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blackbird/actpred/README.md
T
qing 3d03f7a1ce actpred: 代码审计(16项发现全部修复)+ 文档更新
审计报告: docs/reviews/actpred_CODE_AUDIT_20260808.md
- P0(2项): episode索引错位(dataset.py)、推理归一化静默失败(predict.py)
- P1(6项): 空训练集校验、图像自然排序、空样本防御、形状校验、
  MobileNet下载错误提示、stats路径校验
- P2(8项): README示例修正、公共属性、glob优化、版本约束、
  单元测试(17项)、GPU安装说明、BooleanOptionalAction、ONNX验证

新增文件: actpred/test_actpred.py (17项单元测试, 全部通过)
更新文档: README.md配置表扩充、INDEX.md、审计报告修复总结
2026-08-08 16:05:01 +00:00

3.1 KiB
Raw Blame History

actpred — 动作预测模块

输入摄像头图像 + 历史动作序列,预测下一个连续动作(回归)。

纯神经网络实现(PyTorch),支持轻量 CNN 或 MobileNetV2 图像编码,MLP/GRU 动作历史编码。总参数量 ~140K(默认)至 ~2.3M。

架构

图像 (3×64×64)  ──►  CNN 编码器  ──►  img_feat (128)
                                          │
                                          ├─ concat ──►  融合头  ──►  预测动作 (action_dim)
                                          │
动作历史 (H×D)  ──►  MLP/GRU    ──►  act_feat (64)

快速开始

# 安装(默认 CPU-only;如需 GPU 支持,编辑 _set.sh 按注释说明操作)
cd actpred && bash _set.sh

# 训练
bash _run.sh train --data-dir ./data --epochs 100 --action-dim 8

# 推理(--action-history 格式:冒号分隔各步,每步 action_dim 个值,共 history_len 步)
bash _run.sh --model checkpoints/best_inference.pt --image frame.jpg \
    --action-history "0,0,0,0,0,0,0,0:1,0,0,0,0,0,0,0:0,1,0,0,0,0,0,0:0,0,1,0,0,0,0,0:0,0,0,1,0,0,0,0"

# 导出 ONNX(如安装了 onnxruntime,导出后自动验证一致性)
bash _run.sh export --model checkpoints/best_inference.pt --output model.onnx

# 运行单元测试
python test_actpred.py

数据格式

data/
    episode_001/
        images/
            0000.jpg
            0001.jpg
            ...
        actions.npy       # shape: (T, action_dim) float32
    episode_002/
        ...

每个 timestep 的样本:当前图像 + 前 history_len 步动作 → 当前步动作。

数据采集

from dataset import DataRecorder

recorder = DataRecorder("./data", action_dim=8)
for image, action in robot_loop():
    recorder.record(image, action)
recorder.flush()

配置

所有超参数通过 CLI 参数覆盖,默认值见 config.py:

参数 默认值 说明
--image-size 64 图像缩放尺寸
--action-dim 8 动作向量维度
--history-len 5 历史动作窗口长度
--backbone simple CNN 类型 (simple/mobilenet)
--history-encoder mlp 历史编码器 (mlp/gru)
--epochs 100 训练轮数
--lr 0.001 学习率
--batch-size 32 批次大小
--normalize-actions False 动作归一化(--no-normalize-actions 关闭)
--dropout 0.1 Dropout 率
--weight-decay 0.0001 权重衰减
--val-split 0.15 验证集比例
--patience 15 早停耐心值
--max-grad-norm 1.0 梯度裁剪上限
--seed 42 随机种子
--num-workers 2 DataLoader 工作进程数
--checkpoint-dir ./checkpoints 检查点保存目录

编程 API

from predict import ActionPredictorInference

predictor = ActionPredictorInference("checkpoints/best_inference.pt")
print(predictor.action_dim, predictor.history_len)  # 公共属性
action = predictor.predict(image_rgb, action_history)  # np.ndarray (action_dim,)
# action_history 形状须为 (history_len, action_dim)