価値反復のROSパッケージ作った

Mon May 23 00:05:15 JST 2016 (modified: Tue Sep 19 21:55:56 JST 2017)
views: 1568, keywords:C/C++,ROS,価値反復,動的計画法,寝る この記事は最終更新日が6年以上前のものです。

いつも研究で使っている価値反復のコードをROS化しました。オフライン計算をするためのものなんですが、わざわざROSにしました。なんか使ってもらえそうというアホな理由と、移動ロボットの経路計画くらいならそろそろ半リアルタイム(ロボットが動く前に数秒で計算するとかいう用途)に使えそうだという割と本気の理由から。

使い方はREADMEに書きましたが、日本語でも書いておきます。ウリはマルチスレッドで一気に計算できることです。これを分散処理にまで持っていく(そしてGPU対応にする)のが当面の目標。何千もCPUがあれば並列処理が簡単な分、普通のリアルタイムな探索より速くなったりして(未確認)。

まず、value_iterationというノードを立ち上げます。これがソルバです。

$ rosrun simple_value_iteration_ros value_iteration 

で立ち上がります。

試しに下のような単純なタイルワールドでstate 2に前後左右に移動して到達するという問題を解いてみましょう。

   |-----------------------|
   | | | |
   |state 0|state 1|state 2|
   | | | |
   |-----------------------|
   | | | |
   |state 3|state 4|state 5|
   | | | |
   |-------|-------|-------|
   | | | |
   |state 6|state 7|state 8|
   | | | |
   |-------|-------|-------|
   

解くときは、value_iterationノードに状態数がいくつでどんな行動があるか、状態遷移はどんなのがあるか、終端状態はどれかを書いたファイルを食わせて計算させます。そのファイルがこれ:

なんとなく分かるような気もするけど、分からんような気もする。ちなみに確率的な状態遷移も扱えます。example_state_trans_probが例です。

パッケージには、このファイルをvalue_iterationに食わせて結果を表示するサンプルコードがあります。

simple_value_iteration_ros/scripts/sample.py

です。実行してみます。すぐ収束してしまいますが、価値関数が収束して適切な方策が得られます。

$ rosrun simple_value_iteration_ros sample.py 
   ### sweep 1 ###
   values:
    0 70368744177664 1 1000 2 0 
    3 70368744177664 4 2000 5 1000 
    6 70368744177664 7 3000 8 2000 
   
   policy:
    0 null 1 right 2 null 
    3 null 4 up 5 up 
    6 null 7 up 8 up 
   
   ### sweep 2 ###
   values:
    0 2000 1 1000 2 0 
    3 3000 4 2000 5 1000 
    6 4000 7 3000 8 2000 
   
   policy:
    0 right 1 right 2 null 
    3 up 4 up 5 up 
    6 up 7 up 8 up 

・・・もっと詳しい説明が必要なんだけど・・・

寝る。

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