Path planning for a robot is one of the major problems in the area of robotics. When a robot is given a task in the form of a Linear Temporal Logic (LTL) specification such that the task needs to be carried out repetitively, we want the robot to follow the shortest cyclic path so that the number of times the robot completes the mission within a given duration gets maximized. In this paper, we address the LTL path planning problem in a dynamic environment where the newly arrived dynamic obstacles may invalidate some of the available paths at any arbitrary point in time. We present DT*, an SMT-based receding horizon planning strategy that solves an optimization problem repetitively based on the current status of the workspace to lead the robot to follow the best available path in the current situation. We implement our algorithm using the Z3 SMT solver and evaluate it extensively on an LTL specification capturing a pick-and-drop application in a warehouse environment. We compare our SMT-based algorithm with two carefully crafted greedy algorithms. Our experimental results show that the proposed algorithm can deal with the dynamism in the workspace in LTL path planning effectively.


翻译:机器人的路径规划是机器人领域的主要问题之一。 当机器人被赋予以线性时空逻辑(LTL)规格为形式的任务时, 任务需要重复执行时, 我们希望机器人遵循最短的周期性路径, 以便在给定的期限内使机器人完成任务的次数最大化。 在本文中, 我们处理在动态环境中的 LTL 路径规划问题, 新到的动态障碍可能会在任何任意时间点使某些可用的路径失效。 我们提出基于 SMT 的离线地平线规划战略, 根据当前工作空间的现状, 反复解决优化问题, 以引导机器人在当前情况下遵循最佳的路径。 我们使用 Z3 SMT 求解器执行算法, 并在一个 LT 规格中广泛评价它, 在仓库环境中捕捉一个便滴应用程序。 我们比较了基于 SMT 的算法和两个精心设计的贪婪算法。 我们的实验结果显示, 拟议的算法可以有效地处理LT 路径中的工作空间的动态 。

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