構件化網絡機器人及其決策執(zhí)行系統(tǒng)研究與應用.pdf

1、移動機器人與智能環(huán)境相互結合的新型網絡機器人系統(tǒng)是目前機器人領域的研究熱點之一。構件開發(fā)技術的引入，解決了環(huán)境輔助資源的異構性、動態(tài)性和未知性，也帶來了機器人如何自主決策利用各種環(huán)境資源的問題。本文針對機器人與智能環(huán)境服務構件化的網絡化機器人系統(tǒng)應用需求，開發(fā)了輔助機器人的動態(tài)感知與物理執(zhí)行兩類典型節(jié)點功能，并在對輔助資源節(jié)點進行通用型構件化封裝和服務功能建模的基礎上，研究了機器人對環(huán)境資源的自主決策利用機制，針對典型服務應用驗證了系統(tǒng)

2、的可行性。
　　論文首先介紹了服務構件化智能環(huán)境系統(tǒng)的概念及組織結構，提出通用型服務構件的基本結構和運行管理，根據任務需求和服務功能的描述模型，提出了基于XML的任務描述文檔和服務規(guī)格說明文檔設計方案。然后針對輔助機器人的智能節(jié)點功能需求，開發(fā)了兩類典型輔助資源節(jié)點功能:一類視覺動態(tài)感知節(jié)點，開發(fā)實現了基于全局攝像機的移動機器人定位和人體摔倒狀態(tài)監(jiān)控兩種服務功能;另一類物理執(zhí)行類節(jié)點，開發(fā)實現了基于場景固定視覺的雙臂機器人目標物體

3、抓取功能。對這兩類節(jié)點功能分別進行了服務構件化封裝，為機器人調用服務提供了統(tǒng)一的接口規(guī)范。在此基礎上，設計了構件化網絡機器人的決策節(jié)點功能，針對松耦合的網絡服務資源，提出了基于服務連接圖的服務決策方法，包括任務需求分解、服務功能匹配和基于搜索算法的服務組合求解，實現可執(zhí)行任務規(guī)劃的自動生成;針對緊耦合的網絡服務資源，提出了基于服務拓撲圖的服務切換方法，并以分布式攝像機目標定位為實例，采用Prolog語言開發(fā)了實際服務拓撲圖結構，利用Pr