[1]王卓然,文家燕,谢广明,等.基于改进CBS算法的多智能体路径规划[J].智能系统学报,2023,18(6):1336-1343.[doi:10.11992/tis.202211006]
WANG Zhuoran,WEN Jiayan,XIE Guangming,et al.Multi-agent path planning based on improved CBS algorithm[J].CAAI Transactions on Intelligent Systems,2023,18(6):1336-1343.[doi:10.11992/tis.202211006]
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《智能系统学报》[ISSN 1673-4785/CN 23-1538/TP] 卷:
18
期数:
2023年第6期
页码:
1336-1343
栏目:
吴文俊人工智能科学技术奖论坛
出版日期:
2023-11-05
- Title:
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Multi-agent path planning based on improved CBS algorithm
- 作者:
-
王卓然1, 文家燕1,2, 谢广明1,3, 蒋文宇1
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1. 广西科技大学 自动化学院, 广西 柳州 545616;
2. 广西科技大学 广西汽车零部件与整车技术重点实验室, 广西 柳州 545006;
3. 北京大学 工学院, 北京 100871
- Author(s):
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WANG Zhuoran1, WEN Jiayan1,2, XIE Guangming1,3, JIANG Wenyu1
-
1. School of Automation, Guangxi University of Science and Technology, Liuzhou 545616, China;
2. Guangxi Key Laboratory of Automobile Components and Vehicle technology, Guangxi University of Science and Technology, Liuzhou 545006, China;
3. College of Engineering, Peking University, Beijing 100871, China
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- 关键词:
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多智能体; 全局路径规划; 基于冲突的搜索算法; 改进基于冲突的搜索算法; 机器学习; 排序学习; RankNet算法; 冲突选择策略
- Keywords:
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multi-agent; global-path planning; conflict-based search algorithm; improved conflict-based search algorithm; machine learning; ranking learning; RankNet algorithm; conflict selection policy
- 分类号:
-
TP23;TP18
- DOI:
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10.11992/tis.202211006
- 摘要:
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在基于冲突的搜索(conflict-based search, CBS)算法中,冲突的选择具有随机性,导致CBS算法在多智能体路径规划方面的求解效率不佳。为此,本文提出一种改进CBS算法的多智能体路径规划算法。首先,基于冲突子节点的相关信息,提出了一种新的冲突选择策略;然后,为发挥新策略的优势和进一步减少算法的运行时间,采用基于神经网络的RankNet算法来学习新策略,从而得到一个训练好的排序模型;最后,利用训练好的排序模型为CBS算法选择冲突。通过设计实验对改进CBS算法进行仿真验证,结果表明,所提改进算法相比于已有的改进算法,能够有效提高算法的求解效率。
- Abstract:
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In the conflict-based search (CBS) algorithm, random conflict selection leads to poor solution efficiency in multi-agent path planning. Therefore, an improved CBS-based multi-agent path-planning algorithm is proposed in this paper. First, a new conflict selection strategy is introduced according to the information related to the child nodes associated with the conflict. Next, the RankNet algorithm based on a neural network is used to learn the new strategy and further reduce the running time of the algorithm, obtaining a trained ranking model. Finally, this well-trained ranking model is utilized to select conflicts for the CBS algorithm. Simulation verification of the improved CBS algorithm was performed by designing experiments. Results show that the proposed CBS algorithm effectively enhances the efficiency of the algorithm compared with the existing improved algorithm.
备注/Memo
收稿日期:2022-11-7。
基金项目:国家自然科学基金项目(61963006);广西自然科学基金面上项目(2018GXNSFAA050029);广西科技重大专项(桂科AA22068064);2022年广西汽车零部件与整车技术重点实验室自主研究课题(2022GKLACVTZZ01).
作者简介:王卓然,硕士研究生,主要研究方向为多智能体路径规划;文家燕,教授,博士,中国自动化学会青年工作委员会委员,广西自动化学会理事。主要研究方向为多智能体系统协同控制、多机器人编队控制。现主持国家自然科学基金及省部级基金项目5项,获专利授权8项,发表学术论文2余篇;谢广明,教授,博士生导师,中国自动学会机器人竞赛工作委员会副主任,国际水中机器人联盟创始人,中国仿真学会机器人系统仿真专委会主任委员,主要研究方向为复杂系统动力学与控制、智能仿生机器人多机器人系统与控制。现主持国家自然科学基金重点项目等 8 项,获发明专利授权20 余项。曾荣获国家自然科学奖二等奖、教育部自然科学奖一等奖、吴文俊人工智能科学技术奖创新奖二等奖,发表学术论文 200 余篇
通讯作者:文家燕.E-mail:wenjiayan2012@126.com
更新日期/Last Update:
1900-01-01