JPH04271467A - Device for preparing hierarchical schedule - Google Patents

Device for preparing hierarchical schedule

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JPH04271467A
JPH04271467A JP3032973A JP3297391A JPH04271467A JP H04271467 A JPH04271467 A JP H04271467A JP 3032973 A JP3032973 A JP 3032973A JP 3297391 A JP3297391 A JP 3297391A JP H04271467 A JPH04271467 A JP H04271467A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plan generation
knowledge
plan
conditions
abstract
Prior art date
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Pending
Application number
JP3032973A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Nishimura
一彦 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH04271467A publication Critical patent/JPH04271467A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30Computing systems specially adapted for manufacturing

Abstract

PURPOSE:To excessively reduce the labor of a man and to obtain a hierarchical schedule generating device which can generate hierarchical structure being always optimum by automatically generating the hierarchical structure of schedule generating knowledge. CONSTITUTION:The above device is provided with a hierarchical structure generating part 2. The generating part 2 analyzes the shard relation of additional condition among plural schedule generating knowledge, decides the attainment difficulty degree of assumption condition and generates the abstract hierarchical structure of schedule generating knowledge based on the result of analysis and decision. A schedule is stepwise generated from an abstract hierarchy to a minute hierarchy based on the generated abstract hierarchy structure.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、例えば工業用ロボット
の作業計画を自動生成するための階層的計画生成装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hierarchical plan generation device for automatically generating a work plan for, for example, an industrial robot.

【0002】0002

【従来の技術】計画生成を行なうための知識表現として
は、従来からSTRIPS(Stanfordrese
arch institute problem so
lver)システムのオペレータ形式が基本となってい
る。STRIPSシステムのオペレータは操作名、前提
条件、削除条件、追加条件から構成されており、STR
IPSシステムは初期条件と目標条件が与えられると、
目標条件を達成するためのオペレータを知識ベースから
選択し、合成することによって計画生成を実行する。
[Prior Art] As a knowledge representation for plan generation, STRIPS (Stanfordrese
arch institute problem so
The operator type of the lver) system is the basis. The STRIPS system operator consists of an operation name, preconditions, deletion conditions, and additional conditions.
Given the initial conditions and target conditions, the IPS system
Plan generation is executed by selecting and combining operators to achieve the target conditions from the knowledge base.

【0003】また、このSTRIPSをベースとして、
計画生成を効率的に行なうために、階層化手法を導入し
たABSTRIPS(abstractSTRIPS)
システムが実現されている。ABSTRIPSシステム
は、基本的にはSTRIPSシステムと同じ表現形式の
計画生成知識を有するが、計画生成知識を抽象階層に構
造化し、最も抽象的なレベルから詳細なレベルへ段階的
に計画を生成するものである。抽象階層構造は、計画生
成知識の前提条件に現れる項目の達成の必要性を緊急値
として、この緊急値に基づいて与えられる。
[0003] Also, based on this STRIPS,
ABSTRIPS (abstractSTRIPS), which introduces a hierarchical method to efficiently generate plans
system has been realized. The ABSTRIPS system basically has plan generation knowledge in the same expression format as the STRIPS system, but it structures the plan generation knowledge into an abstract hierarchy and generates plans step by step from the most abstract level to the most detailed level. It is. The abstract hierarchical structure is given based on the urgent value, which is the necessity of achieving the items appearing in the preconditions of the plan generation knowledge.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
のABSTRIPSシステムは、計画生成知識を階層的
に扱うための抽象階層構造を人間が経験的に予め作成し
て与えておく必要がある。このため、人間の負担が大き
くなり、また問題によっては計算効率が極めて悪化する
場合があった。
However, in the conventional ABSTRIPS system described above, it is necessary for humans to create and provide an abstract hierarchical structure based on experience in order to handle plan generation knowledge in a hierarchical manner. This increases the burden on humans, and depending on the problem, calculation efficiency may deteriorate significantly.

【0005】そこで、本発明の目的は、計画生成知識の
階層構造を自動的に生成できるようにし、これにより人
間の負担を大幅に軽減するとともに、常に最適な階層構
造を生成することができる階層的計画生成装置を提供す
ることである。また本発明の別の目的は、無駄な候補を
生成せずに効率の良い計画生成を行ない得る階層的計画
生成装置を提供することである。
[0005] Therefore, an object of the present invention is to automatically generate a hierarchical structure of planning generation knowledge, thereby greatly reducing the burden on humans, and creating a hierarchical structure that can always generate an optimal hierarchical structure. An object of the present invention is to provide a comprehensive plan generation device. Another object of the present invention is to provide a hierarchical plan generation device that can generate efficient plans without generating wasteful candidates.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、初期条件、目標条件および計画生成知識が
与えられた場合に、初期条件から目標条件を達成するた
めの計画を上記計画生成知識を用いて作成する階層的計
画生成装置において、階層構造生成手段を備え、この手
段により複数の計画生成知識間で追加条件の共有関係を
解析するとともに前提条件の達成難易度を判定して、こ
れらの解析結果および判定結果を基に計画生成知識の抽
象階層構造を生成し、この生成された抽象階層構造に基
づいて抽象階層から詳細な階層へ段階的に計画を作成す
るようにしたものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a plan for achieving the target condition from the initial condition when initial conditions, target conditions, and plan generation knowledge are given. A hierarchical plan generation device that uses generated knowledge is provided with a hierarchical structure generation means, which analyzes the shared relationship of additional conditions among multiple pieces of plan generation knowledge and determines the degree of difficulty in achieving the preconditions. , an abstract hierarchical structure of plan generation knowledge is generated based on these analysis results and judgment results, and a plan is created step by step from the abstract hierarchy to the detailed hierarchy based on this generated abstract hierarchical structure. It is.

【0007】また上記他の目的を達成するために他の本
発明は、操作名、前提条件、削除条件および追加条件に
加えてオブジェクトタイプおよび制約条件を備えた複数
の計画生成知識を計画生成知識記憶手段に記憶しておき
、この計画生成知識記憶手段に記憶された各計画生成知
識を選択的に使用して計画を作成する際に、制約解消手
段により上記オブジェクトタイプおよび制約条件に基づ
いて上記計画生成知識の選択処理を補助するようにした
ものである。
[0007] In order to achieve the above-mentioned other objects, another aspect of the present invention provides a plurality of plan generation knowledge having object types and constraint conditions in addition to operation names, preconditions, deletion conditions, and addition conditions. When creating a plan by selectively using each plan generation knowledge stored in the plan generation knowledge storage means, the constraint resolving means calculates the above based on the object type and constraint conditions. This is designed to assist the selection process of plan generation knowledge.

【0008】さらに上記各目的を達成するために別の本
発明は、階層構造生成手段を備え、この手段により複数
の計画生成知識間で追加条件の共有関係を解析するとと
もに前提条件の達成難易度を判定して、これらの解析結
果および判定結果を基に計画生成知識の抽象階層構造を
生成し、この生成された抽象階層構造に基づいて抽象階
層から詳細な階層へ段階的に計画を作成するようにし、
かつ上記計画生成知識を操作名、前提条件、削除条件お
よび追加条件に加えてオブジェクトタイプおよび制約条
件を備えたものとし、上記計画を作成する際に、制約解
消手段により上記オブジェクトタイプおよび制約条件に
基づいて上記計画生成知識の選択処理を補助するように
したものである。
[0008] Furthermore, in order to achieve each of the above-mentioned objects, another present invention is provided with a hierarchical structure generation means, which analyzes the shared relationship of additional conditions among a plurality of plan generation knowledge and determines the degree of difficulty of achieving the preconditions. An abstract hierarchical structure of plan generation knowledge is generated based on these analysis results and judgment results, and a plan is created step by step from the abstract hierarchy to the detailed hierarchy based on this generated abstract hierarchical structure. So,
In addition, the above plan generation knowledge is assumed to have object types and constraints in addition to operation names, preconditions, deletion conditions, and additional conditions, and when creating the above plan, the above object types and constraints are set using the constraint resolution means. Based on this, the selection process of the plan generation knowledge is assisted.

【0009】[0009]

【作用】この結果本発明の装置によれば、計画生成知識
を受け取ると、各知識の追加条件の共有関係から階層的
に知識が分類され、さらに前提条件の達成の難易度が計
算されて抽象階層構造が生成される。つまり、与えられ
た計画生成知識を基に抽象階層構造が自動的に生成され
る。そして、初期条件および目標条件が与えられると、
上記抽象階層構造に基づいて最も抽象的なレベルから詳
細なレベルへと段階的に計画生成が行なわれる。このた
め、人間が予め抽象階層構造を作成して装置に与えてお
く必要がなくなり、これにより利用者の負担は大幅に軽
減される。また、計画生成知識の内容に応じてその都度
最適な抽象階層構造が生成されるので、問題によって計
算効率が悪化するといった不具合も低減される。
[Operation] As a result, according to the device of the present invention, when plan generation knowledge is received, the knowledge is classified hierarchically based on the shared relationship of additional conditions of each knowledge, and the difficulty level of achieving the preconditions is calculated and abstracted. A hierarchical structure is generated. In other words, an abstract hierarchical structure is automatically generated based on the given plan generation knowledge. Then, given the initial and target conditions,
Plans are generated step by step from the most abstract level to the most detailed level based on the abstract hierarchical structure. Therefore, there is no need for a human to create an abstract hierarchical structure in advance and provide it to the device, which greatly reduces the burden on the user. Furthermore, since the optimal abstract hierarchical structure is generated each time according to the contents of the plan generation knowledge, problems such as deterioration of calculation efficiency due to problems are reduced.

【0010】また他の本発明によれば、計画生成知識を
構成する要素として操作名、前提条件、削除条件および
追加条件に加えてオブジェクトタイプおよび制約条件が
用意され、計画を作成する際にこれらのオブジェクトタ
イプおよび制約条件を参照して計画生成知識の選択動作
が行なわれる。このため、オブジェクトタイプおよび制
約条件を利用しない場合に比べて、推論時に無駄な候補
を生成することなく効率良く計画生成を行なうことがで
きる。また、例えばオブジェクトタイプおよび制約条件
に相当する情報を原理原則として計画生成知識とは別個
に与えておく場合に比べても、少ない計算量で効率良く
計画の作成を行なうことができる。
According to another aspect of the present invention, in addition to operation names, preconditions, deletion conditions, and addition conditions, object types and constraint conditions are prepared as elements constituting plan generation knowledge, and these are used when creating a plan. The selection operation of plan generation knowledge is performed with reference to the object type and constraint conditions. Therefore, compared to the case where object types and constraints are not used, it is possible to efficiently generate a plan without generating wasteful candidates during inference. Furthermore, compared to the case where, for example, information corresponding to object types and constraint conditions is provided separately from the plan generation knowledge in principle, a plan can be created efficiently with a smaller amount of calculation.

【0011】[0011]

【実施例】図1は、本発明の一実施例における階層的計
画生成装置の機能構成を示すブロック図である。この装
置は、基本計画生成知識記憶部1と、この基本計画生成
知識記憶部1に記憶された基本計画生成知識の抽象階層
構造を生成するための知識解析部2と、この知識解析部
2により生成された抽象階層構造を記憶するための抽象
階層構造記憶部3と、初期条件および目標条件からなる
問題Pを入力するための問題入力部4と、計画生成基本
処理部5と、この計画生成基本処理部5の処理を補助す
るための制約解消処理部6と、上記計画生成基本処理部
5により生成された計画を記臆するための計画記憶部7
とを備えている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram showing the functional configuration of a hierarchical plan generation device according to an embodiment of the present invention. This device includes a basic plan generation knowledge storage section 1, a knowledge analysis section 2 for generating an abstract hierarchical structure of the basic plan generation knowledge stored in this basic plan generation knowledge storage section 1, and this knowledge analysis section 2. An abstract hierarchical structure storage unit 3 for storing the generated abstract hierarchical structure, a problem input unit 4 for inputting a problem P consisting of initial conditions and target conditions, a plan generation basic processing unit 5, and a plan generation basic processing unit 5. A constraint resolution processing section 6 for assisting the processing of the basic processing section 5, and a plan storage section 7 for remembering the plan generated by the plan generation basic processing section 5.
It is equipped with

【0012】上記基本計画生成知識記憶部1には、複数
の基本計画生成知識が予め記憶してある。これらの基本
計画生成知識は、操作名と、この操作を実現するための
前提条件と、操作の適用結果と、削除される条件と、追
加される条件とを備え、さらに操作対象のタイプ(オブ
ジェクトタイプ)と、この操作対象の具体値に対する制
約条件とを備えている。図2はその具体的な内容の一例
を示すものである。
The basic plan generation knowledge storage section 1 stores a plurality of basic plan generation knowledge pieces in advance. These basic plan generation knowledge includes an operation name, preconditions for realizing this operation, application results of the operation, conditions to be deleted, conditions to be added, and the type of operation target (object type) and constraints on the concrete value of this operation target. FIG. 2 shows an example of the specific contents.

【0013】知識解析部2は、上記基本計画生成知識記
憶部1に記憶されている各基本計画生成知識相互間の追
加条件の共有関係をそれぞれ分析して、この分析結果か
ら基本計画生成知識を階層的に分類し、かつ前提条件の
達成難易度を計算することにより上記分類した階層構造
を修正するものである。図3はこの知識解析部2により
得られた抽象階層構造の一例を示すもので、各階層とも
条件名と階層レベルを表わす数値との組で表現される。
[0013] The knowledge analysis section 2 analyzes the sharing relationship of additional conditions between the basic plan generation knowledge stored in the basic plan generation knowledge storage section 1, and extracts the basic plan generation knowledge from the analysis result. The above-described hierarchical structure is modified by hierarchically classifying and calculating the degree of difficulty of achieving the prerequisites. FIG. 3 shows an example of an abstract hierarchical structure obtained by the knowledge analysis unit 2, and each hierarchy is expressed by a combination of a condition name and a numerical value representing the hierarchy level.

【0014】計画生成基本処理部5は、問題入力部4に
より初期条件および目標条件が与えられた場合に、上記
抽象階層構造記憶部3に記憶された抽象階層構造に基づ
き抽象的な階層レベルから詳細な階層レベルへ段階的に
計画を生成するための所定の処理を行なうものである。 制約解消処理部6は、基本計画生成知識のオブジェクト
タイプおよび制約条件を参照して、計画生成時の基本計
画生成知識の選択を効率よく行なうための補助的な処理
を行なう。
When the initial conditions and target conditions are given by the problem input unit 4, the plan generation basic processing unit 5 generates a plan from an abstract hierarchical level based on the abstract hierarchical structure stored in the abstract hierarchical structure storage unit 3. A predetermined process is performed to generate a plan step by step at detailed hierarchical levels. The constraint resolution processing unit 6 refers to the object type and constraint conditions of the basic plan generation knowledge and performs auxiliary processing for efficiently selecting basic plan generation knowledge at the time of plan generation.

【0015】次に、以上のように構成された装置の動作
をフローチャートを参照して説明する。先ず知識解析部
2は次のような処理を行なう。すなわち、この処理は図
3、図4および図5に示す如く3つの大きなルーチンに
分かれる。一つは基本計画生成知識記憶部1に記憶され
た各知識を分類するルーチン1、次にその分類結果から
条件の抽象階層を求める処理ルーチン2、そしてその階
層関係を補正する処理ルーチン3である。
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be explained with reference to a flowchart. First, the knowledge analysis section 2 performs the following processing. That is, this process is divided into three major routines as shown in FIGS. 3, 4, and 5. One is a routine 1 that classifies each piece of knowledge stored in the basic plan generation knowledge storage unit 1, a processing routine 2 that calculates an abstract hierarchy of conditions from the classification results, and a processing routine 3 that corrects the hierarchical relationship. .

【0016】先ずルーチン1では、最初にステップ3a
で分類木をS、OPを選択された基本計画生成知識、L
OをSの葉に位置する操作とそれぞれ定義するための初
期設定が行なわれる。いま基本計画生成知識OP1 を
選択したとすると、分類木Sの初期状態は空であるから
、ステップ3bからステップ3cに移行して上記基本計
画生成知識OP1 はSになる。次に基本計画生成知識
記憶部1から基本計画生成知識OP2 を選ぶと、ステ
ップ3dにおいて分類木Sの末端に位置する操作(LO
)の追加条件と基本計画生成知識OP2 の追加条件と
が調べられ、その共有条件はNAとなる。またこのNA
が空でない場合には、ステップ3eにより基本計画生成
知識OP2 とLOの各前提条件の共通集合がNPとな
る。このNPが空でなければ、ステップ3fでNPとN
Aとから抽象計画生成知識ABOPが作成される。ステ
ップ3gでは、この抽象計画生成知識ABOPがSに存
在するか否かが判定され、存在しなければLOとOP2
 の上位にABOPが置かれて、このABOPからOP
へのリンクが作成される。一方、Sに他の抽象計画生成
知識が存在する場合には、ステップ3iに移行してここ
でSの再構成が行なわれる。つまり、Sの任意の抽象階
層SabiがABOPより一般的ならばABOPがSa
biの下位に、逆ならば上位にそれぞれ置かれる。Sの
再構成が終わるとステップ3jでLOがマークされる。
First, in routine 1, step 3a is first performed.
The classification tree is S, OP is the selected basic plan generation knowledge, L
Initial settings are made to respectively define O as an operation located at a leaf of S. If the basic plan generation knowledge OP1 is now selected, the initial state of the classification tree S is empty, so the process moves from step 3b to step 3c, and the basic plan generation knowledge OP1 becomes S. Next, when the basic plan generation knowledge OP2 is selected from the basic plan generation knowledge storage unit 1, in step 3d, the operation located at the end of the classification tree S (LO
) and the additional conditions of basic plan generation knowledge OP2 are checked, and the shared condition becomes NA. Also this NA
If is not empty, the intersection of the preconditions of the basic plan generation knowledge OP2 and LO becomes NP in step 3e. If this NP is not empty, NP and N
Abstract plan generation knowledge ABOP is created from A. In step 3g, it is determined whether this abstract plan generation knowledge ABOP exists in S, and if it does not exist, LO and OP2
ABOP is placed above the ABOP, and OP from this ABOP
A link is created. On the other hand, if other abstract plan generation knowledge exists in S, the process moves to step 3i, where S is reconstructed. In other words, if any abstract hierarchy Sabi of S is more general than ABOP, then ABOP is Sa
It is placed below bi, or above bi if vice versa. When the reconfiguration of S is completed, LO is marked in step 3j.

【0017】そして、最後にステップ3kですべてのL
Oにマークがなされたか否かが判定され、まだマークさ
れていないLOがある場合にはステップ3dに戻って上
記処理が繰り返される。これに対しすべてのLOにマー
クがなされた場合には、ステップ3lに移行してここで
未選択の基本計画生成知識OPがあるか否かが判定され
る。そして、まだ選択されていない基本計画生成知識が
あればステップ3aに戻って上記一連の処理が繰り返さ
れ、未選択の基本計画生成知識がなくなれば、つまりす
べての基本計画生成知識に対する処理が終了すると、基
本計画生成知識の分類処理を終了してルーチン2に移行
する。
[0017] Finally, in step 3k, all L
It is determined whether or not the O has been marked, and if there is an LO that has not been marked yet, the process returns to step 3d and the above process is repeated. On the other hand, if all LOs have been marked, the process moves to step 3l, where it is determined whether there is any unselected basic plan generation knowledge OP. If there is basic plan generation knowledge that has not been selected yet, the process returns to step 3a and the above series of processes is repeated, and when there is no unselected basic plan generation knowledge, that is, the processing for all basic plan generation knowledge is completed. , the basic plan generation knowledge classification process is completed and the process moves to routine 2.

【0018】図7は基本計画生成知識pushbox 
およびpushtodoorに対して、抽象計画生成知
識abop1 を作成した場合の一例を示すものである
。図8は図7に対して基本計画生成知識gotobox
 を新たに追加した場合の最終結果を示すものである。 この図8の例ではgotobox の抽象計画生成知識
はabop2 であるが、このabop2 はさらにa
bop1 の抽象計画生成知識でもある。
FIG. 7 shows the basic plan generation knowledge pushbox
An example is shown in which abstract plan generation knowledge abop1 is created for and pushtodoor. Figure 8 shows the basic plan generation knowledge gotobox in contrast to Figure 7.
This shows the final result when newly added. In the example of FIG. 8, gotobox's abstract plan generation knowledge is abop2, but this abop2 is further a
It is also the abstract plan generation knowledge of bop1.

【0019】次にルーチン2では、上記ルーチン1の計
画生成知識分類木Sを利用して、条件間の抽象階層を決
定するための処理が行なわれる。すなわち、ステップ4
aではS=分類木、i=1、P=条件リストなる定義が
なされる。続いてステップ4bでは、分類木Sの最も上
位に位置する抽象計画生成知識がOP1、OP1 の前
提条件の集合がPREとそれぞれ設定される。そして、
ステップ4cにおいて先ず上記分類木Sの最も上位に位
置する抽象計画生成知識OP1 の前提条件にレベル1
が割り当てられる。次にステップ4dにより分類木Sが
一つ下げられ、その抽象計画生成知識OPの前提条件が
調べられる。その中で、まだ値が割り当てられていない
前提条件があると、この前提条件に対しレベル2が割り
当てられる。このとき、同じレベルに二つ以上の抽象計
画生成知識OPが存在したら、すべての前提条件に対し
て上記レベル付けを行なう。以上の処理は、抽象計画生
成知識のレベルが一つ下がるごとにレベルを1づつ増や
しながら分類木Sの末端まで行なわれる。ちなみに、図
8の例で抽象階層レベルを決定すると、adop2 の
前提条件であるtype,inroom にはレベル1
が割り当てられ、push,nextto にはレベル
2が、また残りにはレベル3がそれぞれ割り当てられる
Next, in routine 2, the plan generation knowledge classification tree S of routine 1 is used to perform processing for determining an abstract hierarchy between conditions. That is, step 4
In a, S=classification tree, i=1, and P=condition list are defined. Subsequently, in step 4b, the abstract plan generation knowledge located at the highest level of the classification tree S is set as OP1, and the set of preconditions for OP1 is set as PRE. and,
In step 4c, first, level 1 is set as a prerequisite for the abstract plan generation knowledge OP1 located at the top of the classification tree S.
is assigned. Next, in step 4d, the classification tree S is lowered by one level, and the preconditions of the abstract plan generation knowledge OP are examined. If there is a precondition that has not yet been assigned a value, level 2 is assigned to this precondition. At this time, if two or more abstract plan generation knowledge OP exist at the same level, the above leveling is performed for all preconditions. The above processing is performed until the end of the classification tree S, increasing the level by one each time the level of abstract plan generation knowledge is lowered by one. By the way, when determining the abstract hierarchy level in the example of Figure 8, level 1 is specified for type, inroom, which is a prerequisite for adop2.
, push and nextto are assigned level 2, and the rest are assigned level 3.

【0020】続いてルーチン3では、基本計画生成知識
記憶部1に記憶された各基本計画生成知識の前提条件の
出現頻度が計算され、その頻度の高い順に前提条件が並
べ替えられる。そして、ルーチン2の結果、複数の条件
に同じレベルが割り当てられている場合には、上記の並
びに従ってこれらの条件のレベル値が修正される。例え
ば、条件P1,P2にレベル3が割り当てられているも
のの、出現頻度はP1の方が多い場合には、P1はレベ
ル3に、P2はレベル4にそれぞれ修正される。同時に
、レベル4以上に割り当てられていた条件はそれぞれ1
づつ増やされる。図8の場合、基本計画生成知識の前提
条件において、inroomはtypeよりも出現頻度
が多い。 従って、inroomにはレベル1が、typeにはレ
ベル2がそれぞれ割り当てられ、さらにpush,ne
xtto にはレベル3が、それ以外にはレベル4がそ
れぞれ割り当てられる。 図5のステップ5a〜5gは、以上の処理を行なうため
の具体的な処理内容を示すものである。かくして、各基
本計画生成知識から抽象階層構造が得られる。
Next, in routine 3, the appearance frequency of the preconditions of each basic plan generation knowledge stored in the basic plan generation knowledge storage section 1 is calculated, and the preconditions are sorted in descending order of frequency. Then, as a result of Routine 2, if the same level is assigned to a plurality of conditions, the level values of these conditions are modified according to the above order. For example, if level 3 is assigned to conditions P1 and P2, but P1 appears more frequently, P1 is revised to level 3, and P2 is revised to level 4. At the same time, each condition assigned to level 4 or higher is 1
Increased by increments. In the case of FIG. 8, in the preconditions for basic plan generation knowledge, "inroom" appears more frequently than "type". Therefore, level 1 is assigned to inroom, level 2 is assigned to type, and push, ne
xtto is assigned level 3, and all others are assigned level 4. Steps 5a to 5g in FIG. 5 show specific processing contents for performing the above processing. Thus, an abstract hierarchical structure is obtained from each base plan generation knowledge.

【0021】次に、以上のように生成された抽象階層構
造に従った計画作成手順について説明する。問題Pは初
期条件と目標条件の組からなり、それぞれ述語の集合と
して与えられる。図9は、ロボットの行動計画を作成す
る際の初期条件および目標条件の一具体例を示したもの
で、初期条件は「ロボットが部屋R1にいる」、「箱B
1が部屋R2にある」、「箱B2が部屋R2にある」な
る内容を有し、また目標条件は「ロボットが部屋R2に
いる」、「箱B1とB2は隣合っている」という内容を
有している。
Next, a procedure for creating a plan according to the abstract hierarchical structure generated as described above will be explained. Problem P consists of a set of initial conditions and target conditions, each of which is given as a set of predicates. FIG. 9 shows a specific example of the initial conditions and target conditions when creating a robot action plan. The initial conditions are "robot is in room R1", "box B
1 is in room R2" and "Box B2 is in room R2," and the target conditions are "The robot is in room R2" and "Boxes B1 and B2 are adjacent to each other." have.

【0022】問題入力部4により上記のような問題Pが
入力されると、計画生成基本処理部5は、基本的にAB
STRIPSと同じ手順に従って次のように計画生成処
理を行なう。すなわち、図10に示す如く先ずステップ
10aでは抽象階層レベルを表わすiを最上位レベルに
対応する“1”にセットするための処理が行なわれ、続
いてステップ10cで上記問題入力部4により入力され
た問題Pが目標条件とされたのち、この状態で制約解消
処理部6の処理に移行する。
When the problem P as described above is input by the problem input unit 4, the plan generation basic processing unit 5 basically
Plan generation processing is performed as follows according to the same procedure as STRIPS. That is, as shown in FIG. 10, first, in step 10a, processing is performed to set i representing the abstract hierarchy level to "1" corresponding to the highest level, and then in step 10c, the problem input unit 4 inputs After the problem P has been set as the target condition, the process shifts to the constraint resolution processing unit 6 in this state.

【0023】制約解消処理部6は、図11に示す如くス
テップ11aでOP=全基本計画生成知識、S=候補と
それぞれ定義したのち、先ずステップ11bにより初期
条件から各計画生成知識における操作対象の具体値の候
補をオブジェエクトタイプを用いて求める。次に、ステ
ップ11c,11d,11fにより目標条件を追加条件
に持つ計画生成知識を選択候補として生成する。これは
、条件名が等しくかつ目標条件の対象名と追加条件の対
象名が同じであるものを選択する。そして、ステップ1
1gにおいてその計画生成知識の前提条件と現在の状態
との間の比較を行なう。これも同様に、条件名および対
象名をそれぞれ比較する。ただし、制約条件に反しない
もののみを生成する。そして、満たされている条件数n
をステップ11hで求め、その数nが最も多い計画生成
知識をステップ11iで選択する。
As shown in FIG. 11, the constraint resolution processing unit 6 defines OP=all basic plan generation knowledge and S=candidate in step 11a, and then first defines the operation target in each plan generation knowledge from the initial conditions in step 11b. Find concrete value candidates using the object type. Next, in steps 11c, 11d, and 11f, plan generation knowledge having the target condition as an additional condition is generated as a selection candidate. This selects conditions in which the condition names are the same and the target condition's target name and the additional condition's target name are the same. And step 1
1g, a comparison is made between the preconditions of the plan generation knowledge and the current state. Similarly, the condition name and target name are compared. However, only those that do not violate the constraints are generated. And the number of conditions satisfied n
is determined in step 11h, and the plan generation knowledge with the largest number n is selected in step 11i.

【0024】さて、そうして制約解消処理部6により目
標条件を達成するための計画生成知識の選択が行われる
と、計画生成基本処理部5はステップ10fでその計画
生成知識の前提条件がすべて満たされているか否かを判
定し、その結果すべての条件が満足されていたならばス
テップ10hでその計画生成知識を初期条件に適用する
。一方、そうでなければ、ステップ10gにより満足さ
れていない前提条件を新たに目標条件に設定して上記処
理を繰り返し行なう。そして、ステップ10iですべて
の目標条件が達成されたことが検出されるまで続ける。 例えば、「箱B1とB2は隣合っている」という目標は
基本計画生成知識pushbox で達成することがで
きる。最も抽象的なレベルでは、六つの前提条件の中で
、inroom条件だけを考慮する。もし、inroo
m条件すべてが初期条件で達成されていれば、それを適
用し、初期条件を書き換える。また、満たされていない
inroom条件があれば、それを新たな目標として設
定し、同じ処理を続ける。
Now, when the constraint resolution processing unit 6 selects the plan generation knowledge for achieving the target conditions, the plan generation basic processing unit 5 determines that all the preconditions of the plan generation knowledge are satisfied in step 10f. It is determined whether or not they are satisfied, and if all the conditions are satisfied as a result, the plan generation knowledge is applied to the initial conditions in step 10h. On the other hand, if not, the unsatisfied preconditions are newly set as target conditions in step 10g, and the above process is repeated. The process continues until it is detected in step 10i that all target conditions have been achieved. For example, the goal "Boxes B1 and B2 are adjacent" can be achieved using the basic plan generation knowledge pushbox. At the most abstract level, of the six preconditions, only the inroom condition is considered. If, inroo
If all m conditions are achieved in the initial conditions, they are applied and the initial conditions are rewritten. Furthermore, if there is an inroom condition that is not satisfied, it is set as a new goal and the same process is continued.

【0025】さて、ある抽象階層レベルの探索が終了し
たら、ステップ10kによりレベルを一つさげて探索を
行なう。この時、上位レベルで得られたプランはステッ
プ10dにおいて概略計画として下位レベルへ引き渡し
、下位レベルでは抽象階層に従って、追加された前提条
件を考慮しながら概略計画の各計画生成知識間の計画生
成を行なう。
Now, when the search for a certain abstract hierarchy level is completed, the search is performed at step 10k, lowering the level by one. At this time, the plan obtained at the upper level is handed over to the lower level as an outline plan in step 10d, and at the lower level, according to the abstract hierarchy, plan generation between each plan generation knowledge of the outline plan is performed while taking into account the added preconditions. Let's do it.

【0026】このようにして、最も具体的なレベルまで
探索を行ない、これがステップ10jで確認されると、
計画生成基本処理部5および制約解消処理部6は計画生
成のための処理動作を終了し、生成された計画を出力す
る。この計画は計画記憶部17に記憶される。
[0026] In this way, the search is carried out to the most specific level, and once this is confirmed in step 10j,
The plan generation basic processing unit 5 and the constraint resolution processing unit 6 complete the processing operations for plan generation and output the generated plan. This plan is stored in the plan storage section 17.

【0027】以上のように本実施例であれば、知識解析
部2により、予め与えられた各基本計画生成知識から抽
象階層構造を自動的に求め、この抽象階層構造にしたが
って抽象レベルから詳細なレベルへ段階的に計画を生成
するようにしたので、人間が予め経験的に抽象階層構造
を作成して装置に与えておく必要がなくなり、これによ
り利用者の負担を大幅に軽減することができる。また、
計画生成知識の内容に応じてその都度最適な抽象階層構
造を生成することができるので、問題によって計算効率
が悪化するといった不具合も低減される。
As described above, in this embodiment, the knowledge analysis unit 2 automatically obtains the abstract hierarchical structure from each basic plan generation knowledge given in advance, and according to this abstract hierarchical structure, the detailed information is calculated from the abstract level. Since the plan is generated step by step, it is no longer necessary for humans to create an abstract hierarchical structure empirically and provide it to the device, which greatly reduces the burden on the user. . Also,
Since the optimal abstract hierarchical structure can be generated each time according to the content of plan generation knowledge, problems such as deterioration of calculation efficiency due to problems are also reduced.

【0028】また、基本計画生成知識を構成する要素と
して操作名、前提条件、削除条件および追加条件に加え
てオブジェクトタイプおよび制約条件を用意し、計画を
作成する際に制約解消処理部6によりこれらのオブジェ
クトタイプおよび制約条件を参照して計画生成知識の選
択動作を行なうようにしたので、オブジェクトタイプお
よび制約条件を利用しない場合に比べて、無駄な候補を
生成することなく効率良く計画生成を行なうことができ
る。また、例えばオブジェクトタイプおよび制約条件に
相当する情報を原理原則として計画生成知識とは別個に
与えておく場合に比べても、少ない計算量で効率良く計
画の作成を行なうことができる。
In addition, in addition to operation names, preconditions, deletion conditions, and additional conditions, object types and constraint conditions are prepared as elements constituting the basic plan generation knowledge, and these are processed by the constraint resolution processing unit 6 when creating a plan. Since the selection operation of plan generation knowledge is performed by referring to the object type and constraints of be able to. Furthermore, compared to the case where, for example, information corresponding to object types and constraint conditions is provided separately from the plan generation knowledge in principle, a plan can be created efficiently with a smaller amount of calculation.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上詳述したように本発明は、階層構造
生成手段を備え、この手段により複数の計画生成知識間
で追加条件の共有関係を解析するとともに前提条件の達
成難易度を判定して、これらの解析結果および判定結果
を基に計画生成知識の抽象階層構造を生成し、この生成
された抽象階層構造に基づいて抽象階層から詳細な階層
へ段階的に計画を作成するようにしたものである。
[Effects of the Invention] As described in detail above, the present invention includes a hierarchical structure generation means, which analyzes the shared relationship of additional conditions among a plurality of plan generation knowledge and determines the degree of difficulty in achieving the preconditions. Then, an abstract hierarchical structure of plan generation knowledge was generated based on these analysis results and judgment results, and plans were created step by step from the abstract hierarchy to the detailed hierarchy based on this generated abstract hierarchical structure. It is something.

【0030】したがって本発明によれば、階層計画をガ
イドする基本計画生成知識の抽象階層構造を人間が経験
的に与えることなく、既にある計画生成知識から自動的
に生成することが可能となり、これにより人間の負担を
大幅に軽減するとともに、常に最適な階層構造を生成す
ることができる階層的計画生成装置を提供することがで
きる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to automatically generate an abstract hierarchical structure of basic plan generation knowledge that guides a hierarchical plan from existing plan generation knowledge without having to provide it empirically by humans. As a result, it is possible to provide a hierarchical plan generation device that can greatly reduce the burden on humans and always generate an optimal hierarchical structure.

【0031】また他の本発明は、操作名、前提条件、削
除条件および追加条件に加えてオブジェクトタイプおよ
び制約条件を備えた複数の計画生成知識を計画生成知識
記憶手段に記憶しておき、この計画生成知識記憶手段に
記憶された各計画生成知識を選択的に使用して計画を作
成する際に、制約解消手段により上記オブジェクトタイ
プおよび制約条件に基づいて上記計画生成知識の選択処
理を補助するようにしたものである。したがってこの他
の本発明によれば、無駄な候補を生成せずに効率の良い
計画生成を行ない得る階層的計画生成装置を提供するこ
とができる。
In another aspect of the present invention, a plurality of pieces of plan generation knowledge including object types and constraint conditions in addition to operation names, preconditions, deletion conditions, and additional conditions are stored in a plan generation knowledge storage means. When creating a plan by selectively using each piece of plan generation knowledge stored in the plan generation knowledge storage means, the constraint resolving means assists in the process of selecting the plan generation knowledge based on the object type and constraint conditions. This is how it was done. Therefore, according to another aspect of the present invention, it is possible to provide a hierarchical plan generation device that can efficiently generate a plan without generating wasteful candidates.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の一実施例における階層的計画生成装置
の機能構成を説明するためのブロック図。
FIG. 1 is a block diagram for explaining the functional configuration of a hierarchical plan generation device in an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例における基本計画生成知識の
表現の具体例を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a specific example of representation of basic plan generation knowledge in an embodiment of the present invention.

【図3】図1に示した装置において基本計画生成知識ベ
ースから抽象階層構造を生成するための処理の流れを示
すフローチャート。
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of processing for generating an abstract hierarchical structure from a basic plan generation knowledge base in the apparatus shown in FIG. 1;

【図4】図1に示した装置において基本計画生成知識ベ
ースから抽象階層構造を生成するための処理の流れを示
すフローチャート。
FIG. 4 is a flowchart showing the flow of processing for generating an abstract hierarchical structure from a basic plan generation knowledge base in the apparatus shown in FIG. 1;

【図5】図1に示した装置において基本計画生成知識ベ
ースから抽象階層構造を生成するための処理の流れを示
すフローチャート。
FIG. 5 is a flowchart showing a process flow for generating an abstract hierarchical structure from a basic plan generation knowledge base in the apparatus shown in FIG. 1;

【図6】基本計画生成知識ベースから推論した抽象構造
の具体例を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a specific example of an abstract structure inferred from the basic plan generation knowledge base.

【図7】基本計画生成知識から抽象計画生成知識を生成
した内容の一例を表す図。
FIG. 7 is a diagram showing an example of the content of abstract plan generation knowledge generated from basic plan generation knowledge.

【図8】基本計画生成知識から抽象計画生成知識を生成
した内容の他の例を表す図。
FIG. 8 is a diagram showing another example of the content of abstract plan generation knowledge generated from basic plan generation knowledge.

【図9】問題の一例を示す図。FIG. 9 is a diagram showing an example of a problem.

【図10】図1に示した装置において抽象階層構造に従
って階層的に計画生成を行なう処理の流れを示すフロー
チャート。
10 is a flowchart showing the flow of processing for hierarchically generating a plan according to an abstract hierarchical structure in the apparatus shown in FIG. 1;

【図11】図1に示した装置において制約解消部が行な
う処理のフローチャート。
FIG. 11 is a flowchart of processing performed by a constraint resolving unit in the apparatus shown in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基本計画生成知識記憶部、2…知識解析部、3…抽
象階層構造記憶部、4…問題入力部、5…計画生成基本
処理部、6…制約解消処理部、7…計画記憶部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Basic plan generation knowledge storage unit, 2... Knowledge analysis unit, 3... Abstract hierarchical structure storage unit, 4... Problem input unit, 5... Plan generation basic processing unit, 6... Constraint resolution processing unit, 7... Plan storage unit.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  初期条件および目標条件が与えられ、
かつ少なくとも操作名、前提条件、削除条件および追加
条件により構成される計画生成知識が与えられた場合に
、初期条件から目標条件を達成するための計画を上記計
画生成知識を用いて作成する階層的計画生成装置におい
て、複数の計画生成知識間で追加条件の共有関係を解析
するとともに前提条件の達成難易度を判定して、これら
の解析結果および判定結果を基に計画生成知識の抽象階
層構造を生成する階層構造生成手段と、この階層構造生
成手段により生成された抽象階層構造に基づいて抽象階
層から詳細な階層へ段階的に、前記初期条件から目標条
件を達成するための計画を作成する計画生成手段とを具
備したことを特徴とする階層的計画生成装置。
[Claim 1] Initial conditions and target conditions are given,
And when plan generation knowledge consisting of at least an operation name, preconditions, deletion conditions, and additional conditions is given, a hierarchical method that uses the above plan generation knowledge to create a plan to achieve the target condition from the initial conditions. The plan generation device analyzes the shared relationship of additional conditions among multiple pieces of plan generation knowledge, determines the degree of difficulty in achieving the preconditions, and creates an abstract hierarchical structure of the plan generation knowledge based on these analysis and judgment results. A plan for creating a plan for achieving a target condition from the initial condition step by step from the abstract hierarchy to the detailed hierarchy based on the hierarchical structure generation means and the abstract hierarchy generated by the hierarchical structure generation means. A hierarchical plan generation device characterized by comprising: generation means.
【請求項2】  初期条件、目標条件および計画生成知
識が与えられた場合に、初期条件から目標条件を達成す
るための計画を上記計画生成知識を用いて作成する階層
的計画生成装置において、操作名、前提条件、削除条件
、追加条件、オブジェクトタイプおよび制約条件により
構成される複数の計画生成知識を記憶した計画生成知識
記憶手段と、前記初期条件から目標条件を達成するため
の計画を、前記計画生成知識記憶手段に記憶された各計
画生成知識を選択的に使用して作成する計画生成手段と
、この計画生成手段における計画生成知識の選択を、前
記オブジェクトタイプおよび制約条件を参照して補助す
るための選択補助手段とを具備したことを特徴とする階
層的計画生成装置。
2. A hierarchical plan generation device that uses the plan generation knowledge to create a plan for achieving a target condition from the initial conditions when initial conditions, target conditions, and plan generation knowledge are given; a plan generation knowledge storage means that stores a plurality of plan generation knowledge constituted by names, preconditions, deletion conditions, additional conditions, object types, and constraint conditions; A plan generation means that selectively uses each plan generation knowledge stored in the plan generation knowledge storage means to create a plan, and assists the plan generation knowledge selection in this plan generation means with reference to the object type and constraint conditions. A hierarchical plan generation device characterized by comprising a selection assisting means for selecting.
【請求項3】  初期条件、目標条件および計画生成知
識が与えられた場合に、初期条件から目標条件を達成す
るための計画を上記計画生成知識を用いて作成する階層
的計画生成装置において、操作名、前提条件、削除条件
、追加条件、オブジェクトタイプおよび制約条件により
構成される複数の計画生成知識を記憶した計画生成知識
記憶手段と、複数の計画生成知識間で追加条件の共有関
係を解析するとともに前提条件の達成難易度を判定し、
これらの解析結果および判定結果を基に計画生成知識の
抽象階層構造を生成する階層構造生成手段と、この階層
構造生成手段により生成された抽象階層構造に基づいて
抽象階層から詳細な階層へ段階的に、前記計画生成知識
記憶手段に記憶された各計画生成知識を選択的に使用し
て前記初期条件から目標条件を達成するための計画を作
成する計画生成手段と、この計画生成手段における計画
生成知識の選択を、前記オブジェクトタイプおよび制約
条件に基づいて補助するための選択補助手段とを具備し
たことを特徴とする階層的計画生成装置。
3. A hierarchical plan generation device that uses the plan generation knowledge to create a plan for achieving a target condition from the initial conditions when initial conditions, target conditions, and plan generation knowledge are given; Analyze the sharing relationship of additional conditions between the plan generation knowledge storage means that stores multiple plan generation knowledge consisting of names, preconditions, deletion conditions, additional conditions, object types, and constraint conditions, and the multiple plan generation knowledge. together with determining the difficulty of achieving the prerequisites,
A hierarchical structure generating means that generates an abstract hierarchical structure of plan generation knowledge based on these analysis results and judgment results, and a step-by-step process from an abstract hierarchy to a detailed hierarchy based on the abstract hierarchical structure generated by this hierarchical structure generating means. a plan generation means for selectively using each plan generation knowledge stored in the plan generation knowledge storage means to generate a plan for achieving the target condition from the initial conditions; and plan generation in the plan generation means. A hierarchical plan generation device comprising: selection assisting means for assisting knowledge selection based on the object type and constraints.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06162029A (en) * 1992-11-19 1994-06-10 Fujitsu Ltd Inference method for scheduling
JPH06162031A (en) * 1992-11-24 1994-06-10 Fujitsu Ltd Inference method for scheduling

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06162029A (en) * 1992-11-19 1994-06-10 Fujitsu Ltd Inference method for scheduling
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