We consider several algorithms for exploring and filling an unknown, connected region, by simple, airborne agents. The agents are assumed to be identical, autonomous, anonymous and to have a finite amount of memory. The region is modeled as a connected sub-set of a regular grid composed of square cells. The algorithms described herein are suited for Micro Air Vehicles (MAV) since these air vehicles enable unobstructed views of the ground below and can move freely in space at various heights. The agents explore the region by applying various action-rules based on locally acquired information Some of them may settle in unoccupied cells as the exploration progresses. Settled agents become virtual pheromones for the exploration and coverage process, beacons that subsequently aid the remaining, and still exploring, mobile agents. We introduce a backward propagating information diffusion process as a way to implement a deterministic indicator of process termination and guide the mobile agents. For the proposed algorithms, complete covering of the graph in finite time is guaranteed when the size of the region is fixed. Bounds on the coverage times are also derived. Extensive simulation results exhibit good agreement with the theoretical predictions.


翻译:我们考虑用空降剂来探索和填补一个未知的、相连的区域,用简单的空载剂进行探索和填补。这些物剂被假定为相同、自主、匿名和有一定的内存量。这个区域被建为由平方细胞组成的常规网格的连接子集。这里所描述的算法适合于微型航空飞行器(MAV),因为这些航空飞行器能够对下面的地面进行不受阻碍的观察,能够在不同的高度自由移动。这些物剂根据当地获得的信息应用各种行动规则来探索这个区域。随着勘探的进展,其中一些物剂可能会在未占用的细胞中定居。定居的物剂成为勘探和覆盖过程的虚拟球质,随后帮助其余物的灯塔,并且仍然在探索移动物剂。我们采用了一种后向传播信息的过程,作为执行程序终止的确定性指标和指导移动物剂的一种方法。对于拟议的算法来说,当区域面积固定时,可以保证在有限的时间内完整地覆盖该图。在覆盖时间上,还可以计算出覆盖的时间。广泛模拟结果显示与理论预测的一致。

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