自主机器人真空吸尘器如何感知导航环境?

人工智能 即时的 路径规划 机器人技术
2021-11-16 08:24:37

家用自主机器人真空吸尘器(例如Roomba)如何知道它何时在清洁区域(又称虚拟地图)工作,以及它计划如何前往尚未探索的区域?

它是否使用某种A*算法?

3个回答

代理通过传感器感知环境并根据传入的感知(代理在任何时刻的感知输入)采取行动。自动真空吸尘器可以很简单

(block i , clean) --> 移动到 block i+1
(block i ,dirty) --> Clean

这只是一个笼统的描述,实际更复杂。或者机器人可以有一个内存,它存储所有以前的决定,并在采取新决定的同时合并这些决定。
如果机器人想要记住障碍物(如墙,在这种情况下,机器人不想在每次打开时检查墙的存在)在哪里,或者它在哪里,这将很有帮助可能会发现污垢。如果机器人不记得它的历史,那么它将一遍又一遍地扫描整个房子,每次都感应到相同的障碍物并越过它们。
不保留其历史记录的机器人将一次又一次地采取相同的程序,一次又一次地犯同样的错误。这不是一种有效的方式,而且浪费了它的能量(或电池)。

通常今天的机器人有普通的传感器,只能感知污垢和障碍物。这限制了机器人可以执行的任务数量。如果机器人有像样的摄像头作为传感器,并且将一些图像处理算法转储到其中,那么它会增加它可以执行的任务。就像检测楼梯和清洁不同的地板一样。通常楼梯会被认为是障碍物,机器人会绕过它们万一,当提供相机传感器时,楼梯可能是要走的路径

一个*如果机器人不记得房子(或房间)的地图,则不一定使用算法。不需要一个普通的机器人,它只是扫描房间并打扫房间,因为它不知道它的目的地。它的唯一目标是在发现脏东西时进行清洁。但是,如果机器人知道房间的地图并且很可能会发现污垢,则可以使用 A* 算法。

我认为它使用了您提出的一种算法,并结合了各种传感器。它使用传感器制作虚拟地图,然后可以结合这些传感器和虚拟地图穿越地形。当然,它使用一种路径规划算法来找到从 A 到 B 的最佳路径。

也许你应该看看这个维基百科页面: https ://en.wikipedia.org/wiki/Robotic_mapping

我认为三星的新型机器人真空吸尘器使用 360° 摄像头来感知周围环境。

自主真空吸尘器通常具有以下这些任务环境属性:

一世。部分可观察环境

ii. 确定性环境。

iii. 顺序环境。

iv. 静态环境。

v. 离散环境

六。单代理环境

由于它是部分可观察的环境,因此代理根据所见执行其操作,因此它处于确定性环境中,当前操作将是先前操作的结果。而且,由于代理是连续执行的,因此它是一个顺序环境。由于代理工作时环境不会改变,因此环境是静态且离散的,因为只有有限的没有。代理可以处于的离散状态。

有一些规则可以告诉代理在特定状态下如何反应。如果满足多个规则,则代理使用其经验来选择要执行的最佳操作。规则由程序员编写,牢记任务环境。特性。

代理的动作还取决于程序员决定的代理类型。它可以是简单的基于反射的,或基于目标的,或基于目标的+反馈或基于完整学习的代理。代理不能使用 A* 算法,因为整个环境是不可见的,并且在我们不知道何时可以达到目标的情况下使用 A* 算法将毫无用处。

代理连接了各种传感器,为其提供信息。关于周围环境,如相机、录音机、热传感器等。自动真空吸尘器也可能有一个污垢传感器来检测污垢。代理使用其执行器之一(如轮子、机器人手臂等)执行操作。