Title: Multi Graph Search for High-Dimensional Robot Motion Planning
Authors: Itamar Mishani, Maxim Likhachev
arXiv: https://arxiv.org/abs/2602.12096

Problem framing

高维机械臂/移动操作平台的规划长期在“实时性 vs 轨迹稳定性”间拉扯:快搜索方法常给出不稳定路径,稳定方法又很吃算力与内存。本文试图把这对矛盾在搜索层统一。

Core method

作者提出 Multi-Graph Search (MGS):不是在单一隐式图上扩展,而是并行维护多个图并逐步合并。核心思想是把不同拓扑“可通行盆地”分开探索,再通过可行转移边桥接,降低盲目全局扩展成本。

Key equations and mechanisms

机制上可理解为在多个前沿集合 上进行耦合 A*/启发式扩展,并在满足连通判据时触发 merge:

文中给出 complete 性与次优界(bounded suboptimality)分析,说明该多图范式不是启发式拼凑,而是可证明的搜索框架。

Experiment reading guide

先看:

  • 与单向/双向搜索在高维场景(窄通道、障碍密集)成功率与规划时延对比;
  • 内存增长曲线是否随维度上升更平滑;
  • 轨迹一致性(是否出现抖动/非自然折返)。

Limitations

  • 质量仍依赖启发式函数质量;
  • 图间合并策略参数对不同机器人形态可能需重调。

Future work

可与学习型启发式结合(value-guided search),让图选择和合并门控由数据驱动自适应。

Replication angle

复现实操建议:先在 OMPL/MoveIt 基准上实现多图容器与合并规则,再逐步替换启发式,评估时延-最优性 Pareto 曲线。

  • 关键图(source 提取):../../out/telegram-cards/2026-02-15/2602.12096-fig1.png

Graph: Paper Node 2602.12096