Real-time reactive task allocation and planning of large heterogeneous multi-robot systems with temporal logic specifications

任务(项目管理) 计算机科学 机器人 时态逻辑 机器人学 线性时序逻辑 人工智能 工程类 程序设计语言 系统工程
作者
Ziyang Chen,Zhen Kan
出处
期刊:The International Journal of Robotics Research [SAGE Publishing]
标识
DOI:10.1177/02783649241278372
摘要

Existing methods for the task allocation and planning (TAP) of multi-robot systems with temporal logic specifications mainly rely on optimization-based approaches or graph search techniques applied to the product automaton. However, these methods suffer from high computational cost and scale poorly with the number of robots and the complexity of temporal logic tasks, thus limiting the applicability in real-time implementation, especially for large multi-robot systems. To address these challenges, this work develops a novel TAP framework that can solve reactive temporal logic planning problems for large-scale heterogeneous multi-robot systems (HMRS) in real time. Specifically, we develop a planning decision tree (PDT) to represent the task progression and task allocation specialized for HMRS with temporal logic specifications. Based on the PDT, we develop two key search algorithms—the planning decision tree search (PDTS) and the interactive planning decision tree search (IPDTS)—where PDTS generates an offline plan which will be modified online by PDTS and IPDTS jointly to enable fast reactive planning if environmental changes or temporary tasks occur. Such a design can generate satisfying plan for HMRS with multiple orders of magnitude more robots than those that existing methods can manipulate. Rigorous analysis shows that the PDT-based planning is feasible (i.e., the generated plan is applicable) and complete (i.e., a feasible plan, if exits, is guaranteed to be found). The algorithm complexity further indicates that the solution time is only linearly proportional to the robot numbers and types. Simulation and experiment results demonstrate that reactive plan can be generated for large HMRS in real-time, which outperforms the state-of-the-art methods.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科研通AI5应助支雨泽采纳,获得10
1秒前
英勇的红酒完成签到 ,获得积分10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助150
3秒前
马儿饿了要吃草完成签到,获得积分10
3秒前
乔治完成签到,获得积分10
6秒前
坦率的棒棒糖完成签到,获得积分10
9秒前
牧长一完成签到 ,获得积分0
9秒前
荔枝励志完成签到,获得积分10
10秒前
roger完成签到 ,获得积分10
10秒前
万能图书馆应助Swait采纳,获得10
11秒前
小高同学完成签到,获得积分10
12秒前
岁末完成签到 ,获得积分10
12秒前
无敌科研大王完成签到,获得积分10
15秒前
薄荷小新完成签到 ,获得积分10
15秒前
韭黄发布了新的文献求助10
17秒前
X17完成签到,获得积分10
17秒前
从容傲柏完成签到,获得积分10
17秒前
英吉利25发布了新的文献求助20
18秒前
19秒前
ppapp完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
又又完成签到 ,获得积分10
20秒前
Ashley完成签到 ,获得积分10
22秒前
孙孙孙啊完成签到,获得积分10
22秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
22秒前
严念桃完成签到,获得积分0
22秒前
王可欣完成签到,获得积分10
23秒前
Much完成签到 ,获得积分10
23秒前
aaaa发布了新的文献求助10
24秒前
花卷完成签到,获得积分10
24秒前
韭黄完成签到,获得积分20
25秒前
Swait发布了新的文献求助10
25秒前
CT发布了新的文献求助10
25秒前
相南相北完成签到 ,获得积分10
25秒前
訫藍完成签到,获得积分10
26秒前
雷霆康康完成签到,获得积分10
26秒前
wsqg123完成签到,获得积分10
27秒前
Psychexin完成签到,获得积分10
27秒前
无与伦比完成签到,获得积分10
29秒前
讨厌所有人完成签到,获得积分10
29秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
NMR in Plants and Soils: New Developments in Time-domain NMR and Imaging 600
Electrochemistry: Volume 17 600
Physical Chemistry: How Chemistry Works 500
SOLUTIONS Adhesive restoration techniques restorative and integrated surgical procedures 500
Energy-Size Reduction Relationships In Comminution 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4952372
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4215173
关于积分的说明 13111456
捐赠科研通 3997149
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2187760
邀请新用户注册赠送积分活动 1202987
关于科研通互助平台的介绍 1115740