The Moving Target Vehicle Routing Problem with Obstacles (MT-VRP-O) seeks trajectories for several agents that collectively intercept a set of moving targets. Each target has one or more time windows where it must be visited, and the agents must avoid static obstacles and satisfy speed and capacity constraints. We introduce Lazy Branch-and-Price with Relaxed Continuity (Lazy BPRC), which finds optimal solutions for the MT-VRP-O. Lazy BPRC applies the branch-and-price framework for VRPs, which alternates between a restricted master problem (RMP) and a pricing problem. The RMP aims to select a sequence of target-time window pairings (called a tour) for each agent to follow, from a limited subset of tours. The pricing problem adds tours to the limited subset. Conventionally, solving the RMP requires computing the cost for an agent to follow each tour in the limited subset. Computing these costs in the MT-VRP-O is computationally intensive, since it requires collision-free motion planning between moving targets. Lazy BPRC defers cost computations by solving the RMP using lower bounds on the costs of each tour, computed via motion planning with relaxed continuity constraints. We lazily evaluate the true costs of tours as-needed. We compute a tour's cost by searching for a shortest path on a Graph of Convex Sets (GCS), and we accelerate this search using our continuity relaxation method. We demonstrate that Lazy BPRC runs up to an order of magnitude faster than two ablations.


翻译:移动目标车辆路径问题(MT-VRP-O)旨在为多个智能体寻找轨迹,使其共同拦截一组移动目标。每个目标需在其一个或多个时间窗口内被访问,且智能体需避开静态障碍物,同时满足速度与容量约束。我们提出具有松弛连续性的懒惰分支定价法(Lazy BPRC),该方法可为MT-VRP-O求得最优解。Lazy BPRC采用VRP的分支定价框架,在主问题受限版(RMP)与定价问题之间交替迭代。受限主问题从有限子集中为每个智能体选择一组目标-时间窗口配对序列(称为路径)。定价问题则向该有限子集添加新路径。传统方法求解RMP需计算每个路径的代价,而在MT-VRP-O中,该代价因需在移动目标间进行无碰撞运动规划而计算成本极高。Lazy BPRC通过基于连续松弛约束的运动规划计算各路径代价的下界来推迟真实代价计算,从而求解RMP。我们按需惰性评估路径的真实代价,通过在凸集图(GCS)上搜索最短路径计算路径代价,并利用连续性松弛方法加速搜索。实验表明,Lazy BPRC的运行速度比两种消融方法快一个数量级。

0
下载
关闭预览

相关内容

《城市三维环境下无人机路径规划算法效能比较分析》
专知会员服务
32+阅读 · 2025年3月25日
【NeurIPS2024】协作!迈向用于路径问题的鲁棒神经方法
专知会员服务
15+阅读 · 2024年10月9日
《武器目标分配问题:精确和近似解法算法》
专知会员服务
85+阅读 · 2024年6月22日
【ICML2024】MVMoE:具有专家混合的多任务车辆路径求解器
电动汽车路径规划模型与算法研究进展
专知会员服务
39+阅读 · 2024年3月10日
《航空蜂群在区域探索中的最优路径规划》69页
专知会员服务
50+阅读 · 2024年1月15日
基于车路协同的群体智能协同
智能交通技术
10+阅读 · 2019年1月23日
目标跟踪算法分类
算法与数据结构
20+阅读 · 2018年9月28日
国家自然科学基金
20+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
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
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
3+阅读 · 2014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 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2月27日
VIP会员
最新内容
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
6+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21日
相关基金
国家自然科学基金
20+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
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
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
3+阅读 · 2014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 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员