仿真服務機器人任務規(guī)劃研究.pdf

1、自從20世紀60年代出現機器人以來，機器人技術已經經歷了幾十年的快速發(fā)展，從最初的傳統(tǒng)工業(yè)領域向軍事、醫(yī)療、服務等領域滲透。服務機器人作為機器人家族中的年輕成員，是一種半自主或全自主工作的機器，能夠完成各項有益于人類的服務工作，提高人類的生產和生活質量。隨著近年來服務機器人進入家庭生活中，其市場規(guī)模不斷擴大，已經有越來越多的國家重視機器人技術的研究和發(fā)展。服務機器人具有光明的發(fā)展前景。
　　 在服務機器人發(fā)展過程中，機器人任務規(guī)

2、劃作為一種機器人關鍵技術一直是研究的熱點和難點。本文以機器人大賽中給出的仿真模型描述家庭服務機器人任務規(guī)劃的問題模型，并以仿真平臺為研究平臺，研究了機器人任務規(guī)劃的方法，同時也在仿真系統(tǒng)中測試了每個任務規(guī)劃方法的規(guī)劃效果。本文主要的工作如下:
　　 1、將家庭服務機器人任務規(guī)劃問題轉化成回答集編程表示形式，并用iclingo規(guī)劃器求解規(guī)劃問題?；卮鸺幊淌且环N高效的具有知識表示和非單調推理能力的智能規(guī)劃技術。只要用回答集編程特定

3、的語言描述出所要規(guī)劃的問題，即可使用規(guī)劃器求解問題，而不用設計復雜的算法。通過實驗分析可知，回答集編程可以高效地求解規(guī)劃問題的最優(yōu)解，但是隨著問題規(guī)模不斷擴大時，求解時間也不斷增長。
　　 2、針對家庭服務機器人任務規(guī)劃問題的問題模型，設計了一種求解任務規(guī)劃的具體策略。這種策略是在詳細分析了問題模型之后，將機器人規(guī)劃的狀態(tài)空間進行劃分，并給出每一種狀態(tài)下，機器人選擇動作的策略。通過實驗分析可知，策略求解對每一個任務規(guī)劃問題都能給

4、出一個解，而且規(guī)劃問題的時間也很短，但是策略求解不能保證給出的解最優(yōu)解。此外，策略求解是一種硬編程方式，擴展性和處理約束的能力都不如問答集編程。
　　 3、為了提高求解效率和擴展性，本文提出了用迭代A*算法求解任務規(guī)劃問題。迭代A*算法是一種迭代加深的A*算法，解決了A*算法空間復雜度高的問題，是一種高效的啟發(fā)式搜索算法。啟發(fā)式搜索算法的核心是估值函數，通常估值函數都是針對特定問題而設計的。本文針對機器人任務規(guī)劃問題，設計了一種