1.4 混合式架构(HYBRID ARCHITECTURE)
包容式架构强调模块的独立、平行工作,但缺乏全局性的指导和协调,虽然在局部行动上可显示出灵活的反应能力和鲁棒性,但是对于长远的全局性目标跟踪显得缺少主动性,目的性较差。例如上文举例的扫地机器人。包容式架构和行为模型为机器人提供了一个高鲁棒性、高适应能力和对外界信息依赖更少的控制方法。但是它的致命问题是效率。因此对于一些更加复杂的应用,可能需要混合式架构,以融合程控架构和包容式架构/行为模型的优点,尽量避免它们各自的缺点。
通常,混合式架构在较高级的决策层面采用程控架构,以获得较好的目的性和效率;在较低级的反应层面采用包容式架构,以获得较好的环境适应能力、鲁棒性和实时性。
Gat提出了一种混合式的三层体系结构,分别是:反应式的反馈控制层(Controller),反应式的规划―执行层(Sequencer)和规划层(Deliberator)。博创科技推出的UP-VoyagerIIA机器人即采用了基于行为的混合分层控制架构,该架构包括用户层、自主规划决策层、行为层和执行控制层四个层次。用户层主要处理用户与机器人的交互;主要用于传递给用户必要的信息并接受用户的指令;自主规划决策层完成一些高层的自主决策,例如遍历房间,或者移动到给定位置而不碰到突然出现的障碍物;行为层包括避碰、低电压保护、扰动、逃离等一些行为,可以不在上层的控制下自主执行。执行控制层则是把传感器的非符号化数据转变为符号化数据供上层读取,或者用自动控制理论和方法高速地控制执行器的运作。
下图是一个典型的混合式架构的系统框图。

原文链接:http://www.roboticfan.com/blog/go.asp?logid=3529 (配图:Ricky)
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