基于文化算法的家庭服务机器人任务规划.pdf

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1、ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用基于文化算法的家庭服务机器人任务规划陈树斌，陈玮，李剑平CHENShubin，CHENWei，LIJianping广东工业大学自动化学院，广州510006CollegeofAutomation，GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006，ChinaCHENShubin，CHENWei，LIJianping．Missionplanningofhomeservicerobotbasedoncult

2、uralalgorithm．EngineeringandApplications，2012，48(33)：212—216．Abstract：Theproblemsolvingmodelisbasedontheformaldescriptionofthehomeservicerobottaskplanning．Animprovedculturalalgorithmisproposed．Theproblemissolvedbythemutuallyreinforcingbetweenthebeliefspaceandpopulat

3、ionspaceofthealgorithms．Auniqueencodingmethodisappliedinthisalgorithm．Thepopula—tionusesgeneticalgorithmsasameansofevolution．Thebeliefspaceofthealgorithmsisconstructedbyauniqueextractmethodtopromoteitsevolution．Itisprovedthatthealgorithmappliedinthesimulationplatfor

4、mforhomeservicerobotcontestiSmoreeffective．Keywords：homeservicerobotsimulation；missionplanning；culturalalgorithm摘要：通过对家庭服务机器人任务规划问题进行形式化描述，给出了问题的求解模型，提出了一种改进的文化算法，通过算法中信念空间和种群空间的相互联系和相互促进实现求解。算法采用独特的编码方式，其种群空间采用遗传算法作为进化手段，采用较为独特的信念提取方式构造算法的信念空间并促使其进化。将该算法周于家庭服务机器人大赛

5、的仿真平台上，证明其有效性。关键词：家庭服务机器人仿真；任务规划；文化算法文献标识码：A中图分类号：TN911．72doi：10．3778／j．issn．1002—8331．1207—01391引言近年来，进化计算引起了许多研究人员的兴趣，但进化计算的许多研究还只是仅仅集中于生物自然选择这一层面上。人类社会中个体所获得的知识，以一种公认的形式影响着社会中的其他的个体，加速整体进化，帮助个体更加适应环境，从而形成文化n，。文化算法正是受到这一启示而形成的，它作为一种新的文化进化算法是由Reynolds于1994年提出的口，。社会

6、研究人员认为文化是一种将个人以往的经验保存于其中的知识库，新的个人可以在知识库中学习到他没有直接经历的经验知识。目前文化算法的研究已经成为智能计算研究的热点，文献[3]提出了一种将模拟退火算法嵌入文化算法框架中解决了Agent路由规划问题，文献[4]将最大最小蚂蚁系统(MMAS)纳入文化算法框架中，提出了改进的基于文化算法的智能蚁群优化方法，文献[5】通过对多层信念空间的择优选用将提取的知识用于提高进化计算性能来解决约束优化问题取得了不错的效果。近年来，家庭服务机器人领域的发展很快，在研究工作不断深入的同时，有些系统已经开始或

7、接近投入使用，家庭服务机器人会洗碗、洗衣、打扫房间、清理餐桌、开关门等驿，，要使解决家庭服务机器人在消耗尽可能少的资源完成尽可能多的问题，必须对机器人完成任务的动作序列进行优化，也就是所谓的家庭服务机器人任务规划，它属于问题求解的范畴，但它与传统的人工智能中通常所处理的一般问题相比仍有许多的特殊之处。首先，它所要解决的问题往往是真实世界问题，而不是较抽象的数学模作者简介：陈树斌(1987一)，男，硕士研究生，研究领域为智能规划；陈玮(1963一)，女，博士，教授，研究领域为智能控制与机电一体化；李剑平(1987一)，男，硕士研

8、究生，研究领域为人工智能与模式识别。E—mail：328771734@qq．corn收稿日期：2012—07．11修回日期：2012．08．26文章编号：1002．8331(2012)33．0212．05陈树斌，陈玮，李剑平：基于文化算法的家庭服务机器人任务规划型问题；其实，