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新闻分类:行业资讯 作者:admin 发布于:2018-07-084 文字:【
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摘要:
佛山登高车出租, 佛山登高车, 佛山登高车租赁 机械臂安全保障机制??? 基于引导式DQN模型结构仅用到了卷积神经网络,但卷积神经网络是有向无环结构,并不能处理时序信息,对于本文来说,机械臂的各个状态前后是有隐含信息的,其内部存在特定的逻辑关系。介绍了递归神经网络的简化结构,因此本文可以利用递归神经网络经常被用于处理具有时序相关的信息的特点,来对隐含信息进行建模。由于递归神经网络能够挖掘序列问题中的隐含信息,因而,递归神经网络经常被用于机器翻译,视频序列处理等领域。对于该机械臂系统来说,也是一个序列问题。因而,本文将全联接层神经元改成由256个节点组成的递归神经元获取隐含信息。此时网络结构为三个卷积层,两个递归层,一个输出层。
DQN传统的递归神经元是由全联接层改进过来的,神经元的输出不仅仅与输入信号有关还与该神经元的上一时刻状态有关,这样网络能够学习到输入状态之间的联系,由于递归网络具有该特性,目前递归网络被广泛的应用于语音识别,语言建模等序列问题中。在本课题中,我们把相邻两个状态之间的相关信息称为隐含信息&,但是传统的递归网络是一个天然的递归网络,存在训练不稳定,不易收敛的问题。因此我们将利用LSTM结构中的记忆细胞能够自主学习当前的隐含状态,而门结构能够控制信号的强弱的特性来建模,换句话说,门结构能够根据学习的参数来对之前状态的信息进行选择接受。将相机拍摄图像经过预处理成84x84的一序列灰度图像,输入到修改后的网络,我们便可得到经过卷积层得到的一组特征。目标网络产生标签,训练网络进行预测和优化。
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因为本文所涉及的机械臂相关实验均是在真实环境中进行的,为保证训练过程的连贯性,同时避免机械臂与自身或外界物体发生碰撞引发的安全问题,本文提出了机械臂安全保障机制。对于机械臂与四周支架和自身的碰撞问题,不但要考虑末端器与外界物体的碰撞,还要考虑机械臂的每个连杆自身的碰撞,因此,只考虑空间坐标系空间中机械臂末端器与外界物体的空间关系是不够的。本文将对可能存在的机械臂各连杆的碰撞问题分别相应的检测方法。1机械臂关节坐标机械臂周围环境示意,机械臂处于一个长方体支架的正中心。2与外框支架的碰撞'由机械臂的结构和外框支架的位置可知,除了第一、二两个关节间的连杆外,其余关节连杆均有可能与外框支架碰撞。将各关节的坐标,用M+1来表示点与点之间的连杆,将外框支架的对称轴所在的直线投影到线段延长线上,垂足记为垂足P,那么可以将机械臂与外框支架的碰撞问题抽象为数学问题。当垂足P在线段之外时,如果与对称轴距离大于f,则连杆与外框支架不会发生碰撞,若距离小于f,只有当第/个关节和第/+1个关节与外框支架对称轴距离均大于f时,连杆L+1与外框支架才不会发生碰撞。当垂足P在线段之内时,若p与外框对称轴距离大于f,则连杆与支架不会发生碰撞;若距离小于f,则必然发生碰撞。为简便运算,可将连杆、长方体外框对称轴分别投影到平面一内,那么问题就转化为连杆的投影及其延长线上的点与点(0,-f)的距离是否大于f的判断问题。因此可以将坐标平面的原点平移到点,新的坐标系表示,将各个关节坐标,投影到坐标系统〇〇—F〇Z。
对原始DQN算法的深度神经网络架构提出了改进方向,使之能应用到机械臂抓取任务这样的部分可观测马尔可夫决策过程。首先对部分可观测机械臂环境建模,引入递归神经元和递归式信号输入来获得环境不可见的隐含信息,然后采用多角度思想减小三维真实环境映射到二维图像上的映射误差;最后为了保障机械臂真实环境中的安全问题,针对外界环境提出了机械臂安全保障机制。
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