18. 两辆汽车 1-5

两辆汽车

下面的问题讨论的是两辆汽车停在交叉路口的情形。任何一辆车左转(L)、直行(S)和右转(R)的概率都相同。

我们使用符号 P(S, L) 表示“车辆 1 直行(S),车辆 2 左转(L)的概率。”

问题 1

本问题假定左转、直行和右转的概率相同。即:

P(L) = \frac{1}{3}

P(S) = \frac{1}{3}

P(R) = \frac{1}{3}

什么是 P(L,L)?

SOLUTION: 1/9

问题 2

本问题假定 P(L) 为1/2。另外两个数量未知:

P(L) = \frac{1}{2}

P(S) = ?

P(R) = ?

什么是 P(S)?

SOLUTION: 信息量不足,无法获取 P(S) 的准确值

问题 3

现在,假设我们知道:

P(L) = 0.5

P(S) = 0.3

P(R) = ?

P(R) 是多少?

SOLUTION: 0.2

问题 4

将数学计算和车辆行为相匹配。

假定概率如下:

P(L) = 0.5

P(S) = 0.3

P(R) = 0.2

QUIZ QUESTION: :

将数学计算和两辆车的车辆行为描述相匹配。(此处拖动右侧方块进行作答)

ANSWER CHOICES:



数学描述

车辆行为描述

两辆车 都不右转

两辆车都 直行

第一辆车 左转 ,第二辆车 右转

第一辆车 右转 ,第二辆车 直行

SOLUTION:

数学描述

车辆行为描述

两辆车 都不右转

两辆车都 直行

第一辆车 左转 ,第二辆车 右转

第一辆车 右转 ,第二辆车 直行

## 问题 5

在两次抛掷硬币的问题中,每次抛掷有两个可能的结果。你填写了一个 4 行的真值表(各行值分别为"H,H"、"H,T"、"T,H" 和 "T,T")。

两次抛掷。每次两个结果。真值表中有 4 行。

两辆汽车在交叉路口拐弯,每辆车有 3 个可能的结果(L、S、R),描述两辆车行为的真值表有多少行?

提示:在一张纸上全部写下来,以“L, L”开始。

SOLUTION: 9

(选修) 复杂性管理

*注意:本部分为选修内容,供感兴趣的学员学习。标为 选修 的部分不强制要求学员记住任何内容。

机器人学中,经常使用 状态空间 这个术语来描述某个概率 事件 的所有可能结果。

对一枚硬币而言,一次“抛掷”事件的状态空间在数学上可以表示为:

{ \text{H}, \text{T} }

对于位于交叉路口的的一辆车, “转弯”事件的状态空间在数学上可以表示为:

{ \text{L}, \text{S}, \text{R} }

硬币和汽车可能看起来不一样,但是我们在考虑事件和状态空间时,采用的思路是相同的。

在最后一个问题中,你可以看到,计算 2 个硬币翻转的真值表需要 4 次计算,而计算十字路口计算的 2 辆汽车转弯的真值表需要 9 次计算。

这些语句可以改的更加普适:

  1. 计算** 2 个事件 的真值表时,如每个事件 的状态空间大小为 2 ,我们需要做 4 次计算**。

  2. 计算** 2 个事件 的真值表时,如每个事件 的状态空间大小为 3 ,我们需要做 9 次计算**。

事实上,这里有一个数学模式可以用线性代数表示:

  1. 计算 N events 的真值表时,如果每个事件的状态空间大小为** state space size of x , 我们需要做 x^N 次计算**

随着 x 或 N 的增加, x^N 增加很快。

在该纳米学位后面的课程中,你会看到,这种 指数复杂度的增长 能大幅降低无人驾驶车内部的代码运行速度。