[發(fā)明專利]一種基于HTN規(guī)劃的機械臂任務(wù)規(guī)劃的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011405040.6
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN113400297B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉傳凱;孫軍;劉茜;高宇輝;陳鋼;崔金;袁春強;王曉雪;張濟韜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍63920部隊
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳超

1.一種基于HTN規(guī)劃的機械臂任務(wù)規(guī)劃的方法，其特征在于，包括：

根據(jù)基本任務(wù)之間預(yù)設(shè)的執(zhí)行邏輯以及預(yù)設(shè)的基本任務(wù)庫建立基本任務(wù)轉(zhuǎn)移網(wǎng)絡(luò)，其中，所述基本任務(wù)是指機械臂單次執(zhí)行的任務(wù)；

確定機械臂的初始狀態(tài)信息和目標狀態(tài)信息，根據(jù)所述初始狀態(tài)信息以及所述目標狀態(tài)信息建立初始任務(wù)規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)，其中，所述初始任務(wù)規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)包括基本任務(wù)和非基本任務(wù)；

基于分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃器HTN以及所述基本任務(wù)轉(zhuǎn)移網(wǎng)絡(luò)將所述非基本任務(wù)進行逐層分解得到基本任務(wù)序列，其中，所述基本任務(wù)序列是由多層基本任務(wù)構(gòu)成；

根據(jù)所述基本任務(wù)序列更新所述初始任務(wù)規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)，得到更新后的任務(wù)規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)，其中，所述更新后的任務(wù)規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)為分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)；

根據(jù)所述基本任務(wù)序列更新所述初始任務(wù)規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)之前，還包括：

確定所述基本任務(wù)序列中每個基本任務(wù)所對應(yīng)的至少一個伴隨事件，其中，所述伴隨事件是指執(zhí)行所述基本任務(wù)過程中伴隨發(fā)生的事件；

根據(jù)伴隨事件之間預(yù)設(shè)的時序邏輯以及伴隨事件與基本任務(wù)之間預(yù)設(shè)的時序邏輯將所述至少一個伴隨事件與其對應(yīng)的所述基本任務(wù)綁定，得到綁定后的基本任務(wù)；

根據(jù)所述綁定后的基本任務(wù)更新所述基本任務(wù)序列，得到更新后的基本任務(wù)序列。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述綁定后的基本任務(wù)更新所述基本任務(wù)序列之前，還包括：

根據(jù)基本任務(wù)之間預(yù)設(shè)的時序關(guān)系確定所述綁定后的基本任務(wù)中所述基本任務(wù)執(zhí)行的第一時間區(qū)間，根據(jù)伴隨時間之間預(yù)設(shè)的時序關(guān)系確定每個所述伴隨事件執(zhí)行的第二時間區(qū)間；

判斷所述第一時間區(qū)間與所述第二時間區(qū)間之間是否存在沖突；

若存在，則根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)整優(yōu)化規(guī)則對所述綁定后的基本任務(wù)進行調(diào)整優(yōu)化。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的調(diào)整優(yōu)化規(guī)則，包括：

調(diào)整所述第一時間區(qū)間或調(diào)整所述第二時間區(qū)間，直到調(diào)整后的第一時間區(qū)間與所述第二時間區(qū)間之間不存在沖突為止；或

調(diào)整所述基本任務(wù)與所述伴隨事件之間的執(zhí)行邏輯關(guān)系，直到不存在沖突為止。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述綁定后的基本任務(wù)更新所述基本任務(wù)序列之后，還包括：

根據(jù)所述調(diào)整后的第一時間區(qū)間以及所述第二時間區(qū)間確定所述綁定后的基本任務(wù)對應(yīng)的第三時間區(qū)間；

判斷任意相鄰兩個所述綁定后的基本任務(wù)對應(yīng)的第三時間區(qū)間是否存在沖突；

若存在，則調(diào)整所述第三時間區(qū)間，直到任意相鄰兩個所述綁定后的基本任務(wù)對應(yīng)的第三時間區(qū)間不存在沖突為止。

5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述基本任務(wù)序列更新所述初始任務(wù)規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)，包括：

根據(jù)所述調(diào)整后的第三時間區(qū)間確定所述機械臂運動的第四時間區(qū)間；

確定所述第四時間區(qū)間內(nèi)與所述機械臂運動有關(guān)的部件的運動狀態(tài)信息，其中，所述部件包括太陽帆板、天線或活動艙段；

根據(jù)所述第四時間區(qū)間以及所述運動狀態(tài)信息確定所述機械臂對應(yīng)的無碰撞空間，根據(jù)所述無碰撞空間以及所述基本任務(wù)序列更新所述初始任務(wù)規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)。

6.如權(quán)利要求1-5任一項所述的方法，其特征在于，基于分層任務(wù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃器HTN以及所述基本任務(wù)轉(zhuǎn)移網(wǎng)絡(luò)將所述非基本任務(wù)進行逐層分解得到基本任務(wù)序列，包括：

確定所述非基本任務(wù)對應(yīng)的初始狀態(tài)和目標狀態(tài)，根據(jù)所述HTN、所述初始狀態(tài)以及所述目標狀態(tài)在所述基本任務(wù)轉(zhuǎn)移網(wǎng)絡(luò)中逐層搜索，確定出從所述初始狀態(tài)轉(zhuǎn)移到目標狀態(tài)的多個基本任務(wù)，根據(jù)所述多個基本任務(wù)得到所述基本任務(wù)序列。