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智能家居服务机器人记忆库的设计与实现

作　者: 李骁宇
导　师: 于刚
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 机器人记忆库知识表示不确定推理
分类号: TP242.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着人工智能研究的深入,智能机器人也逐渐步入了人们的视野,逐渐走入了大众的生活,智能机器人被公认为是未来最具发展潜力的新兴产业之一。随着我国社会老龄化问题日益突出,将来对服务机器人的需求必然会很旺盛。辅助孩子学习、陪孩子做游戏、为老人阅读新闻、提醒病人按时服药、不用出门地接受治疗,当主人外出时看家护院,承担洗衣、吸尘等家务,未来都可以由服务机器人来完成。因此智能家居服务机器人市场前景广阔。本文主要工作是为智能家居服务机器人配备了记忆库,用以指导智能家居服务机器人的行为。本文首先通过对各种知识表示方法和室内环境下的任务和需求的分析与比较,确定了不同情况下较为适合的知识表示方法,并将室内环境知识建立了知识表示模型。其次通过对确定性理论,主观贝叶斯理论,证据理论等不确定性推理的研究与比较分析,确定了智能家居服务机器人记忆系统的不确定推理模型。最后开发了智能家居服务机器人记忆系统。通过良好的人机界面实现了记忆库的不断扩展,能有效提高系统的智能程度。实现了房间结构推理,物品查找推理,主人意愿推理,日常事务处理,紧急事务处理等五大模块的功能。并结合规划器部分联合开发了智能家居服务机器人的仿真实验平台,对机器人前端的任务执行进行的三维模拟仿验证。本文通过对家居环境下的知识表示,和家居环境下的任务进行了不确定推理的分析与建模。设计并实现了智能家居服务机器人记忆库,并进行了仿真实验。对家居服务机器人的智能化做出了有益的探索。是把常识记忆库应用于机器人本体的创新尝试。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-14
  1.1 课题的背景、目的和意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-12
    1.2.1 智能家居服务机器人研究现状  9-10
    1.2.2 知识表示的研究现状  10-11
    1.2.3 不确定推理的研究现状  11-12
  1.3 本文的主要研究内容  12-13
  1.4 本文的结构与安排  13-14
第2章智能家居环境下的知识表示研究  14-25
  2.1 知识表示概述  14
  2.2 知识表示的评价与比较  14-15
  2.3 智能家居环境下的知识表示  15-24
    2.3.1 房间与物品的空间关系表示  15-18
    2.3.2 物品与物品空间位置的常识性概率表示  18-20
    2.3.3 主人意愿推理的知识表示法  20-21
    2.3.4 日常任务处理知识表示法  21-22
    2.3.5 紧急事件处理的脚本表示法  22-24
  2.4 本章小结  24-25
第3章智能家居环境下的不确定推理  25-47
  3.1 基于确定性理论的任务执行不确定推理研究  25-32
    3.1.1 任务执行的不确定推理  25-27
    3.1.2 任务执行中确定性理论算法研究  27-28
    3.1.3 仿真实验与分析  28-32
  3.2 基于主观贝叶斯理论的不确定推理算法研究  32-37
    3.2.1 主观贝叶斯理论概述  32-34
    3.2.2 主观贝叶斯理论推理算法研究  34-36
    3.2.3 仿真实验与分析  36-37
  3.3 基于证据理论的不确定推理算法研究  37-46
    3.3.1 证据理论概述  37-41
    3.3.2 基于证据理论的不确定推理算法研究  41-43
    3.3.3 仿真实验与分析  43-46
  3.4 本章小结  46-47
第4章智能家居服务机器人记忆系统的设计与实现  47-56
  4.1 智能家居服务机器人记忆系统框架  47-50
  4.2 房间结构推理模块  50-52
  4.3 物品查找推理模块  52-53
  4.4 主人意愿推理模块  53
  4.5 日常任务推理模块  53-54
  4.6 紧急事件处理模块  54-55
  4.7 智能家居服务机器人记忆系统的仿真实验  55
  4.8 本章小结  55-56
结论  56-57
参考文献  57-61
致谢  61

智能家居服务机器人记忆库的设计与实现

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