论文名称:PRIMAL: Pathfinding via Reinforcement and Imitation Multi-Agent Learning 论文地址:https://arxiv.org/abs/1809.03531 代码地址:https://github.com/gsartoretti/PRIMAL 相关链接:无人驾驶动态避障策略调研 | 机器人动态避障策略 | 行人轨迹预测 | 机器人导航,三篇强化学习用于多智能体路径规划的论文
1. 准备工作
1.1 配置环境:
- 先新建一个环境:
conda create --name PRIMAL python=3.6 - 新建一个
requirements.txt 文件,把要安装的包都放进去,再运行 pip install -r requirements 安装包:
Cython==0.28.4
gym==0.9.4
Tensorflow==1.13.0
numpy==1.16.0
matplotlib
imageio
tk
networkx
注:源代码中是python3.4 + tf 1.3 + numpy 1.13,但是因为我的pycharm版本较高,不能兼容低版本python,因此我配的是python 3.6;py3.6无法兼容1.3版本的tensorflow,因此我又换成了1.13版本的tf。 3. 如果安装失败,也可以一个一个安装(我采用的方法) 注:直接pip或者conda安装不了gym时,可以尝试以下两种方法:conda install -c conda-forge gym=0.9.4 或者 pip install gym -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple 安装tensorflow出问题时,可以执行以下两句 conda install cudatoolkit=10.0 conda install tensorflow==1.13.1 4. 安装完成后,可以使用conda list 命令检查是否都安装上了:
1.2 调试代码
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安装readme 文件中的步骤一步一步来: ① 命令行窗口进入cd od_mstar3 文件夹,python setup.py build_ext --inplace ;报错了error: Unable to find vcvarsall.bat 网上搜了一下,发现是需要安装Visual Studio,并且在安装时需要勾选 C++组件。如果安装时没有勾选,应当在工具栏中重新安装,之后重启就有vcvarsall模块了。参考文章:已安装vs2017 仍然报错Unable to find vcvarsall.bat -
然而,装了之后还是报错 o(╥﹏╥)o,参照:关于error: Unable to find vcvarsall.bat,我将msvc9compiler.py 文件中的find_vcvarsall 函数return改成 return r"C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2017\Community\VC\Auxiliary\Build\vcvarsall.bat" 其他参考文章:Unable to find vcvarsall.bat? -
改好vcvarsall.bat 的bug后,又有了一个新bug: fatal error C1083: 无法打开包括文件: “boost/graph/graph_traits.hpp”: No such file or directory 。 网上查了一下,这是C++里的BGL库,需要自己下载安装。寻路时会用到它。Boost C++ Libraries 编译安装,oost下载安装编译配置使用指南(含Windows和Linux) ① 在官网中下载了 boost_1_53_.zip ,解压运行bootstrap.bat 的时候报错了 boost 编译时出错处理:Failed to build Boost.Build engine。查阅了很多资料,还是没解决,于是决定下载最新版本的boost工具包。 安装时再次报错,fatal error C1083: 无法打开包括文件: “corecrt.h ,Windows 原生 cmd 窗口下编译 C++(cl命令)出现的问题及解决方法 ② 朋友安装的Visual Studio 2022,能够顺利装上boost,因此我也重新安装了vs2022。啊!终于可以啦!!
boost工具安装教程,官方安装教程。
1.3 linux环境安装boost:
!!!!linux环境直接使用sudo apt-get install boost 命令就可以安装了! https://stackoverflow.com/questions/12578499/how-to-install-boost-on-ubuntu
2.代码解析:
2.1 setup.py
按照作者的要求,应该先运行这个文件~ setup.py 是调用cpython ,用 Python 的语法混合编写 Python 和 C/C++ 代码,提升 Python 速度 调用 C/C++ 代码 教程,Cython 基本用法 。
本代码中是运行cpython_od_matar.pyx 这个文件,其中的find_path(world, init_pos, goals, inflation, time_limit) 函数是使用ODrM算法进行探索。ODrM相当于专家,generate a high-quality paths。 输入输出:
world - matrix specifying obstacles, 1 for obstacle, 0 for free
init_pos - [[x, y], ...] specifying start position for each robot
goals - [[x, y], ...] specifying goal position for each robot
inflation - inflation factor for heuristic
time_limit - time until failure in seconds
returns:
[[[x1, y1], ...], [[x2, y2], ...], ...] path in the joint
configuration space
2.2 A3C_RNN.py
因为pycharm在服务器运行jupyter文件有点麻烦,我将DRLMAPF_A3C_RNN.ipynb 文件改成了A3C_RNN.py 文件。这部分负责训练模型
2.3 ACNet.py
ACNet.py 中的_build_net() 函数对应着论文中的网络结构:
2.4 mapf_gym环境
2.4.1 mapf_gym与mapf_gym_cap区别
继承了gym 库,用于搭建环境 奇怪的是,它与mapf_gym_cap.py 中代码几乎一样,只是_observe() 函数不太一样: mapf_gym 中限制了mag (agent距离goal的位置)的大小,应该就是视野受限吧:
github中对这两个文件的解释是: mapf_gym :Multi-agent path planning gym environment, in which agents learn collective path planning mapf_gym_cap.py :Multi-agent path planning gym environment, with capped goal distance state value for validation in larger environments
看了一下代码,训练的时候调用的是mapf_gym ,测试的时候是mapf_gym_cap.py 直接运行这两个代码会报错NameError: name 'coordinationRatio' is not defined ,没查到coordinationRatio这个函数是干什么的,我就把对应的代码print(coordinationRatio(env)) 注释掉了。
2.4.2 搭建环境
A3C_RNN.py 中创建环境:gym=mapf_gym.MAPFEnv(num_agents=n, world0=world[0],goals0=world[1])
2.5 mapgenerator.py
利用tk() 库,生成环境,即手动设置obstacle,agent的位置
2.6 primal_testing.py
加载模型,进行测试,报错[Errno 2] No such file or directory: 'saved_environments/4_agents_10_size_0_density_id_0_environment.npy' ,没找到哪里会生成这个文件呀。
2.7 unittest
报错:pyglet.canvas.xlib.NoSuchDisplayException: Cannot connect to "None" ,网上说直接在终端跑就行了 But,在终端跑,也报错your graphic drives do not support OpenGL 2.0 ,网上查了一下,得有GPU才行。
① 试试这个方法:用虚拟形式的图像渲染方式在server端启动虚拟化的图形渲染;没有用。。。 ② 再试试这个pyglet.canvas.xlib.NoSuchDisplayException: Cannot connect to “None” ,装了一半发现也需要GPU才行
重新看了看代码,发现作者一开始是注释掉了from gym.envs.classic_control import rendering 这个包,于是我也注释掉了。。。 可是注释掉之后,就看不见图形化界面了啊。
GroupLock.py
负责多线程: Python多线程编程(一):threading 模块 Thread 类的用法详解 Python 多线程编程(二):threading 模块中 Lock 类的用法详解 【python】详解threading模块:Condition类的使用(三)
3.报错合集:
- 报错 Connection to Python debugger failed: Socket operation on nonsocket: configureBlocking
ImportError: DLL load failed: 找不到指定的模块。 解决办法:重新安装numpy和tensorflow- 运行
mapgenerator.py 代码时报错:TclError: no display name and no $DISPLAY environment variable ,解决办法 手动指定显示设备: ① 终端输入printenv grep DISPLAY ,查看版本,我这边输出是localhost:10.0 ;② 再将root = Tk() 改成root = Tk(screenName = ':10.0') ③ import的部分加上import matplotlib ,matplotlib.use('Agg')
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