Anytime Single-Step MAPF Planning with Anytime PIBT

要約

PIBTは、Lacam、CS-PIBT、WPPLを含む多くの最先端のMAPFメソッドの中核で、人気のあるマルチエージェントパスファインディング（MAPF）メソッドです。
PIBTの主なユーティリティは、非常に高速で効果的なシングルステップMAPFソルバーであり、1ミリ秒以内に数百人のエージェント向けに衝突のないシングルステップソリューションを返すことができることです。
しかし、PIBTの主な欠点は、その優先順位に関して非常に貪欲であり、したがってソリューションの品質が低いことです。
さらに、PIBTは利用可能なすべての計画時間を使用することはできず、最初に見つけたソリューションを返します。
したがって、私たちはいつでもPIBTを開発します。これにより、PIBTと同じ1段階のソリューションがすぐに見つかりますが、いつでもソリューションを継続的に改善します。
私たちは、PIBTが十分な時間を与えられた場合でも、いつでも最適なソリューションに収束することを証明します。
いつでもPIBTがミリ秒以内にシングルステップソリューションの品質を迅速に改善し、最適なシングルステップアクションを見つけることさえできることを実験的に検証します。
ただし、興味深いことに、シングルステップソリューションの品質を改善しても、フルホリゾンソリューションコストに大きな影響はないことがわかりました。

要約(オリジナル)

PIBT is a popular Multi-Agent Path Finding (MAPF) method at the core of many state-of-the-art MAPF methods including LaCAM, CS-PIBT, and WPPL. The main utility of PIBT is that it is a very fast and effective single-step MAPF solver and can return a collision-free single-step solution for hundreds of agents in less than a millisecond. However, the main drawback of PIBT is that it is extremely greedy in respect to its priorities and thus leads to poor solution quality. Additionally, PIBT cannot use all the planning time that might be available to it and returns the first solution it finds. We thus develop Anytime PIBT, which quickly finds a one-step solution identically to PIBT but then continuously improves the solution in an anytime manner. We prove that Anytime PIBT converges to the optimal solution given sufficient time. We experimentally validate that Anytime PIBT can rapidly improve single-step solution quality within milliseconds and even find the optimal single-step action. However, we interestingly find that improving the single-step solution quality does not have a significant effect on full-horizon solution costs.

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