智能机器人中文课件_智能机器人体系结构No2.pptVIP

机器人范式 机器人范式 范式是一种哲理或界定一类问题的一组假设或技术； 目前机器人中智能的组织有三种形式： 分组范式、反应式范式、慎思/反应混合范式； 范式的描述 两种描述方法 1、以机器人学中的三种被普遍认可的基元——感知、规划、执行之间的关系来描述； 2、以传感器数据在系统中的处理和分配方式来描述； 限定传感器信息以一种特定的方式用于机器人的每一种功能中，这种信息的处理过程对于每一种功能来说都是局部的； 首先将所有的传感器信息处理成一个全局模型，然后将该模型的子集分配给其他需要的功能来使用。 基元 感知类：如果某种功能是通过传感器获得信息并产生对其他功能有用的输出信号； 规划类：如果某种功能是接受信息（不管该信息是来自于传感器还是来自于自身对的关于周围环境工作状态的知识）并产生一个或多个任务让机器人执行。 执行类：那些产生输出命令来驱动电机执行的功能 基元 三种范式 分级范式 分级范式 感知部分是独立的，所有的传感器数据倍融合进了一个全局的数据结构中，提供给规划处理器； 分级范式中，环境模型主要包含以下内容： 机器人所运行环境的先验（之前获得的）环境表示（如建筑物的地图）； 感知信息（基于自身所通过的路径，获得当前的位置） 完成任务所需要的任何附加的认知知识（如：终极任务，将物品送到某个指定地点）。 通用问题求解器的变种Strips STRIPS的介绍 STRIPS是由Fikes、Hart和Nilsson3人在1981及1982研究成功的，它是 Shakey机器人程序控制系统的一个组成部分。 Strips采用的方法是手段-目的的分析方法，如果机器人不能一步完成任务或者到达目标，他就会执行能减少其目前状态与目标状态偏差的动作。这种方式是受人类认知行为的启发而得到的。 STRIPS规划系统 STRIPS系统组成 世界模型：为一阶谓词演算公式； 操作符(F规则)：包括先决条件、删除表和添加表； 操作方法：应用状态空间表示和中间-结局分析。 积木世界的机器人规划 积木世界的机器人问题 积木世界由一些有标记的立方形积木，互相堆迭在一起构成；机器人有个可移动的机械手，它可以抓起积木块并移动积木从一处至另一处。 在这个例子中机器人能够执行的动作举例如下： unstack(a,b)：把堆放在积木b上的积木a拾起。在进行这个动作之前，要求机器人的手为空手，而且积木a的顶上是空的。 stack(a,b)：把积木a堆放在积木b上。动作之前要求机械手必须已抓住积木a，而且积木b顶上必须是空的。 pickup(a)：从桌面上拾起积木a，并抓住它不放。在动作之前要求机械手为空手，而且积木a顶上没有任何东西。 putdown(a)：把积木a放置到桌面上。要求动作之前机械手已抓住积木a。 研究内容是综合机器人的动作序列，即在某个给定初始情况下，经过某个动作序列而达到指定的目标。 机器人问题的状态描述和目标描述均可用谓词逻辑公式构成： ON(a,b)：积木a在积木b之上。 ONTABLE(a)：积木a在桌面上。 CLEAR(a)：积木a顶上没有任何东西。 HOLDING(a)：机械手正抓住积木a。 HANDEMPTY：机械手为空手。 图8.4(a)所示为初始布局的机器人问题。 目标在于建立一个积木堆，其中，积木B堆在积木C上面，积木 A又堆在积木B上面，如图8.4(b)所示。 初始布局可由下列谓词公式的合取来表示： CLEAR(B)：积木B顶部为空 CLEAR(C)：积木C顶部为空 ON(C，A)：积木C堆在积木A上 ONTABLE(A)：积木A置于桌面上 ONTABLE(B)：积木B置于桌面上 HANDEMPTY：机械手为空手 8.2.2 用F规则求解规划序列 STRIPS规划系统的规则由3部分组成： 第一部分是先决条件。 第二部分是一个叫做删除表的谓词。 第三部分叫做添加表。 例：表示堆积木的例子中move这个动作，如下所示： move(x,y,z)：把物体x从物体y上面移到物体z上面。 先决条件：CLEAR(x), CLEAR(z)，ON(x,y) 删除表： ON(x,z)， CLEAR(z) 添加表： ON(x,z)， CLEAR(y) 如果move为此机器人仅有的操作符或适用动作，那么，可以生成如图8.5所示的有哪些信誉好的足球投注网站图或有哪些信誉好的足球投注网站树。 机器人的4个动作(或操作符)可用STRIPS形式表示如下： stack(X,Y) 先决条件和删除表： HOLDING(X)∧CLEAR(Y) 添