Safe Reinforcement Learning With Stability Guarantee for Motion Planning of Autonomous Vehicles

强化学习 计算机科学 李雅普诺夫函数 理论(学习稳定性) 弹道 约束(计算机辅助设计) 功能(生物学) 运动规划 Lyapunov稳定性 国家(计算机科学) 控制理论(社会学) 控制(管理) 数学优化 人工智能 控制工程 机器学习 工程类 算法 数学 机器人 机械工程 物理 量子力学 非线性系统 天文 进化生物学 生物
作者
Lixian Zhang,Ruixian Zhang,Tong Wu,Rui Weng,Minghao Han,Ye Zhao
出处
期刊:IEEE transactions on neural networks and learning systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:32 (12): 5435-5444 被引量:77
标识
DOI:10.1109/tnnls.2021.3084685
摘要

Reinforcement learning with safety constraints is promising for autonomous vehicles, of which various failures may result in disastrous losses. In general, a safe policy is trained by constrained optimization algorithms, in which the average constraint return as a function of states and actions should be lower than a predefined bound. However, most existing safe learning-based algorithms capture states via multiple high-precision sensors, which complicates the hardware systems and is power-consuming. This article is focused on safe motion planning with the stability guarantee for autonomous vehicles with limited size and power. To this end, the risk-identification method and the Lyapunov function are integrated with the well-known soft actor–critic (SAC) algorithm. By borrowing the concept of Lyapunov functions in the control theory, the learned policy can theoretically guarantee that the state trajectory always stays in a safe area. A novel risk-sensitive learning-based algorithm with the stability guarantee is proposed to train policies for the motion planning of autonomous vehicles. The learned policy is implemented on a differential drive vehicle in a simulation environment. The experimental results show that the proposed algorithm achieves a higher success rate than the SAC.

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
小马甲应助qprcddd采纳,获得10
刚刚
刚刚
刚刚
殷勤的雪枫完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
张浩东发布了新的文献求助10
1秒前
CJW发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
王佳佳完成签到,获得积分20
2秒前
wjm关闭了wjm文献求助
2秒前
zimu012完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
ping完成签到 ,获得积分10
2秒前
NIJJJJJIA完成签到 ,获得积分10
3秒前
药学虫完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
有魅力的怜南完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
椰奶西瓜发布了新的文献求助10
5秒前
平常的念柏完成签到,获得积分10
5秒前
1108完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
嘟嘟发布了新的文献求助10
5秒前
LeeFY发布了新的文献求助10
5秒前
浩浩浩完成签到,获得积分10
5秒前
执着的香薇完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
顺心人达发布了新的文献求助10
6秒前
夜瑶完成签到,获得积分10
6秒前
土豪的听筠完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
阿呆发布了新的文献求助60
7秒前
打打应助桔子采纳,获得10
8秒前
今后应助烂漫的汲采纳,获得10
9秒前
稳重道消发布了新的文献求助10
9秒前
虚掩的门发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
黄虹发布了新的文献求助10
10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
Burger's Medicinal Chemistry, Drug Discovery and Development, Volumes 1 - 8, 8 Volume Set, 8th Edition 1800
Cronologia da história de Macau 1600
Contemporary Debates in Epistemology (3rd Edition) 1000
International Arbitration Law and Practice 1000
文献PREDICTION EQUATIONS FOR SHIPS' TURNING CIRCLES或期刊Transactions of the North East Coast Institution of Engineers and Shipbuilders第95卷 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6159901
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7988060
关于积分的说明 16603138
捐赠科研通 5268283
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2810896
邀请新用户注册赠送积分活动 1791166
关于科研通互助平台的介绍 1658105