論文の概要: Multi-Robot Connected Fermat Spiral Coverage

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.13311v3
• Date: Tue, 16 Apr 2024 15:35:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-17 22:26:44.329217
• Title: Multi-Robot Connected Fermat Spiral Coverage
• Title（参考訳）: マルチロボットコネクテッド・ファーマスパイラルカバー
• Authors: Jingtao Tang, Hang Ma,
• Abstract要約: 我々は,Multi-Robot Connected Fermat Spiral (MCFS)を紹介した。 MCFSはコンピュータグラフィックスコミュニティから、初めてマルチロボットのコーディネーションに適応する。 我々の研究はMCPPにおける重要なステップであり、複雑な環境下でのマルチロボットシステムの能力向上のために、コンピュータグラフィックスと自動計画原則の融合を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8750175877666653
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We introduce the Multi-Robot Connected Fermat Spiral (MCFS), a novel algorithmic framework for Multi-Robot Coverage Path Planning (MCPP) that adapts Connected Fermat Spiral (CFS) from the computer graphics community to multi-robot coordination for the first time. MCFS uniquely enables the orchestration of multiple robots to generate coverage paths that contour around arbitrarily shaped obstacles, a feature that is notably lacking in traditional methods. Our framework not only enhances area coverage and optimizes task performance, particularly in terms of makespan, for workspaces rich in irregular obstacles but also addresses the challenges of path continuity and curvature critical for non-holonomic robots by generating smooth paths without decomposing the workspace. MCFS solves MCPP by constructing a graph of isolines and transforming MCPP into a combinatorial optimization problem, aiming to minimize the makespan while covering all vertices. Our contributions include developing a unified CFS version for scalable and adaptable MCPP, extending it to MCPP with novel optimization techniques for cost reduction and path continuity and smoothness, and demonstrating through extensive experiments that MCFS outperforms existing MCPP methods in makespan, path curvature, coverage ratio, and overlapping ratio. Our research marks a significant step in MCPP, showcasing the fusion of computer graphics and automated planning principles to advance the capabilities of multi-robot systems in complex environments. Our code is available at https://github.com/reso1/MCFS.
• Abstract（参考訳）: 我々は,コンピュータグラフィックスコミュニティからのコネクテッド・ファーマ・スパイラル(CFS)を,初めてマルチロボット協調に適応させる,MCPP(Multi-Robot Connected Fermat Spiral)という,マルチロボット被覆パス計画(MCPP)のための新しいアルゴリズムフレームワークを紹介した。 MCFSは、複数のロボットのオーケストレーションによって、任意の形の障害物を取り巻くカバレッジパスを生成することができる。 また,作業空間を分解することなくスムーズな経路を生成することで,非ホロノミックロボットにとって重要な経路連続性と曲率の課題にも対処する。 MCFSは、MCPPのグラフを構築し、MCPPを組合せ最適化問題に変換することでMCPPを解く。 我々の貢献は、スケーラブルで適応可能なMCPPのための統一CFSバージョンの開発、コスト削減とパス継続性、滑らか性のための新しい最適化手法によるMCPPへの拡張、MCFSが既存のMCPP法をメイスパン、パス曲率、カバレッジ比、オーバーラップ比で上回ることを示す広範な実験などである。 我々の研究はMCPPにおける重要なステップであり、複雑な環境下でのマルチロボットシステムの能力向上のために、コンピュータグラフィックスと自動計画原則の融合を示すものである。 私たちのコードはhttps://github.com/reso1/MCFSで利用可能です。

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