家庭服务机器人队伍设计开发流程

1、实用标准文案家庭服务机器人队伍设计开发流程队名： Hunter4队员：陈卫民摘要本文介绍了家庭服务机器人比赛平台在 windows 系统及 Linux 系统下的搭建， 以及比赛规则， 并分析了软件的开发流程及比赛策略1. 概述：家用机器人仿真比赛立足于家用服务机器人的高层功能的探索， 目前主要包括人机对话、自动规划和推理。为此，将家用机器人抽象 为 3D 仿真机器人，并以仿真的室内环境为测试环境，将人机对话 抽象为自然语言或命令语言表达的任务描述， 将机器人感知数据抽象 为文件格式的场景描述。家用机器人仿真比赛针对自主机器人在室内环境中的典型应用来 设置一系列问题，每一个问题由一个场景描述和一

2、个任务描述组成， 其中场景描述刻画环境的初始状态， 一定程度上代表机器人通过感知 器获得的环境信息； 任务描述刻画用户对任务的规定 （含目标和约束） 以及相关的补充信息， 一定程度上代表用户通过人机对话向机器人传 递的各种信息。 场景描述通过一个数据库提供给参赛程序。 任务描述 分别用自然语言和命令语言表达， 从而构成本赛事的两个不同的比赛 项目自然语言交互项目和指令交互项目。比赛基于一个 3D 仿真机器人，它有一组固定的原子行动，对所 有问题都是不变的。本次仿真比赛采用的仿真机器人如图 所示，考 虑基于其功能的机器人问题求解。 此机器人有两个轮子 （可以移动）， 手臂上有一个手爪（一次只能抓

3、取一个东西） ，和一个盘子（上面只 能放一个物体），体现基本的移动、抓取和放下能力。在这些功能基 础上，测试机器人在人机交互、自动规划和推理方面的能力。2. 比赛平台2.1 概述 ：比赛使用 ChallengeServer （Version Beta1.0.14） 作为比赛平台， 源代码可以从下面网址获得 /rco/rco09/rules.phpChallengeServe 负责管理比赛问题集（场景描述和任务描述） ，在 比赛中调用参赛程序， 使其在规定的时间 （ 5 秒）内对一个问题求解， 并对输出的规划结果打分， 最后按总分给所有参赛程序排

4、名。 各参赛 程序的接口部分用 C+ 实现，需要继承 Plug 类，实现相应的接口函 数，并生成动态链接库（dll文件）。ChallengeServer通过加载动态 链接库来调用参赛程序。 仿真比赛分为两个阶段， 每个阶段都需要参 赛程序求解一组问题集（场景描述和任务描述） 。比赛所用的问题集 并不事先给出，比赛结束后会统 一发布。参赛队可以根据第 3 章的 介绍，按下面要求的格式，写出自己的问题集。为了方便调试，ChallengeServer 源代码 res 文件夹包含一些场景 描述和任务描述样例。比赛平台将在 WindowXP 系统下运行，比赛所用机器配置如下： -CPU:AMDAthlo

5、n(tm)IIX4620-Memory:2GB2.2 平台依赖ChallengeServer 在 WindowsXP 系 统 VisualStudio2008 下用 C+ 开发，目前只支持装有 VS2008 的 Windows 系统，因此要运行平台，需要先安装 VS2008 或微软的 Framework3.5 。新版本 ChallengeServer 在 Linux 系统系运行2.3Linux 下的平台安装在新的服务器上 ,我们对原来的程序流程图做了一点改变 ,我们不 是读取一条任务，然后去判断其任务类型再去执行它 ,而是针对于每 一个文件 ,先读出所有的任务 ,然后再用构造一个数据结构去存储

6、它 , 最后根据任务的类型来分类 ,根据服务器打分的标准来有选择性地执 行任务.3. 评分标准家用机器人仿真比赛要求参赛程序对比赛平台提供的每一个问 题，根据其场景描述和任务描述， 在规定时间内自动生成完成该任务 的原子行动序列， 比赛平台将根据这些行动序列的性能给参赛程序打 分，并根据所有问题的总分对参赛程序排名次。 原子行动序列的性能， 由其完成任务描述要求的情况和所含行动个数决定。 行动序列完成任 务描述的情况， 由其完成的目标数目和维护的约束数目决定。 一个任 务描述可能含有多个 目标或约束 （不考虑补充信息） ，自然语言中 的一句话，指令表达中的一条指令，就表达一个 目标或约束。行动

7、 序列完成一个 目标或维护一个约束，定义如下：行动序列执行的终 止状态：正常情况下，从场景描述的初始状态出发，第一个行动应该 是可执行的（满足执行条件） ，执行行动后状态改变，此时下一步行 动应该在改变后状态上可执行的，再执行此行动，如此复，直到行动 序列全部完成，最终的环境状态就是此行动 序列执行的终止状态。 如果下一步行动在当前状态无法执行（不满足执行条件） ，则以此当 前状态为终止状态。行动序列完成一个目标：行动序列执行的终止状态满足此 目标的要 求。行动序列维护一个约束： 从初始状态到终止状态中间每一步的状 态都满足此约束的要求。评分标准如下：完成一个目标获得 10 分。维护一个约束获

8、得 5 分执行一次行动得 3 分其他每个原子行动执行一次得- 1 分。4. 软件开发Defin e.cpp4.1开发流程图WorldModelParseTask.cpp.cppParseNature.cppDevil.cppIn it()Pla n()Fin i()4.2决策构建4.2.1通过条件选择语句判定动作类型if (m taslc, gecAction(aETVE)N GIVE (m(5匕二 1,111 ohjy :i E7 Cm_ca31r * ffeCAaUion () =GATGH) N_SAVEDISEBLE_CArCH(； if m_tslc ecAcdon 讣 GOTO)

9、N_5AJT：DI5E5LE_SOTO ()； if (m task, getAction =FUTOIJ N_PurONCin_abj 1.m_okj2);if (EtaiQlc* getAetion ( =UTDOWN) N_FUTDQWN1;422对各个类型的动作进行函数实现423动作类型实现举例心址矗械足闫気玫疔灿期时n楚霽的= 善幻；曙一6非总匡聒皐珀卜吕辽 芸二平护社屋貳拿內品旳世戏“P2 史 De Tn 1 r r W FTTDCWKriinr 1 d4 二口-1 |id=tcacfcCfe： lCCtatLaad ( f)_ - .果要酣ft柯品理手上的話PutDowadd) ;.，议=初品a_ 祖 1r(： e-jerOt;TOR7：:t.：二咅亠、二： _土杏上: :.：. .Su-n&wn (la) I jf 故下杓品1 f Up e - ge tuc ca tic C ip(j*i|Mam (pl) i 工 S| Jlilxu 去i G 9p . laMasaLny G |)ToPlare- |pe