【摘要】：越來(lái)越復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景和更加多樣化的任務(wù)需要機(jī)器人擁有一個(gè)穩(wěn)定可靠的任務(wù)執(zhí)行系統(tǒng),同時(shí)要求機(jī)器人具有一定的推理能力。針對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)和容易出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤等問(wèn)題,本文給出了一種基于Petri網(wǎng)的移動(dòng)機(jī)器人任務(wù)執(zhí)行與推理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,主要內(nèi)容如下:1、提出了基于Petri網(wǎng)的推理方法。針對(duì)確定性推理問(wèn)題,將其環(huán)境和推理規(guī)則轉(zhuǎn)化為推理Petri網(wǎng),給出了根據(jù)機(jī)器人外部觀測(cè)序列演化該P(yáng)etri網(wǎng)進(jìn)行推理的方法。針對(duì)不確定性推理問(wèn)題,將概率聯(lián)合分布以Petri網(wǎng)形式化方法來(lái)表示,實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的了解下其他未知狀態(tài)的不確定性推理。2、對(duì)于狀態(tài)轉(zhuǎn)移情況已知的系統(tǒng),利用Petri網(wǎng)描述動(dòng)作發(fā)生的前提、后果和代價(jià),并給出了一種動(dòng)作規(guī)劃方法,該方法結(jié)合A*算法和Petri網(wǎng)演化規(guī)則來(lái)得到機(jī)器人到達(dá)目標(biāo)狀態(tài)花費(fèi)代價(jià)最低的動(dòng)作序列。3、給出了任務(wù)執(zhí)行Petri網(wǎng)(Execute Petri net,EPN)的設(shè)計(jì)方法,并利用EPN的執(zhí)行來(lái)調(diào)度各個(gè)功能單元的底層程序。將機(jī)器人任務(wù)分割成小的功能單元并用統(tǒng)一結(jié)構(gòu)的Petri網(wǎng)積木表示,利用外部變遷將各個(gè)Petri網(wǎng)積木按照邏輯組合方法連接在一起可得到EPN,以此得到機(jī)器人任務(wù)執(zhí)行系統(tǒng)。4、以人工智能中的經(jīng)典例子Wumpus世界為例,搭建各個(gè)模塊組成智能小車并以其為移動(dòng)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái),結(jié)合Matlab的GUI功能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示平臺(tái)。最后根據(jù)本文提出的推理方法和EPN設(shè)計(jì)方法完成了針對(duì)本例子的任務(wù)執(zhí)行與推理系統(tǒng)設(shè)計(jì),利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了整個(gè)方法的正確性。本文方法能夠借助Petri網(wǎng)直觀易懂的優(yōu)點(diǎn),清楚地表示出任務(wù)執(zhí)行過(guò)程,又可以借助Petri網(wǎng)的分析手段進(jìn)行程序驗(yàn)證,而且可以利用Petri網(wǎng)矩陣將復(fù)雜計(jì)算轉(zhuǎn)化為關(guān)聯(lián)矩陣的線性代數(shù)計(jì)算,方便適應(yīng)各種程序開(kāi)發(fā)環(huán)境。
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP242;TP301.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2671987