智能空間下基于本體技術(shù)的機(jī)器人服務(wù)自主決策及執(zhí)行.pdf

1、服務(wù)機(jī)器人逐漸融入人類的日常生活，在家庭、醫(yī)療、辦公等領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色，因此人們對(duì)機(jī)器人的服務(wù)能力提出了更高的要求，希望機(jī)器人能夠主動(dòng)地為人類提供更加智能、個(gè)性化的服務(wù)。機(jī)器人對(duì)知識(shí)的獲取和利用能力是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)正確的場(chǎng)景感知、理解用戶需求從而主動(dòng)提供智能化服務(wù)的保障。智能空間技術(shù)使機(jī)器人的感知能力和信息處理能力得到了極大的提升，但是空間資源的多樣性、異構(gòu)性和動(dòng)態(tài)性阻礙了知識(shí)的融合和共享，使機(jī)器人難以實(shí)現(xiàn)對(duì)空間知識(shí)的充分利用，因

2、此如何對(duì)知識(shí)進(jìn)行有效的組織，提高智能空間知識(shí)的表示能力，為機(jī)器人的服務(wù)決策和任務(wù)執(zhí)行提供有力的支持成為一個(gè)重要的研究?jī)?nèi)容。本文在智能空間環(huán)境下，設(shè)計(jì)了基于智能空間本體的機(jī)器人服務(wù)自主決策及規(guī)劃執(zhí)行方法，使機(jī)器人在無需人為干預(yù)的條件下，主動(dòng)地為用戶提供個(gè)性化的服務(wù)，主要工作如下:
　　1、研究本體建模技術(shù)，根據(jù)智能空間的資源及機(jī)器人的服務(wù)能力，為智能空間劃分本體領(lǐng)域:環(huán)境領(lǐng)域、用戶領(lǐng)域和服務(wù)領(lǐng)域，將空間中的對(duì)象信息在各領(lǐng)域中進(jìn)行匹配

3、，得到智能空間本體。利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)作為智能空間本體的存儲(chǔ)工具，形成智能空間本體庫(kù)，并在本體庫(kù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的動(dòng)態(tài)更新。
　　2、考慮到智能空間本體庫(kù)中知識(shí)的局限性，利用Jena對(duì)本體庫(kù)中的知識(shí)進(jìn)行擴(kuò)展。通過建立自定義規(guī)則的方式，挖掘空間中隱藏的邏輯知識(shí);利用模糊集的思想，建立“數(shù)據(jù)-概念”轉(zhuǎn)換機(jī)制，將本體庫(kù)中的數(shù)據(jù)信息映射為能夠反映用戶喜好或者服務(wù)質(zhì)量的概念表示。擴(kuò)展后的智能空間本體庫(kù)，能夠?yàn)闄C(jī)器人的服務(wù)推理提供更完備的場(chǎng)景信

4、息。
　　3、分析機(jī)器人服務(wù)的特征和決定性因素，采用SWRL本體規(guī)則描述語言建立服務(wù)推理規(guī)則庫(kù)，通過事實(shí)與規(guī)則相匹配的方法，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人服務(wù)的自主推理、決策。結(jié)合服務(wù)推理結(jié)果和智能空間本體庫(kù)中的空間狀態(tài)知識(shí)，生成JSHOP2規(guī)劃器的問題描述，利用分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃算法，完成服務(wù)任務(wù)的規(guī)劃，為機(jī)器人提供需要執(zhí)行的動(dòng)作列表。
　　4、將本文所提出的方法，加載到山東大學(xué)服務(wù)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的服務(wù)機(jī)器人上，在智能空間場(chǎng)景下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)