9、玉兔号月球车的时间线表示法

玉兔号月球车的时间线表示法

1. 引言

在中国的“嫦娥三号”任务中，“玉兔号”月球车被部署到月球表面，通过地球上的地面站进行远程操控。最初采用基于动作的规划（ABP）技术为月球车制定计划，该技术虽能通过规划域定义语言（PDDL）对目标和外部事件进行建模，但对动作执行时间过于敏感，一旦错过指定时间，后续计划的有效性便难以确定，且执行灵活性有限，需要大量重新规划工作。

为提高计划执行的灵活性，探索更稳健的规划方法，我们尝试使用基于时间线的规划（TLBP）来为玉兔号进行规划。具体而言，会展示如何使用新领域定义语言（NDDL）对月球车控制问题进行建模，并分析不同规模的编码问题对先进的TLBP规划器EUROPA性能的影响。

2. 背景知识

• 时间线规划（TLBP） ：TLBP通过一组相关组件来考虑智能体的行为，每个组件用时间线表示，时间线可处于一组候选状态（或动作）中，但同一时间只能处于一种状态。时间线之间的依赖关系通过时间约束（如Allen的时间逻辑）建模，规划问题是为时间线的状态时间找到满足这些约束的赋值。
• NDDL语言 ：NDDL采用面向对象的建模方法，支持TLBP。人类专家可使用其语法定义对象类及其继承关系，为类定义逻辑谓词、动作、时间约束和资源约束，以指定类中对象的共同行为。NDDL将智能体的控制问题视为对多个组件的控制，每个组件表示为一个时间线，时间线由一组令牌组成，令牌可表示组件的状态或动作，具有开始时间、结束时间和持续时间三个属性，NDDL要求规划算法维护每个时间线上令牌之间的关系。
• EUROPA规