The task of maximizing coverage using multiple robots has several applications such as surveillance, exploration, and environmental monitoring. A major challenge of deploying such multi-robot systems in a practical scenario is to ensure resilience against robot failures. A recent work introduced the Resilient Coverage Maximization (RCM) problem where the goal is to maximize a submodular coverage utility when the robots are subject to adversarial attacks or failures. The RCM problem is known to be NP-hard. In this paper, we propose two approximation algorithms for the RCM problem, namely, the Ordered Greedy (OrG) and the Local Search (LS) algorithm. Both algorithms empirically outperform the state-of-the-art solution in terms of accuracy and running time. To demonstrate the effectiveness of our proposed solution, we empirically compare our proposed algorithms with the existing solution and a brute force optimal algorithm. We also perform a case study on the persistent monitoring problem to show the applicability of our proposed algorithms in a practical setting.


翻译:利用多机器人实现覆盖范围最大化的任务有多种应用,如监视、勘探和环境监测。在实际情况下部署这种多机器人系统的一个主要挑战是确保抗机器人故障的抗御能力。最近的一项工作引入了“弹性覆盖最大化”问题,其目标是在机器人受到对抗性攻击或失败时最大限度地扩大亚模式覆盖功能。RMM问题已知是硬的NP。在本文中,我们为RMM问题提出了两种近似算法,即有秩序的贪婪(OrG)和地方搜索(LS)算法。两种算法在准确性和运行时间方面都超出了最先进的解决办法。为了证明我们拟议解决办法的有效性,我们用经验将我们提议的算法与现有解决办法和粗力最佳算法进行了比较。我们还对持续监测问题进行了案例研究,以显示我们提议的算法在实际环境中的适用性。

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