用pytorch的DQN写一个坐标转换模型

时间: 2023-12-07 15:05:45 浏览: 33
好的,下面是一个用PyTorch实现的基于DQN算法的坐标转换模型示例: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import numpy as np class DQN(nn.Module): def __init__(self, input_size, output_size): super(DQN, self).__init__() self.fc1 = nn.Linear(input_size, 64) self.fc2 = nn.Linear(64, 128) self.fc3 = nn.Linear(128, 64) self.fc4 = nn.Linear(64, output_size) def forward(self, x): x = torch.relu(self.fc1(x)) x = torch.relu(self.fc2(x)) x = torch.relu(self.fc3(x)) x = self.fc4(x) return x class DQNAgent: def __init__(self, input_size, output_size, gamma=0.99, epsilon=1.0, epsilon_min=0.01, epsilon_decay=0.995, lr=0.001, memory_size=100000): self.device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu") self.input_size = input_size self.output_size = output_size self.gamma = gamma self.epsilon = epsilon self.epsilon_min = epsilon_min self.epsilon_decay = epsilon_decay self.lr = lr self.memory = [] self.memory_size = memory_size self.model = DQN(input_size, output_size).to(self.device) self.optimizer = optim.Adam(self.model.parameters(), lr=self.lr) self.loss_fn = nn.MSELoss() def act(self, state): if np.random.rand() <= self.epsilon: return np.random.randint(self.output_size) state = torch.tensor(state, dtype=torch.float32).to(self.device) q_values = self.model(state) return torch.argmax(q_values).item() def remember(self, state, action, reward, next_state, done): self.memory.append((state, action, reward, next_state, done)) if len(self.memory) > self.memory_size: del self.memory[0] def replay(self, batch_size): if len(self.memory) < batch_size: return batch = np.random.choice(len(self.memory), batch_size, replace=False) for i in batch: state, action, reward, next_state, done = self.memory[i] state = torch.tensor(state, dtype=torch.float32).to(self.device) next_state = torch.tensor(next_state, dtype=torch.float32).to(self.device) action = torch.tensor([action], dtype=torch.int64).to(self.device) reward = torch.tensor([reward], dtype=torch.float32).to(self.device) done = torch.tensor([done], dtype=torch.float32).to(self.device) q_values = self.model(state) next_q_values = self.model(next_state) target = reward + (1 - done) * self.gamma * torch.max(next_q_values) target = target.detach() loss = self.loss_fn(q_values.gather(1, action.unsqueeze(1)), target.unsqueeze(1)) self.optimizer.zero_grad() loss.backward() self.optimizer.step() if self.epsilon > self.epsilon_min: self.epsilon *= self.epsilon_decay ``` 这个模型的输入是一个由两个浮点数构成的向量,表示坐标的x和y值,输出是一个整数,表示坐标所在的象限。具体实现中,我们使用了一个四层的全连接神经网络作为DQN模型,使用Adam优化器和MSE损失函数进行训练。在训练过程中,我们使用经验回放和ε-greedy策略来提高模型的效率和稳定性。 使用该模型进行坐标转换的示例代码如下: ```python agent = DQNAgent(input_size=2, output_size=4) for episode in range(1000): state = [np.random.uniform(-10, 10), np.random.uniform(-10, 10)] for step in range(100): action = agent.act(state) if action == 0: next_state = [state[0], state[1]] elif action == 1: next_state = [state[0], -state[1]] elif action == 2: next_state = [-state[0], state[1]] else: next_state = [-state[0], -state[1]] reward = 1 if next_state[0] * next_state[1] > 0 else -1 agent.remember(state, action, reward, next_state, False) state = next_state agent.replay(32) ``` 在这个示例中,我们训练了一个坐标转换模型,将随机生成的坐标逐步转换为所在象限的编号。具体地,我们通过随机生成一个坐标作为初始状态,然后根据模型的输出选择一个象限进行转换,并计算奖励。最后,我们使用经验回放和ε-greedy策略来训练模型,使其能够准确地将坐标转换为象限编号。

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