Advertisement

无人机WSN数据采集轨迹算法,采用Q学习方法。

  •  5星
  •     浏览量: 0
  •     大小:None
  •      文件类型:None


简介:
针对无人机协助采集无线传感器网络数据时,各节点数据产生速率呈现随机性,且汇聚节点状态存在不一致的情况,我们提出了一种基于Q学习的非连续无人机轨迹规划算法,命名为Q-TDUD。该算法旨在显著提升无人机的能量利用率以及整体的数据采集效率。具体而言,我们考虑了各节点在每个周期内数据产生速率的随机性特征,并构建了一个汇聚节点的延迟模型,以精确描述汇聚过程中的延时。随后,我们运用强化学习中的Q学习算法,将各个汇聚节点的延迟时间和采集链路的上行传输速率进行归一化处理,并将这些归一化的数值整合到奖励函数中。通过迭代计算的方式,最终确定出最佳的非连续无人机飞行轨迹。实验验证表明,相较于TSP-conTInues TSP、NJS-conTInues和NJS算法,Q-TDUD算法在任务完成时间方面表现出更优的性能,并且能够有效地降低无人机的能耗同时提升其数据采集效率。

全部评论 (0)

还没有任何评论哟~
客服
客服
  • 基于QWSN路径
    优质
    本研究提出了一种基于Q学习的无人机无线传感器网络(WSN)数据收集路径优化算法。通过智能决策过程提高数据采集效率与准确性,降低能耗,适用于复杂环境中的高效信息传输和处理。 为解决无人机辅助无线传感器网络数据采集过程中节点数据产生速率随机及汇聚节点状态不一致的问题,本段落提出了一种基于Q学习的非连续无人机轨迹规划算法(Q-TDUD),旨在提升无人机的能量效率与数据收集效能。该方法通过建立模型来反映周期内各节点的数据生成速度,并运用强化学习中的Q学习技术将各个汇聚点的时间延迟和上行链路传输速率标准化为奖励函数的一部分,从而经过迭代计算得出最优的非连续飞行路径规划方案。实验结果显示,在对比传统TSP-continues TSP、NJS-continues及NJS算法时,Q-TDUD算法能显著减少无人机完成任务所需的时间,并且在提高能量效率和数据采集效果方面表现出优越性。
  • 模糊Q控制
    优质
    本研究提出了一种基于模糊Q学习算法的创新机器人控制系统,有效提升了机器人的自主决策能力和环境适应性。 《基于模糊Q学习的机器人控制算法详解》 在人工智能领域,强化学习作为一种强大的机器学习方法,在诸多应用中展示了卓越性能。其中,Q学习作为代表性的强化学习算法之一,因其无模型、在线学习的特点被广泛应用于智能体决策制定过程。当Q学习与模糊逻辑相结合时,则形成了更为灵活和适应性强的模糊Q学习,这种结合不仅保留了Q学习的优势,并引入了模糊系统的灵活性。 本段落将深入探讨基于模糊Q学习的机器人控制算法。 一、Q学习基础 Q学习是一种离策略强化学习方法,通过迭代更新状态-动作对的价值(即Q值),来寻找最优决策。每个状态下执行的动作都会带来一定的奖励,而长期目标是最大化累积收益。随着与环境交互次数增加,智能体逐渐学会做出最佳行动选择。 二、模糊逻辑 模糊逻辑是一种处理不确定信息的方法,它能够模拟人类的推理过程,在“真”和“假”之间进行灵活判断。在机器人控制中应用模糊逻辑可以提高传感器数据处理精度,并增强系统对复杂环境变化的适应能力。 三、模糊Q学习 将Q学习与模糊逻辑相结合形成了一种新的算法——模糊Q学习,它使用模糊集代替传统的数值型Q表,并利用模糊推理机制应对不确定因素。在该框架内,状态和动作被表示为具有区间范围的模糊变量而非精确值,这使得决策过程更加灵活且适应性强。 四、机器人控制应用 通过运用模糊Q学习技术,可以解决路径规划、避障及目标追踪等问题,在不断变化环境中实现自主导航功能。它能够根据环境动态特性自动调整策略以优化性能表现,并在面对复杂情况时做出合理判断。 五、实施步骤 1. 初始化模糊Q表:建立一个包含状态和动作的模糊变量以及对应的模糊集合构成的表格。 2. 动作选择:依据当前模糊Q值选取下一步行动方案。 3. 执行并反馈:执行选定的动作,观察环境变化及获得相应奖励信息。 4. 更新模糊Q值:按照标准公式更新每个状态下可能采取的所有动作的价值评估结果,考虑即时回报和潜在未来收益。 5. 模糊推理处理:应用预设的规则对最新获取的数据进行分析,并得出新的行动建议。 6. 循环执行上述步骤直至达到预定结束条件(如完成规定次数迭代或算法收敛)。 六、挑战与前景 尽管模糊Q学习在机器人控制方面显示出了显著效果,但仍存在一些技术难题需要解决,比如如何更高效地设计和优化模糊规则库以及处理高维状态空间等问题。随着计算能力的提升及理论研究的进步,该方法有望在未来得到更加广泛的应用和发展。 总结而言,融合了Q学习与模糊逻辑优势的模糊Q学习算法为机器人控制系统提供了一种强有力的解决方案。通过深入理解和应用这一技术,我们可以开发出更具智能性和适应性的机器设备以应对各种实际挑战。
  • backstepping的跟踪控制
    优质
    本研究提出了一种基于backstepping技术的轨迹跟踪控制方法,旨在提高非线性系统在动态环境中的稳定性和准确性。 基于backstepping的轨迹跟踪控制器设计,并通过Matlab进行仿真,这对轨迹跟踪具有参考价值。
  • 【四足相关知识】足端规划——复合摆线
    优质
    本文介绍了利用复合摆线轨迹方法进行四足机器人足端运动规划的技术,旨在提高机器人的行走稳定性和效率。 在四足机器人的研究领域里,减少足端触地瞬间的冲击力是一个重要问题,因为过大的冲击可能导致机器人失去平衡甚至摔倒。为此,合理的足端轨迹规划显得尤为关键。本段落将探讨几种适用于四足机器人的足端轨迹设计方法,并引入数学中的复合摆线和多项式曲线来优化这一过程。 根据零冲击原则,我们将通过分析提出三种符合需求的足端运动路径: - 复合摆线轨迹 - 八次多项式轨迹 - 分段五次多项式轨迹 下面首先介绍第一种方案——复合摆线轨迹。该方法基于经典摆线方程进行扩展。 1. 摆线定义:在数学中,当一个圆沿着一条直线滚动时,其边界上的某一点所描绘的路径即为所谓的“旋轮线”或“摆线”。
  • 反向工蜂群
    优质
    《采用反向学习的人工蜂群算法》一文提出了一种结合反向学习策略的人工蜂群优化算法,旨在提升复杂问题求解效率与精度。该方法通过增强种群多样性及搜索能力,有效克服了传统人工蜂群算法易早熟收敛的缺陷,在多个基准测试函数上表现出优越性能。 基于反向学习的人工蜂群算法研究了如何通过反向学习技术改进人工蜂群算法的性能。这种结合方法旨在提高搜索效率和解的质量,在优化问题中展现出潜在的优势。
  • 2018年各系统CNC_
    优质
    本文探讨了在2018年的背景下,针对不同系统的CNC(计算机数字控制)设备的数据采集技术与方法,深入分析了数控环境下的数据收集策略和实践应用。 数控机床的DNC联网及数据采集与监控系统方面,目前主流供应商已提供成熟的解决方案用于DNC联网和程序管理。然而,在数据采集领域,大部分公司仍处于研发阶段,并且只能实现部分系统的数据收集功能。根据杭州乐芯科技最新研发的MDC技术方案进行说明。
  • 规划中的应
    优质
    本研究探讨了轨迹规划算法在现代机器人学中的关键作用,涵盖路径优化、动态避障及人机协作等方面,旨在提升机器人的运动效率与灵活性。 经过本次测试后,该源代码可以正常运行,在MATLAB中能够实现机械臂的轨迹规划。
  • PCA脸识别
    优质
    本研究探讨了利用主成分分析(PCA)技术进行人脸识别的方法,通过降维处理提高系统的效率与准确性。 该系统基于OpenCV3.4与VS2015实现从视频流中检测人脸,并对已有人脸库中的面孔进行识别以确定身份。采用CascadeClassifier类完成人脸检测,使用特征脸识别EigenFaceRecognizer方法训练人脸识别分类器,其中特征脸识别应用了PCA算法,每张图像采集80维的高维向量。最终实现了约百分之八十的识别率。
  • 基于Stanley驾驶追踪研究
    优质
    本研究探讨了基于Stanley方法的无人驾驶车辆轨迹跟踪技术,通过优化路径跟随策略,提升自动驾驶系统的稳定性和响应速度。 关于无人车追踪轨迹的主流方法分为两类:基于几何追踪的方法和基于模型预测的方法。其中,几何追踪方法主要包括纯跟踪法与Stanley方法。纯跟踪法已广泛应用于移动机器人的路径跟踪中,并且有很多详细的介绍资料可参考。本段落主要讨论斯坦福大学在无人车项目中采用的Stanley方法。 Stanley 方法是一种利用横向跟踪误差(cross-track error:eee为前轴中心到最近路径点(px,py)的距离)来计算非线性反馈函数的方法,能够使车辆实现横向偏差指数收敛于零。该方法根据车辆位置与给定行驶路线之间的几何关系直接获得用于控制方向盘转角的参数,这些参数包括横向偏移量e和航向角度θe。 在忽略横向跟踪误差的情况下,前轮转向角度可以根据其他因素进行调整以适应路径规划需求。
  • 睡眠岗位1486张+++纯自行标注高质量
    优质
    本数据集包含1486张高质量、未经标注的睡眠相关图像,适用于进行机器学习研究与模型训练的数据采集需求。所有图片均为独立采集,确保了数据的真实性和多样性。 我们提供了一个包含1486张图片的高品质睡眠监测数据集,非常适合用于训练YOLO模型进行机器学习任务。