Hledání disjunktních cest v nerovinném prostředí

Abstract

Kooperativní hledání disjunktních cest je varianta problému multiagentního hledání cest, při kterém je zadán prostor a množina obsahující několik párů se startovní a cílovou pozicí z prostoru. Úkolem je nalézt vrcholově-disjunktní cesty ze startovní do cílové pozice pro každý z těchto párů. Při kooperativním hledání se agenti snaží spolupracovat, tedy každý má informace o pozicích ostatních a jejich společný cíl je, aby každý agent dosáhl cíle. V této práci je přestaveno několik nových algoritmů, vhodných pro řešení tohoto problému. Populární a používané algoritmy CA*, HCA* a WHCA* byly upraveny tak, aby fungovaly pro hledání disjunktních cest na voxelové mřížce. Všechny 3 byly také zprovozněny na datové struktuře oktantový strom, a to přineslo v některých prostorech výrazné zrychlení. Dále byl vytvořen algoritmus Obstacle CA*, který dokáže sestavovat úspěšněji cesty v oblastech, kde se vyskytují úzké průchody. Nové metody MDCA* a MDWHCA* hledají cesty tak, aby mezi nimi byly co největší mezery a tím předcházelo kolizím.

Cooperative disjoint pathfinding is a variant of the multi agent pathfinfing problem. For a given space and a set of pairs of start and goal positions in space the objective is to find vertex-disjoint paths, which connecting the start and goal position from each given pair. In cooperative pathfinding, agents try to cooperate with each other. Every agent knows the positions of others. They all have a common objective, which is successfully complete paths for all agents. In this work new algorithms for disjoint pathfinding are presented. Popular algorithms CA*, HCA* and WHCA* were modified to solving cooperative disjoint pathfinding problem with a voxel grid. They were also implemented in version, which works with octree. Using octree brings significant speed improvement in some spaces. The created algorithm Obstacle A* can find paths more successfull than other methods in regions with botllenecks. New methods MDCA* and MDWHCA* can be used for creating paths, which has bigger spaces among themselves.