高速な二重接続性の復元による多ロボットシステムの堅牢な通信維持

核心概念

ロボットの故障時に通信ネットワークの二重接続性を迅速に復元することで、多ロボットシステムの堅牢性を高める。

摘要

本論文では、多ロボットシステムにおける通信ネットワークの堅牢性を高めるために、高速な二重接続性の復元問題(Fast Biconnectivity Restoration: FBR)を扱う。

まず、FBR問題を四次制約計画(Quadratically Constrained Program: QCP)として定式化し、最適解を求める手法を提案する。しかし、QCP解法は計算コストが高いため、大規模な問題には適さない。

そこで、グラフ構造の最適化(Graph Topology Optimization: GTO)とロボットの移動最小化(Movement Minimization: MM)の2つのサブ問題に分割し、効率的な近似アルゴリズムを提案する。

GTO問題では、二重接続性を実現するための最小コストの辺集合を見つける。MM問題では、GTO問題の解を実現するようにロボットを移動させ、最大移動距離を最小化する。

提案手法は、既存手法と比較して、最大移動距離の最小化と計算時間の両面で優れた性能を示す。また、持続監視タスクのケーススタディを通じて、提案手法の実用性を実証する。

统计

ロボットの位置を表す変数x_iとx_j間の距離が通信半径hを超える場合、その辺の重みはmax(||x_i - x_j|| - h, 0)となる。
ロボットの最大移動距離を表す変数z*を最小化する。

引用

なし

从中提取的关键见解

Fast Biconnectivity Restoration in Multi-Robot Systems for Robust Communication Maintenance

by Md Ishat-E-R... 在 arxiv.org 04-09-2024

https://arxiv.org/pdf/2011.00685.pdf

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