Дерево поведения (искусственный интеллект, робототехника и управление)

Управляющий узел используется для контроля подзадач, из которых он состоит. Такой узел может быть либо селектором (fallback), либо последовательностью (sequence). Он последовательно вызывает каждую из своих подзадач, а по результату (успех или ошибка) решает, переходить ли к следующей.

Селекторы (fallback-узлы) используются для поиска и вызова первого потомка, который не завершился ошибкой. Если один из потомков вернул статус успех (success) или выполняется (running), селектор немедленно завершает свою работу с этим же статусом (см. иллюстрацию I и псевдокод ниже). Потомки опрашиваются по порядку значимости — слева направо.

Псевдокод для селектора:

1 для i от 1 до n
2     childstatus ← Tick(child(i))
3     если childstatus = выполняется
4         вернуть выполняется
5     иначе если childstatus = успех
6         вернуть успех
7 конец
8 вернуть ошибка

Узлы типа последовательность используются для поиска и выполнения первого потомка, который ещё не завершился успехом. Если один из потомков возвращает ошибку (failure) или выполняется (running), последовательность немедленно завершает свою работу с этим же статусом (см. иллюстрацию II и псевдокод ниже). Потомки обходятся в порядке слева направо.

Псевдокод для последовательности:

1 для i от 1 до n
2     childstatus ← Tick(child(i))
3     если childstatus = выполняется
4         вернуть выполняется
5     иначе если childstatus = ошибка
6         вернуть ошибка
7 конец
8 вернуть успех

Выполнение описывается следующими стандартными уравнениями разностей:

${\displaystyle x_{k+1}(t_{k+1})=f_{i}(x_{k}(t_{k}))}$

${\displaystyle t_{k+1}=t_{k}+\Delta t}$

где ${\displaystyle k\in \mathbb {N} }$ — дискретное время, ${\displaystyle x\in \mathbb {R} ^{n}}$ — пространство состояний системы, моделируемой деревом.

Два дерева ${\displaystyle T_{i}}$ и ${\displaystyle T_{j}}$ могут быть объединены в более сложное дерево ${\displaystyle T_{0}}$ с помощью оператора последовательности:

${\displaystyle T_{0}={\mbox{sequence}}(T_{i},T_{j}).}$

Тогда возвращаемый статус ${\displaystyle r_{0}}$ и векторное поле ${\displaystyle f_{0}}$ для ${\displaystyle T_{0}}$ определяются (для ${\displaystyle {\mathcal {S}}_{1}}$) следующим образом:

${\displaystyle r_{0}(x_{k})={\begin{cases}r_{j}(x_{k}),&{\text{ если }}x_{k}\in {\mathcal {S}}_{1}\\r_{i}(x_{k}),&{\text{ иначе}}.\end{cases}}}$

${\displaystyle f_{0}(x_{k})={\begin{cases}f_{j}(x_{k}),&{\text{ если }}x_{k}\in {\mathcal {S}}_{1}\\f_{i}(x_{k}),&{\text{ иначе}}.\end{cases}}}$