智能空間下基于本體技術的機器人服務自主決策及執(zhí)行.pdf

1、服務機器人逐漸融入人類的日常生活，在家庭、醫(yī)療、辦公等領域扮演著越來越重要的角色，因此人們對機器人的服務能力提出了更高的要求，希望機器人能夠主動地為人類提供更加智能、個性化的服務。機器人對知識的獲取和利用能力是機器人實現(xiàn)正確的場景感知、理解用戶需求從而主動提供智能化服務的保障。智能空間技術使機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、異構性和動態(tài)性阻礙了知識的融合和共享，使機器人難以實現(xiàn)對空間知識的充分利用，因

2、此如何對知識進行有效的組織，提高智能空間知識的表示能力，為機器人的服務決策和任務執(zhí)行提供有力的支持成為一個重要的研究內容。本文在智能空間環(huán)境下，設計了基于智能空間本體的機器人服務自主決策及規(guī)劃執(zhí)行方法，使機器人在無需人為干預的條件下，主動地為用戶提供個性化的服務，主要工作如下:
　　1、研究本體建模技術，根據智能空間的資源及機器人的服務能力，為智能空間劃分本體領域:環(huán)境領域、用戶領域和服務領域，將空間中的對象信息在各領域中進行匹配

3、，得到智能空間本體。利用關系數據庫作為智能空間本體的存儲工具，形成智能空間本體庫，并在本體庫的基礎上，實現(xiàn)知識的動態(tài)更新。
　　2、考慮到智能空間本體庫中知識的局限性，利用Jena對本體庫中的知識進行擴展。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;利用模糊集的思想，建立“數據-概念”轉換機制，將本體庫中的數據信息映射為能夠反映用戶喜好或者服務質量的概念表示。擴展后的智能空間本體庫，能夠為機器人的服務推理提供更完備的場景信

4、息。
　　3、分析機器人服務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推理規(guī)則庫，通過事實與規(guī)則相匹配的方法，實現(xiàn)機器人服務的自主推理、決策。結合服務推理結果和智能空間本體庫中的空間狀態(tài)知識，生成JSHOP2規(guī)劃器的問題描述，利用分層任務網絡規(guī)劃算法，完成服務任務的規(guī)劃，為機器人提供需要執(zhí)行的動作列表。
　　4、將本文所提出的方法，加載到山東大學服務機器人實驗室自主研發(fā)的服務機器人上，在智能空間場景下進行實驗測