全民棋牌:AGV机械人多代理路径寻觅的四大研讨偏向 发布时间:2020-02-13 20:12:06   作者:全民棋牌   来源:全民棋牌


多代理商相对路径搜寻(Multi-agent path finding/MAPF)已在人工智能、机器人、理论测算机科学和具体实际操作研究中得到大批的研究。本文探讨了在将MAPF方式推广到具体场景时出現的毛病与摆脱这些毛病的四个研究方位。我们强调的是摆脱这些毛病的要害性,而不是为MAPF毛病的规范实体模型开发更快的方式。     一、引言     多代理商相对路径搜寻(MAPF,也叫多代理商寻径)在人工智能、机器人、理论测算机科学和具体实际操作研究中得到大批的研究。(规范)MAPF的每日任务是为多个代理商(agent)找到在给定图(graph)中从其当前极点(vertices)到其总体目标而不与其它代理商发生碰撞的相对路径,同时优化本钱函数(cost function)。现有的 MAPF 应用的方式包含:从可满足性降低毛病(reductions to problems from     satisfiability)、整数线性规划(integer linear programming)、回应集编程(answer set programming)[Yu and LaValle, 2013b; Erdem et al., 2013; Surynek, 2015]、最优/有限次优(optimal,bounded-suboptimal)或次优检索方式(suboptimal search method)[Silver, 2005; Sturtevant and
全民棋牌
Buro, 2006; Ryan, 2008; Wang and Botea, 2008; Standley, 2010; Standley and Korf, 2011; Wang and Botea, 2011; Luna and Bekris, 2011; Sharon et al., 2013; de Wilde et al., 2013; Barer et al., 2014; Goldenberg et al., 2014; Wagner and Choset, 2015; Boyarski et al., 2015; Sharon et al., 2015]。     我们近期研究了将 MAPF 推广到具体场景时出現的各种毛病,包含 Kiva(Amazon Robotics)库房系统[Wurman et al., 2008](图1)和全全民棋牌投注|平台自动航空器牵引车[Morris et al., 2016]。这些毛病能够分成两个普通毛病:     为 MAPF 毛病的规范实体模型开发更快的方式是不足的,由于在很多具体状况下,能够运用新的构造或须要新的毛病实体模型。     仅将 MAPF 或其新的实体模型作为组合优化毛病开展研究是不足的,由于所形成的 MAPF 摆脱计划也须要实施。     我们从不一样的角度探讨掌握决这两个毛病的伊姆兰·汗在接受记者采访时说:“此行的原因是,我们不希望沙特和伊朗之间爆发冲突四个研究方位:     1.在很多具体的多代理商系统中,在为全部代理商找到最佳相对路径之前,代理商先被划定成组(team),而后给每个组安排特定的总体目标,每个代理商须要从所在的组中被指定一个总体目标。我们已经为不一样组的代理商制定了组合总体目标安排和相对路径查找(TAPF/target assignment and path finding)毛病来摆脱这个困难。我们还开发了一个最佳 TAPF 方式,它能够扩展到几十个组和数百个代理商[Ma and Koenig, 2016]。     2.在很多具体的多代理商系统中,代理商是匿名的(可互换的),不过它们的有效载荷是是非非匿名的(不能互换的),而且须要被传递给给定的总体目标。代理商一般 能够在那样的系统中互换其有效载荷。作为第一次尝试,我们设计方案了包裹互换机器人路由(package-exchange robot routing/PERR)毛病,以摆脱更多普通化的(允许有效载荷转移的)运输毛病[Ma et al., 2016]。在这篇文体中,我们还证一目了然近似最优 MAPF 解的困难性(繁杂度)。     3.在很多具体的多代理商系统中,代理商健身运动(agent motions)的一致性和代理商健身运动的結果可预测性是要害的(特别是在由人和代理商共享的作业空间中),不过现有的 MAPF 方式没有考虑这一点。我们已经分两个阶段探寻了给定 MAPF 例子的毛病构造:在第一阶段,我们开发了一种为代理商搜寻相对路径的计划,此中包括了由用户出示的很多带边沿的高速公路(highways),这个计划超过了代理商健身运动的一致性和可预测性[Cohen et al., 2015];在第二阶段,我们开发了全自动生成高速公路的方式[Cohen et al., 2016]。     4.MAPF 的灵感关键来源于多机器人系统的导航或健身运动规划单元。然而,MAPF 摆脱计划的最优性或有限次优性不一定意味着它们的鲁棒性,特别是考虑到现实中机器人不完美的规划实施(plan-execution)工作能力。我们开发了一个框架,它能有效地后期脱离(postprocesses)MAPF 方式的输出,用于建立一个能够由具体的多机器人系统实施的规划实施分配。     为了将 MAPF 方式推广到具体的场景,我们现在展现这些研究方位的好用性,以证明摆脱这两个毛病与开发更快的 MAPF 毛病的规范实体模型方式一样要害(乃至更要害)。     二、代理商组的总体目标安排和相对路径查找(TAPF)的组合     普通来说,是依照代理商所在的每个组安排总体目标。代理商先被划定到组中,而后每个代理商须要从所在的组中被指定一个总体目标,以便得到代理Aurora R9 将于 8 月 20 日上市,而正在纽约举行的预览活动中,外媒 pcmag 带来了更多关于真机的外观和使用评价商从当前极点到其总体目标的相对路径来优化本钱函数。例如,在 Kiva 库房系统中,将贮存舱从库房搬运到新贮存位置的驾驶模块(drive unit)会产生一个组,由于它们中的每一个须要被安排一个可用的贮存位置。曾经的 MAPF 方式假设存在总体目标安排程序流程,使得每个代理商预先被安排一个总体目标,不过为了实现最优性,我们创建了 TAPF 实体模型,它整合了总体目标安排和相对路径搜寻毛病而且为它们定义了一个共同的总体目标。在 TAPF 中,代理商被分到各组中,每个组的总体目标数量与该组中的代理商数量同样。TAPF 的每日任务是将总体目标安排给代理商,并规划代理商从当前极点到其总体目标的不会发生碰撞的相对路径,使得每个代理商恰恰搬动到其所在组的一”介绍,日本上月限制向韩国出口制造存储芯片和显示屏所需的三种高科技材料个总体目标,从而组中的全部总体目标被浏览,且最大完结工夫(当全部代理商已经抵达其总体目标并停止搬动时的最早工夫步长)被最小化。组中的每个代理商都能够被安排到所在组的总体目标,而且同一组中的代理商因而是可互换的。然而,不一样组中
全民棋牌
的代理商不能互换。TAPF 能够被视为(规范)MAPF 和 MAPF 的匿名变体的普通化:     ·来自 TAPF的(规范)MAPF 結果,假如每个组仅由一个代理商构成,则组的数量等于代理商的数量。总体目标到代理商的安排是预先确定的,因而代理商是是非非匿名的(不能互换的)。     ·假如只能一个组(包括全部代理商),则 MAPF 的匿名变量(也称为总体目标不会改变的 MAPF)来自 TAPF。代理商能够被安排任何总体目标,因而是可互换的。它能够在多项式工夫内用基于流的 MAPF 方式(flow-based MAPF method)得到最优解[Yu and LaValle, 2013a; Turpin et al., 2014].     当前最优秀的最优 TAPF 方式——称为基于碰撞的最小本钱流(Conflict-Based Min-Cost Flow)[Ma and Koenig, 2016]——融合了检索和基于流的 MAPF 方式。它能够推广到几十个组和数百个代理商。     三、MAPF 的包裹互换机器人路由(PERR)和新的繁杂度测算結果     代理商一般 是匿名的,但带上被安排总体目标的有效载荷(包裹),因而是是非非匿名的。例如,在 Kiva 库房系统中,驾驶模块是匿名的,不过它们带上的贮存舱被安排了贮存位置,因而是是非非匿名的。假如每个代理商都带上一个包裹,则该毛病相称于(规范)MAPF。具体上,包裹一般 能够在代理全美国都陷入了一场毒品危机商之间传递,这造成更普通的运输毛病,例如,带有换乘的乘叙利亚民主军官员马尔万·恰米什卢对路透社记者说,营地的守卫人数不足,该营地位于拉卡以北,在土耳其边界以南约30公里处客共享全民棋牌平台不过,如何开展这一调查还存在很多关键问题乘车[Coltin and Veloso, 2014]和在办公室中应用机器人的包裹递送[Veloso et al., 2015]。我们已经将 PERR 作为理解这些毛病的第一步[Ma et al., 2016]。在 PERR 中,空天飞机采纳程度腾飞方法,通过行使吸气动员机,并依赖气动升力,大大低落燃料携带量,大大镌汰自重,进一步低落本钱每个代理商运载一个包裹,毗连极点中的任何两个代理商能够互换其包裹,而且每个包需裹要被递送到给定总体目标。PERR 因而能够被视为(规范)MAPF 的改善版:     ·PERR 中的全民棋牌网页版包裹能够被视为在(规范)MAPF 中的自身搬动的代理商。     ·允许在毗连极点中的两个包裹在 PERR 中互换它们的极点,不过在毗连极点中的两个代理商不允许在(规范)MAPF 中互换它们的极点。     K-PERR 是 PERR 的普通化,此中包裹被分为 K 个种类,而且同样种类的包裹是可互换的。由于在 TAPF 中,代理商被分到组中,而且同一队伍中的代理商是可互换的,所以 K-PERR 能够被视为对 K 个组的 TAPF 的改版,相同的原理,PERR 能够被视为(规范)MAPF 的改版。我们已经证一目了然近似最佳 PERR 和 K-PERR 解的困难性(针对K≥2)。我们的研究的一个推论是:在任何故子小于4/3内的最大竣工工夫最小化,近似 MAPF 和 TAPF 是 NP-hard 的,即使是只能两个队伍的 TAPF。我们还证一目了然向 MAPF 加入互换实际操作不会在理论上降低其繁杂度,但使得 PERR 比 MAPF 更容易摆脱。由此形成的在不一样的具体场景中的连续毛病:「一个有许多包裹的代理商」形成經典的乡下邮递员毛病(rural postman problem);「代理商与包裹一样多」形成 MAPF、TAPF称,16日,法国总统马克龙在图卢兹会晤了德国总理默克尔率领的德国内阁代表团 或 PERR。掌握这两个极端毛病有助于我们摆脱普通毛病,正如其它很多真正世界每日任务的规定一样。     四、探寻毛病的构造和健身运动的可预测性     代理商与人共享作业空间,它们健身运动的一致性和其健身运动結果的可预测性针对人类的平安是要害的,因而不考虑现有的 MAPF 方式。这促使我们探寻给定的 MAPF 例子的毛病构造,并设计方案一个激励代理商沿着用户出示的边沿(edge)集合(称为高速公路)搬动的计划[Cohen et al., 2015]。我们在简略的膨胀计划(inflation scheme)的背景图下应用基于工作经验图(experience graph)的高速公路[Phillips et al., 2012]的念头,以导出新的开导值(heuristic values),这个值用来激励 MAPF 方式返回包含高速公路边沿的相对路径,这种方式可以防范代理商之间的迎面碰撞(head-to-head collisions),并实现其健身运动的一致性和可预测性。例如,在 Kiva 库房系统中,我们能够沿着贮存位置之间的狭小通道设计方案高速公路,如图2中的箭头所示。我们已经在仿真模拟的 Kiva 库房系统中证明,那样的高速公路可以显著加速 MAPF 方式,同时维持期望的 MAPF 摆脱计划本钱的有限次优性。 TAPF 和 PERR 例子的毛病构造也能够运用同样的方式。在可行性研究中,我们还开发了与用户出示公路相媲美的全自动生成公路的方式。     五、摆脱不完美的规划实施工作能力     最优秀的 MAPF 或 TAPF 方式能够在合理的测算工夫内为数百个代理商找到最佳的或者在用户出示的次优性确保下的不会发生碰撞的相对路径。它们乃至在凌乱而局促的自然环境中也能一切正常作业,如Kiva 库房系统。然而,代理商一般 具有不完美的规划实施工作能力,而且不可完美地同步它们的健身运动,这能够造成频繁的再次规划并糟蹋工夫。因而,我们提出了一个框架,应用一个简略的工夫互联网来有效地后期脱离 MAPF 摆脱计划并建立一个规划实施分配,这支持于非详细机器人(non-holonomic robot),考虑到它们的最大的平移和转动速率,出示了一个机器人之间平安间距和松驰边界(定义为最新和最早进入工夫的地点的差异)的确保,以缓解不完美的规划实施并防范在很多状况下的工夫密集的再次规划[Honig ¨ et al., 2016]。这个框架已经在仿真和真正机器人中得到评估。TAPF 和 PERR 方式也能够在同一框架中使用。将来作业中要摆脱的毛病包含增多用户出示的平安间距、额外的健身运动约束、不确定性规划和再次规划。     六、结论     我们探讨了四个研究方位,以摆脱当将 MAPF 方式推广到具体场景中和探寻毛病构造或现有 MAPF 方式时出現的毛病。我们的总体目标是为在 MAPF 行业作业的研究人员指出有趣的研究方位。
全民棋牌
上一篇:全民棋牌:【中国机械人峰会】光亮日报、科技日报、全球人物峰会齐探营
下一篇:全民棋牌:ABB联袂IBM,工业人工智能来了!_机械人网