In this paper, we consider the problem of optimally allocating tasks, expressed as global Linear Temporal Logic (LTL) specifications, to teams of heterogeneous mobile robots. The robots are classified in different types that capture their different capabilities, and each task may require robots of multiple types. The specific robots assigned to each task are immaterial, as long as they are of the desired type. Given a discrete workspace, our goal is to design paths, i.e., sequences of discrete states, for the robots so that the LTL specification is satisfied. To obtain a scalable solution to this complex temporal logic task allocation problem, we propose a hierarchical approach that first allocates specific robots to tasks using the information about the tasks contained in the Nondeterministic Buchi Automaton (NBA) that captures the LTL specification, and then designs low-level executable plans for the robots that respect the high-level assignment. Specifically, we first prune and relax the NBA by removing all negative atomic propositions. This step is motivated by "lazy collision checking" methods in robotics and allows to simplify the planning problem by checking constraint satisfaction only when needed. Then, we extract sequences of subtasks from the relaxed NBA along with their temporal orders, and formulate a Mixed Integer Linear Program (MILP) to allocate these subtasks to the robots. Finally, we define generalized multi-robot path planning problems to obtain low-level executable robot plans that satisfy both the high-level task allocation and the temporal constraints captured by the negative atomic propositions in the original NBA. We show that our method is complete for a subclass of LTL that covers a broad range of tasks and present numerical simulations demonstrating that it can generate paths with lower cost, considerably faster than existing methods.


翻译:在本文中, 我们考虑最佳分配任务的问题, 以全球直线性直线性时空逻辑( LTL) 标准( LTL) 来表达, 给混杂移动机器人的团队分配任务。 机器人被分类为不同类型, 并需要多种类型的机器人。 分配给每个任务的具体机器人并不重要, 只要它们属于想要的类型。 鉴于一个离散的工作空间, 我们的目标是为机器人设计路径, 即离散状态的序列, 使机器人能够满足 LTL 要求。 要找到一个可调整的解决方案, 复杂的时间逻辑任务分配问题, 我们建议一种等级方法, 首先分配特定的机器人, 使用Ndeministic Buchi Automaton( NNBA) 中包含的任务信息, 然后分配特定的机器人任务, 然后设计低层次的 Weblobel 规则。 具体地说, 我们先使用 NBA 宽度的宽度宽度和放松NBA标准, 来消除所有负数原子的主张。 这个步骤的动机是“ 平流性碰撞性比 NBA 水平 水平 ”, 我们只需级的平流的平流的平流的平流的平流的平流路, 最后的平时, 的平流的平时, 平流的平流的平流的平流的平流的平流的平流的平流的平流的平流的平流程序需要的平流的平时,,, 使任务能够使任务能能能的平流的平流法 平流的平流的平流的平流法 平流的平流的平流的平流的平流的平流的平流的平局的平流的平流的平流的平流法 。

0
下载
关闭预览

相关内容

《5G+智慧农业解决方案》22页PPT,三昇农业
专知会员服务
52+阅读 · 2022年3月23日
神经常微分方程教程,50页ppt,A brief tutorial on Neural ODEs
专知会员服务
71+阅读 · 2020年8月2日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
178+阅读 · 2020年2月1日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
Arxiv
31+阅读 · 2021年3月29日
Heterogeneous Deep Graph Infomax
Arxiv
12+阅读 · 2019年11月19日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员