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Comportement Hiérarchique

GEF 447B. Comportement Hiérarchique. Capt . Vincent Roberge. Aperçue. Paradigme Hiérarchique Architecture Hiérarchique. Paradigme Hiérarchique. Pourquoi apprendre de quoi de désuet? Pour apprendre des erreurs antérieurs:

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Comportement Hiérarchique

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Presentation Transcript

  1. GEF 447B Comportement Hiérarchique Capt. Vincent Roberge

  2. Aperçue • Paradigme Hiérarchique • Architecture Hiérarchique

  3. Paradigme Hiérarchique • Pourquoi apprendre de quoi de désuet? • Pour apprendre des erreurs antérieurs: • Lorsque quelqu’un doit implémenter des comportements dans un robot, les chances sont qu’il utilise le paradigme hiérarchique à cause qu’il est intuitif donc facile à comprendre. • Depuis, nous avons découvert que ce n’est pas la meilleure approche, alors on passera pas plus d’une classe à apprendre ce paradigme.

  4. RobotPrimitives

  5. Capter Planifier Agir Paradigme Hiérarchique1967- 1990 • Méthode ‘Top down’ • Planificateur utilise une représentation « globale » du monde réel • p.ex. • Voir une porte • Décider l’aller vers cette porte • Planifier un chemin pour aller à la porte en tenant compte des obstacles qui figurent dans la représentation globale du monde.

  6. Capter Planifier Agir Paradigme Hiérarchique • Les données captées sont uniquement utilisées pour créer/mettre à jour la représentation global du monde • La représentation globale est ensuite utilisée par le planificateur • La création d’une représentation global du monde: • Difficile d’en faire une précise et exacte • Difficile à maintenir à jour • Demandant en frais de calculs Représentation du monde réel

  7. Paradigme Hiérarchique • Flot d’information

  8. Aperçue • Paradigme Hiérarchique • Architecture Hiérarchique

  9. Architecture Hiérarchique • Rappelez-vous que les architectures sont utilisées come gabarit pour l’implémentations, et ils nous permettent de les comparer selon leurs attributs. • Nous nous attarderons sur celle du: • NestedHierarchical Controller (NHC)(Contrôleur hiérarchique imbriqué)

  10. Architecture Hiérarchique (NHC) Processus du NHC : -Observations des capteurs -Représentation du monde peu utiliser connaissance a priori: - carte, règle d’ops… -Planif. (pour navigation) = 3 étapes; dernière étape étant les commandes de motion. -Contrôleur convertit en commandes pour les actuateurs.

  11. NHC - Planificateur de Mission NHC se démarque avec ses 3 niveaux de planification Planificateur de mission: - Reçois sa mission d’un humain ou de lui-même (p.ex. va prendre une boite dans l’autre salle) • Responsable de: • Traduire la mission en termes utilisables par le navigateur • Lire la carte – trouver sa position et la position du but (p.ex. la boite)

  12. NHC - Navigateur et Pilote Navigateur : • Responsable de générer • un chemin de sa position à la position du but • une suite de point de passages (ou de segment de droite) • et passer les segments un à un au pilot Pilote : • Utilise l’information du segment de chemin pour identifier l’action à prendre (tourne 83 degrés, avance 5m)

  13. NHC - Procédure de contrôle • 1) Après Pilote passe commande au Contrôleur, représentation globale est mis à jours par les capteurs • 2) Pilote vérifie périodiquement la représentation du monde: • Si robot dévie du chemin: nouvelle commande est envoyé au Contrôleur • 3) Arrivée au point de passage: Pilote avise le Navigateur et reçoit le prochain segment • 4) Si arrivé au but: Navigateur avise le Planificateur de Mission. Planificateur de Mission donne le prochain but 4 3 2 1

  14. NHC - Procédure de contrôle • 2) Pilote vérifie périodiquement la représentation du monde: • 3) Si rencontre un obstacle : Pilote passe contrôle au Navigateur. • Navigateur doit faire un nouveau chemin basé sur la nouvelle représentation du monde. • 4) Navigateur donne les nouveaux segments (un à un) au Pilote 3 4 2 1

  15. NHC - Avantages / Inconvénients • Avantages: • Imbrique la planification et l’action : ainsi, si le monde change, le robot peut réagir • Intrinsèquement hiérarchique au niveau de l’intelligence et de l’abstraction • Intell. : Planificateur de mission > navigateur > pilote • Abst. : Planificateur de mission > navigateur > pilote • Inconvénients: • Approprié surtout pour la navigation • Dépend beaucoup sur la représentation du monde

  16. Paradigme Hiérarchique en bref • Avant 1990, utilisé pour la plus part des robots • Structure un ordre dans la relation entre le captage, la planification et l’agir • La représentation du monde a une importance cruciale et mis-à-jour très lent • Problèmes supplémentaires : • Erreur des capteurs • Erreur des actuateurs • La fin d’une tâche

  17. En bref • Paradigme Hiérarchique • Architecture Hiérarchique Questions?

  18. Références • Images et contenus tirés de: • Introduction to AI Robotics, R. Murphy, 2000 • Behavior-Based Robotics, R. Arkin, 1998

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