【技术实现步骤摘要】
一种描述机器人能力的知识本体设计方法和装置
[0001]本专利技术属于本体工程与机器人工程的交互应用，具体设计一种描述机器人能力的知识本体设计方法和装置。
技术介绍
[0002]本体工程是计算机科学，信息科学和系统工程一项前沿技术，是研究构建本体的方法，通过本体工程设计本体，描述知识图谱中的不同实体类别、关系和属性，应用在知识图谱其他技术，如知识抽取、知识推理等；机器人工程主要研究工业机器人的结构、设计、应用等方面的基本知识和技术。
[0003]目前机器人作为一种智能工具用在各种场景中，如工业组装机器人、装配机器人、餐饮服务机器人等。其中，工业组装机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业组装机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。
[0004]装配机器人是柔性自动化装配系统的核心设备，由机器人操作机、控制器、末端执行器和传感系统组成。其中操作机的结构类型有水平关节型、直角坐标型、多关节型和圆柱坐标型等；控制器一般采用多CPU或多级计算机系统，实现运动控制和运动编程；末端执行器为适应不同的装配对象而设计成各种手爪和手腕等；传感系统用来获取装配机器人与环境和装配对象之间相互作用的信息。
[0005]餐饮服务机器人是一种定位于酒店餐饮服务和展馆迎宾服务用的新型机器人，它具有类人形状的外形，功能极为丰富。不仅可以在餐馆进行迎宾送菜，还能在安静的房间中与客人进行固定词条的语音交互功能。>[0006]但是，以上些机器人执行的各类场景任务大多是提前预设的，采用任务流程的方式，让机器人以固定的操作方法、固定的软件算法来完成任务，这样做的优点是任务预设简单方便，任务执行的准确率高，但缺点也很明显，即任务通用性差，泛化能力弱，不能根据机器人的硬件、软件算法以及实时场景信息进行动态调整动态任务，只能在固定场景、固定地点进行预先设定的任务执行。
技术实现思路
[0007]针对现有技术存在的问题，本专利技术提出了一种描述机器人能力的知识本体设计方法和装置，通过设计的本体知识，使机器人可执行随机动态任务。
[0008]为实现上述专利技术目的，实施例提供的一种描述机器人能力的知识本体设计方法，包括以下步骤：
[0009]设计对机器人按照运动方式分类的分类本体知识；
[0010]设计机器人的组件本体知识；
[0011]设计机器人的动作本体知识；
[0012]设计机器人的通用任务本体知识；
[0013]设计机器人的关系本体知识，其中，关系本体知识用于将上述分类本体知识、组件本体知识、动作本体知识以及通用任务本体知识中的至少两者进行关联连接。
[0014]优选地，所述机器人的分类本体知识包括轮式机器人、潜水式机器人、飞行方式机器人、足式机器人。
[0015]优选地，所述机器人的组件本体知识包括硬件和软件算法，其中，硬件包括驱动组件、外部传感器、内部传感器、交互界面、机械手臂和机械手，所述软件算法描述机器人的应用功能，包括语音算法、导航算法、定位算法、感知算法、人机交互算法。
[0016]优选地，所述机器人的动作本体知识包括机器人的动作和原子动作，其中，原子动作是动作的子节点，原子动作描述的是不可再分，能够直接调用机器人接口来实现的动作，动作为由一系列原子动作组合而成。
[0017]优选地，所述机器人的通用任务本体知识用于描述一类任务，由多个子任务按照逻辑顺序组合成一个网络，每个子任务由一系列动作、软件算法组合。
[0018]优选地，所述机器人的关系本体知识包括依赖关系、组成关系、位置关系、拥有状态以及子类关系，其中，依赖关系用于描述动作与算法、硬件之间的依赖关联；组成关系用于描述机器人与软件硬件、任务与动作、动作与原子动作之间的组成包含关系；位置关系用于描述硬件与机器人、机器人与其他场景物体之间的相对位置；拥有状态用于实时描述机器人软件算法、硬件以及机器人当前的状态情况；子类关系描述上下层级间关系，包括动作与原子动作的层级间关系，任务与子任务的层级间关系。
[0019]优选地，所述方法还包括：将机器人的软件算法和硬件与具体的动作、任务进行分类，根据关系本质知识将软件算法和硬件与动作建立关联关系，将动作与任务建立关联关系，将软件算法和硬件与任务建立关联关系，以便于知识推理和任务决策。
[0020]为实现上述专利技术目的，实施例还提供了一种描述机器人能力的知识本体设计装置，包括类别设计模块、组件设计模块、动作设计模块、通用任务设计模块、关系设计模块，
[0021]所述类别设计模块用于设计对机器人按照运动方式分类的分类本体知识；
[0022]所述组件设计模块用于设计机器人的组件本体知识；
[0023]所述动作设计模块用于设计机器人的动作本体知识；
[0024]所述通用任务设计模块用于设计机器人的通用任务本体知识；
[0025]所述关系设计模块用于设计机器人的关系本体知识，其中，关系本体知识用于将上述分类本体知识、组件本体知识、动作本体知识以及通用任务本体知识中的至少两者进行关联连接。
[0026]优选地，在类别设计模块中，机器人的分类本体知识包括轮式机器人、潜水式机器人、飞行方式机器人、足式机器人；
[0027]在组件设计模块中，机器人的组件本体知识包括硬件和软件算法，其中，硬件包括驱动组件、外部传感器、内部传感器、交互界面、机械手臂和机械手，所述软件算法描述机器人的应用功能，包括语音算法、导航算法、定位算法、感知算法、人机交互算法；
[0028]在动作设计模块中，机器人的动作本体知识包括机器人的动作和原子动作，其中，原子动作是动作的子节点，原子动作描述的是不可再分，能够直接调用机器人接口来实现的动作，动作为由一系列原子动作组合而成；
[0029]通用任务设计模块中，机器人的通用任务本体知识用于描述一类任务，由多个子
任务按照逻辑顺序组合成一个网络，每个子任务由一系列动作、软件算法组合。
[0030]优选地，在关系设计模块中，机器人的关系本体知识包括依赖关系、组成关系、位置关系、拥有状态以及子类关系，其中，依赖关系用于描述动作与算法、硬件之间的依赖关联；组成关系用于描述机器人与软件硬件、任务与动作、动作与原子动作之间的组成包含关系；位置关系用于描述硬件与机器人、机器人与其他场景物体之间的相对位置；拥有状态用于实时描述机器人软件算法、硬件以及机器人当前的状态情况；子类关系描述上下层级间关系，包括动作与原子动作的层级间关系，任务与子任务的层级间关系。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果至少包括：
[0032]在设计分类本体知识、组件本体知识、动作本体知识、通用任务本体知识、关系本体知识的基础上，通过本体工程描述机器人以及场景动作任务，可以提高机器人任务的通用性，泛化机器人任务，让机器人可以根据自身硬件结构、软件能力以及场景信息进行动作本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种描述机器人能力的知识本体设计方法，其特征在于，包括以下步骤：设计对机器人按照运动方式分类的分类本体知识；设计机器人的组件本体知识；设计机器人的动作本体知识；设计机器人的通用任务本体知识；设计机器人的关系本体知识，其中，关系本体知识用于将上述分类本体知识、组件本体知识、动作本体知识以及通用任务本体知识中的至少两者进行关联连接。2.根据权利要求1所述的描述机器人能力的知识本体设计方法，其特征在于，所述机器人的分类本体知识包括轮式机器人、潜水式机器人、飞行方式机器人、足式机器人。3.根据权利要求1所述的描述机器人能力的知识本体设计方法，其特征在于，所述机器人的组件本体知识包括硬件和软件算法，其中，硬件包括驱动组件、外部传感器、内部传感器、交互界面、机械手臂和机械手，所述软件算法描述机器人的应用功能，包括语音算法、导航算法、定位算法、感知算法、人机交互算法。4.根据权利要求1所述的描述机器人能力的知识本体设计方法，其特征在于，所述机器人的动作本体知识包括机器人的动作和原子动作，其中，原子动作是动作的子节点，原子动作描述的是不可再分，能够直接调用机器人接口来实现的动作，动作为由一系列原子动作组合而成。5.根据权利要求1所述的描述机器人能力的知识本体设计方法，其特征在于，所述机器人的通用任务本体知识用于描述一类任务，由多个子任务按照逻辑顺序组合成一个网络，每个子任务由一系列动作、软件算法组合。6.根据权利要求1所述的描述机器人能力的知识本体设计方法，其特征在于，所述机器人的关系本体知识包括依赖关系、组成关系、位置关系、拥有状态以及子类关系，其中，依赖关系用于描述动作与算法、硬件之间的依赖关联；组成关系用于描述机器人与软件硬件、任务与动作、动作与原子动作之间的组成包含关系；位置关系用于描述硬件与机器人、机器人与其他场景物体之间的相对位置；拥有状态用于实时描述机器人软件算法、硬件以及机器人当前的状态情况；子类关系描述上下层级间关系，包括动作与原子动作的层级间关系，任务与子任务的层级间关系。7.根据权利要求1所述的描述机器人能力的知识本体设计方法，其特征在于，还包括：将机器人的软件算法和硬件与具体的动作、任务进行分类，根据关系本质知识将软件算法和硬件与...
【专利技术属性】
技术研发人员：任杰，朱世强，宋伟，龙沁沁，顾建军，徐泽民，赵文宇，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：
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