机器人任务规划ppt课件.ppt

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1、机器人任务规划主要内容一机器人的任务规划二任务规划的基本要素三运动规划四轨迹规划五几种机器人规划的方法一机器人的任务规划1.1规划的概念1.2规划的作用1.3规划问题分解途径1.4规划域的预测1.5规划的修正1.6规划系统所要执行的任务一机器人规划综述1.1规划的概念:自动规划是一种重要的问题求解技术,它从某个特定的问题状态出发,寻求一系列行为动作,并建立一个操作序列,直到求得目标状态为止。机器人规划(Robotplanning)是机器人学的一个重要研究领域。工作日规划上午子规划中午子规划下午子规划吃夹心面包阅读写作回家去

2、上班阅读文章子规划的分层结构例子一机器人规划综述1.1规划的概念:AutomaticplanningProblem-solvingtechniquebelongtoRobotplanningtypicalexampleRoboticsresearchareaof一机器人规划综述「双足(轮)自走机器人」零号机登场我会和人类一样跑步啦!一机器人规划综述1.2规划的作用:在日常生活中,规划意味着在行动之前决定行动的进程,或者说规划这一词指的是在执行一个问题求解程序中的任何一步之前,计算该程序几步的过程。一个规划是一个行动过程的描

3、述。缺乏规划可能导致不适最佳的问题求解。2014年4月机器人足球世界杯在德国开哨一机器人规划综述1.3规划问题分解途径:把某些比较复杂的问题分解为一些比较小的子问题,有两条能够实现这种分解的重要途径。第一条重要途径是,当从一个问题状态移动到下一个状态时,无需计算整个新的状态,而只要考虑状态中可能变化了的那些部分。例如,一个机器人从一个房间走动到另外一个房间,这并不改变两个房间内门窗的位置。当问题状态的复杂程度提高时,研究如何决定哪些事物是变化的以及哪些是不变的问题(框架问题)就变得越来越重要。俄机器人宇航员SAR-401。

4、据英国《每日邮报》11月27日报道,俄罗斯最早将于2014年派遣“机器人宇航员”前往国际空间站工作。一机器人规划综述1.3规划问题分解途径:第二条重要途径是把单一的困难问题分割为几个有希望的较为容易解决的子问题,这种分解能够使困难问题的求解变得容易些。虽然这样做有时是可能的,但往往是不可能的。替代的办法是,可以把许多问题看做待可分解问题,即意味着它们可以被分割为只有少量相互作用的子问题。“发现号”航天飞机(Discovery)的最后一项太空任务是将首台人形机器人送入国际空间站。这位机器宇航员被命名为“R2”,它的活动范围接

5、近于人类,并可以执行那些对人类宇航员来说太过危险的任务。美国宇航局表示,“随着我们超越低地球轨道,这些机器人对美国宇航局的未来至关重要。”一机器人规划综述一个服务机器人在接受主人“给我倒一杯开水”的命令之后,机器人如何完成这一任务?一机器人规划综述任务规划运动规划轨迹规划总体任务子任务动作顺序关节运动规律一机器人规划综述一机器人规划综述规划控制机器人本体要求的任务期望的运动和力控制作用实际的运动和力人机接口一机器人规划综述1.4规划域的预测对真实世界的任何方面进行完全预测几乎是做不到的。因此,必须随时准备面对规划的失败。但

6、是,如果在进行规划时把问题分解为尽可能多的独立的(或近乎独立的)子问题,那么某一规划步骤的失败对规划的影响是十分局部的。如果通过在实际上执行某个操作序列来寻找问题的解答,那么在这个过程的任何一步都能确信该步的结果。但对于不可预测的论域,最好能考虑可能的结果的集合,这些结果很可能按照它们出现的可能性以某个次序排列。然后,产生一个规划,并试图去执行这个规划。一机器人规划综述1.5规划的修正如果规划在执行中失败了,那么久需要对它进行修订,为了便于修订,在规划中不仅要记下规划的执行步骤,而且也要记下每一步骤必须执行的理由。这样,如

7、果规划中某一步失败了,就能够容易地应用相关定向回溯技术来确定规划的哪一部分与这一步有关而且可能需要修改。另一方面,如果它是从初始状态正向进行的,那么要决定需要的相关性可能是困难的。大多数规划系统主要是按目标定向模式工作的。机器人制造公司WowWee公司在CES大展上推出了可编程玩具机器人MiP一机器人规划综述1.6在规划系统中,必须执行下列各项任务:根据最有效的启发信息,选择应用于下一步的最好规则。应用所选取的规则来计算由于应用该规则而生成的新状态。对所求得的解答进行检验。检验空端,以便舍弃它们,使系统的求解工作向着更有效

8、的方向进行。检验殆正确的解答,并应用具体的技术使之完全正确。BluetoothFightingMiniRobot蓝牙战斗小型玩具机器人一机器人规划综述智能化程度越高,规划的层数越多,用户操作越简单。一般的工业机器人,以轨迹规划为主,高层的规划由人工完成。关于机器人规划的几点理解:机器人的规划是分层次的:

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