Continuous formulations of trajectory planning problems have two main benefits. First, constraints are guaranteed to be satisfied at all times. Secondly, dynamic obstacles can be naturally considered with time. This paper introduces a novel B-spline based trajectory optimization method for multi-jointed robots that provides a continuous trajectory with guaranteed continuous constraints satisfaction. At the core of this method, B-spline basic operations, like addition, multiplication, and derivative, are rigorously defined and applied for problem formulation. B-spline unique characteristics, such as the convex hull and smooth curves properties, are utilized to reformulate the original continuous optimization problem into a finite-dimensional problem. Collision avoidance with static obstacles is achieved using the signed distance field, while that with dynamic obstacles is accomplished via constructing time-varying separating hyperplanes. Simulation results on various robots validate the effectiveness of the algorithm. In addition, this paper provides experimental validations with a 6-link FANUC robot avoiding static and moving obstacles.
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Learning generalizable insertion skills in a data-efficient manner has long been a challenge in the robot learning community. While the current state-of-the-art methods with reinforcement learning (RL) show promising performance in acquiring manipulation skills, the algorithms are data-hungry and hard to generalize. To overcome the issues, in this paper we present Prim-LAfD, a simple yet effective framework to learn and adapt primitive-based insertion skills from demonstrations. Prim-LAfD utilizes black-box function optimization to learn and adapt the primitive parameters leveraging prior experiences. Human demonstrations are modeled as dense rewards guiding parameter learning. We validate the effectiveness of the proposed method on eight peg-hole and connector-socket insertion tasks. The experimental results show that our proposed framework takes less than one hour to acquire the insertion skills and as few as fifteen minutes to adapt to an unseen insertion task on a physical robot.
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操纵可变形的线性对象(DLOS)在有障碍的受约束环境中实现所需的形状是一项有意义但具有挑战性的任务。对于这项高度约束的任务是必要的;但是,由于规划人员的可变形性质,计划人员需要的准确模型很难获得,并且不可避免的建模错误会显着影响计划结果,如果机器人只是以开环的方式执行计划的路径,则可能导致任务失败。在本文中,我们提出了一个粗到精细的框架,以结合全球计划和局部控制,以进行双臂操纵DLO,能够精确实现所需的配置并避免DLO,机器人和障碍物之间的潜在碰撞。具体而言,全球规划师是指一个简单而有效的DLO能量模型,并计算出一条粗略的途径,以确保任务的可行性。然后,本地控制器遵循该路径作为指导,并通过闭环反馈进一步塑造它,以补偿计划错误并保证任务的准确性。仿真和现实世界实验都表明,我们的框架可以在使用不精确的DLO模型的受约束环境中稳健地实现所需的DLO配置。仅通过计划或控制就无法可靠地实现。
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有效的轨迹优化对于避免非结构化环境中的碰撞至关重要,但在解决方案中具有速度和质量仍然具有挑战性。一个原因是二阶最优性需要计算Hessian矩阵,这些矩阵可以使用$ O(n ^ 2)$与航点的数量一起生长。减少航点可以二次降低计算时间。不幸的是,更少的航点导致较低的质量轨迹,可能无法避免碰撞。要拥有密集的航点和计算时间,我们从最近的共识优化研究中获取了灵感,并提出了分布式配方的搭配轨迹优化。它将长期轨迹分成几个段,其中每个段都成为几个航路点的子问题。这些子问题是经典的,但并行解决,并且解决方案与共识约束融合到单个轨迹中,这通过共识更新来强制段的连续性。利用该方案,二次复杂性分布在每个段中,并通过更密集的航点来解决高质量的轨迹。此外,所提出的配方可以使用任何现有的轨迹优化器来解决子问题。我们比较我们对领先运动规划算法的轨迹分裂的实现的性能,并展示了我们方法的改进的计算效率。
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对于许多丰富的接触的操作任务,顺利行为是优选的。阻抗控制作为通过模仿质量弹簧阻尼系统来调节机器人运动的有效方法。因此,机器人行为可以通过阻抗增益来确定。然而,调整不同任务的阻抗增益是棘手的,特别是对于非结构化环境。此外,在线调整最佳收益以满足时变性能指标更具挑战性。在本文中,我们在可变阻抗控制(安全ongo-VIC)中提供安全的在线增益优化。通过将阻抗控制的动态作为控制仿射系统的重构,其中阻抗增益是输入,我们提供了一种了解可变阻抗控制的新颖视角。此外,我们创新地制定了在线收集的强制信息的优化问题,以实时获得最佳阻抗增益。安全约束也嵌入到所提出的框架中以避免不需要的碰撞。我们在三个操纵任务上通过实验验证了所提出的算法。使用恒定增益基线和自适应控制方法的比较结果证明了所提出的算法对不同的场景有效和更广泛。
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现有的胃癌诊断深层学习方法,常用卷积神经网络。最近,视觉变压器由于其性能和效率而引起了极大的关注,但其应用主要在计算机视野领域。本文提出了一种用于Gashis变压器的多尺度视觉变压器模型,用于胃组织病理学图像分类(GHIC),其使微观胃图像自动分类为异常和正常情况。 GASHIS-COMPURANCER模型由两个关键模块组成:全球信息模块和局部信息模块有效提取组织病理特征。在我们的实验中,具有280个异常和正常图像的公共血毒素和曙红(H&E)染色的胃组织病理学数据集分为训练,验证和测试组,比率为1:1:2胃组织病理学数据集测试组精度,召回,F1分数和准确性分别为98.0%,100.0%,96.0%和98.0%。此外,进行了关键的研究以评估Gashis变压器的稳健性,其中添加了10个不同的噪声,包括四种对抗性攻击和六种传统图像噪声。此外,执行临床上有意义的研究以测试Gashis变压器的胃肠癌鉴定性能,具有620个异常图像,精度达到96.8%。最后,进行比较研究以测试在淋巴瘤图像数据集和乳腺癌数据集上的H&E和免疫组织化学染色图像的概括性,产生可比的F1分数(85.6%和82.8%)和精度(83.9%和89.4%) , 分别。总之,Gashistransformer演示了高分类性能,并在GHIC任务中显示出其显着潜力。
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在本文中,我们介绍了一种新的端到端学习的LIDAR重新定位框架,被称为Pointloc,其仅使用单点云直接姿势作为输入,不需要预先构建的地图。与RGB基于图像的重建化相比,LIDAR帧可以提供有关场景的丰富和强大的几何信息。然而,LIDAR点云是无序的并且非结构化,使得难以为此任务应用传统的深度学习回归模型。我们通过提出一种具有自我关注的小说点风格架构来解决这个问题,从而有效地估计660 {\ DEG} LIDAR输入框架的6-DOF姿势。关于最近发布的巨大恐怖雷达机器人数据集和现实世界机器人实验的扩展实验表明ProposedMethod可以实现准确的重定位化性能。
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合奏方法是将多种模型相结合以实现卓越性能的可靠方法。但是,关于集合方法在遥感对象检测方案中的应用的研究大多被忽略了。出现了两个问题。首先,遥感对象检测的一个独特特征是对象的定向边界框(OBB)和多个OBB的融合需要进一步的研究注意。其次,广泛使用的深度学习对象检测器为每个检测到的对象提供了一个分数作为置信度的指标,但是如何在集合方法中有效使用这些指标仍然是一个问题。试图解决这些问题,本文提出了与OBB兼容的合奏方法,并以学习的方式结合了检测结果。这种合奏方法有助于在挑战轨道\ textit {高分辨率光学图像中的细粒对象识别}中排名第一,该{\ textit {2021 Gaofen挑战在自动化高分辨率的地球观测图像}中均具有特征。 DOTA数据集和FAIR1M数据集的实验表明,分析了Obbstacking的性能以及Obbstacking的功能。
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近年来,随着空间航天器实体的大规模部署以及卫星在板载功能的增加,在过度网络动态的情况下,与TCP/IP相比,出现了比TCP/IP更强大的通信协议。 DTN节点缓冲区管理仍然是一个活跃的研究领域,因为DTN核心协议的当前实现仍然依赖于以下假设:在不同的网络节点中始终有足够的内存来存储和正向捆绑包。此外,经典排队理论不适用于DTN节点缓冲区的动态管理。因此,本文提出了一种集中式方法,以基于高级强化学习(RL)策略优势行动者 - 批评者(A2C)自动管理低地球(LEO)卫星星座中的认知DTN节点。该方法旨在探索培训地球同步地球轨道智能代理,以管理Leo卫星星座中的所有DTN节点。 A2C代理的目的是在考虑节点内存利用率的同时最大化交付成功率并最大程度地减少网络资源消耗成本。智能代理可以根据束优先级动态调整无线电数据速率并执行下降操作。为了衡量在LEO卫星星座场景中将A2C技术应用于DTN节点管理问题的有效性,本文将受过训练的智能代理策略与其他两种非RL政策进行了比较,包括随机和标准政策。实验表明,A2C策略平衡了交付成功率和成本,并提供了最高的奖励和最低的节点存储器利用率。
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准确而健壮的本地化是移动代理的基本需求。视觉惯性进程(VIO)算法将信息从摄像机和惯性传感器中利用到估计位置和翻译。最近基于深度学习的VIO模型以数据驱动的方式提供姿势信息,而无需设计手工制作的算法,因此吸引了注意力。现有的基于学习的VIO模型依赖于经常性模型来融合多模式数据和过程传感器信号,这些模型很难训练并且不够有效。我们提出了一个基于学习的新型VIO框架,并有效地结合了视觉和惯性特征,以供各州估计。我们提出的模型也能够准确,稳健地估计,即使在具有挑战性的情况下,例如在阴天和充满水的地面上,对于传统的Vio算法而言,这很难提取视觉特征。实验验证了它在不同场景中的表现优于传统和基于学习的VIO基线。
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