[发明专利]一组自主机器人伴随观察行为建立方法

说明书

本发明公开了一组自主机器人伴随观察行为建立方法，其步骤包括：建立伴随模型；在该模型中，将自主机器人的行为划分为：执行高层机器人行为的系统层行为和与特定任务相关的应用层行为；确立四种类型的伴随观察模式；包括：事故模式、观察行为合作模式、优先模式、非优先模式；基于伴随模型和伴随观察模式形成自主机器人的伴随观察行为。本发明具有原理简单、易实现、可提高自主机器人的感知能力和动作能力等优点。

技术领域

本发明主要涉及到机器人的控制领域，特指一组自主机器人伴随观察行为建立方法。

背景技术

如今，越来越多的机器人越来越多地应用在开放的环境中(例如家庭、医院、战场)，并希望在没有人干预的情况下自主地执行任务以达到指定的任务。通常，称之为自主机器人(Autonomous Robot，AR)，它是一个复杂的软件驱动系统。

自主机器人软件(Autonomous Robot Software，ARS)期望：(1)管理和控制机器人的物理设备(例如，手臂、马达、腿)；(2)对机器人行为作出决策并驱动机器人做出动作；(3)对机器人感测数据进行计算。在开放和动态环境中研究机器人自主行为的机器人软件有三个研究问题，包括指定机器人感知和执行行为之间的相互作用过程的行为理论，协调多机器人观察行为的观察模式和实现上述行为理论的控制逻辑的软件体系结构。

在存在动态和不确定性的情况下，自主机器人软件面临以下问题：(1)没有明确的行为理论来指定自主机器人的行为模式；(2)有效地协调各种传感行为的观察模式很有限；(3)缺少适用于实现行为理论的软件体系结构。

在自主机器人的行为领域中，基于机器人行为模型的研究有很多。近年来，有从业者提出了一种基于行为的层次结构，并定义了十四种机器人行为来协助控制仿人机器人。然而，机器人行为与行为理论之间的关系并不是热门的研究方向。索尼公司在行为模块中对机器人行为进行了简单的分类和描述，但它们的行为分类不能用于ARS行为，因为它们的方法不符合AR的特性。对于ARS的软件体系结构，已经有很多研究将ARS与MAS(多Agent系统)相结合。VMAS被开发来支持任务的自发生成而不需要重新计划。COROS是协作机器人的多agent软件框架，其中每个agent代表一个机器人或一个监控/控制工作站。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、易实现、可提高自主机器人的感知能力和动作能力的一组自主机器人伴随观察行为建立方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一组自主机器人伴随观察行为建立方法，其步骤包括：

建立伴随模型；在该模型中，将自主机器人的行为划分为：执行高层机器人行为的系统层行为和与特定任务相关的应用层行为；

确立四种类型的伴随观察模式；包括：事故模式、观察行为合作模式、优先模式、非优先模式；其中事故模式为观察行为与系统层行为之间的事件类型消息依赖模式，用于改善机器人对环境的突然变化的应急响应；观察行为合作模式为，在运行时观察行为之间进行交互，主动交互用以帮助观察行为快速调整自己，在此基础上机器人接收环境信息；优先模式为任务行为与多观察行为之间的数据类型消息依赖模式；非优先模式为用于具有相同处理优先级的行为，它们的传感信息将被任务行为融合，这是一种任务行为与多观察行为之间的数据类型消息依赖模式；

基于伴随模型和伴随观测模式形成自主机器人的伴随行为。

作为本发明的进一步改进：所述执行高层机器人行为的系统层行为包括规划行为、调度行为、建模行为，所述特定任务相关的应用层行为包括任务行为和观察行为。