This work focuses on the following question related to the Gathering problem of $n$ autonomous, mobile robots in the Euclidean plane: Is it possible to solve Gathering of robots that do not agree on any axis of their coordinate systems (disoriented robots) and see other robots only up to a constant distance (limited visibility) in $o(n^2)$ fully synchronous rounds? The best known algorithm that solves Gathering of disoriented robots with limited visibility assuming oblivious robots needs $\Theta(n^2)$ rounds [SPAA'11]. The lower bound for this algorithm even holds in a simplified closed chain model, where each robot has exactly two neighbors and the chain connections form a cycle. The only existing algorithms achieving a linear number of rounds for disoriented robots assume robots that are located on a two dimensional grid [IPDPS'16] and [SPAA'16]. Both algorithms make use of locally visible lights (the LUMINOUS model). In this work, we show for the closed chain model, that $n$ disoriented robots with limited visibility in the Euclidean plane can be gathered in $\Theta\left(n\right)$ rounds assuming the LUMINOUS model. The lights are used to initiate and perform so-called runs along the chain. For the start of such runs, locally unique robots need to be determined. In contrast to the grid [IPDPS'16], this is not possible in every configuration in the Euclidean plane. Based on the theory of isogonal polygons by Gr\"unbaum, we identify the class of isogonal configurations in which no such locally unique robots can be identified. Our solution combines two algorithms: The first one gathers isogonal configurations; it works without any lights. The second one works for non-isogonal configurations; it identifies locally unique robots to start runs, using a constant number of lights. Interleaving these algorithms solves the Gathering problem in $\mathcal{O}(n)$ rounds.


翻译:这项工作侧重于以下与 Euclidean 平面上 美元自动算法和移动机器人的集合问题有关的问题: 能否解决对于协调系统的任何轴( 方向错乱的机器人) 无法达成一致的机器人的集合( 有限可见度), 并且只能看到其他机器人以$( 美元) 完全同步的回合 来持续距离( 有限可见度)? 最已知的算法可以解决具有有限可见度的不定向机器人的集合, 假设不明的机器人需要 $( Theta ( n) 2) 的机器人 圆球 [ 。 NAA' 11] 。 这个算法的下限, 即使是在一个简化的封闭的链式模型中, 每个机器人的近距离和链连接形成一个循环。 只有现有的算法能达到一个线性回合, 假设机器人位于两个维度的网格 [ IPDPS'16] 和 [ SPA'16] 。 两种算法都可以使用本地可见的电路数( LMINOI) 模式, 也可以在其中不使用一个。

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