A Game Between Two Identical Dubins Cars: Evading a Conic Sensor in Minimum Time

要約

モバイル ロボット工学の基本的なタスクは、環境内を移動する自律ロボットによってインテリジェント エージェントを監視下に置くことです。
この研究では、ロボット工学で最も人気のある車両プラットフォームの 1 つに関係する、その問題のバージョンを研究しています。
特に、障害物のない平面上を移動する 2 台の同一の Dubins 車を考えます。
そのうちの 1 つは追跡者として機能し、追跡者の位置に頂点を持つ半無限の円錐としてモデル化された限られた視野の検出領域が装備されています。
追跡者は、回避者として機能するもう一方のデュビン車を、できるだけ長く探知領域内に留まらせることを目的としています。
逆に、回避者はできるだけ早く逃げたいと考えています。
この研究では、差分ゲーム理論を使用して、ゲームの終了近くに時間的に最適なモーション戦略を見つけます。
これらの軌道の分析により、少なくとも 2 つの特異な表面、つまり遷移表面と回避者の普遍表面の存在が明らかになります。
また、バリアの標準的な構造では、部分的にプレイスペースの外側にある表面が生成され、閉じた領域を定義できていないこともわかりました。これは、回避者が逃げるすべての構成を決定するには追加の手順が必要であることを意味します。

要約(オリジナル)

A fundamental task in mobile robotics is keeping an intelligent agent under surveillance with an autonomous robot as it travels in the environment. This work studies a version of that problem involving one of the most popular vehicle platforms in robotics. In particular, we consider two identical Dubins cars moving on a plane without obstacles. One of them plays as the pursuer, and it is equipped with a limited field-of-view detection region modeled as a semi-infinite cone with its apex at the pursuer’s position. The pursuer aims to maintain the other Dubins car, which plays as the evader, as much time as possible inside its detection region. On the contrary, the evader wants to escape as soon as possible. In this work, employing differential game theory, we find the time-optimal motion strategies near the game’s end. The analysis of those trajectories reveals the existence of at least two singular surfaces: a Transition Surface and an Evader’s Universal Surface. We also found that the barrier’s standard construction produces a surface that partially lies outside the playing space and fails to define a closed region, implying that an additional procedure is required to determine all configurations where the evader escapes.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google