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规划图框架下用遗传算法求解时态规划问题

计算机研究与发展 2008年第6期45卷 981-990页

作者：伍丽华陈蔼祥姜云飞中山大学软件研究所

许多现实世界中的规划问题通常希望规划目标能在尽可能短的时间内实现,并且规划动作的执行需要考虑时间因素.在规划图框架下,提出了一种能进行时态约束推理的遗传规划算法.主要工作有以下3个方面:1)介绍基于完全动作图的时序约束推理技... 详细信息

许多现实世界中的规划问题通常希望规划目标能在尽可能短的时间内实现,并且规划动作的执行需要考虑时间因素.在规划图框架下,提出了一种能进行时态约束推理的遗传规划算法.主要工作有以下3个方面:1)介绍基于完全动作图的时序约束推理技术;2)提出能进行时序约束推理的基于规划图的遗传规划技术;3)针对基于规划图的遗传规划技术存在局部搜索能力不足的缺点,提出了在原有遗传操作算子的基础上,引入局部修复算子的混合规划技术.实验表明,这种算法能有效地处理一类时态规划问题.

关键词：规划图动作图完全动作图遗传算法时态规划

基于知识表示和计算图的概率并行时态规划研究

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基于知识表示和计算图的概率并行时态规划研究

作者：杨锦鹏广东工业大学

学位级别：硕士

时态规划和概率并行规划是智能规划中两个不同的前沿子领域。前者规定了每个动作的开始和结束时间点,而后者考虑了动作的不确定性效果和并行执行。对同时具有持续时间、不确定性效果和并行执行等特征的动作的规划问题进行规划求解是困难... 详细信息

时态规划和概率并行规划是智能规划中两个不同的前沿子领域。前者规定了每个动作的开始和结束时间点,而后者考虑了动作的不确定性效果和并行执行。对同时具有持续时间、不确定性效果和并行执行等特征的动作的规划问题进行规划求解是困难的,当前还没有方法被提出。本文采用基于模拟计算的框架KarmaRan (Knowledge based Represent and computational-graph based searching planner with Temporal features)以特定领域的方式研究了具有时态特征的概率并行规划,旨在运用智能规划技术来求解更加贴近现实生活应用的问题。在KarmaRan 的设计上,我们首先提出了一种新的规划领域知识表示方式,定义规划领域知识并用JSON格式将规划领域知识表示出来。然后,我们对JSON文件进行解析和编码,从而生成出计算图中的图数据结构的点集合文件、边集合文件以及相应的常量、值函数等规划知识。最后,我们在Spark平台的Pregel图计算模型下编写代码对具有时态特征的概率并行规划问题进行计算求解。

关键词：智能规划时态规划概率并行规划知识表示计算图

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带有远程互斥的时态规划的研究与实现

带有远程互斥的时态规划的研究与实现

作者：郭鸿鹤东北师范大学

学位级别：硕士

智能规划和规划识别是近年来人工智能领域的研究热点,它的应用广泛,囊括了航空航天、人机交互、自然语言理解、军事等许多领域。多年来,国内外许多优秀学者一直致力于智能规划的研究,其中***和***在1995年提出的图规划方法使得智能规划... 详细信息

智能规划和规划识别是近年来人工智能领域的研究热点,它的应用广泛,囊括了航空航天、人机交互、自然语言理解、军事等许多领域。多年来,国内外许多优秀学者一直致力于智能规划的研究,其中***和***在1995年提出的图规划方法使得智能规划领域取得了革命性的进展。然而早期智能规划的研究都局限于STRIP域的规划问题,即经典规划问题,这也就使得许多现实世界的问题不能得到解决,所以人们在研究中放宽了经典规划的约定,从而产生了新的规划问题,如概率规划、一致性规划、时态规划等等。规划问题求解中互斥的应用很广泛。在一个问题中,很好的处理互斥约束可以给解决问题带来效率上的显著提高。所以,在之前的规划器中,互斥的处理是不可或缺的。然而,所有经典的互斥关系检测的都是在同一时间步上的动作或命题关系。2007年陈一昕等人在经典规划问题中提出了新的远程互斥约束。它扩展了互斥约束的范围,有效地对搜索空间进行剪枝,在很大程度上提高了经典规划的求解效率。经典规划忽略动作的执行过程,将动作执行时间看作是一个时间点,动作的执行效果也是在瞬时完成的。而现实问题中,动作都具有一定的执行时长。时态规划在求解规划问题时引入了动作的执行时间这一因素,在规划求解时考虑动作的开始时间和执行时间长度。基于经典规划器,现在产生了许多优秀的时态规划器,例如TGP、SAPA、CPPlanner等。然而这些规划器中,互斥约束都只局限于经典的互斥关系,并未考虑动作命题之间的最小可执行距离。本文分析了原经典互斥与远程互斥的关系,研究了时态规划问题的特性,提出了时态远程互斥约束t-londex。我们在时态规划求解过程中保持了原有经典互斥约束的效用,并加入新的时态远程互斥约束,更有效地对问题搜索问题进行剪枝,使得时态规划问题求解效率得到显著的提高。

关键词：时态远程互斥约束时态规划远程互斥图规划

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时态规划综述及研究现状

广东工业大学学报 2021年第3期38卷 9-16页

作者：饶东宁杨锦鹏刘越畅广东工业大学计算机学院广东广州510006 嘉应学院计算机学院广东梅州514015

作为人工智能领域的一个重要分支,智能规划被广泛应用于机器人、工业生产、商业应用等领域。时态规划是智能规划的前沿子领域。本文从时态特征、规划方法、应用等三个角度出发,对时态规划进行综述。与规划能力相比,时态特征的发展已足... 详细信息

作为人工智能领域的一个重要分支,智能规划被广泛应用于机器人、工业生产、商业应用等领域。时态规划是智能规划的前沿子领域。本文从时态特征、规划方法、应用等三个角度出发,对时态规划进行综述。与规划能力相比,时态特征的发展已足够成熟;基于启发式的状态空间搜索是目前的最佳选择;研究人员仍在寻找更多更好的应用场景。本文旨在用通俗易懂的方式帮助入门学者快速认识时态规划。

关键词：人工智能智能规划时态规划

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空间站机械臂任务规划方法

上海航天（中英文） 2024年第1期41卷 66-76页

作者：吴凡赵瑞何锡明姜萍荣志飞王琪智裴健超北京航天飞行控制中心北京100094

任务规划技术是航天任务执行过程中的核心关键技术,针对空间站机械臂的外自主行为受限、行为多样、分支众多,存在多类型约束以及多资源条件限制等特点,对空间站机械臂任务规划方法进行研究。对任务需求进行分析形成月事件,地面工程师给... 详细信息

任务规划技术是航天任务执行过程中的核心关键技术,针对空间站机械臂的外自主行为受限、行为多样、分支众多,存在多类型约束以及多资源条件限制等特点,对空间站机械臂任务规划方法进行研究。对任务需求进行分析形成月事件,地面工程师给出将任务分解为子任务的建议,将月事件分解为具有逻辑关系的飞控事件,飞控事件集合描述了航天器不同的行为及不同模式下的行为,每一个模式下的飞控事件由控制动作或控制动作序列构成,建立了分层规划对象模型。同时,构建状态空间集合描述时变的器上状态和状态值,在飞控事件层和控制动作序列层建立状态推理模型。采用多约束逻辑表达式对联合约束进行描述,将运动飞控事件进行归一化设计。在时间的调度和资源条件限制下在规划器中进行迭代求解,生成地面控制动作序列,实现任务目标并用于任务实施。在空间站机械臂在轨任务中验证了该方法的正确性和高效性。

关键词：任务规划空间站机械臂状态推理智能规划时态规划

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基于HTN的应急任务规划方法与应用

基于HTN的应急任务规划方法与应用

作者：李晶晶华中科技大学

学位级别：硕士

针对突发事件的应急管理一直是人们关注的重点问题，特别是近几年来国内外发生的多起重大的突发事件造成了相当严重的危害，使得现代应急管理方法研究越来越受到各界的重视。但是由于应急任务的规划问题是典型的非结构化决策问题，结... 详细信息

针对突发事件的应急管理一直是人们关注的重点问题，特别是近几年来国内外发生的多起重大的突发事件造成了相当严重的危害，使得现代应急管理方法研究越来越受到各界的重视。但是由于应急任务的规划问题是典型的非结构化决策问题，结构复杂，并且规划问题会随着时间动态变化，难以采用传统的数学建模和优化方法进行求解，因此需要一种能够满足应急任务规划特点的方法来应对挑战。利用智能规划技术进行应急任务规划是现代应急管理中的一个热点方向，层次任务网络(Hierarchy Task Net, HTN)是一种按照任务递归分解的方式进行规划推理的智能规划方法，由于与实际应急任务规划过程很相似，所以被广泛应用于现代应急管理。本文以应急任务规划为研究对象，在研究HTN规划方法的基础上，结合应急任务规划特点，研究基于HTN的应急任务规划方法，主要研究成果包括：分析了应急任务规划基本要素，并根据HTN规划模型，进行了应急任务规划问题描述;研究了一种基于HTN的时态处理方法，用以处理应急任务规划过程中的时态问题;提出了一种HTN规划过程中的缺项识别方法，用以解决应急任务规划过程中的缺项识别问题;提出了一种适用于应急任务规划的重规划方法，用以将应急动态过程中各类态势信息转化为可以规划的应急任务规划问题。然后，根据所研究的方法，对堤坝工程抢险进行案例描述，并针对该案例，进行了规划方法应用实现和结构分析。最后，通过对堤坝工程抢险业务流程分析，设计和实现了三峡综合防洪原型系统中的堤坝工程抢险任务规划子系统。

关键词：层次任务网络应急任务规划时态规划缺项识别重规划