仿真服務(wù)機(jī)器人任務(wù)規(guī)劃研究.pdf

1、自從20世紀(jì)60年代出現(xiàn)機(jī)器人以來，機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了幾十年的快速發(fā)展，從最初的傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域向軍事、醫(yī)療、服務(wù)等領(lǐng)域滲透。服務(wù)機(jī)器人作為機(jī)器人家族中的年輕成員，是一種半自主或全自主工作的機(jī)器，能夠完成各項(xiàng)有益于人類的服務(wù)工作，提高人類的生產(chǎn)和生活質(zhì)量。隨著近年來服務(wù)機(jī)器人進(jìn)入家庭生活中，其市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，已經(jīng)有越來越多的國家重視機(jī)器人技術(shù)的研究和發(fā)展。服務(wù)機(jī)器人具有光明的發(fā)展前景。
　　 在服務(wù)機(jī)器人發(fā)展過程中，機(jī)器人任務(wù)規(guī)

2、劃作為一種機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)一直是研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。本文以機(jī)器人大賽中給出的仿真模型描述家庭服務(wù)機(jī)器人任務(wù)規(guī)劃的問題模型，并以仿真平臺(tái)為研究平臺(tái)，研究了機(jī)器人任務(wù)規(guī)劃的方法，同時(shí)也在仿真系統(tǒng)中測試了每個(gè)任務(wù)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(wù)機(jī)器人任務(wù)規(guī)劃問題轉(zhuǎn)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(shí)表示和非單調(diào)推理能力的智能規(guī)劃技術(shù)。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(shè)計(jì)復(fù)雜的算法。通過實(shí)驗(yàn)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(kuò)大時(shí)，求解時(shí)間也不斷增長。
　　 2、針對家庭服務(wù)機(jī)器人任務(wù)規(guī)劃問題的問題模型，設(shè)計(jì)了一種求解任務(wù)規(guī)劃的具體策略。這種策略是在詳細(xì)分析了問題模型之后，將機(jī)器人規(guī)劃的狀態(tài)空間進(jìn)行劃分，并給出每一種狀態(tài)下，機(jī)器人選擇動(dòng)作的策略。通過實(shí)驗(yàn)分析可知，策略求解對每一個(gè)任務(wù)規(guī)劃問題都能給

4、出一個(gè)解，而且規(guī)劃問題的時(shí)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(kuò)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(kuò)展性，本文提出了用迭代A*算法求解任務(wù)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(fù)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(shù)，通常估值函數(shù)都是針對特定問題而設(shè)計(jì)的。本文針對機(jī)器人任務(wù)規(guī)劃問題，設(shè)計(jì)了一種