MGCBS: An Optimal and Efficient Algorithm for Solving Multi-Goal Multi-Agent Path Finding Problem

要約

ロボット工学応用の規模の拡大に伴い、マルチゴール・マルチエージェント・パスファインディング（MG-MAPF）問題が広く注目を集め始めました。
この問題では、各エージェントが競合することなく、事前に割り当てられた複数の目標点を少なくとも 1 回訪問する必要があります。
MG-MAPF 問題を解決するために、ゴール頂点訪問順序検索とシングルエージェント パスファインディング (DVS) の分離に基づいていくつかの以前の方法が提案されています。
しかし、この論文は、DVS に基づく手法が必ずしも最適な解を得ることができるわけではないことを示しています。
最適な結果を得るために、目標の安全な間隔の訪問順序検索と単一エージェント パスファインディング (DSS) の分離に基づいた複数目標競合ベース検索 (MGCBS) を提案します。
さらに、任意の開始タイム ステップの任意の開始点からゴール ポイントの各安全な間隔までの最短パスを維持することにより、MGCBS の効率を高める時間間隔空間フォレスト (TIS フォレスト) を提示します。
この実験は、私たちの方法が一貫して最適な結果を得ることができ、評価した最先端の方法よりも最大 7 倍高速に実行できることを示しています。

要約(オリジナル)

With the expansion of the scale of robotics applications, the multi-goal multi-agent pathfinding (MG-MAPF) problem began to gain widespread attention. This problem requires each agent to visit pre-assigned multiple goal points at least once without conflict. Some previous methods have been proposed to solve the MG-MAPF problem based on Decoupling the goal Vertex visiting order search and the Single-agent pathfinding (DVS). However, this paper demonstrates that the methods based on DVS cannot always obtain the optimal solution. To obtain the optimal result, we propose the Multi-Goal Conflict-Based Search (MGCBS), which is based on Decoupling the goal Safe interval visiting order search and the Single-agent pathfinding (DSS). Additionally, we present the Time-Interval-Space Forest (TIS Forest) to enhance the efficiency of MGCBS by maintaining the shortest paths from any start point at any start time step to each safe interval at the goal points. The experiment demonstrates that our method can consistently obtain optimal results and execute up to 7 times faster than the state-of-the-art method in our evaluation.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google