[发明专利]航天器规划序列中逻辑条件不满足动作集的快速检测方法

说明书

本发明公开的航天器规划序列中逻辑条件不满足动作集的快速检测方法，属于航天器自主任务规划修复领域。本发明结合航天器当时的逻辑状态和未执行规划序列，根据前提‑效果之间的因果关系进行约束传播，分析规划序列中动作执行需满足的逻辑前提条件与航天器当时的逻辑状态之间的关系，检测出受当前航天器逻辑状态直接影响的动作集合；根据前提‑效果之间的因果关系再次进行约束传播，分析需满足的逻辑前提条件与受当前航天器逻辑状态直接影响的动作集合中动作效果之间的关系，检测出受当前航天器逻辑状态间接影响的动作集合；直接跳过出现在影响范围内的动作，自主规避逻辑条件不满足的动作。本发明具有自主检测效率高、通用性好、实现简单的优点。

技术领域

本发明涉及一种航天器规划序列中逻辑条件不满足动作集的快速检测方法，属于航天器自主任务规划修复技术领域。

背景技术

随着人工智能技术的不断进步和发展，航天器的自主性逐渐成为航天领域的热门研究方向之一。对于近地航天器，其任务操作指令的上传局限于地面测站的测控弧段，制约了地面对执行故障地及时发现和快速解决；对于深空探测器，其与地球之间的通信存在巨大时延，仅依靠地面提供任务执行指令序列将错失最佳故障修复时机、使整个任务滞后甚至失败。因此，航天器需要具备自主任务规划修复能力，实现自我决策，提升安全性和任务回报。

在智能体的任务规划修复领域上，国内外众多学者进行了深入的研究，同时也涌现出了许多理论和方法，如基于修补规则的任务修复方法、基于启发式的任务规划修复方法、基于状态回退的任务规划修复方法等。虽然上述算法都能解决任务执行失败时修复动作的选取问题，但是忽略了规划修复耗时的特点，以及智能体在进行规划修复的同时，可能仍然在执行其它动作的事实，从而产生修复序列无法适用于实际情况的矛盾，进而诱发更多的规划修复计算，浪费智能体携带的计算资源，甚至威胁智能体的安全。

发明内容

针对现有大部分任务规划修复算法不考虑实际执行情况，所得到的修复序列无法直接应用的问题，本发明的目的是提供一种航天器规划序列中逻辑条件不满足动作集的快速检测方法，能够在航天器任务规划序列的执行阶段，针对航天器状态异常改变的情况，通过规划序列中因果关系的约束传播分析，快速检测出逻辑条件不满足的动作集合，从而隔离出受影响的部分动作序列，实现航天器在继续执行任务规划序列时能够自主规避逻辑条件不满足的动作。本发明具有检测效率高、通用性好、实现简单的优点。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明公开的航天器规划序列中逻辑条件不满足动作集的快速检测方法，用于航天器规划序列执行阶段，在航天器状态异常改变的情况下，对逻辑前提条件得不到满足的动作集合进行自主快速检测。结合航天器当时的逻辑状态和未执行规划序列，根据前提-效果之间的因果关系进行约束传播，分析规划序列中动作执行所需要满足的逻辑前提条件与航天器当时的逻辑状态之间的关系，找到逻辑前提条件不再得到满足的动作集合，从而检测出受当前航天器逻辑状态直接影响的动作集合。根据前提-效果之间的因果关系再次进行约束传播，分析规划序列中动作执行需要满足的逻辑前提条件与受当前航天器逻辑状态直接影响的动作集合中动作效果之间的关系，检测出受当前航天器逻辑状态间接影响的动作集合，即检测出规划序列中受当前航天器逻辑状态影响的全部动作集合。对于出现在影响范围内的动作，直接跳过执行，从而能够实现航天器在继续执行任务规划序列时自主规避逻辑条件不满足的动作。

本发明公开的航天器规划序列中逻辑条件不满足动作集的快速检测方法，包括如下实现步骤：

步骤一、根据航天器当前感知的逻辑状态S和未执行规划序列P，结合前提-效果之间的因果关系进行约束传播。在约束传播过程中，分析规划序列中动作执行需要满足的逻辑前提条件与航天器当时的逻辑状态之间的关系，找到逻辑前提条件不再得到满足的动作集合，从而检测出受当前航天器逻辑状态直接影响的动作集合，记为动作集合I₁。

步骤一实现步骤如下：