动态垃圾清理AI小车系统

基于像素相减法与深度强化学习的智能环境清理解决方案

项目需求概述

通过main.py,实现用像素相减法检测仿真2D操场环境中出现的动态垃圾,并用小车通过深度强化学习(指针网络)动态规划前往后续垃圾的最优路线,并完成测试演示视频

注意:目前只有需求描述,没有其他任何文件,需要从零开始实现完整系统。

核心技术方案

1. 环境仿真与动态垃圾检测

使用像素相减法实时检测2D操场环境中的动态垃圾:

2. 智能路径规划系统

基于深度强化学习的指针网络(Pointer Network)实现:

3. 系统集成与演示

完整系统实现与可视化演示:

系统架构

环境仿真模块

创建2D操场仿真环境,模拟动态垃圾随机出现,提供可视化界面。

Pygame OpenCV NumPy

垃圾检测模块

基于像素相减法实现动态垃圾检测,识别垃圾位置、大小和类型。

OpenCV 背景减除 轮廓检测

路径规划模块

指针网络结合强化学习,动态规划最优清理路径。

PyTorch 指针网络 强化学习

控制与演示模块

控制小车移动,记录训练过程,生成演示视频。

视频编码 实时控制 性能分析

实现步骤

  1. 环境搭建:创建2D操场仿真环境,定义垃圾生成机制
  2. 垃圾检测算法:实现像素相减法,实时检测动态垃圾
  3. 指针网络模型:构建深度强化学习模型处理旅行商问题变体
  4. 训练系统:设计奖励函数,训练模型优化路径规划
  5. 集成测试:将所有模块集成到main.py,进行系统测试
  6. 演示生成:录制完整测试过程,生成演示视频