30、服务机器人应对意外情况及人员跟随技术分析

服务机器人应对意外情况及人员跟随技术分析

服务机器人未知外部故障处理策略

在服务机器人执行简单操作任务（如拾取和放置物体）时，故障检测至关重要。当机器人无法将物体放置到期望位置，或者物体出现意外移动、形状变形等情况时，就可能检测到故障。不过，所考虑的故障类别虽涵盖范围广，但并非能囊括所有未知故障。

本体论将不同的故障类别与可能导致这些故障的预期现象相关联。这些现象建立了物理定律与物体物理属性之间的联系，相关属性列表会被查询生成器和假设生成器使用，而物理定律仅由假设生成器用于生成可能的假设。

为了对物体属性进行推理，我们构建了一个逻辑框架。该框架主要处理“位置”故障类别，且针对不同故障类别提出了不同的框架形式化方案。这样的结构有助于轻松识别足以支持相关故障类别推理的物理交互。

此框架仅适用于固体物体，将几何空间视为 R3，物体占据其一个子集。物体形状等于其内部的闭包，且物体本身被视为原始实体。在处理时间和物理方面，该框架与 Davis 的工作有很大不同，它通过区间和瞬间的概念来捕捉时间，区间是瞬间的有限集合。框架以一阶逻辑中谓词和函数的定义形式将朴素物理概念形式化，依赖时间的概念在定义中会明确提及时间概念，而与时间无关的概念则独立于时间，主要用于描述物体的几何形状。

以不稳定物体的定义为例：

∀object ∀t Unstable(object,t) ⇔
On(object,object1,t) ∧∃i ∈t [ Coordinates(v,CG-F(object),i) ∧
Parallel(Make-line-F(v,v1),Up) ∧v1 ̸∈xx