Autonomous Navigation of UAVs in Large-Scale Complex Environments: A Deep Reinforcement Learning Approach

部分可观测马尔可夫决策过程 强化学习 马尔可夫决策过程 计算机科学 比例(比率) 过程(计算) 人工智能 国家(计算机科学) 遥控水下航行器 马尔可夫过程 实时计算 移动机器人 机器学习 马尔可夫链 机器人 马尔可夫模型 算法 物理 数学 操作系统 统计 量子力学
作者
Chao Wang,Jian Wang,Yuan Shen,Xudong Zhang
出处
期刊:IEEE Transactions on Vehicular Technology [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:68 (3): 2124-2136 被引量:293
标识
DOI:10.1109/tvt.2018.2890773
摘要

In this paper, we propose a deep reinforcement learning (DRL)-based method that allows unmanned aerial vehicles (UAVs) to execute navigation tasks in large-scale complex environments. This technique is important for many applications such as goods delivery and remote surveillance. The problem is formulated as a partially observable Markov decision process (POMDP) and solved by a novel online DRL algorithm designed based on two strictly proved policy gradient theorems within the actor-critic framework. In contrast to conventional simultaneous localization and mapping-based or sensing and avoidance-based approaches, our method directly maps UAVs' raw sensory measurements into control signals for navigation. Experiment results demonstrate that our method can enable UAVs to autonomously perform navigation in a virtual large-scale complex environment and can be generalized to more complex, larger-scale, and three-dimensional environments. Besides, the proposed online DRL algorithm addressing POMDPs outperforms the state-of-the-art.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Zm完成签到,获得积分20
刚刚
叮当完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
Liu完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
小呀小熊二完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
LL完成签到 ,获得积分10
5秒前
111完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
FebruaryUU发布了新的文献求助10
7秒前
白兔与糖完成签到,获得积分20
7秒前
8秒前
shishuang完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
抹茶发布了新的文献求助10
9秒前
情怀的应助被隐形煎蛋采纳,获得10
10秒前
舒适的如萱的应助被DW采纳,获得50
10秒前
在水一方的应助被aa6采纳,获得10
10秒前
10秒前
taoyanhui完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
小杨发布了新的文献求助10
11秒前
白兔与糖发布了新的文献求助20
11秒前
12秒前
宋宋完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
莫道桑榆发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
silenzioBruno完成签到,获得积分10
14秒前
zoerist发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
田様的应助被抹茶采纳,获得10
15秒前
Jsr1119发布了新的文献求助30
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Exploring Mental Health in Education 600
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8047969
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9477678
关于积分的说明 21290479
捐赠科研通 7613992
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3392649
关于科研通互助平台的介绍 2523879
邀请新用户注册赠送积分活动 2430700