End-to-End AUV Local Motion Planning Method Based on Deep Reinforcement Learning

强化学习 计算机科学 运动规划 端到端原则 集合(抽象数据类型) 人工智能 避障 过程(计算) 理论(学习稳定性) 事后诸葛亮 任务(项目管理) 动作(物理) 运动(物理) 机器人 机器学习 移动机器人 工程类 心理学 物理 系统工程 量子力学 程序设计语言 认知心理学 操作系统
作者
Xi Lyu,Yushan Sun,Lifeng Wang,Jiehui Tan,Liwen Zhang
出处
期刊:Journal of Marine Science and Engineering [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:11 (9): 1796-1796 被引量:2
标识
DOI:10.3390/jmse11091796
摘要

This study aims to solve the problems of sparse reward, single policy, and poor environmental adaptability in the local motion planning task of autonomous underwater vehicles (AUVs). We propose a two-layer deep deterministic policy gradient algorithm-based end-to-end perception–planning–execution method to overcome the challenges associated with training and learning in end-to-end approaches that directly output control forces. In this approach, the state set is established based on the environment information, the action set is established based on the motion characteristics of the AUV, and the control execution force set is established based on the control constraints. The mapping relations between each set are trained using deep reinforcement learning, enabling the AUV to perform the corresponding action in the current state, thereby accomplishing tasks in an end-to-end manner. Furthermore, we introduce the hindsight experience replay (HER) method in the perception planning mapping process to enhance stability and sample efficiency during training. Finally, we conduct simulation experiments encompassing planning, execution, and end-to-end performance evaluation. Simulation training demonstrates that our proposed method exhibits improved decision-making capabilities and real-time obstacle avoidance during planning. Compared to global planning, the end-to-end algorithm comprehensively considers constraints in the AUV planning process, resulting in more realistic AUV actions that are gentler and more stable, leading to controlled tracking errors.

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
刚刚
佳佳美女发布了新的文献求助10
1秒前
别管我了发布了新的文献求助10
1秒前
钟钟发布了新的文献求助30
1秒前
2秒前
伯松发布了新的文献求助10
2秒前
欣论发布了新的文献求助10
3秒前
梦想家发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI6.4应助zhzh采纳,获得30
3秒前
深情的凝天完成签到,获得积分10
4秒前
qinghuayang833完成签到,获得积分10
4秒前
lele200218完成签到,获得积分10
5秒前
kxdr发布了新的文献求助10
6秒前
JamesPei应助lingling采纳,获得10
6秒前
干净的琦应助完美的鹤采纳,获得30
6秒前
6秒前
小时发布了新的文献求助20
7秒前
溯尘星落完成签到,获得积分10
7秒前
Timber发布了新的文献求助10
7秒前
简单的道罡完成签到,获得积分10
7秒前
Ava应助hh采纳,获得10
9秒前
郭子不是锅子完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
桐桐应助花痴的电灯泡采纳,获得10
10秒前
科研通AI6.3应助风灵采纳,获得10
12秒前
13秒前
14秒前
伯松完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
Kao应助欣论采纳,获得10
14秒前
于海洋完成签到,获得积分10
15秒前
roy_chiang完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
为啥发布了新的文献求助10
18秒前
无言完成签到 ,获得积分10
18秒前
18秒前
充电宝应助沐沐采纳,获得10
18秒前
19秒前
好人发布了新的文献求助10
19秒前
19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
日本現代怪異事典 副読本 700
Concise Introduction to Heritage Studies 650
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
Models for the coupled atmosphere and ocean 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7382344
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8989571
关于积分的说明 19122338
捐赠科研通 7021195
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3227172
关于科研通互助平台的介绍 2390203
邀请新用户注册赠送积分活动 2208038