Optimal Control Synthesis with Relaxed Global Temporal Logic Specifications for Homogeneous Multi-robot Teams

要約

この研究では、グローバルな時相論理仕様と、実行不可能な場合のリラックスに対する正式なユーザーの好みが与えられた同種のロボット チームの制御合成の問題に取り組みます。
緩和設定は加重有限状態編集システムとして表され、ミッション仕様の許容可能なすべての緩和とそのコストを捕捉する緩和仕様オートマトンを計算するために使用されます。
合成には、ロボット チームの動作と緩和仕様のオートマトンを組み合わせる混合整数線形計画法 (MILP) 定式化を導入します。
私たちのアプローチは、オートマトンベースの方法と MILP ベースの方法を組み合わせ、両方のアプローチの長所を活用しながら、それぞれの欠点を回避します。
具体的には、緩和仕様オートマトンは満足に向けた進捗を明示的に説明し、MILP ベースの最適化アプローチは明示的なプロダクト オートマトン構築に伴う状態空間の爆発を回避し、それによって問題を効率的に解決します。
ケーススタディは、提案されたアプローチの効率性を強調しています。

要約(オリジナル)

In this work, we address the problem of control synthesis for a homogeneous team of robots given a global temporal logic specification and formal user preferences for relaxation in case of infeasibility. The relaxation preferences are represented as a Weighted Finite-state Edit System and are used to compute a relaxed specification automaton that captures all allowable relaxations of the mission specification and their costs. For synthesis, we introduce a Mixed Integer Linear Programming (MILP) formulation that combines the motion of the team of robots with the relaxed specification automaton. Our approach combines automata-based and MILP-based methods and leverages the strengths of both approaches while avoiding their shortcomings. Specifically, the relaxed specification automaton explicitly accounts for the progress towards satisfaction, and the MILP-based optimization approach avoids the state-space explosion associated with explicit product-automata construction, thereby efficiently solving the problem. The case studies highlight the efficiency of the proposed approach.

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