Asynchronous Spatial-Temporal Allocation for Trajectory Planning of Heterogeneous Multi-Agent Systems

要約

大規模な異種混合の群れの軌道を計画する場合、順次または同期的に分散する方法は、通常、グローバル クロック同期が欠如しているため扱いにくくなります。
この目的を達成するために、新しい非同期時空間割り当て方法を提供します。
具体的には、エージェントのペア間で、対応する導出可能なタイムスタンプ付きスペースを決定するために割り当てが提案され、連続する 2 つの再計画ステップの間に待機期間を挿入することで非同期方法で更新できます。
理論分析により、エージェント間の衝突が回避され、割り当てによりタイムリーな更新が保証されることが証明されています。
包括的なシミュレーションと 5 つのベースラインとの比較により、提案された方法の有効性が検証され、完了時間と移動距離の改善が示されます。
最後に、ハードウェア実験が実行され、オンボード コンピューティングを備えた 8 ドルの異種無人地上車両が、雑然としたシナリオで高い機敏性を発揮して航行します。

要約(オリジナル)

To plan the trajectories of a large-scale heterogeneous swarm, sequentially or synchronously distributed methods usually become intractable due to the lack of global clock synchronization. To this end, we provide a novel asynchronous spatial-temporal allocation method. Specifically, between a pair of agents, the allocation is proposed to determine their corresponding derivable time-stamped space and can be updated in an asynchronous way, by inserting a waiting duration between two consecutive replanning steps. Via theoretical analysis, the inter-agent collision is proved to be avoided and the allocation ensures timely updates. Comprehensive simulations and comparisons with five baselines validate the effectiveness of the proposed method and illustrate its improvement in completion time and moving distance. Finally, hardware experiments are carried out, where $8$ heterogeneous unmanned ground vehicles with onboard computation navigate in cluttered scenarios with high agility.

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