深層強化学習による滑らかな軌道の衝突回避
Smooth Trajectory Collision Avoidance through Deep Reinforcement Learning
深層強化学習を用いた視覚誘導型自律ナビゲーションにおいて、飛行軌道の滑らかさと未知環境への汎化性能を高めるための新しい状態表現と報酬設計を提案した論文。
著者: Sirui Song, Kirk Saunders, Ye Yue, Jundong Liu
分類: cs.RO, cs.LG
原文アブストラクト
Collision avoidance is a crucial task in vision-guided autonomous navigation. Solutions based on deep reinforcement learning (DRL) has become increasingly popular. In this work, we proposed several novel agent state and reward function designs to tackle two critical issues in DRL-based navigation solutions: 1) smoothness of the trained flight trajectories; and 2) model generalization to handle unseen environments. Formulated under a DRL framework, our model relies on margin reward and smoothness constraints to ensure UAVs fly smoothly while greatly reducing the chance of collision. The proposed smoothness reward minimizes a combination of first-order and second-order derivatives of flight trajectories, which can also drive the points to be evenly distributed, leading to stable flight speed. To enhance the agent's capability of handling new unseen environments, two practical setups are proposed to improve the invariance of both the state and reward function when deploying in different scenes. Experiments demonstrate the effectiveness of our overall design and individual components.
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