一种无人系统智能架构及智能生成方法技术方案

本发明专利技术涉及一种无人系统智能架构及智能生成方法，属于无人系统领域。本发明专利技术的无人系统智能架构包括环境获取模块、知识库、动作库、特征提取模块、知识搜索模块、动作生成模块、过程记录模块、任务评估模块、更新扩展模块。学习能力和推理能力是本架构的两个典型特征；本架构中智能体通过环境获取模块和任务评估模块实现与环境和任务的交互，通过对动作库和知识库的合理组织产生智能，实现本架构的学习和推理能力，提高智能体适应未知环境和处理复杂任务的能力。务的能力。务的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种无人系统智能架构及智能生成方法


[0001]本专利技术属于无人系统领域，涉及一种无人系统智能架构及智能生成方法，适用于包括地外星表探测等的无人空间探测任务。

技术介绍

[0002]随着人工智能技术的迅速发展，智能无人系统在无人汽车、无人飞机等领域已经有了广泛应用，如特斯拉自动驾驶汽车、Alpha空战系统中AI无人机等。航天器作为一类典型的无人系统，由于工作环境未知、先验知识欠缺、通信条件恶劣等特点，导致智能无人系统在航天领域的发展尚处于探索阶段。近年来，人工智能技术在我国航天领域的应用有了较快的发展，如2016年中国空间技术研究院牵头完成全球首次人机协同在轨操作任务，包含了插拔电连接器、旋拧螺钉等精密动作；吉林1号光学遥感卫星，具备在轨智能信息处理能力，能够在轨快速识别、定位关键目标；2020年发射的天问一号火星探测器，自主完成了火星着陆，祝融号火星车可以自主规划行驶路线。
[0003]目前部署在航天器上的智能无人系统或智能算法多为功能性的，环境理解和学习推理方面的能力欠佳，在执行复杂空间任务时对地面人员的依赖程度较高，难以达到任务本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人系统智能架构，面向的智能体具有执行机构，其特征在于，包括环境获取模块、知识库、动作库、特征提取模块、知识搜索模块、动作生成模块、任务评估模块和更新扩展模块；动作库包括元动作集和子动作集，用于描述智能体的交互方式；知识库由元知识以及元知识间的连接关系构成，用于描述物理环境特征；环境获取模块对环境进行观测，得到环境信息；特征提取模块输入环境信息，输出提取的环境特征，并以特征向量形式描述；知识搜索模块接收环境特征向量，搜索并选取知识库中与该特征向量关联的元知识，输出元知识的编码和元知识间的广义连接距离；动作生成模块接收环境特征、元知识编码及广义连接距离，取动作库中需执行的子动作，输出给具体的执行机构；过程记录模块记录整个任务执行过程，包括每一次动作执行的环境信息、环境特征向量、元知识的编码及广义连接距离、执行的子动作及任务完成情况；任务评估模块依据元动作执行约束关系、任务执行效率、任务完成度预设打分规则，并根据预设的打分规则，对执行过程评分；更新扩展模块根据任务执行过程和评分，更新动作生成模块、知识搜索模块和特征提取模块。2.根据权利要求1所述的一种无人系统智能架构，其特征在于，定义元动作为智能体交互部件执行的最小单元动作，所述元动作集为元动作的集合；定义子动作为完成任务所涉及到的动作，由元动作序列构成，所述子动作集为子动作的集合；将人为设计的子动作定义为A类子动作，A类子动作集为A类子动作的集合；将实际执行任务过程中生成的子动作定义为B类子动作，B类子动作集为B类子动作的集合。3.根据权利要求1所述的一种无人系统智能架构，其特征在于，所述元动作由元动作控制向量表达，元动作控制向量由交互部件ID、开始时间、持续时间、控制信号组成；元动作控制向量分发给对应ID的交互部件按照开始时间和持续时间执行控制信号中的内容，包括电机的转动方向和速度、指示灯的亮和灭。4.根据权利要求1所述的一种无人系统智能架构，其特征在于，所述知识库采用知识图谱的形式建立，定义元知识为物理实体和实体属性，并使用二进制编码形式描述；物理实体和该实体具有的属性之间存在连接关系，使用广义距离描述连接关系的强弱。5.根据权利要求1所述的一种无人系统智能架构，其特征在于，所述环境获取模块为智能体的传感器，包括相机、雷达，观测得到的环境信息以图片、点云形式存储。6.根据权利要求1所述的一种无人系统智能架构，其特征在于，所述元动作执行约束关系为现实中同一时刻能够同时执行的最小单元动作的组合；所述任务执行效率包括执行时间和能耗；所述任务完成度包括智能体的移动距离、观测的目标数量。7.根据权利要求1所述的一种无人系统智能架构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤亮，黄煌，李谋，刘昊，谢心如，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：