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PDQN(Prioritized Deep Q-Network)算法是一种基于深度强化学习的路径规划算法,它可以用于机器人的避碰路径规划。下面是使用PDQN算法进行机器人避碰路径规划的步骤:
定义状态(State):将环境划分为状态空间,以离散或连续的方式表示机器人所处的状态。状态可以包括机器人当前位置、周围障碍物的位置信息等。
定义动作(Action):定义机器人可以执行的动作集合,例如向前移动、向后移动、向左转、向右。
构建深度强化学习模型:设计一个深度神经网络模型,作为Q函数近似器。输入为状态,输出为不同动作对应的Q值。
初始化模型参数和经验回放缓冲区:随机初始化深度神经网络的参数,并创建一个经区来存储机器人的历史经验。
迭代训练过程:
a. 探索并选择动作测到的状态,根据某种策略(如ε-greedy),选择一个动作以探索环境。
执行动作并观测奖励和下一个状态:将选定的动作发送给机器人进行执行,观测环境返回的奖励和下一个状态。
c. 存储经验:将观测到的(状态,动作,奖励,下一个状态)元组存储到经验回放缓冲区中。
d. 从经验回放缓冲区中随机采样一批经验。
e. 计算目标Q值:使用深度神经网络计算对应状态下所有动作的Q值。
f. 更新模型参数:根据动作的实际奖励和目标Q值之间的差异,使用梯度下降法更新深度神经网络的参数。
g. 更新经验回放缓冲区中的优先级:根据目标Q值和当前估计的Q值的差异,更新经验回放缓冲区中存储的经验的优先级。
h. 重复步骤a-g,直到收敛或达到预定的训练步数。
使用训练好的模型进行路径规划:在使用路径规划时,根据器人的当前状态,输入到深度神经网络中,选择具有最高Q值的动作作为路径规划结果,同时考虑根据障碍物等信息进行避碰。
需要注意的是,PDQN算法是一种基于深度强化的方法,其训练需要大量样本和计算资源。在实际应用中,可能需要根据具体情况进行调整和优化。
function net = BackPro(net, y)
%% 输入分析
% net是网络
% y是预期值
end
function X = rot180(X)
%% 只翻转两个维度,给卷积用的
X = flipdim(flipdim(X, 1), 2);
end
function B = expand(A, S)
% 将矩阵A拓展到S的规模,填充0
if nargin < 2
error(‘Size vector must be provided. See help.’);
end
SA = size(A); % Get the size (and number of dimensions) of input.
if length(SA) ~= length(S)
error(‘Length of size vector must equal ndims(A). See help.’)
elseif any(S ~= floor(S))
error(‘The size vector must contain integers only. See help.’)
end
T = cell(length(SA), 1);
for ii = length(SA) : -1 : 1
H = zeros(SA(ii) * S(ii), 1); % One index vector into A for each dim.
H(1 : S(ii) : SA(ii) * S(ii)) = 1; % Put ones in correct places.
T{ii} = cumsum(H); % Cumsumming creates the correct order.
end
B = A(T{:}); % Feed the indices into A.
end
1 matlab版本
2014a
2 参考文献
[1]钱程,许映秋,谈英姿.A Star算法在RoboCup救援仿真中路径规划的应用[J].指挥与控制学报. 2017,3(03)
3 备注
简介此部分摘自互联网,仅供参考,若侵权,联系删除
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