動力学制約付きマルチロボット運動計画のための競合ベース探索
Conflict-based Search for Multi-Robot Motion Planning with Kinodynamic Constraints
動力学制約下のマルチロボット運動計画を、離散化せず連続領域で解く分散型アルゴリズムK-CBSを提案。競合木を成長させて衝突を解消し、単一ロボット用のサンプリングベース計画器をマルチロボットへ拡張する。
著者: Justin Kottinger, Shaull Almagor, Morteza Lahijanian
分類: cs.RO, cs.MA
原文アブストラクト
Multi-robot motion planning (MRMP) is the fundamental problem of finding non-colliding trajectories for multiple robots acting in an environment, under kinodynamic constraints. Due to its complexity, existing algorithms either utilize simplifying assumptions or are incomplete. This work introduces kinodynamic conflict-based search (K-CBS), a decentralized (decoupled) MRMP algorithm that is general, scalable, and probabilistically complete. The algorithm takes inspiration from successful solutions to the discrete analogue of MRMP over finite graphs, known as multi-agent path finding (MAPF). Specifically, we adapt ideas from conflict-based search (CBS) - a popular decentralized MAPF algorithm - to the MRMP setting. The novelty in this adaptation is that we work directly in the continuous domain, without the need for discretization. In particular, the kinodynamic constraints are treated natively. K-CBS plans for each robot individually using a low-level planner and and grows a conflict tree to resolve collisions between robots by defining constraints for individual robots. The low-level planner can be any sampling-based, tree-search algorithm for kinodynamic robots, thus lifting existing planners for single robots to the multi-robot settings. We show that K-CBS inherits the (probabilistic) completeness of the low-level planner. We illustrate the generality and performance of K-CBS in several case studies and benchmarks.
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