強化型コンフリクトベース探索とグラフ離散化による、非単位整数エッジコストを扱うマルチエージェント経路探索

arXiv cs.AI / 2026/4/8

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要点

  • 本論文は、グラフ上でのマルチエージェント経路探索の変種であるMAPFZを提案し、幾何学的な連続時間の衝突モデルではなく離散化されたモデリング手法を用いることで、有限の状態空間を維持しつつ非単位の整数エッジコストを扱えることを示す。

Abstract

多エージェント経路探索(MAPF)は、さまざまな分野で重要な役割を果たします。従来のMAPF手法は通常、辺コストが1に等しいこと(単位コスト)および単一タイムステップの行動のみを前提としていますが、これらは現実世界のシナリオへの適用を制限します。MAPFRは、非単位コスト(実数の辺コスト)と連続時間の行動を扱うことでMAPFを拡張しますが、幾何学的衝突モデルにより状態空間が無制限に広がってしまい、ソルバ効率が損なわれます。本論文では、非単位の整数コストをもつグラフ上でのMAPFの新しい変種であるMAPFZを提案します。MAPFZは有限な状態空間を保ちながら、従来の古典的MAPFよりも現実性を高めています。MAPFZを効率的に解くために、時間間隔ベースの衝突検出と改良されたSafe Interval Path Planning(SIPP)アルゴリズムを組み込んだ、強化Conflict-Based Search(CBS)フレームワークであるCBS-NICを開発します。さらに、非単位辺コストのための離散化手法であるBayesian Optimization for Graph Design(BOGD)も提案します。BOGDは、効率と精度のバランスを取りつつ、劣後(regret)の上界がサブリニアであることを保証します。大規模な実験の結果、提案手法は多様なベンチマークシナリオにおいて、実行時間と成功率の両面で最先端手法を上回ることを示しました。