Decision making under uncertainty is critical to real-world, autonomous systems. Model Predictive Control (MPC) methods have demonstrated favorable performance in practice, but remain limited when dealing with complex probability distributions. In this paper, we propose a generalization of MPC that represents a multitude of solutions as posterior distributions. By casting MPC as a Bayesian inference problem, we employ variational methods for posterior computation, naturally encoding the complexity and multi-modality of the decision making problem. We present a Stein variational gradient descent method to estimate the posterior directly over control parameters, given a cost function and observed state trajectories. We show that this framework leads to successful planning in challenging, non-convex optimal control problems.


翻译:在不确定情况下进行决策对于现实世界的自主系统至关重要。 模型预测控制(MPC)方法在实践中表现良好,但在处理复杂概率分布时仍然有限。 在本文中,我们建议对多用途控制控制(MPC)进行概括化,这代表了作为后方分布的多种解决方案。 通过将多用途控制(MPC)作为一个巴伊西亚推论问题,我们采用了后方计算方法,自然地将决策问题的复杂性和多模式编码。我们提出了一个斯坦可变梯度下降方法,以直接估计后端参数,考虑到成本函数和观察到的州轨迹。我们表明,这一框架导致在具有挑战性、非康韦克斯最佳控制问题中的成功规划。

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