Pathfinding with Lazy Successor Generation

要約

位置 (頂点) のみが与えられ、2 つの位置の接続性を答える神託によってエッジが暗黙的に定義される経路探索問題を研究します。
構造が単純であるにもかかわらず、この問題は、検索アルゴリズムに大きな分岐要素をもたらすため、場所の数が膨大になると自明ではなくなります。
最近傍などの後続者の数を制限すると、検索の労力を減らすことができますが、完全性が損なわれます。
その代わりに、私たちは新しい LaCAS* アルゴリズムを提案します。このアルゴリズムは、一度にすべての後続候補を生成するのではなく、探索が進むにつれて徐々に後続候補を生成します。
このスキームは、k-d ツリー上の k 最近傍検索によって実装されます。
LaCAS* は、最終的に最適値に収束する完全かついつでもアルゴリズムです。
広範な評価により、従来の方法では困難であった複雑な経路探索インスタンスを迅速に解決するなど、LaCAS* の有効性が実証されています。

要約(オリジナル)

We study a pathfinding problem where only locations (i.e., vertices) are given, and edges are implicitly defined by an oracle answering the connectivity of two locations. Despite its simple structure, this problem becomes non-trivial with a massive number of locations, due to posing a huge branching factor for search algorithms. Limiting the number of successors, such as with nearest neighbors, can reduce search efforts but compromises completeness. Instead, we propose a novel LaCAS* algorithm, which does not generate successors all at once but gradually generates successors as the search progresses. This scheme is implemented with k-nearest neighbors search on a k-d tree. LaCAS* is a complete and anytime algorithm that eventually converges to the optima. Extensive evaluations demonstrate the efficacy of LaCAS*, e.g., solving complex pathfinding instances quickly, where conventional methods falter.

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