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六自由度工业机器人运动学参数辨识
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作者 胡明 郭玉奉 +1 位作者 杨景 杨帆 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第6期314-319,共6页
作为运动控制的基础,机器人运动学参数辨识的误差模型对其精度存在影响。以六自由度机器人为对象,基于DH矩阵法建立机器人的运动学模型,进行仿真验证。分别从位置、姿态与位姿综合三个方面建立六种不同的误差模型并利用量子遗传算法分... 作为运动控制的基础,机器人运动学参数辨识的误差模型对其精度存在影响。以六自由度机器人为对象,基于DH矩阵法建立机器人的运动学模型,进行仿真验证。分别从位置、姿态与位姿综合三个方面建立六种不同的误差模型并利用量子遗传算法分别进行辨识仿真,仿真结果表明,误差模型5拥有较高的辨识精度和辨识稳定性,适合用于实际辨识实验。利用高精度相机测量机器人末端位姿,通过粒子群寻优算法求取机器人基坐标系与相机坐标系之间转换矩阵。基于视觉测量数据、量子遗传算法和粒子群算法,以误差模型5作为实际辨识模型分别进行辨识实验。结果表明,基于误差模型5的量子遗传算法辨识后的机器人末端综合位置误差的方差小,其值为0.1159mm2,曲线波动幅度小,且平均误差下降82.96%,有较高的辨识精度和辨识稳定性,可有效提升机器人末端的定位精度,为基于视觉的动态目标捕捉提供条件。 展开更多
关键词 机器人运动 参数辨识 误差模型 量子遗传算法 粒子群算法 手眼标定
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基于病态参数分离的机器人运动学标定测量构型优化 被引量:3
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作者 郭万金 李锦辉 +2 位作者 郝钦磊 曹雏清 赵立军 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期299-314,共16页
针对一种高灵巧性机器人及其连杆参数高敏感性与高定位精度需求,为解决机器人运动学标定随机测量构型存在绝对定位精度低、参数辨识效果及标定结果鲁棒性较差的问题,提出一种病态参数分离与DETMAX-改进差分进化(DETMAX-IDE)算法的机器... 针对一种高灵巧性机器人及其连杆参数高敏感性与高定位精度需求,为解决机器人运动学标定随机测量构型存在绝对定位精度低、参数辨识效果及标定结果鲁棒性较差的问题,提出一种病态参数分离与DETMAX-改进差分进化(DETMAX-IDE)算法的机器人运动学标定测量构型分步优化方法。首先,建立机器人位置误差模型。其次,建立一种可观性综合指标,评价不同机器人标定测量构型的总体可观测性和灵敏度。最后,分离机器人运动学位置误差模型的病态参数,建立测量构型优化目标函数和约束条件,提出一种基于DETMAX算法与改进差分进化算法结合的分步迭代优化算法(简称为DETMAX-改进差分进化算法,简写为DETMAX-IDE算法),开展机器人运动学标定测量构型分步迭代优化。通过机器人运动学标定仿真与实验,验证了所提方法的有效性。实验结果表明,与随机测量构型相比,所提方法对应的机器人绝对定位精度的平均值和均方差分别降低了62.09%和62.45%。 展开更多
关键词 机器人运动学标定 测量构型优化 病态参数分离 DETMAX-IDE算法 位置误差模型
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一种基于微分进化的采摘机器人运动反解方法 被引量:1
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作者 陈科尹 邹湘军 +1 位作者 彭红星 覃德泽 《农机化研究》 北大核心 2016年第3期37-41 46,46,共6页
针对传统的采摘机器人运动反解求法的求解过程过于繁琐及自适应性等不足,提出了一种基于微分进化的采摘机器人运动反解求取方法。该方法首先利用采摘机器人运动正解方程构造出求解采摘机器人运动反解的目标函数,然后运用微分进化算法的... 针对传统的采摘机器人运动反解求法的求解过程过于繁琐及自适应性等不足,提出了一种基于微分进化的采摘机器人运动反解求取方法。该方法首先利用采摘机器人运动正解方程构造出求解采摘机器人运动反解的目标函数,然后运用微分进化算法的泛化性和自适应性对该目标函数进行优化处理,从而求解出采摘机器人运动反解。同时,为了分析该方法的性能,还分别对传统的采摘机器人运动反解和基于微分进化的采摘机器人运动反解进行了对比试验,从而验证了该方法的有效性和鲁棒性。 展开更多
关键词 微分进化 采摘机器人运动正解 采摘机器人运动反解 目标函数
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人工智能技术在机器人运动规划中的应用 被引量:9
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作者 马雪英 何臻峰 林兰芬 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2004年第4期135-138,共4页
机器人的运动规划问题是机器人学和人工智能中的一个重要课题。总结了国内外在机器人运动规划领域的一些典型算法,讨论了各种人工智能技术在运动规划中的应用,介绍了在空间机器人运动规划课题研究中的一些成果。
关键词 人工智能技术 机器人运动规划 位姿空间 搜索算法
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遥操作机器人运动的实时三维监控方法研究 被引量:10
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作者 曹文明 王耀南 +2 位作者 印峰 伍锡如 夏汉民 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期727-735,共9页
针对一般遥操作机器人实时运动监控的不足之处,提出一种新型遥操作机器人运动实时三维监控方法。首先根据遥机器人外形建立一个虚拟机器人三维外观网格模型,再根据机器人本体内部的关节及其他运动机构的位置,建立一个内嵌于网格模型下... 针对一般遥操作机器人实时运动监控的不足之处,提出一种新型遥操作机器人运动实时三维监控方法。首先根据遥机器人外形建立一个虚拟机器人三维外观网格模型,再根据机器人本体内部的关节及其他运动机构的位置,建立一个内嵌于网格模型下的骨骼模型;经过坐标、数学模型转换,把遥机器人运动学模型应用到虚拟机器人骨骼模型上,实现遥机器人与机器人骨骼模型的运动学模型一致。通过无线发送把遥机器人运动数据传输到监控端,利用Direct3D编程计算把运动数据转换成虚拟机器人运动指令,运动指令控制骨骼模型运动,骨骼模型的运动同时驱动虚拟机器人三维网格模型运动,虚拟机器人三维模型将产生一个与遥机器人同步运动的动画,从而实现了对遥操作机器人运动的三维监控。 展开更多
关键词 遥操作机器人 机器人运动学模型 实时三维监控 Direct3D编程
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理性遗传算法及其在多机器人运动协调中的应用 被引量:6
6
作者 景兴建 王越超 谈大龙 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第6期955-961,共7页
面对传统遗传算法在解决一些复杂问题时所存在的收敛慢或早熟等困难 ,基于仿人理性决策原则 ,提出一种具有更丰富进化含义的进化算法——理性遗传算法 .其通过遗传信息的反馈或理性规则的建立来指导遗传操作的进行 ,从而将种群内部知识... 面对传统遗传算法在解决一些复杂问题时所存在的收敛慢或早熟等困难 ,基于仿人理性决策原则 ,提出一种具有更丰富进化含义的进化算法——理性遗传算法 .其通过遗传信息的反馈或理性规则的建立来指导遗传操作的进行 ,从而将种群内部知识与经验的继承和学习更有效地结合在遗传算法之中 .相对于传统遗传算法 ,较好地解决了多机器人确知环境下协调运动规划问题 .理论分析和仿真实验结果都是令人鼓舞的 . 展开更多
关键词 理性遗传算法 应用 仿人理性决策原则 遗传信息 理性规则 机器人运动协调
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人工势场法在多机器人运动中的研究 被引量:14
7
作者 方华京 魏然 《控制工程》 CSCD 2007年第2期115-117,150,共4页
多机器人运动主要包括避障避碰、群集运动、队形控制三个模块。人工势场法在这三方面的理论基础已比较成熟,但在具体应用上还有一些值得改进的地方,如局部最小问题的解决、多机器人运动存在的特殊碰撞问题、复杂环境下的运动以及队形控... 多机器人运动主要包括避障避碰、群集运动、队形控制三个模块。人工势场法在这三方面的理论基础已比较成熟,但在具体应用上还有一些值得改进的地方,如局部最小问题的解决、多机器人运动存在的特殊碰撞问题、复杂环境下的运动以及队形控制算法的探讨等。针对这些问题,分析了势场法在多机器人运动规划中的研究方法和现状,并对势场法在该研究领域的前景和研究方向做出了展望。 展开更多
关键词 人工势场法 机器人运动 避障避碰 群集运动 队形控制
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码垛机器人运动学分析及关节空间轨迹规划研究 被引量:19
8
作者 张程 张卓 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2020年第2期19-21,25,共4页
以IRB-460工业机器人为研究对象,针对其运动学建模及在笛卡尔空间和关节空间下的轨迹规划方法展开研究并进行对比。对机器人本体进行了机器人运动学分析,利用多项式轨迹插值算法进行了关键点间的轨迹规划,完成了重叠型码垛的作业流程。... 以IRB-460工业机器人为研究对象,针对其运动学建模及在笛卡尔空间和关节空间下的轨迹规划方法展开研究并进行对比。对机器人本体进行了机器人运动学分析,利用多项式轨迹插值算法进行了关键点间的轨迹规划,完成了重叠型码垛的作业流程。利用Robotics Toolbox完成了轨迹规划算法仿真,并进行了结果分析。仿真结果表明在关节空间下进行轨迹插补所得的路径点更为优化,所得的轨迹更为满足作业任务,具备合理性。 展开更多
关键词 码垛机器人 关节空间 轨迹规划 机器人运动
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包含串并联关节的排牙机器人运动学分析 被引量:3
9
作者 张永德 马俊伟 +1 位作者 赵燕江 杜鹃 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2008年第8期981-985,共5页
针对串联关节和并联关节各自的特点,提出了一种由5自由度串联机构和并联机构组成的排牙机器人,通过对排牙机器人机构的分析,建立了其运动学方程。对运动学逆问题进行了分析并且应用解析法和矩阵法推导出各个关节的位姿矩阵,在已知患者... 针对串联关节和并联关节各自的特点,提出了一种由5自由度串联机构和并联机构组成的排牙机器人,通过对排牙机器人机构的分析,建立了其运动学方程。对运动学逆问题进行了分析并且应用解析法和矩阵法推导出各个关节的位姿矩阵,在已知患者的牙弓曲线和各散牙的末端位姿时,便可通过以上算法求得各个关节的位置和姿态。最后以下左牙为算例,对各个关节的位姿矩阵进行了求解。结果表明:本文提出的算法合理有效,解决了排牙机器人部分运动学问题。 展开更多
关键词 串并联关节 排牙机器人 机器人运动
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基于机器人运动学的三维公差累积建模研究 被引量:3
10
作者 许本胜 黄美发 +2 位作者 钟艳如 蒋向前 张亚 《机械设计与制造》 北大核心 2007年第1期105-107,共3页
运用机器人运动学中机械手的微分运动与各关节位置微小变动间关系的求解方法,进行三维公差的累积建模研究。讨论了三维公差的特征自由度表示,在运动坐标系基础上建立三维公差的雅可比传递矩阵累积模型,并用矢量积法得到各自由度变动对... 运用机器人运动学中机械手的微分运动与各关节位置微小变动间关系的求解方法,进行三维公差的累积建模研究。讨论了三维公差的特征自由度表示,在运动坐标系基础上建立三维公差的雅可比传递矩阵累积模型,并用矢量积法得到各自由度变动对关键特征变动的雅可比传递系数矩阵。最后给出一个装配体计算实例,所得结果定量地表示了各配合特征各自由度累积对关键特征空间位置及方向变动的影响,反映了三维装配中零件公差累积情况,可以为进一步的尺寸及形位公差设计提供约束方程。 展开更多
关键词 三维公差累积 自由度变动 机器人运动 雅可比矩阵 矢量积法
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基于激光传感器的机器人运动轨迹跟踪 被引量:4
11
作者 于生 罗萍 《激光杂志》 北大核心 2016年第5期64-67,共4页
机器人运动所处环境具有动态性,再加上机器人运动轨迹的时变性,传统方法难以实现高精度的机器人运动轨迹跟踪,为了提升机器人运动轨迹跟踪的准确性,提出一种激光传感器的机器人运动轨迹跟踪方法。首先建立机器人运动轨迹的动力学方程,... 机器人运动所处环境具有动态性,再加上机器人运动轨迹的时变性,传统方法难以实现高精度的机器人运动轨迹跟踪,为了提升机器人运动轨迹跟踪的准确性,提出一种激光传感器的机器人运动轨迹跟踪方法。首先建立机器人运动轨迹的动力学方程,然后采用卡尔曼滤波算法对机器人运动轨迹进行实时跟踪,并结合激光传感器的数据对机器人运动轨迹跟踪结果进行自动、智能调整和校正,实验结果表明,本文方法可以适应机器人运动的机动性,提高了机器人运动轨迹的跟踪精度,而且跟踪速度适应于实时性要求高的机器人应用领域。 展开更多
关键词 激光传感器 机器人运动 轨迹跟踪 跟踪误差
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HP6机器人运动学动力学分析及运动仿真研究 被引量:8
12
作者 殷际英 何立婷 《机械设计与制造》 北大核心 2009年第3期189-191,共3页
提出了hp6机器人的基坐标和运动坐标系统和运动学动力学模型,导出了基于D-H参数法的该机器人运动方程和拉格朗日动力学方程,并完成了Matlab环境下的运动学仿真分析,所得结果可应用于机器人关节驱动装置设计及机器人轨迹规划的动力学优... 提出了hp6机器人的基坐标和运动坐标系统和运动学动力学模型,导出了基于D-H参数法的该机器人运动方程和拉格朗日动力学方程,并完成了Matlab环境下的运动学仿真分析,所得结果可应用于机器人关节驱动装置设计及机器人轨迹规划的动力学优化设计。 展开更多
关键词 机器人运动 机器人动力学 运动仿真 D-H坐标变换 MATLAB
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FANUC M-6iB关节型机器人运动学逆解研究及仿真 被引量:4
13
作者 蔡勇 刘宏昭 《西安理工大学学报》 CAS 北大核心 2009年第4期420-424,共5页
对FANUC M-6iB型机器人的运动学逆解进行了推导分析。采用前置D-H方法建立了运动学模型,通过对转换矩阵的观察分析,计算出了解析逆解。使用典型空间连续曲线作为目标轨迹,在MATLAB中进行了运动学模拟仿真,验证了逆解的准确性和运动的可... 对FANUC M-6iB型机器人的运动学逆解进行了推导分析。采用前置D-H方法建立了运动学模型,通过对转换矩阵的观察分析,计算出了解析逆解。使用典型空间连续曲线作为目标轨迹,在MATLAB中进行了运动学模拟仿真,验证了逆解的准确性和运动的可行性,并使用图形用户界面GUI交互数据仿真了逆解结果。 展开更多
关键词 机器人运动学逆解 空间曲线 GUI图形界面
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3自由度并联机器人运动学及轨迹规划研究 被引量:4
14
作者 刘平安 方跃法 《北京交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期103-106,共4页
论述了3自由度平面并联机器人的6种基本结构类型:RRR、PRR、RPR-Ⅰ、RPR-Ⅱ、RRP和PRP,以及其运动学求解的共性和个性问题.以RPR-Ⅱ型并联机器人为例采用MATLAB6.1完成了其轨迹规划器的设计,实现了系统中任何构件在运动过程的位移、速... 论述了3自由度平面并联机器人的6种基本结构类型:RRR、PRR、RPR-Ⅰ、RPR-Ⅱ、RRP和PRP,以及其运动学求解的共性和个性问题.以RPR-Ⅱ型并联机器人为例采用MATLAB6.1完成了其轨迹规划器的设计,实现了系统中任何构件在运动过程的位移、速度、加速度到关节力、驱动力的图线输出,并提出了采用直线加抛物线过渡仍可满足给定起始点和目标点速度要求的轨迹规划方法. 展开更多
关键词 3自由度 机器人运动 规划研究 平面并联机器人 MATLAB 轨迹规划器 结构类型 运动过程 规划方法 RRR PRP 加速度 驱动力 目标点 起始点 可满足 抛物线 构件 关节
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激光传感器在机器人运动跟踪中的应用研究 被引量:1
15
作者 翟雁 郭晓波 王谦 《激光杂志》 北大核心 2016年第7期66-69,共4页
为了解决当前机器人运动跟踪过程存在的一些问题,提出一种激光传感器的机器人运动跟踪方法,该方法首先采用激光测距传感器采集障碍物信息,通过对障碍物信息的预处理,建立障碍物模型;然后针对机器人工作环境的不确定性,采用卡尔曼滤波对... 为了解决当前机器人运动跟踪过程存在的一些问题,提出一种激光传感器的机器人运动跟踪方法,该方法首先采用激光测距传感器采集障碍物信息,通过对障碍物信息的预处理,建立障碍物模型;然后针对机器人工作环境的不确定性,采用卡尔曼滤波对路径进行实时规划,并采用角度势场法对机器人进行避障智能控制,最后采用仿真实验分析其性能,结果表明,本文方法可以快速、准确避开机器人运动路径中的障碍物,达到了预期目的。 展开更多
关键词 激光测距 机器人运动 跟踪轨迹 障碍物碰撞 卡尔曼滤波
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6R工业机器人运动学算法的改进 被引量:9
16
作者 吴挺 吴国魁 吴海彬 《机电工程》 CAS 2013年第7期882-887,900,共7页
针对工业机器人实时控制中存在的运动学模块计算量大的问题,以垂直六关节工业机器人为研究对象,在建立其逆运动学逆解求解模型的基础上,根据机器人几何结构及解的特点,提出了一种逆解优化搜索算法。提出了在笛卡尔坐标空间对位置和姿态... 针对工业机器人实时控制中存在的运动学模块计算量大的问题,以垂直六关节工业机器人为研究对象,在建立其逆运动学逆解求解模型的基础上,根据机器人几何结构及解的特点,提出了一种逆解优化搜索算法。提出了在笛卡尔坐标空间对位置和姿态进行综合插补的算法;为了方便客户使用,给出了用户任意坐标系的建立方法及姿态的旋转的表示方法;最后,在实验室6R机械手实验平台上验证了该算法的有效性。实验结果表明,该算法可以使机器人在运动过程中,特别是在曲线插补过程中,使机器人各关节平稳变化,避免关节突变,有更高的精度和运行平缓性。 展开更多
关键词 机器人运动 逆解优化选取 插补算法 用户坐标系
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基于MATLAB的采摘机器人运动特性分析与仿真研究 被引量:18
17
作者 程堂灿 张凤生 王浩 《机床与液压》 北大核心 2019年第11期29-34,共6页
以RB03型六自由度机器人为研究对象,将其应用于农业果蔬的自动化采摘领域。利用D-H法建立关节坐标系统,确定连杆参数,推导出运动学方程,并求解运动学正解和逆解。在MATLAB软件的Robotics Toolbox平台下,进行运动学建模与仿真,验证了求... 以RB03型六自由度机器人为研究对象,将其应用于农业果蔬的自动化采摘领域。利用D-H法建立关节坐标系统,确定连杆参数,推导出运动学方程,并求解运动学正解和逆解。在MATLAB软件的Robotics Toolbox平台下,进行运动学建模与仿真,验证了求解过程的正确性,运用蒙特卡洛法生成该机器人在关节允许范围内的工作空间云图,分析其在空间运动的极限位置。仿真结果表明:该机器人结构设计合理,满足工作要求,并为后续的运动控制和路径规划提供了依据。 展开更多
关键词 采摘机器人 机器人运动 工作空间 MATLAB仿真
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同伦算法在并联机器人运动学中的应用 被引量:5
18
作者 董滨 张祥德 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2001年第12期1278-1284,共7页
讨论同伦算法求解并联机器人运动学正问题· 通过参系数同伦法大大减少了跟踪路径的数目 ,从而提高了同伦算法的效率使之对求解一般非线性代数方程组更为可行· 采用这一算法 。
关键词 同伦算法 并联机器人运动 参系数同伦法 非线性代数方程组 数值方法
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对偶四元数法求解自由浮动机器人运动学
19
作者 FELISIAK Piotr A 秦开宇 李滚 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期278-287,共10页
在卫星维修,空间建造和轨道碎片清理等任务中,在轨服务机器人是最佳选择。在轨服务空间机器人通常由基座卫星和与其相连接的一个或多个机械臂组成。由于基座不固定,空间机械臂运动学比地面固定机械臂的情况要复杂得多。该文提出了一种... 在卫星维修,空间建造和轨道碎片清理等任务中,在轨服务机器人是最佳选择。在轨服务空间机器人通常由基座卫星和与其相连接的一个或多个机械臂组成。由于基座不固定,空间机械臂运动学比地面固定机械臂的情况要复杂得多。该文提出了一种求解在轨服务自由浮动机器人的运动学正逆解方法,以及它的速度运动学正逆解方法。该方法采用对偶四元数来进行运动学求解,因此比基于齐次变换的经典方法的计算效率更高。通过将动量守恒定律引入到运动学模型中来求解运动学问题,该方法适用于具有任意数量的机械臂、混合移动铰链和转动关节的空间机器人。已通过运动控制过程模拟对该方法进行了验证。 展开更多
关键词 对偶四元数 自由浮动机器人 运动控制 在轨服务 机器人运动
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基于局部时序建模与Transformer的机器人运动技能学习
20
作者 朱晓庆 南博睿 +5 位作者 宫婉儒 毕兰越 郑忻宜 朱晓宇 吴通 张川 《北京理工大学学报》 2025年第9期968-978,共11页
为了提高机器人运动技能学习的效率和精度,提出一种基于序列特征处理的动作决策Transformer模型,命名为门控机制Transformer(gated mechanism Transformer,GMT).模型以GPT-2为核心,结合门控机制提取隐藏状态特征,通过自回归建模捕捉时... 为了提高机器人运动技能学习的效率和精度,提出一种基于序列特征处理的动作决策Transformer模型,命名为门控机制Transformer(gated mechanism Transformer,GMT).模型以GPT-2为核心,结合门控机制提取隐藏状态特征,通过自回归建模捕捉时间依赖关系,解决机器人运动数据中深层特征难以提取的问题.同时,利用参数共享策略细化预测特征完成动作推理.GMT在MuJoCo平台的三个机器人运动技能任务中进行了验证.实验结果表明,GMT在学习效率和精度方面较Decision Transformer最高提升28.5%.研究表明,GMT能够高效建模机器人运动序列特征,为机器人动作决策提供新的技术方案. 展开更多
关键词 机器人运动 局部时序建模 Transformer 门控机制 自回归建模
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