前向状态空间搜索中并行规划算法的研究及实现

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智能规划是一个活跃的研究和应用领域——它涉及到动作及规划表示、规划综合与推理、规划算法分析、规划执行等等。基于状态空间搜索的规划方法是该领域的一个研究热点,基于前向状态空间搜索的FF规划器和基于后向状态空间搜索的AltAlt规划器都是其中的代表。它们所求得的规划解都限制一个时间步只能执行一个非空动作,规划相对冗长,并且不完全符合现实应用领域的需求。基于状态空间搜索的规划方法在求解并行规划上存在着指数分支因子的问题,基于后向状态空间搜索的并行规划求解器AltAlt-p,它打破了这些限制,但是由于它针对目标性较强并且剪枝过于严格,失去了一些求得次优解的机会。针对基于状态空间搜索的并行规划算法存在的这些问题,提出了基于前向状态空间搜索的并行规划算法。通过引入独立动作以及动作间冲突的定义,实现了并行规划,该方法不仅在一定程度上,弥补了原有规划算法在完备性上的不足,并且在完备性和最优性之间找到了一个平衡点。PPFF算法充分利用了放宽规划图的特性,提高了规划器的求解质量,从而找到较短的规划解。因此,该算法更适合于求解现实世界中的规划问题。在给出算法的基础上,利用C语言对该算法进行了实现,设计了可以处理并行动作的规划系统PPFF。实验证明该系统可以实现规划算法中动作的并行化,可以找到时间步较少的次优规划解,提高了规划解质量,使得规划器更加适合于处理现实世界中的问题。
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