Metodología para la síntesis de autómatas en la planificación de movimientos en sistemas autónomos con múltiples agentes

• Martínez Valencia, Jorge Luis ; Holguín Londoño, Mauricio ; ramirez vanegas, carlos alberto ^[1]
  1. [1] Universidad Tecnológica de Pereira

     Universidad Tecnológica de Pereira

     Colombia

     
• Localización: Tecnura: Tecnología y Cultura Afirmando el Conocimiento, ISSN-e 2248-7638, ISSN 0123-921X, Vol. 25, Nº. 70, 2021 (Ejemplar dedicado a: October - December), págs. 46-70
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Methodology for the Synthesis of Automata in the Planning of Movements for Autonomous Systems with Multiple Agents
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• Resumen
  • español

    Objetivo: Presentar una metodología para la planificación de movimientos de sistemas autónomos con múltiples agentes.

      Metodología: Se define y parametriza el comportamiento físico de un equipo de sistemas de navegación autónoma, luego se describe e implementa un algoritmo de síntesis de políticas de control que interpreta estas descripciones convertidas a fórmulas LTL y se genera un modelo que permite hacer abstracciones automáticas. A partir de configuraciones genéricas de solución, se deriva en el caso de múltiples robots con una única tarea en un entorno con obstáculos fijos. La metodología se valida en diferentes escenarios y se analizan los resultados.

      Resultados: La metodología propuesta para planificación de movimientos en sistemas con múltiples agentes, combina dos técnicas del estado del arte, permitiendo mitigar la explosión combinacional de estados presente en los enfoques tradicionales.

      Conclusiones: La metodología que se presenta resuelve el problema de síntesis de autómatas para el control de alto nivel, con cambio de tareas durante la ejecución. Bajo ciertos criterios, se mitiga el problema de explosión combinacional de estados asociado a estos sistemas. La solución es óptima respecto al número de transiciones seguidas por los miembros del equipo.

      Financiamiento: Universidad Tecnológica de Pereira  

  • English

    Objective: To develop a methodology for motion planning in autonomous systems with multiple agents.

      Methodology: In the first place, a parametric definition of the behavior of a team of autonomous navigation systems is established. Then, the control policies are interpreted by a synthesis algorithm by converting the task description into LTL formulas and therefore generating a model that allows for automatic abstractions.  Starting from configurations of generic solutions, we derive the case of multiple robots with a unique task, assuming an environment with stationary obstacles. The methodology is validated in all the aforementioned scenarios, and results are then analyzed and discussed.

      Results: Our proposed methodology, for motion planning in autonomous systems with multiple agents, combines two state-of-the-art techniques, mitigating the combinatorial explosion of states in traditional approaches.

      Conclusions: Our proposed methodology solves the automaton synthesis for multiple agents with high-level control, and even with task changes during the execution. The problem of combinatorial explosion of states is mitigated. The solution is optimized vis-a-vis the number of transactions performed by the team members.

      Financing: Universidad Tecnológica de Pereira