问题 / 相关工作 / 方法 / 理论 / 实验 / 结果 / 硬件 / 边界 / 总结

分布式多智能体 时延补偿路径规划

Delay-aware Multi-agent Pathing
林见微澄序自动化实验组
博士论文预答辩20 min / 2026.10
R1 §101 / 09
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集中式方案的时延瓶颈

集中式重规划分布式预测
24 ms
18 ms
69 ms
31 ms
141 ms
48 ms
基线状态更新失效条件
集中式时变地图全局同步通信尖峰
分布式无预测邻域异步状态陈旧
R1 §202 / 09
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自适应预测因子

x̂ⱼ(t) = xⱼ(t − τⱼ) + αⱼτⱼvⱼ(t − τⱼ)
变量范围作用
αⱼ[0, 1]预测权重
τⱼ[0, 0.12] s消息时延
邻域6 个最近邻异步状态更新
R1 §303 / 09
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局部收敛条件

V(e) = ½ eᵀe
V̇ ≤ −(k − Lτ̄) ‖e‖²
k > Lτ̄ ⇒ V̇ < 0
k反馈增益
L误差耦合上界
τ̄消息时延上界
e ≠ 0局部渐近收敛
前提范围
固定连通图 / Lipschitz 动力学无切换拓扑
无碰撞可行初值局部邻域
R2 §1–304 / 09
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仿真实验设计

项目设定
规模100 架 / 30 随机种子
空间40 × 40 × 8 m
链路时延 20–120 ms / 丢包 0–15%
对照集中式 / 无预测 / 固定预测 / 自适应预测
终点全体到达且间距 ≥ 0.6 m
重复每条件 30 次
R3 §105 / 09
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高时延下的量化结果

无预测自适应预测
42.8 s
41.6 s
51.7 s
44.1 s
68.2 s
49.8 s
120 ms / 30 次均值 ± 标准差碰撞试次
无预测68.2 ± 7.3 s4 / 30
自适应预测49.8 ± 4.6 s1 / 30
配对耗时差18.4 s；95% CI [15.4, 21.4]差值 SD = 8.0 s
R3 §206 / 09
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室内硬件部署验证

6四旋翼
60 Hz动捕频率
28 ms中位通信时延
指标中位数P95
轨迹误差0.09 m0.17 m
计算周期12 ms21 ms
R4 §107 / 09
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研究边界与未解场景

场景边界未解决项
视距遮挡连续失联 > 0.5 s可靠状态重建
高丢包丢包率 > 15%误差界失效
高速机动加速度 > 2 m/s²常速模型偏差
局部收敛条件不等于全局无碰撞保证。R2 / R4
R2 / R408 / 09
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贡献与后续研究

异步状态估计自适应预测因子 / 邻域通信
局部稳定性有界时延 / 固定连通图
仿真与硬件方案100 机合成实验 / 6 机概念验证
下一步验证目标
切换拓扑连通性退化下的误差界
实物扩展20 机 / 端到端时延记录
复现材料references/brief.md / R1–R4
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R1–R409 / 09