使用逆动力学的最佳控制(OC)提供了数值益处,例如粗略优化,更便宜的衍生物计算和高收敛速率。但是,为了利用腿部机器人的模型预测控制(MPC)中的这些好处,有效处理其大量平等约束至关重要。为此,我们首先(i)提出了一种新的方法来处理基于NullSpace参数化的平等约束。我们的方法可以适当地平衡最优性,以及动态和平等构成可行性,从而增加了吸引到良好本地最小值的盆地。为此,我们(ii)(ii)通过合并功能功能来调整以可行性为导向的搜索。此外,我们介绍了(iii)的(iii)对考虑任意执行器模型的反向动力学的凝结公式。我们还基于感知运动框架中基于反向动力学的新型MPC(iv)。最后,我们提出(v)最佳控制与正向动力学和逆动力学的理论比较,并通过数值评估。我们的方法使逆动力学MPC在硬件上首次应用,从而在Anymal机器人上进行了最新的动态攀登。我们在广泛的机器人问题上进行基准测试,并产生敏捷和复杂的动作。我们显示了我们的无空间分辨率和凝结配方的计算降低(高达47.3%)。我们通过以高收敛速率解决粗略优化问题(最多10 Hz离散化)来提供方法的益处。我们的算法在Crocoddyl内公开可用。
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机器人设计优化,模仿学习和系统标识共享一个常见的问题,该问题需要对机器人或任务参数进行优化,同时在优化机器人运动的同时。为了解决这些问题,我们可以使用可区分的最佳控制,以使机器人运动相对于参数的运动的梯度。我们提出了一种通过敏感性分析(SA)通过差分动态编程(DDP)算法进行分析分析计算这些梯度的方法。我们表明,计算梯度时必须包括二阶动力学项。但是,在计算运动时,我们不需要包括它们。我们验证我们在摆和双摆系统上的方法。此外,我们比较使用使用迭代线性二次调节器(ILQR)的衍生物,该线性二次调节器(ILQR)在Kinova ARM的共同设计任务上忽略了这些二阶术语,我们在其中优化了目标机器人的链路长度达到任务。我们表明,使用ILQR梯度忽略二阶动力学的优化会影响衍生物的计算。取而代之的是,使用DDP梯度优化,对于一系列初始设计,使我们的公式扩展到复杂的系统。
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在腿部机器人技术中,计划和执行敏捷的机动演习一直是一个长期的挑战。它需要实时得出运动计划和本地反馈政策,以处理动力学动量的非物质。为此,我们提出了一个混合预测控制器,该控制器考虑了机器人的致动界限和全身动力学。它将反馈政策与触觉信息相结合,以在本地预测未来的行动。由于采用可行性驱动的方法,它在几毫秒内收敛。我们的预测控制器使Anymal机器人能够在现实的场景中生成敏捷操作。关键要素是跟踪本地反馈策略,因为与全身控制相反,它们达到了所需的角动量。据我们所知,我们的预测控制器是第一个处理驱动限制,生成敏捷的机动操作以及执行低级扭矩控制的最佳反馈策略,而无需使用单独的全身控制器。
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我们为腿部机器人和动态操作的计算共同设计提供了一个多功能框架。当前的最新方法通常基于随机采样或并发优化。我们提出了一种新型的二元优化方法,该方法利用运动计划子问题的衍生物(即较低级别)。这些运动规划衍生物使我们能够将任意的设计约束和成本纳入通用非线性计划(即上层)。我们的方法允许在较低级别使用任何可区分的运动计划者,还允许捕获任意设计约束和成本的高层。它有效地优化了机器人的形态,有效载荷分布和执行参数,同时考虑其完整的动态,关节限制和物理约束,例如摩擦锥。我们通过设计跳跃和小跑的四倍机器人来演示这些功能。我们证明我们的方法能够为这些任务设计一个更节能的独奏机器人。
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由于事件的范围有限,在复杂且高度可变的环境中,避免路径计划和碰撞是具有挑战性的。在文献中,有多种基于模型和学习的方法需要有效地部署大量的计算资源,并且可能具有有限的一般性。我们提出了一种基于全球稳定的被动控制器的计划算法,该算法可以在挑战性的环境条件下使用有限的计算资源计划平滑轨迹。该体系结构将最近提出的分形阻抗控制器与有限时间不变性区域结合在一起。由于该方法基于阻抗控制器,因此它也可以直接用作力/扭矩控制器。我们在模拟中验证了我们的方法,以通过发放Via-toints的发行及其对低带宽反馈的稳健性来分析互动导航在挑战凹域中的能力。使用11个代理的群模拟验证了所提出方法的可扩展性。我们已经在自动式轮式平台上进行了硬件实验,以验证与动态剂(即人和机器人)相互作用的平滑度和稳健性。与依赖数字优化的其他方法相比,所提出的本地规划师的计算复杂性可以通过低功率微控制器的部署降低能源消耗。
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差分动态编程(DDP)是用于轨迹优化的直接单射击方法。它的效率来自对时间结构的开发(最佳控制问题固有的)和系统动力学的明确推出/集成。但是,它具有数值不稳定,与直接多个射击方法相比,它的初始化选项有限(允许对控件的初始化,但不能对状态进行初始化),并且缺乏对控制约束的正确处理。在这项工作中,我们采用可行性驱动的方法来解决这些问题,该方法调节数值优化过程中的动态可行性并确保控制限制。我们的可行性搜索模拟了只有动态约束的直接多重拍摄问题的数值解决。我们证明我们的方法(命名为box-fddp)具有比Box-DDP+(单个射击方法)更好的数值收敛性,并且其收敛速率和运行时性能与使用The Solded Sound的最新直接转录配方竞争内部点和主动集算法在Knitro中提供。我们进一步表明,Box-FDP可以单调地降低动态可行性误差 - 与最先进的非线性编程算法相同。我们通过为四足动物和人形机器人产生复杂而运动的运动来证明我们的方法的好处。最后,我们强调说,Box-FDDP适用于腿部机器人中的模型预测控制。
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人工智能的最新进展促进了许多不同领域的广泛计算机视觉应用。充当人眼的数码相机可以感知基本对象属性,例如形状和颜色,并可以进一步用于执行高级任务,例如图像分类和对象检测。人类的看法已被广泛认为是训练和评估计算机视觉模型的基础真理。但是,在某些情况下,人类可以被他们所看到的欺骗。功能良好的人类视野依赖于稳定的外部照明,而不自然的照明会影响人类对商品基本特征的看法。为了评估对人类和计算机知觉的照明影响,该小组提出了一个新颖的数据集,食品愿景数据集(FVD),以创建一个评估基准来量化照明效果,并推动照明估算方法的发展,以供公平可靠的消费者使用食物出现的可接受预测。 FVD由675张图像组成,这些图像在3个不同的功率下捕获和5个不同的温度设置,每天替代五天。
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随着未来以数据为中心的决策,对数据库的无缝访问至关重要。关于创建有效的文本到SQL(Text2SQL)模型以访问数据库的数据有广泛的研究。使用自然语言是可以通过有效访问数据库(尤其是对于非技术用户)来弥合数据和结果之间差距的最佳接口之一。它将打开门,并在精通技术技能或不太熟练的查询语言的用户中引起极大的兴趣。即使提出或研究了许多基于深度学习的算法,在现实工作场景中使用自然语言来解决数据查询问题仍然非常具有挑战性。原因是在不同的研究中使用不同的数据集,这带来了其局限性和假设。同时,我们确实缺乏对这些提议的模型及其对其训练的特定数据集的局限性的彻底理解。在本文中,我们试图介绍过去几年研究的24种神经网络模型的整体概述,包括其涉及卷积神经网络,经常性神经网络,指针网络,强化学习,生成模型等的架构。我们还概述11个数据集,这些数据集被广泛用于训练Text2SQL技术的模型。我们还讨论了无缝数据查询中文本2SQL技术的未来应用可能性。
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