In this paper, we propose a novel sampling-based planner for multi-goal path planning among obstacles, where the objective is to visit predefined target locations while minimizing the travel costs. The order of visiting the targets is often achieved by solving the Traveling Salesman Problem (TSP) or its variants. TSP requires to define costs between the individual targets, which - in a map with obstacles - requires to compute mutual paths between the targets. These paths, found by path planning, are used both to define the costs (e.g., based on their length or time-to-traverse) and also they define paths that are later used in the final solution. To enable TSP finding a good-quality solution, it is necessary to find these target-to-target paths as short as possible. We propose a sampling-based planner called Space-Filling Forest (SFF*) that solves the part of finding collision-free paths. SFF* uses multiple trees (forest) constructed gradually and simultaneously from the targets and attempts to find connections with other trees to form the paths. Unlike Rapidly-exploring Random Tree (RRT), which uses the nearest-neighbor rule for selecting nodes for expansion, SFF* maintains an explicit list of nodes for expansion. Individual trees are grown in a RRT* manner, i.e., with rewiring the nodes to minimize their cost. Computational results show that SFF* provides shorter target-to-target paths than existing approaches, and consequently, the final TSP solutions also have a lower cost.


翻译:在本文中,我们提议为各种障碍的多目标路径规划建立一个新型的基于抽样的规划器,目的是访问预定的目标地点,同时尽量减少旅行费用。访问目标的顺序往往是通过解决“旅行销售商问题”(TSP)或其变式来实现的。TSP要求界定各个目标之间的成本,用一张带有障碍的地图来计算目标之间的相互路径。通过路径规划找到的这些路径既用来确定成本(例如,基于其长度或从时间到轨道),也用来确定最终解决方案中后来使用的道路。为使TSP能够找到一个高质量的解决方案,有必要尽可能找到这些目标到目标的路径。我们建议一个基于取样的规划器,称为“空间-铺设森林”(SFF*),它解决了寻找目标之间无碰撞路径的部分。SFF* 使用从目标中逐渐和同时建造的多棵树(森林),并试图找到与其他树木形成路径的连接。与快速采运的木头(RRRT)不同,因此有必要找到这些目标到目标路径尽可能短的路径。我们建议一个基于最近的成本扩展方式。S-frial-real a crow a crow a crow destrate rudeal destrate drestration, laut the slex the slear be slear be sal be sal be slegreal be sal be slegreal destrated the sleglegn a sleferated a lautd a led a rucement to

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