在无限随机几何图中进行随机游走的机器人的密度

机器算法验证 可能性 随机过程 密度函数 渐近的 图论
2022-03-11 22:51:12

考虑一个无限随机几何图,其中节点位置遵循密度为的泊松点过程,并且边放置在比更近的节点之间。因此,边的长度遵循以下 PDF:ρd

f(l)={2ld2ld0l>d

在上图中,考虑以原点为中心的圆内的节点。假设,在时间时,我们在每个提到的节点内放置一个微型机器人。也就是说,平面上机器人的密度由下式给出:rt=0

g(l)={ρlr0l>d
其中是到原点的距离。下图显示了机器人初始放置的示例。l

例子

在每个时间步长,机器人随机前往其中一个邻居。

现在,我的问题是:机器人在时的密度函数是多少?时可以计算密度函数吗?t>0t

对不起,伙计们,我绝不是数学家。如果有任何不清楚的地方,请告诉我。

1个回答

这是一个开始。

是您正在考虑的球的半径。r=d/2

首先,阅读随机游走:http ://en.wikipedia.org/wiki/Random_walk 。假设您只有一个机器人,并假设您的随机游走是在二维晶格上。对于小,这很容易用矩阵乘法计算。您知道格子中只有个可能的点,您可以在步后踩到或着陆。个顶点邻接矩阵。为除个点的向量。假设第一行(和列)的tn=1+4t+2t(t1)tAtn×nnei,t{0,1}n01iAt对应于原点。之后你在顶点(其中素数表示转置,并且次方)。我很确定你应该能够明确地解决这个问题。范数中的原点距离相同的所有事物都应该具有相同的密度。ite1,tAttei,tAt=A×A×AAtL1

热身之后,让我们继续讨论您最初的问题。步之后,您只需要考虑在原点周围半径球内的有限图(其他地方后可达的tr(t+1)0t脚步)。尝试制作该图的邻接矩阵并以与格情况相同的方式使用它 - 我不知道如何做到这一点,但我想那里有一些马尔可夫理论可以帮助你。您可以利用我们的一件事,即您知道这种分布必须围绕原点对称,特别是密度只是与原点的距离的函数。这应该会让事情变得更容易,所以你需要考虑的是之后你与原点一旦你解决了这个问题,请注意,将是qt(x,y)tft(x,y)ftr. 是从该分布中抽样的随机变量。X

现在您还需要考虑从多个机器人开始。假设多个机器人被允许在同一个顶点,这并不比一个机器人的情况更难。机器人可以在圆周上均匀开始,称在这个圆周上均匀采样的随机变量将有一个泊松数的机器人开始,让是从这个泊松分布中采样的随机变量。因此,您从多个机器人获得的密度只是UMMU+X

我认为这是解决方案的一个合理开始,除了我没有完全定义的分布。祝你好运,问题很巧妙。X