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Enhancing position-based visual servoing performance through transformer-based acceleration-level reinforcement learning

delete2025-08-29
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OA
AI
W
Wenkai Chen
S
Siqin Wang *
P
Pengfei Wang
Y
Ye Yuan
T
Tao Wu
J
Jianwei Zhang
Q
Qingdu Li
DOI:10.1007/s40747-025-02056-8delete
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摘要

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En 中文
视觉伺服是机器人操作的一种基本方法,它依赖视觉反馈来精确控制机器人运动。大多数方法能够生成速度控制信号以引导相机到达期望位置和姿态,但通常在动态响应性以及对噪声和未建模动态的鲁棒性方面存在局限性。本文提出了一种基于位置的新型加速度级视觉伺服控制框架,该框架通过集成了基于Transformer的时间序列处理的深度强化学习(DRL)进行增强。该方法的核心包含两个关键要素:首先,控制器在设计中保留了基于位置的视觉伺服的理论方法,确保了透明度和有保证的性能基准;其次,考虑到伺服控制的时序特性,提出了一种在近端策略优化(PPO)强化学习方案中的基于Transformer的演员-评论家架构,以提升学习效率与性能。在模拟和真实机器人场景中进行了全面的实验。结果表明,与传统速度级控制器相比,所提出的方法在笛卡尔空间中表现出更优越的动态特性、增强的跟踪性能以及对噪声的降低敏感性。
Keyword:
Position-based visual servoing
Acceleration-level controller
Deep reinforcement learning
Robot manipulator
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