Cyclic pursuit formation control for arbitrary desired shapes

要約

マルチエージェントシステムは、多数のエージェントが自律的に判断し集合的に業務を遂行することで構成され、幅広い用途で注目を集めています。
この文脈の中で、フォーメーションの完全性を維持しながらエージェントが協力して形成および操縦するフォーメーション制御が重要なタスクとして浮上します。
私たちは、エージェントが先行するエージェントの相対的な位置しか認識できないという仮定の下で、円、楕円、および 8 の字の形成を容易にする方法である循環追跡に焦点を当てています。
ただし、この方法の適用範囲はこれらの特定の形状に限定されており、他の形状を形成する可能性は不確実です。
これに応えて、我々の研究は、より広範囲の形状を形成できる循環追跡に基づく新しい方法を提案し、エージェントが先行するエージェントを追跡しながら個別に形状を形成できるようにし、それによって達成可能な形成のレパートリーを拡張します。
エージェントが入手できる情報に関して 2 つのシナリオを提示し、それぞれのシナリオに合わせたフォーメーション制御手法を考案します。
広範なシミュレーションを通じて、フーリエ級数として表される形状を含む複数の形状の形成における提案方法の有効性を実証し、それによって私たちのアプローチの多用途性と有効性を強調します。

要約(オリジナル)

A multi-agent system comprises numerous agents that autonomously make decisions to collectively accomplish tasks, drawing significant attention for their wide-ranging applications. Within this context, formation control emerges as a prominent task, wherein agents collaboratively shape and maneuver while preserving formation integrity. Our focus centers on cyclic pursuit, a method facilitating the formation of circles, ellipses, and figure-eights under the assumption that agents can only perceive the relative positions of those preceding them. However, this method’s scope has been restricted to these specific shapes, leaving the feasibility of forming other shapes uncertain. In response, our study proposes a novel method based on cyclic pursuit capable of forming a broader array of shapes, enabling agents to individually shape while pursuing preceding agents, thereby extending the repertoire of achievable formations. We present two scenarios concerning the information available to agents and devise formation control methods tailored to each scenario. Through extensive simulations, we demonstrate the efficacy of our proposed method in forming multiple shapes, including those represented as Fourier series, thereby underscoring the versatility and effectiveness of our approach.

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