In cooperative multi-agent robotic systems, coordination is necessary in order to complete a given task. Important examples include search and rescue, operations in hazardous environments, and environmental monitoring. Coordination, in turn, requires simultaneous satisfaction of safety critical constraints, in the form of state and input constraints, and a connectivity constraint, in order to ensure that at every time instant there exists a communication path between every pair of agents in the network. In this work, we present a model predictive controller that tackles the problem of performing multi-agent coordination while simultaneously satisfying safety critical and connectivity constraints. The former is formulated in the form of state and input constraints and the latter as a constraint on the second smallest eigenvalue of the associated communication graph Laplacian matrix, also known as Fiedler eigenvalue, which enforces the connectivity of the communication network. We propose a sequential quadratic programming formulation to solve the associated optimization problem that is amenable to distributed optimization, making the proposed solution suitable for control of multi-agent robotics systems relying on local computation. Finally, the effectiveness of the algorithm is highlighted with a numerical simulation.


翻译:在多试剂机器人合作系统中,为了完成既定任务,必须进行协调。重要的例子包括搜索和救援、危险环境中的行动和环境监测。而协调则要求同时满足以状态和输入限制形式出现的安全关键限制因素,以及连接限制,以确保网络中每对代理之间每对代理都有一个通信路径。在这项工作中,我们提出了一个模型预测控制器,处理多试剂协调问题,同时满足安全关键和连通性限制。前者以状态和输入限制的形式提出,后者是相关的拉普拉西亚通讯图(又称Fiedler eigenvalue)第二小电子值的限制,该图是通信网络连通性的一个工具。我们提出一个连续的四重程序设计,以解决相关的优化问题,使拟议的解决方案适合于控制依赖本地计算的多试剂机器人系统。最后,以数字模拟的方式强调了算法的有效性。</s>

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
76+阅读 · 2020年7月26日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
91+阅读 · 2019年10月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月4日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月3日
Arxiv
88+阅读 · 2021年5月17日
Arxiv
19+阅读 · 2020年7月13日
VIP会员
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员