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Comportement Réactif - Champs de potentiel

GEF 447B. Comportement Réactif - Champs de potentiel. Capt . Vincent Roberge 2009/2010. Aperçue. Revue du Paradigme Réactif Architecture Réactive ‘Champ de potentiel’ Résumé du Paradigme Réactif. Paradigme Réactif.

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Comportement Réactif - Champs de potentiel

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Presentation Transcript

  1. GEF 447B Comportement Réactif- Champs de potentiel Capt. Vincent Roberge 2009/2010

  2. Aperçue • Revue du Paradigme Réactif • Architecture Réactive ‘Champ de potentiel’ • Résumé du Paradigme Réactif

  3. Paradigme Réactif • Réaction aux limites du Paradigme Hiérarchique et suite des études des comportements d’organismes simples • Paradigme hiérarchique est de nature horizontal

  4. Paradigme Réactif • décomposition vertical • Débute avec comportement de survie • Couche supérieur peut • Utilisé couche inférieur • Inhibé couche inférieur • Créer couche parallèle exhibant nouveau comportement • Chaque couches ont un certain accès auxcapteurs & actuateur Prendre pomme verte

  5. Prochain point • Revue du Paradigme Réactif • Architecture Réactive ‘Champ de potentiel’ • Résumé du Paradigme Réactif

  6. Architecture Réactif :Deux Approches • Quand comportements multiples simultanémentactifs, de nouveaux comportements peuvent émerger • Subsumption : l’approche (orienté matériel) de Brooks (MIT) pour faire des robots ressemblant aux insecte • Champ de potentiel :l’approche deArkin et Payton applicable pour des implémentations logiciel

  7. Architecture du champ potentiel : • Ron Arkin • utilise vecteurs pour décrire des comportements

  8. Pour chaque comportement, le robot “sent” un vecteur ou une force • Amplitude = force, intensité du stimuli, ou vitesse • Direction • Comportements basés sur la motion de moteurs, sont composées de champ de potentiel • Visualise les “forces” comme des champ de potentiel, et chaque point de la représentation du monde donne le vecteur de force, si le robot aurait été en ce point. • Les sorties des comportements sont combiné dans une sommation vectoriel.

  9. Philosophie du champ de potentiel Diagramme de forces exercées sur un robot lorsqu’il voit un obstacle. Ex. voir obstacle (diagramme de perception) à moins de 5 m. Obstacle

  10. 5 primitives du champ de potentiel • Uniform • Déplacement vers un direction particulière. • Répulsion • Fuite (éviter des obstacles) • Attraction • Déplacement vers le but • Perpendiculaire • Déplacement dans un coulloir • Tangentiel • Déplacement au travers d’une porte, vers une base de rechargement (en combinaison avec d’autre champs)

  11. but obstacle Sommation des champ pour Générer des comportements obstacle Si un robot était mis dans ce grillage de champ, il irait à tout coup vers le but et éviterait l’obstacle: Comportement 1: MOVE2GOAL Comportement 2: RUNAWAY La sortie des comportements indépendants sont des vecteurs, les 2 vecteurs sont additionner pour générer le comportement voulu.

  12. but obstacle Sommation des champ pour Générer des comportement

  13. Sommation des champ pour Générer des comportement Note: En b), attractive field extends for 10m Note: En a) champ répulsif sur 2m

  14. Chemin choisi - Robot “sent” le vecteur à son emplacement, puis se déplace , puis “sent” le prochain vecteur, … - La vue de la grille du champ de potentiel nous permet de savoir la valeur des vecteurs de tous les cellules, mais le robot calcul seulement le vecteur de la cellule locale Robot calcule le vecteur de ce point seulement quand il est à ce point

  15. Champ de potentiel • Avantages • Facile à visualisé • Les champs peuvent être paramétrées • Opération Math toujours le même, avec un ‘tweaking’ du gains • Désavantages • Problème des minimaLocaux • DéplacementJerky(oscillant) Problème Minima Local

  16. Prochain point • Revue du Paradigme Réactif • Architecture Réactive ‘Champ de potentiel’ • Résumé du Paradigme Réactif

  17. Résumé du Paradigme Réactif Subsumption vs Champ Potentiel • Philosophie et résultats similaires (équivalents); • Supporte la modularité; • Décomposition des tâches en comportements • Subsumption saveur hardware;Ch. Potentiel pure software • Niche la technologie ciblée • High: philosophie est de s’adapter au capteurs disponibles! • Portabilité à d’autres domaines • Seulement pour les comportements de base • Subsumption difficile pour comportement haut niveau • Robustesse • Subsumption a une dégradationimplicite gracieuse

  18. Résumé du Paradigme Réactif • Paradigme réactif: (Détecter-Agir), la détection est locale • Aucune carte du monde est nécessaire • Semblable aux organismes biologiques • La perception est direct et rapide, le comportement finale est émergent • Deux architectures possible: subsumption et champs de potentiel • Subsumption et les champs de potentiels sont logiquement équivalents, mais implémenté différemment

  19. En bref • Revue du Paradigme Réactif • Architecture Réactive ‘Champ de potentiel’ • Résumé du Paradigme Réactif Questions

  20. Références • Images et contenus pris de: • Introduction to AI Robotics, R. Murphy, 2000 • Behavior-Based Robotics, R. Arkin, 1998 • Mobile Robots, Jones; Sections 9.4, 9.5

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