面向服务质量和突发事件应急响应的服务机器人任务规划问题研究

Under the environment of family or helping aged and disabled, human's satisfaction to robot's service and the emergency response ability of service robot to sudden events are two important problems should be considered strongly in the research of service robot's task planning. The objective of this project is: with the support of intelligent space technology, based on the interaction of robot-intelligent space,explore an optimal method of robot's autonomous task scheduling which has the closed-loop character in dynamic environment. First, study information perception sharing technology and the information fusion algorithm based on distributed data fusion tree, expand robot's environment perception scope and the accuracy of the obtained information; Then, in order to improve robot's service quality, build the joint decision model of task planning, make the global optimal strategy, minimize the optimal cost; Last, oriented to task changing or sudden events occurring, study the strategy of task rescheduling based on the interaction of robot-intelligent space, improve robot's response ability to the changed environment.

对于面向家庭、助老助残领域的服务机器人，在进行任务规划时，服务对象"人"对机器人任务完成的满意度以及机器人对环境中突发事件的应急响应能力是应着重考虑的两个问题。本课题旨在智能空间技术支持下，针对上述两个重要问题，探索并建立动态环境下基于"机器人-智能空间"交互的、具有闭环控制特征的服务机器人自主任务规划方法。课题首先研究智能空间中多源、异构信息的感知与共享、基于分布式数据融合树机制的信息融合算法，以智能空间技术为依托，扩展机器人对环境信息的感知范围和信息获取的准确度；其次研究基于多源感知共享信息的服务机器人任务规划联合决策模型，制定任务执行的全局最优策略，实现面向复杂任务的多级智能融合与联合决策的收益最大化或代价最小化，提高机器人服务质量；最后研究机器人任务执行过程中任务改变或发生突发事件时，基于"机器人-智能空间"交互的任务在线再规划与调整策略，提高机器人对环境变化的应急响应能力。

本课题针对家庭、助老助残服务机器人应考虑的两个问题：服务对象"人"对机器人任务完成的满意度以及机器人对环境中突发事件的应急响应能力，探索并建立动态环境下基于"机器人-智能空间"交互的、具有闭环控制特征的服务机器人自主任务规划方法。主要研究内容包括：智能空间中多源、异构信息的感知与共享、基于多源感知共享信息的服务机器人任务规划联合决策模型，制定任务执行的全局最优策略，实现面向复杂任务的多级智能融合与联合决策的收益最大化或代价最小化，提高机器人服务质量；最后研究机器人任务执行过程中任务改变或发生突发事件时，基于"机器人-智能空间"交互的任务在线再规划与调整策略，提高机器人对环境变化的应急响应能力。.在本课题基金的支持下，课题组围绕主要研究内容，在以下几个方面取得了重要的研究结果：智能空间下多源异构信息的感知、共享与 融合技术、 基于智能空间信息支持的基于WIFI指纹定位与粒子滤波的服务机器人复合全局定位技术、智能空间下的多种异构资源的管理调度策略及服务选取方法、智能空间技术支持下的基于参数驱动的机制的服务任务规划问题、智能空间技术支持下的基于分层任务网络的服务机器人任务规划、智能空间下基于多源非视觉传感器数据信息融合的人体行为识别方法、基于智能空间技术支持的服务机器人任务感知与执行。发表论文17篇，发明专利1项，指导硕士研究生4名。在此基础上，根据目前服务机器人领域的最新研究方向：云机器人，开展了一定的基础研究工作。主要包括：云机器人平台的构建和仿真、云资源的管理调度。.服务机器人要想真正走进家庭，成为人们的伙伴，必须能够针对不同的用户提供个性化的服务，并且应具备处理突发情况的应急能力。本课题围绕这个思想，展开了基础性的研究，并取得了一定的成果。 课题的工作对于提高服务机器人服务的智能性、主动性具有比较重要的意义。