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
2秒前
Sofia完成签到 ,获得积分0
9秒前
10秒前
csz完成签到,获得积分10
15秒前
猪猪hero应助wcl采纳,获得10
16秒前
顾矜应助zjw采纳,获得30
17秒前
17秒前
17秒前
17秒前
芋泥波波完成签到 ,获得积分10
19秒前
lxcy0612发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
三点前我必睡完成签到 ,获得积分10
23秒前
禾苗完成签到 ,获得积分10
24秒前
GGBOND完成签到,获得积分10
25秒前
26秒前
29秒前
Yuan完成签到,获得积分0
31秒前
zjw发布了新的文献求助30
35秒前
彦成完成签到,获得积分10
36秒前
爱学习的婷完成签到 ,获得积分10
41秒前
111完成签到 ,获得积分10
45秒前
Thunnus001完成签到 ,获得积分10
58秒前
爱我不上火完成签到 ,获得积分10
58秒前
研友_LmVygn完成签到 ,获得积分10
1分钟前
FCH2023完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
猪猪hero应助wcl采纳,获得10
1分钟前
缥缈的觅风完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Henry完成签到,获得积分10
1分钟前
cgs完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
xy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
专注德地完成签到,获得积分10
1分钟前
南风知我意完成签到,获得积分10
2分钟前
afterglow完成签到 ,获得积分10
2分钟前
我很好完成签到 ,获得积分10
2分钟前
无限萃完成签到,获得积分10
2分钟前
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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Adverse weather effects on bus ridership 500
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6350671
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8165288
关于积分的说明 17182091
捐赠科研通 5406866
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2862727
邀请新用户注册赠送积分活动 1840290
关于科研通互助平台的介绍 1689463