ドローンとトラックの道路網上における協調マルチエージェント経路計画
Coordinated Multi-Agent Pathfinding for Drones and Trucks over Road Networks
ドローンがトラックを一時的な移動手段として利用する協調経路計画を、トラックとドローンの2段階に分けて解くフレームワークを提案し、マンハッタン道路網の大規模シミュレーションで移動距離を50%以上削減した。
著者: Shushman Choudhury, Kiril Solovey, Mykel Kochenderfer, Marco Pavone
分類: cs.RO, cs.AI, cs.MA
原文アブストラクト
We address the problem of routing a team of drones and trucks over large-scale urban road networks. To conserve their limited flight energy, drones can use trucks as temporary modes of transit en route to their own destinations. Such coordination can yield significant savings in total vehicle distance traveled, i.e., truck travel distance and drone flight distance, compared to operating drones and trucks independently. But it comes at the potentially prohibitive computational cost of deciding which trucks and drones should coordinate and when and where it is most beneficial to do so. We tackle this fundamental trade-off by decoupling our overall intractable problem into tractable sub-problems that we solve stage-wise. The first stage solves only for trucks, by computing paths that make them more likely to be useful transit options for drones. The second stage solves only for drones, by routing them over a composite of the road network and the transit network defined by truck paths from the first stage. We design a comprehensive algorithmic framework that frames each stage as a multi-agent path-finding problem and implement two distinct methods for solving them. We evaluate our approach on extensive simulations with up to $100$ agents on the real-world Manhattan road network containing nearly $4500$ vertices and $10000$ edges. Our framework saves on more than $50\%$ of vehicle distance traveled compared to independently solving for trucks and drones, and computes solutions for all settings within $5$ minutes on commodity hardware.
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