多智能体的路径跟随控制

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此示例显示了如何训练多个智能体以共同执行车辆的路径跟踪控制(PFC)。 PFC的目标是通过控制纵向加速度和制动,使车辆以设定的速度行驶,同时保持与领头车的安全距离,并通过控制前转向角保持车辆沿其车道中心线行驶 。 有关PFC的更多信息,请参见路径跟随控制系统(模型预测控制工具箱)。

总览

训练DDPG路径跟踪控制智能体中显示了训练强化学习智能体以执行PFC的示例。 在该示例中,训练了单个深度确定性策略梯度(DDPG)智能体,以控制车辆的纵向速度和横向转向。 在此示例中,您将训练两个强化学习智能体-DDPG智能体为纵向控制回路提供连续的加速度值,而深度Q网络(DQN)智能体程序为横向控制回路提供离散的转向角值。

创建环境

此示例的环境包括用于简单自行车模型和用于领头车的简单纵向模型。 训练的目标是通过控制纵向加速度和制动,使自动驾驶汽车以设定的速度行驶,同时保持与领先汽车的安全距离,并通过控制前转向角使自动驾驶汽车沿着车道的中心线行驶。

加载环境参数

multiAgentPFCParams

打开Simulink模型。

mdl = "rlMultiAgentPFC";
open_system(mdl)

在这里插入图片描述
点击进入文件夹

在这里插入图片描述
在此模型中,两个强化学习智能体(RL Agent1和RL Agent2)分别提供纵向加速度和转向角信号。

当出现下列任何条件时,模拟终止:

  1. ∣e1∣>1|e_ 1| >1e1>1(横向偏差大小超过1)
  2. Vego<0.5V_{ego} <0.5Vego<0.5 (ego car的纵向速度降到0.5以下)。
  3. Drel<0D_{rel} <0Drel<0 (ego与lead car的距离低于0)

对于纵向控制器(RL Agent1):

  1. 赛车VrefV_{ref}Vref的参考速度定义如下。如果相对距离小于安全距离,车跟踪前车速度和驾驶员设定速度的最小值。以这种方式,车与前车保持一定的距离。如果相对距离大于安全距离,车会跟踪驾驶员设定的速度。在本例中,安全距离被定义为汽车纵向速度V的线性函数,即tgap∗V+Ddefauktt_{gap}*V+D_{defaukt}tgapV+Ddefaukt。安全距离决定了车的跟踪速度。
  2. 环境观测包括纵向测量:速度误差eV=Vref−Ve_V =V_{ref}-VeV=VrefV,其积分∫e\int{e}e,汽车纵向速度V。
  3. 动作信号由介于-3和2 m / s ^ 2之间的连续加速度值组成。
  4. 每一步t提供的奖励rtr_trt
    在这里插入图片描述

这里,at−1a_{t-1}at1是前一个时间步长的加速度输入:

  1. 如果仿真终止,Ft=1F_t =1Ft=1,否则Ft=0F_t =0Ft=0
  2. 如果ev2<1e^2_v <1ev2<1,则Mt=1M_t =1Mt=1,否则Mt=0M_t =0Mt=0

对于横向控制器(RL Agent2):

  1. 环境观测包括横向测量:横向偏差e1e_1e1,相对偏航角e2e_2e2,它们的导数e1˙\dot{e_1}e1˙e2˙\dot{e_2}e2˙,以及它们的积分∫e1\int{e_1}e1∫e2\int{e_2}e2
  2. 动作信号离散的转向角动作组成,其值以1度(0.0175 rad)的步长从-15度(-0.2618 rad)到15度(0.2618 rad)。
  3. 每一步t提供的奖励rtr_trt

在这里插入图片描述

这里,ut−1u_{t-1}ut1是前一个时间步长的转向输入,at−1a_{t-1}at1是前一个时间步长的加速度输入

  1. 如果仿真终止,Ft=1F_t =1Ft=1,否则Ft=0F_t =0Ft=0
  2. Ht=1,e12<0.01H_t =1 ,e^ 2_ 1 <0.01Ht=1,e12<0.01,否则Ht=0H_t =0Ht=0

如果模拟提前终止,奖励函数中的逻辑项(Ft、Mt和Ht)(F_t、M_t和H_t)(FtMtHt)对施动者进行惩罚,同时鼓励智能体减小横向误差和速度误差。

创建纵向控制回路的观察和动作规范。

obsInfo1 = rlNumericSpec([3 1]);
actInfo1 = rlNumericSpec([1 1],'LowerLimit',-3,'UpperLimit',2);

创建横向控制回路的观察和动作规范。

obsInfo2 = rlNumericSpec([6 1]);
actInfo2 = rlFiniteSetSpec((-15:15)*pi/180);

将观察和动作规范组合为一个单元阵列。

blks = mdl + ["/RL Agent1", "/RL Agent2"];
env = rlSimulinkEnv(mdl,blks,obsInfo,actInfo);

使用ResetFcn属性为环境指定一个重置函数。 函数pfcResetFcn在训练期间的每个episode 开始时随机设置领先和车辆的初始姿势。

env.ResetFcn = @pfcResetFcn;

创建智能体

在此示例中,您将创建两个强化学习智能体。 首先,固定随机种子以提高可重复性。

rng(0)

在此示例中,两个智能体在相同的采样时间操作。 设置采样时间值(以秒为单位)。

Ts = 0.1;

纵向控制
纵向控制回路的智能体是DDPG智能体。 DDPG智能体使用评论者价值函数表示来估算给定的观察和操作的长期奖励,并使用行动者策略表示来选择操作。 有关创建深度神经网络价值函数和策略表示的更多信息,请参阅创建策略和价值函数表示。

使用createCCAgent函数创建用于纵向控制的DDPG智能体。 该智能体的结构类似于“用于自适应巡航控制的Train DDPG智能体”示例。

agent1 = createACCAgent(obsInfo1,actInfo1,Ts);

横向控制
横向控制回路的智能体是DQN智能体。 DQN智能体使用评论者价值函数表示法,根据观察和操作来估计长期奖励。

agent2 = createLKAAgent(obsInfo2,actInfo2,Ts);

训练智能体

指定训练选项。 对于此示例,使用以下选项。

  1. 每个训练剧集最多运行5000个剧episode ,每个episode 最多持续maxsteps时间步长。

  2. 在“情节管理器”对话框中显示训练进度(设置“Verbose ”和“Plots ”选项)。

  3. 当DDPG和DQN智能体的平均奖励分别大于480和1195时,请停止对其进行训练。 当一个智能体达到其停止标准时,它会模拟自己的策略而无需学习,而另一个智能体则继续训练

Tf = 60; % simulation time
maxepisodes = 5000;
maxsteps = ceil(Tf/Ts);
trainingOpts = rlTrainingOptions(...'MaxEpisodes',maxepisodes,...'MaxStepsPerEpisode',maxsteps,...'Verbose',false,...'Plots','training-progress',...'StopTrainingCriteria','AverageReward',...'StopTrainingValue',[480,1195]);

训练这些智能体是一个计算密集型过程,需要几分钟才能完成。 为了节省运行本示例的时间,请通过将doTraining设置为false来加载预训练的智能体。 要自己训练,请将doTraining设置为true

doTraining = false;
if doTraining    % Train the agent.trainingStats = train([agent1,agent2],env,trainingOpts);
else% Load pretrained agents for the example.load('rlPFCAgents.mat')       
end

下图显示了这两个智能体的训练进度的截图。
在这里插入图片描述

智能体仿真

要验证训练后智能体的性能,请通过取消注释以下命令来在Simulink环境中仿真智能体。 有关智能体仿真的更多信息,请参见rlSimulationOptions和sim。

% simOptions = rlSimulationOptions('MaxSteps',maxsteps);
% experience = sim(env,[agent1, agent2],simOptions);

要使用确定性初始条件演示训练后的智能体,请在Simulink中模拟模型。

e1_initial = -0.4;
e2_initial = 0.1;
x0_lead = 80;
sim(mdl)

下图显示了在模拟开始时领头的汽车比后面的汽车领先70 m。

  1. 领头车会定期将速度从24 m / s更改为30 m / s(右上图)。 后面的汽车在整个仿真过程中保持安全距离(右下图)。

  2. 在0到30秒之间,后面汽车会追踪设定的速度(右上图)并经历一些加速度(左上图)。 此后,加速度减小为0。

  3. 左下图显示了横向偏差。 如图所示,横向偏差在1秒内大大减小。 横向偏差保持小于0.1 m。

在这里插入图片描述

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    C中只能有一个实例的单例类 前面讨论的 President 类很不错&#xff0c;但存在一个缺陷&#xff1a;无法禁止通过实例化多个对象来创建多名总统&#xff1a; President One, Two, Three; 由于复制构造函数是私有的&#xff0c;其中每个对象都是不可复制的&#xff0c;但您的目…...

    2024/3/28 8:24:01
  23. python django 小程序图书借阅源码

    开发工具&#xff1a; PyCharm&#xff0c;mysql5.7&#xff0c;微信开发者工具 技术说明&#xff1a; python django html 小程序 功能介绍&#xff1a; 用户端&#xff1a; 登录注册&#xff08;含授权登录&#xff09; 首页显示搜索图书&#xff0c;轮播图&#xff0…...

    2024/3/29 8:23:18
  24. 电子学会C/C++编程等级考试2022年03月(一级)真题解析

    C/C++等级考试(1~8级)全部真题・点这里 第1题:双精度浮点数的输入输出 输入一个双精度浮点数,保留8位小数,输出这个浮点数。 时间限制:1000 内存限制:65536输入 只有一行,一个双精度浮点数。输出 一行,保留8位小数的浮点数。样例输入 3.1415926535798932样例输出 3.1…...

    2024/3/28 9:26:43
  25. 配置失败还原请勿关闭计算机,电脑开机屏幕上面显示,配置失败还原更改 请勿关闭计算机 开不了机 这个问题怎么办...

    解析如下&#xff1a;1、长按电脑电源键直至关机&#xff0c;然后再按一次电源健重启电脑&#xff0c;按F8健进入安全模式2、安全模式下进入Windows系统桌面后&#xff0c;按住“winR”打开运行窗口&#xff0c;输入“services.msc”打开服务设置3、在服务界面&#xff0c;选中…...

    2022/11/19 21:17:18
  26. 错误使用 reshape要执行 RESHAPE,请勿更改元素数目。

    %读入6幅图像&#xff08;每一幅图像的大小是564*564&#xff09; f1 imread(WashingtonDC_Band1_564.tif); subplot(3,2,1),imshow(f1); f2 imread(WashingtonDC_Band2_564.tif); subplot(3,2,2),imshow(f2); f3 imread(WashingtonDC_Band3_564.tif); subplot(3,2,3),imsho…...

    2022/11/19 21:17:16
  27. 配置 已完成 请勿关闭计算机,win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机...

    win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机”问题的解决方法在win7系统关机时如果有升级系统的或者其他需要会直接进入一个 等待界面&#xff0c;在等待界面中我们需要等待操作结束才能关机&#xff0c;虽然这比较麻烦&#xff0c;但是对系统进行配置和升级…...

    2022/11/19 21:17:15
  28. 台式电脑显示配置100%请勿关闭计算机,“准备配置windows 请勿关闭计算机”的解决方法...

    有不少用户在重装Win7系统或更新系统后会遇到“准备配置windows&#xff0c;请勿关闭计算机”的提示&#xff0c;要过很久才能进入系统&#xff0c;有的用户甚至几个小时也无法进入&#xff0c;下面就教大家这个问题的解决方法。第一种方法&#xff1a;我们首先在左下角的“开始…...

    2022/11/19 21:17:14
  29. win7 正在配置 请勿关闭计算机,怎么办Win7开机显示正在配置Windows Update请勿关机...

    置信有很多用户都跟小编一样遇到过这样的问题&#xff0c;电脑时发现开机屏幕显现“正在配置Windows Update&#xff0c;请勿关机”(如下图所示)&#xff0c;而且还需求等大约5分钟才干进入系统。这是怎样回事呢&#xff1f;一切都是正常操作的&#xff0c;为什么开时机呈现“正…...

    2022/11/19 21:17:13
  30. 准备配置windows 请勿关闭计算机 蓝屏,Win7开机总是出现提示“配置Windows请勿关机”...

    Win7系统开机启动时总是出现“配置Windows请勿关机”的提示&#xff0c;没过几秒后电脑自动重启&#xff0c;每次开机都这样无法进入系统&#xff0c;此时碰到这种现象的用户就可以使用以下5种方法解决问题。方法一&#xff1a;开机按下F8&#xff0c;在出现的Windows高级启动选…...

    2022/11/19 21:17:12
  31. 准备windows请勿关闭计算机要多久,windows10系统提示正在准备windows请勿关闭计算机怎么办...

    有不少windows10系统用户反映说碰到这样一个情况&#xff0c;就是电脑提示正在准备windows请勿关闭计算机&#xff0c;碰到这样的问题该怎么解决呢&#xff0c;现在小编就给大家分享一下windows10系统提示正在准备windows请勿关闭计算机的具体第一种方法&#xff1a;1、2、依次…...

    2022/11/19 21:17:11
  32. 配置 已完成 请勿关闭计算机,win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机”的解决方法...

    今天和大家分享一下win7系统重装了Win7旗舰版系统后&#xff0c;每次关机的时候桌面上都会显示一个“配置Windows Update的界面&#xff0c;提示请勿关闭计算机”&#xff0c;每次停留好几分钟才能正常关机&#xff0c;导致什么情况引起的呢&#xff1f;出现配置Windows Update…...

    2022/11/19 21:17:10
  33. 电脑桌面一直是清理请关闭计算机,windows7一直卡在清理 请勿关闭计算机-win7清理请勿关机,win7配置更新35%不动...

    只能是等着&#xff0c;别无他法。说是卡着如果你看硬盘灯应该在读写。如果从 Win 10 无法正常回滚&#xff0c;只能是考虑备份数据后重装系统了。解决来方案一&#xff1a;管理员运行cmd&#xff1a;net stop WuAuServcd %windir%ren SoftwareDistribution SDoldnet start WuA…...

    2022/11/19 21:17:09
  34. 计算机配置更新不起,电脑提示“配置Windows Update请勿关闭计算机”怎么办?

    原标题&#xff1a;电脑提示“配置Windows Update请勿关闭计算机”怎么办&#xff1f;win7系统中在开机与关闭的时候总是显示“配置windows update请勿关闭计算机”相信有不少朋友都曾遇到过一次两次还能忍但经常遇到就叫人感到心烦了遇到这种问题怎么办呢&#xff1f;一般的方…...

    2022/11/19 21:17:08
  35. 计算机正在配置无法关机,关机提示 windows7 正在配置windows 请勿关闭计算机 ,然后等了一晚上也没有关掉。现在电脑无法正常关机...

    关机提示 windows7 正在配置windows 请勿关闭计算机 &#xff0c;然后等了一晚上也没有关掉。现在电脑无法正常关机以下文字资料是由(历史新知网www.lishixinzhi.com)小编为大家搜集整理后发布的内容&#xff0c;让我们赶快一起来看一下吧&#xff01;关机提示 windows7 正在配…...

    2022/11/19 21:17:05
  36. 钉钉提示请勿通过开发者调试模式_钉钉请勿通过开发者调试模式是真的吗好不好用...

    钉钉请勿通过开发者调试模式是真的吗好不好用 更新时间:2020-04-20 22:24:19 浏览次数:729次 区域: 南阳 > 卧龙 列举网提醒您:为保障您的权益,请不要提前支付任何费用! 虚拟位置外设器!!轨迹模拟&虚拟位置外设神器 专业用于:钉钉,外勤365,红圈通,企业微信和…...

    2022/11/19 21:17:05
  37. 配置失败还原请勿关闭计算机怎么办,win7系统出现“配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机”,长时间没反应,无法进入系统的解决方案...

    前几天班里有位学生电脑(windows 7系统)出问题了&#xff0c;具体表现是开机时一直停留在“配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机”这个界面&#xff0c;长时间没反应&#xff0c;无法进入系统。这个问题原来帮其他同学也解决过&#xff0c;网上搜了不少资料&#x…...

    2022/11/19 21:17:04
  38. 一个电脑无法关闭计算机你应该怎么办,电脑显示“清理请勿关闭计算机”怎么办?...

    本文为你提供了3个有效解决电脑显示“清理请勿关闭计算机”问题的方法&#xff0c;并在最后教给你1种保护系统安全的好方法&#xff0c;一起来看看&#xff01;电脑出现“清理请勿关闭计算机”在Windows 7(SP1)和Windows Server 2008 R2 SP1中&#xff0c;添加了1个新功能在“磁…...

    2022/11/19 21:17:03
  39. 请勿关闭计算机还原更改要多久,电脑显示:配置windows更新失败,正在还原更改,请勿关闭计算机怎么办...

    许多用户在长期不使用电脑的时候&#xff0c;开启电脑发现电脑显示&#xff1a;配置windows更新失败&#xff0c;正在还原更改&#xff0c;请勿关闭计算机。。.这要怎么办呢&#xff1f;下面小编就带着大家一起看看吧&#xff01;如果能够正常进入系统&#xff0c;建议您暂时移…...

    2022/11/19 21:17:02
  40. 还原更改请勿关闭计算机 要多久,配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机,电脑开机后一直显示以...

    配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机&#xff0c;电脑开机后一直显示以以下文字资料是由(历史新知网www.lishixinzhi.com)小编为大家搜集整理后发布的内容&#xff0c;让我们赶快一起来看一下吧&#xff01;配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机&#x…...

    2022/11/19 21:17:01
  41. 电脑配置中请勿关闭计算机怎么办,准备配置windows请勿关闭计算机一直显示怎么办【图解】...

    不知道大家有没有遇到过这样的一个问题&#xff0c;就是我们的win7系统在关机的时候&#xff0c;总是喜欢显示“准备配置windows&#xff0c;请勿关机”这样的一个页面&#xff0c;没有什么大碍&#xff0c;但是如果一直等着的话就要两个小时甚至更久都关不了机&#xff0c;非常…...

    2022/11/19 21:17:00
  42. 正在准备配置请勿关闭计算机,正在准备配置windows请勿关闭计算机时间长了解决教程...

    当电脑出现正在准备配置windows请勿关闭计算机时&#xff0c;一般是您正对windows进行升级&#xff0c;但是这个要是长时间没有反应&#xff0c;我们不能再傻等下去了。可能是电脑出了别的问题了&#xff0c;来看看教程的说法。正在准备配置windows请勿关闭计算机时间长了方法一…...

    2022/11/19 21:16:59
  43. 配置失败还原请勿关闭计算机,配置Windows Update失败,还原更改请勿关闭计算机...

    我们使用电脑的过程中有时会遇到这种情况&#xff0c;当我们打开电脑之后&#xff0c;发现一直停留在一个界面&#xff1a;“配置Windows Update失败&#xff0c;还原更改请勿关闭计算机”&#xff0c;等了许久还是无法进入系统。如果我们遇到此类问题应该如何解决呢&#xff0…...

    2022/11/19 21:16:58
  44. 如何在iPhone上关闭“请勿打扰”

    Apple’s “Do Not Disturb While Driving” is a potentially lifesaving iPhone feature, but it doesn’t always turn on automatically at the appropriate time. For example, you might be a passenger in a moving car, but your iPhone may think you’re the one dri…...

    2022/11/19 21:16:57