获胜下捕获的逃避者数量。最后，我们提出一种多玩家滚动时域策略，在每个时域内检查 ERP 获胜、分配任务并确定追捕者策略。数值算例用以说明所得结果。
引用
@article{arxiv.2311.02389,
title = {Multiplayer Homicidal Chauffeur Reach-Avoid Games: A Pursuit Enclosure Function Approach},
author = {Rui Yan and Xiaoming Duan and Rui Zou and Xin He and Zongying Shi and Francesco Bullo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.02389},
year = {2023}
}
备注
17 pages, 5 figures