Thesis - RWTH Aachen University

5.2 Verhaltensauswahl 107
Rückmeldung
deliberative
Ebene
Planungsschritt
Zerlegung des
Planungsschrittes
in eine Sequenz
Durchlaufen
der Sequenz
Koordinierung
aktiver Verhalten
pro Zustand
Verhalten 1
Verhalten 2
vermittelnde
Ebene
Planungsschritte
(FSA)
Datenbank
Verhaltens−
Datenbank
Abbildung 5.2: Ablauf der Verhaltensaktivierung und -koordination in der vermittelnden Ebene.
als ein Quintupel (Zi, I, δ, Z0, Zf) definiert, wobei Zi eine endliche Menge von erlaubten, internen
Zuständen ist, I eine endliche Menge von Eingabesignalen darstellt und Z0 ∈ Zi der Anfangszustand
des Automaten ist. Zf ⊆ Zi repräsentiert eine Menge von Endzuständen, auch als akzeptierende Zustände
bekannt, und δ beschreibt die Übergangsfunktion, die die Abbildung Zi × I ↦→ Zi realisiert.
Die Operationsweise der FSM wird über einen gerichteten Graphen, das so genannte Transitionsdiagramm
(State Transition Diagram) dargestellt (vergleiche Abbildung 5.2.1). Dabei entsprechen die
Knoten im Graph den Zuständen des FSM. Gibt die Übergangsfunktion δ an, dass beim Eingabesignal
a ∈ I einen Übergang vom Zustand Z0 in den Zustand Z1 stattfindet, dann existiert ein mit a
markierter Pfeil vom Zustand Z0 in den Zustand Z1 im Transitionsdiagramm. Der Übergang wird auch
Transition genannt; das Signal, das eine Transition auslöst, wird als Ereignis oder Event bezeichnet.
Endliche Zustandsakzeptoren (Finite State Acceptor, FSA) sind Sonderfälle von endlichen Zustandsautomaten,
die keine Ausgabe liefern und über zwei Endzustände verfügen. Ein FSA prüft, ob eine
gegebene Sequenz von Eingabewerten zu einer gültigen Endkonfiguration führt oder nicht. Die Übergangsfunktion
δ kann sowohl tabellarisch (siehe Tabelle 5.1) als auch graphisch wie bei den FSMs
(siehe Abbildung 5.4) dargestellt werden.
Ein endlicher Zustandsakzeptor startet immer im Startzustand Z0 und wechselt bei jeder Eingabe
entsprechend der Übergangsfunktion seinen inneren Zustand. Sobald einer der beiden Endzustände
erreicht ist, terminiert das FSA seinen Ablauf. In Abbildung 5.4 repräsentiert ein Kreis einen Zustand
aus Zi, wobei ein Doppelkreis einen Endzustand aus Zf angibt.
In der Robotik werden FSMs und FSAs zur Darstellung von Aktionssequenzen benutzt. Sie sind