智能空間下基于分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)機器人任務(wù)規(guī)劃研究.pdf

1、隨著機器人技術(shù)的發(fā)展，服務(wù)機器人已經(jīng)越來越多地走入人們的生活，在日常生活服務(wù)，特別是助老助殘領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。任務(wù)規(guī)劃在一定程度上標(biāo)志著機器人的智能水平，是進行規(guī)劃與決策的關(guān)鍵。服務(wù)機器人所處的環(huán)境大多具有很強的復(fù)雜性和動態(tài)性，如何讓機器人在動態(tài)環(huán)境下進行自主的任務(wù)規(guī)劃和執(zhí)行是機器人任務(wù)規(guī)劃領(lǐng)域研究的難點。近年來，基于成本相對較低的智能空間(Intelligent Space)技術(shù)為服務(wù)機器人環(huán)境信息的獲取提供了便捷。分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)(

2、Hierarchical task network，HTN)規(guī)劃作為智能規(guī)劃領(lǐng)域的經(jīng)典方法，以其更類似人類思維的特點，在機器人任務(wù)規(guī)劃領(lǐng)域有很好的適用性。本文旨在智能空間技術(shù)的支持下，研究機器人與智能空間交互的復(fù)雜動態(tài)環(huán)境下服務(wù)機器人任務(wù)規(guī)劃以及場景改變時的在線再規(guī)劃技術(shù)。本文的工作主要分為以下幾部分:
　　(1)研究家庭環(huán)境下機器人任務(wù)和子任務(wù)分解問題，生成不同級別、不同功能的子任務(wù)和原子任務(wù)。根據(jù)任務(wù)和子任務(wù)的性質(zhì)給出機器人或

3、智能空間所能理解的服務(wù)任務(wù)的具體定義。采用JSHOP2規(guī)劃器的領(lǐng)域描述語法格式對上述任務(wù)的定義進行描述，包括任務(wù)執(zhí)行的前提條件和任務(wù)執(zhí)行后的影響的描述，構(gòu)造機器人任務(wù)領(lǐng)域描述(Robot Task Domain Description)文件。
　　(2)設(shè)計智能空間下機器人任務(wù)規(guī)劃的總體框架，將智能空間、規(guī)劃器以及機器人相融合。在對機器人任務(wù)進行描述的基礎(chǔ)上，結(jié)合用戶請求和環(huán)境信息生成問題描述，之后利用基于分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃算法，

4、實現(xiàn)對機器人任務(wù)的規(guī)劃并生成機器人可以執(zhí)行的動作列表。同時系統(tǒng)中加入基于JESS專家系統(tǒng)的用戶喜好推理，提高機器人服務(wù)的智能性和用戶的滿意度。
　　(3)為了解決家庭環(huán)境下當(dāng)環(huán)境信息改變和服務(wù)任務(wù)改變這兩種情況下的規(guī)劃問題，在JSHOP2規(guī)劃器實現(xiàn)任務(wù)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，進一步對規(guī)劃系統(tǒng)進行擴充和改進。當(dāng)環(huán)境信息發(fā)生變化時，引入機器人執(zhí)行機構(gòu)到規(guī)劃系統(tǒng)的反饋機制，對錯誤節(jié)點的上一個節(jié)點進行重規(guī)劃;當(dāng)任務(wù)發(fā)生變化的時候，給任務(wù)制定優(yōu)先級并