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三层体系结构

时间:2022-02-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:到目前为止最流行的混合体系结构是三层体系结构,它由一个反应层、一个执行层和一个思考层组成。例如,执行层将会处理一系列由思考式路径规划器生成的通过点,并做出采取哪种反应行为的决策。执行层还负责将传感器的信息整合到一个内部状态表示中。三层体系结构的各种变体可以在大多数现代机器人软件系统中找到。三个层次的分解并不是非常严格的。

混合体系结构将反应与事先考虑结合起来。到目前为止最流行的混合体系结构是三层体系结构,它由一个反应层、一个执行层和一个思考层组成。

反应层为机器人提供低层次的控制。它的特征是具有紧密的传感器-行动循环。它的决策循环通常是以毫秒计的。

执行层(或序列化层)起着反应层和思考层之间的粘合剂的作用。它接收由思考层发出的指令,序列化以后传送给反应层。例如,执行层将会处理一系列由思考式路径规划器生成的通过点,并做出采取哪种反应行为的决策。执行层的决策循环通常是以秒计的。执行层还负责将传感器的信息整合到一个内部状态表示中。例如,它将掌管机器人定位和联机绘制地图等任务。

思考层利用规划生成复杂问题的全局解。因为生成这一类解的过程中涉及计算复杂度,它的决策循环通常是以分钟计的。思考层(或规划层)使用模型进行决策。这些模型可以事先提供或者从数据中学习得到,它们通常利用了在执行层收集到的状态信息。

三层体系结构的各种变体可以在大多数现代机器人软件系统中找到。三个层次的分解并不是非常严格的。一些机器人软件系统具有更多的层次,诸如用于控制人机交互的用户接口层,或者负责协调机器人与在同一环境下运转的其它机器人的行动的层次。

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