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An extension of the plan-merging paradigm for multi-robot coordination

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Academic year: 2021

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(1)An extension of the plan-merging paradigm for multi-robot coordination Fabien Gravot, Rachid Alami. To cite this version: Fabien Gravot, Rachid Alami. An extension of the plan-merging paradigm for multi-robot coordination. IEEE International Conference on Robotics and Automation, May 2001, Seoul, South Korea. �hal-01979733�. HAL Id: hal-01979733 https://hal.laas.fr/hal-01979733 Submitted on 13 Jan 2019. HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés..

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(33) –%™e^™/“xŽ5–q–q—3”ª—4–qš4›•¤™/›9–™e”/—£±™e¡m›5œ5¨`—3š4±›5Ž5¨– “5£’”ª›•‘´"–œ•‘4–˜š3Ž5—3–^–u“5—3±™e—4±š²–^®e™/£¤œmš4¤™/›

(34) —4œ•£±–‘^³ degf hijgkijmlnporqskst'uvl]jmkswxiu8tmozy Ž5–h¼•—y‘šu™/›5–|Í {%}KÝ:’‘š4Ž5–`—3œ5£±–h™ª¸"“5—3±™e—4±š²H¡m–q^—4–”/‘4– ”ª£¤™/›5¨`”`€‚“5£’”ªƒ

(35) ~› €F „ƒ, Í € Ý † Í €„ ‚Ý ‡ €‚ˆ ‰+Š€„4ˆ ‰ ½)Ž•–^—3– € —4–q“5—4–‘Ÿ–q›Dš3‘*š3Ž5–:œ•‘4–i™/¸$”u—3–q‘4™/œ•—3^–/¬ €‹ˆ ‰ ±š3‘ ”/‘3‘Ÿ™m^¤”ªš4–q¡È“5—3±™e—4±š²/¬d”/›•¡ Í € ݐ€šy‘%”ª£¤£±™mq”Tš4¤™/›7–^®e–^›Dšq³ PMO deferred. Current Coordinated Plan Time−points with added constraints. Temporal constraint inside one robot plan Synchronisations between robot plans. 𠐤¨/œ•—4–`Ñ4FZYZ™e°x™/š8D.“x–q—Ÿ¸º™e—4«‘Z”`¢c¦.³ q”ªœ•i‘4™T–=´"š3–^Ž5®e–=–^¼•—u›x”.”ª£K"‘šyAC”Tš4Bï– ™ª“x¸•–q”ª—Ÿš¸º™e£¤–q—4”/«`‘Ÿ–š ¡È”/›5°K™ª²š3Ž56[–^$"——4«`™e”I°x²9™/š¸ä”ª6#¤£I°xÍä”e–^‘¥ ‘4=

(36) “x" –±¼•±\› –q¡o:L¤"`7› 7³ :L6["%$ݘ¡m¸º™e–—4¸º–q°•—3¤‘.¡5#‘ €šy6[‘.$"¢ š4¦ ™搤›•‘Ÿ”ª–q›x—Ÿ¡­š±´"š3‘”/€™Tšy´Z‘,›7ͺ¼•“5¨•£’³ ”ª› D ‘Ÿš3”ª$ <š4–%ÛeÝZœ5›Dš4¤£d”Tš:£¤–q”e‘šZ™e›5–™ª¸*š4Ž•–Hɟ°5£¤™my¶D¤›5¨DË.—3™/°?™ªšy‘ Robot 4. State 1. State 3. New plan to Insert. Robot 3. No PMO in progress New coordination plan required by execution.. Time−points (events, resource use...). Robot 1. VU VU. State 0 PMO failure. New temporal constraint addede by the Plan Merging Operation. D. Plan merging operation. PMO success.

(37) š3Ž5–q‘4–,—3œ5£¤–q‘q³È½o–

(38) ”/£¤‘4™ÈyŽ5™K™e‘4–š3™7¡m™7«h¤›5¤«”ª£"±›•^—4–^¥ «`–q›eš³.îK™x¬xš3Ž5–`“5—3±™e—4±š4¤–q‘”ª—3–¯›5™/š¨e™/¤›5¨š3™'¡5—3”/«`”ªš4±¥ q”ª£¤£±²

(39) yŽ•”ª›5¨e–˜œ•›5£±–‘4‘±ši’‘Z›5–q^–q‘3‘4”/—4²e³ R1. Initial position. 4. Goal position. 7 6 2. 1. 3. 5. 8. Paths planned. R2.  Ž5–u–q”/—4£¤±–q—Z—4–‘Ÿ™eœ5—y–q‘ Ž•”I®e–Ž•±¨eŽ5–^—“5—3±™e—4±š²/³ Ž•–š´ ™™/š4Ž5–q——4œ5£¤–q‘c”ª—3–”/“5“5£¤±–¡`¡mœ5—3±›5¨uš3Ž5–i«`–^—3¨ª¥ ±™/›•—3¨€š²e™e¬K“x´ –q—3–”ªš4¡m¤–™/› ’¡m³ –½)š4Ž5™`–q¨/›.¤®/š–˜´"š4™uŽ5—4–%™e°x”e¡m™/š3®T‘*”ª›DŽ•š3”I”/®e¨/–"–˜š4š4Ž5™h–iš4‘3Ž•”ª–«`—3–™/“5°?—3™ª€š¥ ´ZŽ5’yŽ•Ž

(40) –u’‘4‘i–q‘4^œ5™/*°›•Œ¡

(41) –q—3š4œ5–£±¡,–’š3‘"™hš4š4Ž•Ž5––“5«`—4¤–^™/—3—3¨/±š¤›5²¨h±›5™/Ž•“?–^–^—3—y€”Tšy”ªš3±›•™e^› –4³ F ½7–"”/‘3‘Ÿœ•«h–=š4™:Žx”I®/–*š´"™i—4™e°x™/š3‘ 6  ”ª›•¡ 6 „ ¤›¯^™/›m»•’&š ¸º™/—š3Ž5–œ•‘4–™/¸ —3–q‘4™/œ•—3^–q‘ €zŽ Í ݏ”ª›•¡ €r ‘Í 9KÝ&³ ¡ 6  ¤‘ ’ {”“r• }-– ÅW¸ €zŽ |Í Ý ˆ ‰˜—™€r ‘Í 9KÝ ˆ ‰ ”/›•š š4Ž•–7—3™/°?™ªšH¡m ™/¤›5Í €s¨zš4Ž Ž5 Í ›•–©ÝŸÝ«`†%–^—3œ'¨/¤›5Í €¨z™eŽ “xÍ –qݟ—3Ý ”ªš4¤™/›)š3Ž5–^› €szŽ Í ›5[ Ý F ‡ €zŽ !Í ›5Ý ˆ ‰+Š€r Í 9DÝ ˆ ‰Ÿž+‰ $‘ 4¡ ¡ 6L’‘h›5™ªš ’ {%“~•¢“~–'ÅW¸ €  Ž Í Ý ˆ ‰£Š¤€   Í 9KÝ ˆ ‰ ”/›•¥ š4Ž•–7—3™/°?™ªšH¡m ™/¤›5Í € ¨ š4Ž Ž5Í ›•–©ÝŸÝ«`†%–^—3œ'¨/¤›5Í € ¨ ™eŽ “x͏–qݟ—3Ý ”ªš4¤™/›)š3Ž5–^› €  Ž Í ›5[ Ý F ‡ €  Ž !Í ›5Ý ˆ ‰+Š€   Í 9DÝ ˆ ‰ ½)Ž5–^—3[– œ'Í € Ýc—3–^“•—4–‘Ÿ–q›ešy‘š3Ž5–u—4–q£±–”/‘4–i–^®e–^›Dš"™/¸ € ¬5”ª›x¡ ‰ $ 4¡¯š4Ž5–

(42) «`±›5¤«”ª£"±›x—3–^«`–^›Dšq³7Ž5¤‘.—3œ5£±–'”ª£¤£±™T´i‘š4Ž5– —4™e°x™/šd´ZŽ5’yŽŽ•”/‘ š4Ž5–"“5—3±™e—4±š²:™e›%”Z—3–q‘4™/œ5—y– € š3™:Ž•”I®e– ”hŽ5±¨eŽ5–^—Z“•—4¤™/—3€š²™e›

(43) —3–q‘4™/œ•—3^–q‘"›5–^–¡m–q¡,š4™°?–%”ª°•£±–š4™ ¸º—4–q– € š3Ž•”ª›™ªš3Ž5–^—Z—3™/°?™ªšy‘"´ZŽ5¤yŽ´”ª›Dšš4™hš3”/¶/– € ³ Ž•–Hš4Ž5¤—y¡¹—4œ5£¤–9’‘¸º™e—ÞÉ4‘Ÿš4—3™/›5¨©£¤±›•¶K‘3Ë­œ•‘4–/³àîKœxyŽ £±¤›5¶m‘z™/—3—3–q‘4“x™e›•¡Æš4™0– Kš4–q—4›x”ª£™/›x‘š3—3”/±›Dš3‘·™/›ïš4Ž5– «`–^—3¨/¤›5¨·™e“x–q—3”ªš4¤™/~› Fz™e›•‘Ÿ–q—4®T”ªš4¤®/–Ȑ¤›•‘4–^—4š4¤™/› ¬¤›•—3–¥ «`“5£’–^”ª›D›5š3›5”/–q£"—¯^™/™e›•›•‘Ÿ‘Ÿš4š4—y—y”ª”ª¤›D¤›eš3šy‘q‘^¬³&Ž5³q'³¤–^:—y™T”ª´ —yy–qŽ5®/’–^^—”/¬$£cš3Ž5™e–q›•‘4‘–š3—3£¤”/±›5±›D¶mšy‘.‘^¬ ‘ŸŽ5™ª™eš3Ž5œ5–^£’¡ — ›5™ªši^—4–”Tš4–”`²m^£±–u¤›

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(46) ¸º™/—3°5’¡È”—3™/°?™ª š 6 ´Z€š3ŽÈ”Ž5¤¨/Ž•–^—:“•—4¤™/—3€š²,š4™°•—4–”ª¶š3Ž5–¯“•£¤”/›9™ª¸ 6 ¬ ´ZŽ5–^›€šh“x–q—Ÿ¸º™e—4«‘¯”7¢c ¦ .³½7–'—3–q”ªš4–£¤±›•¶K‘¯„ š4™7›5™ªš ¸º”ª—4—3–q––q¡­±›—3–q^‘4™/™/›mœ•»•—3’^&–qš‘%³F™/ÅW8¸ ¸6 ´"–9¸º¡m—3™/™/« ›~¨ š—3–qœ•‘4‘4™/–Hœ5—yš4Ž•–¤‘%‘™ª^[¸™/›•6 ‘4–^—3®T´Z”TŽ5š3’±y®eŽ – ±›x‘Ÿ–q—Ÿš3±™e› ¬ 6L`´"™/œ5£’¡o°x–

(47) ‘š3™/“5“?–q¡oš3™H£±–^©š 68„¨/™•¬*”ª›x¡ ›5–^–¡

(48) Ž•–”/›5±™ª›xš3Ž5—3–^–^—i«`¢ –^¦›Dš3”/Q£

(49) š3^™`™/¨/›•™`‘Ÿš4™/—y”ª› ¤³ ›Dš3‘Þ”/—4–£¤¤›5¶m‘—3–q”ªš4–¡ ¡mœ5—3±›•¨Èš3Ž5–

(50) £’”/‘Ÿš`«h–q—4¨e±›•¨7™e“x–q—3”ªš4¤™/› ³Þ™o”I®e™/’¡­”ª›K² yŽ•”ª›•¨/–:¤›

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(52) ´ZŽ•–^›€šiŽx”/‘"š4Ž•–Ž5±¨eŽ5–q‘ŸšZ“5—3±™e—4±š²/³ ½o–7¤›Dš4—3™K¡5œ•–©”·‘4“?–q’”ª£`ͺ®e–^—3²)Ž5¤¨/ŽxÝ,“5—3±™e—4±š²zš4™ “š3•–^—4«`™/š4“?–q™/š¯—y”ª”£¤£±²,“•”ª^—4™/š%›•‘Ÿ™ªš4¸—y”ª“5¤£’›5”ª–›©¡

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(55) £¤–q”I®e–q‘š3Ž5–¯™e›5–q‘:€š™Kqœ5“•±–‘^³E:–^›•^–/¬?°x™I m–q‘:“•”ª—4š4’”ª£¤£¤² ™T®e–^—3£¤”/“ ³ 𠐱—y‘šHÍÿ¼x¨•³Û·Íä°xÝ&¬’ÍäÝ&¬’Í䡕ݬ¤Íä–ݬ¤Íº¸3ݟݬZ´ –”/‘3‘Ÿœ•«h–,š4Ž•”ªš 6LhŽ•”e‘%”ª£¤—4–”/¡m²H«`–q—4¨e–q¡o€šy‘“5£’”ª› ¬*”ª›x7 ¡m™·”Þ¢c¦ .³ 6 „ Ž•”/‘“5—4¤™/—3±š²·™e°› 6  ¡ Í䐀6[šy‘,„—3´–q‘4”ª™/›Dœ•š3‘—3^š3–q™ ‘ Ž•”I®e–Ž5¤¨/Ž5–q—i“5—3±™e—4±š²5Ý&³ 𠐤¨/œ5—3–%ەÍä°xÝZ‘4Ž5™T´i‘š3Ž5–%–žM–qš ™/¸ š3Ž5–¼•—y‘Ÿš:—4œ•£±–´Z±š4ŽHš3Ž5–¯¡m–—3–q”e‘Ÿ–u™ª¸“5—3¤™/—3€š²,”/£±™e›5¨ “5€ £’”ª›x‘^³"€ ÅWš”/£¤‘4™`±›•¡5€ ¤q”Tš4–‘:^™/›m»•’&šy‘Z°?–š´"–^–^›H—3–q‘4™/œ•—3^–q‘ ^Í ™/ ›• Í D/‘4–^Ý—3¬  ®T”Tš4ÍäÛD¤®/Ýd–¯”/±›•›•¡ ‘4–^—4š4ÍB¤Òe™/Ý4›dÝ&¬ª³”ªÅW›x¸¡¯6 ”:„ ‘Ÿ”ªš4—3£¤£¤™/™K›•q¨:”Tš3£¤±–q›5‘ ¶M€ ¬ª¡mÍ!D/œ•Ý:–c°xš3™:–^¸ºš3™/Ž5—3–– 6 * ¬ 6 ´Z±£¤£M›5™ªšZ°?–”/°5£±–˜š4™”eyŽ5±–q®/–˜€šy‘ “•£¤”/› ³=îK™•¬Kš3Ž5– ^™/›•‘4–^—3®T”Tš4¤®/–¤›•‘Ÿ–q—Ÿš3±™e›'^—4–”Tš3–q‘"š4Ž•¤‘Z‘Ÿš4—3™/›5¨`£¤±›•¶?³ 𠐱¨eœ5—4–ەÍBqÝh‘4Ž5™T´i‘%š3Ž5––^®e™/£¤œmš4¤™/›·™ª¸:“5—3¤™/—3€š3±–‘.¤› 6L¨ ‘“5£’”ª›©Í €  Ž ÍÑIÝ&¬ €  Ž Í!D/Ý&¬ €  Ž ÍBÛeݏ”ª›x¡ €  Ž ÍBÚeݟÝF ’‘˜YZ”

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(73) ¨e—4–”Tš.›Kœ5«.°x–q—`™ª¸˜‘4²K›m¥ yŽ•—4™e›5±µ”Tš3±™e›•‘c°?–š´"–^–q›š3Ž5–uš´ ™Ÿi¤£’”ª—3–˜°?–qq”ªœ•‘4–:š3Ž5–^² ¸º_˜™e¤£±£±£¤¤™T¨/´ –q›e–š”/¬xy’‘:ŽF”/™/°5š4£¤Ž5––qš4—q™³¨e™îmœ5™e›•œm¡5šq¬–^—8´Z:Ž5±’£’y”ªŽÊ—3–¯’‘”/—4‘Ÿ««‘¯”/£±Íº£¤¼•–^¨

(74) —'ڕš4ŽxÍäq”ªÝ4› Ý °?–¸º™e—4²– _˜±£¤±¨e–^›Dš´ZŽ5’yŽ·Ž•”e‘.š4™©´"”/€šHÍÿ¼x¨­Ú•Í䡕Ý4Ý.œ5›Dš4¤£ š3Ž5–š´"¬™ i¤£’”ª—3–—4™e°x™/š3‘ Žx”I®/–=”ª£¤«`™e‘Ÿšd™e«h“•£±–^š4–^£¤²u—3”/¤‘4–q¡ š3Ž5–^¤—i”ª—3«‘^³^³^³. Plan merging between two plans Synchronizations constraints reception. Synchronizations constraints transmission. Global conflict management Synchronizations reception and update. Approvals transmission. (a). (b). (c). (d). Approvals reception and update. 5›ð –^±¨e´)œ5—4¤«`–:Ù“5F£¤–^¢=«`£’–^”ª›D›mš3¥§”ª¦Hš4¤–q™/—4›'¨e±”ª›5£¤¨£±™T“•´i—4‘ ™/š4”%™m¡m™e’‘£xš3”ª—4¤—y°5yœmŽ5š3±š4–q–¡,&š4^œ•™/—4«`–e³ “5œmšyŽ5”T– ¥ š4¤™/›%™/¸•—3–q‘4™/œ5—y–‘$±›Dš3–^—y‘Ÿ–&š4¤™/›d³Ž5–"”ª«`™/œ5›Dš ™ª¸5š3—3”/›•‘¥ «`€š4š4–q¡¡5”ªš3”h’‘Z—4–q“5—3–q‘4–^›Dš4–¡°K²š3Ž5–´Z¤¡mš4Ž™ª¸*”ª—3—4™T´i‘q³ ½)±š4Ž7š4Ž•¤‘u¤«`“5£±–q«`–^›Dš3”ªš4¤™/›o´ –¡m—y”/‘Ÿš4’^”/£±£¤²—4–¡mœ•– š4£¤”ªŽ5š4–h–q›•«`–^²˜—3š4¨/¤¤«`›5¨,–cš3^–^™/›•«`¡5“5‘dœmš4š3™˜±›5°x¨'– ±£’›x”T¡mš4–q–^›•“?–^²'›•¡5š3–^±«`›Dš –/™/³¸mŧš4›ÈŽ5– ¸ä”/›Kœ5šq«¯¬?š4°?Ž5–^’‘— ™ª¸ —3™/°?™ªšy‘˜Íºš4Ž5–£±™e›5¨/–‘š"‘šy”ª¨/–˜¤‘cš4Ž•–¡m’‘Ÿš4—3±°5œ5š4–q¡,™/›5–IÝ&³ ¸"œmšq¬x–^®/–q›€¸´"–—4–¡mœ•–uš3Ž5–%™e«`«¯œ5›5’^”ªš4¤™/›'š4¤«`–/¬x€š ¤‘‘Ÿš4¤£±£ £±¤›5–”ª—:¤›9š3Ž5–¯›Kœ5«.°x–q—˜™/¸=—4™e°x™/š3‘q³˜ð•™/—˜”,¨/—3–q”ªš ›Kœ5«¯°?–^—Z™/¸ —3™/°?™ªšy‘^¬Dš4Ž•¤‘Z´Z¤£¤£ °x–uš3Ž5–£¤±«`±š3”Tš3±™e› ³  ¿ ¶ÃµHö¬ô ¶ ô:À ‰ ‹‰ÄÁ À ~ ½7–i¡5–q‘3—3±°?–"š´ ™u¤£±£¤œ•‘Ÿš4—y”Tš4¤®/––^ m”/«`“5£±– ‘ Fdš4Ž5–¼x—3‘Ÿš=™/›5– «`Íÿ¼•–^¨x›D³ešZÚ/Ý=´Z‘Ÿ€š3Ž5Ž™T´i‘4–^‘ ®eš3–^Ž5—y–:”ª£?”/¶K°5±±›•£¤±¡•š²¯‘™ªš3™%¸—3¡m™/–q°?”/™ª£5šy´Z‘^³€š3ŽŽ5”%–4Û ‘4_–q^–^™/›K›•®K¡

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