Planificación de trayectorias en sistemas multirobot utilizando redes de Petri. Resultados y problemas abiertos

Abstract

[EN] This paper presents a trajectory planning approach in multirobot systems based on Petri net models. This type of models is very useful for high-level specifications since, in this case, the classical planning methods (potential functions, RRT algorithms, RRT*) cannot be used being dicult to determine a priori the sequence of configurations for each robot. This work presents the formal definition of the Robot Motion Petri net t hat i s obtained from a partition of the environment in cells. Using the s tructure of the Petri net, in case of specifications defined as Boolean or Linear Temporal Logic (LTL) formulas, dierent optimization problems are presented that can be used to obtain trajectories for robots. The main advantage of models based on Petri nets is their scalability with respect to the number of robots. This makes it possible to reciently solve planning problems with a large number of robots. In the second part of the paper, some extensions and new results for distributed planning in unknown environments and with partial communications between robots are presented.

[ES] Este trabajo presenta una estrategia de planificacón de trayectorias en equipos de robots moviles basada en el uso de modelos definidos con redes de Petri. Estos tipos de modelos son muy útiles para especificaciones de alto nivel ya que, en este caso, los métodos clásicos de planificación (funciones potenciales, algoritmos RRT, RRT*) no se pueden utilizar, siendo difícil determinar a priori la secuencia de configuraciones para cada robot. Este trabajo presenta la definición formal de la Red de Petri de Movimiento de Robots que se obtiene a partir de una partición del entorno en celdas. Utilizando la estructura de la red de Petri, en caso de especificaciones definidas como fórmulas Booleanas o fórmulas en lógica temporal lineal (LTL), se presentan diferentes problemas de optimización que se pueden utilizar para obtener trayectorias para los robots. La principal ventaja de los modelos basados en redes de Petri es su escalabilidad con respecto al número de robots. Ello permite resolver con eficiencia problemas de planificación de equipos con un número grande de robots. En la segunda parte del trabajo, se presentan algunas extensiones y resultados nuevos para la planificación distribuida en entornos desconocidos y con comunicaciones parciales entre los robots.