Transformer-Based Reinforcement Learning for Scalable Multi-UAV Area Coverage

强化学习 可扩展性 初始化 计算机科学 人工神经网络 深度学习 分布式计算 机器学习 感知器 适应性 实时计算 人工智能 生态学 数据库 生物 程序设计语言
作者
Dezhi Chen,Qi Qi,Qianlong Fu,Jingyu Wang,Jianxin Liao,Zhu Han
出处
期刊:IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:25 (8): 10062-10077 被引量:9
标识
DOI:10.1109/tits.2024.3358010
摘要

Compared with terrestrial networks, unmanned aerial vehicles (UAVs) have the characteristics of flexible deployment and strong adaptability, which are an important supplement to intelligent transportation systems (ITS). In this paper, we focus on the multi-UAV network area coverage problem (ACP) which require intelligent UAVs long-term trajectory decisions in the complex and scalable network environment. Multi-agent deep reinforcement learning (DRL) has recently emerged as an effective tool for solving long-term decisions problems. However, since the input dimension of multi-layer perceptron (MLP)-based deep neural network (DNN) is fixed, it is difficult for standard DNN to adapt to a variable number of UAVs and network users. Therefore, we combine Transformer with DRL to meet the scalability of the network and propose a Transformer-based deep multi-agent reinforcement learning (T-MARL) algorithm. Transformer can adapt to variable input dimensions and extract important information from complex network states by attention module. In our research, we find that random initialization of Transformer may cause DRL training failure, so we propose a baseline-assisted pre-training scheme. This scheme can quickly provide an initial policy model for UAVs based on imitation learning, and use the temporal-difference(1) algorithm to initialize policy evaluation network. Finally, based on parameter sharing, T-MARL is applicable to any standard DRL algorithm and supports expansion on networks of different sizes. Experimental results show that T-MARL can make UAVs have cooperative behaviors and perform outstandingly on ACP.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
眠羊发布了新的文献求助10
刚刚
怕孤单的忆灵关注了科研通微信公众号
刚刚
尹天扬完成签到,获得积分10
刚刚
C22完成签到,获得积分10
1秒前
FashionBoy应助zfihead采纳,获得10
1秒前
1秒前
JG完成签到,获得积分10
1秒前
4秒前
5秒前
王凯完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
huqing发布了新的文献求助60
7秒前
7秒前
ddboys1009发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
C22发布了新的文献求助10
9秒前
王凯发布了新的文献求助10
10秒前
冷艳惜梦发布了新的文献求助10
10秒前
cinnamonbrd发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
snow发布了新的文献求助30
15秒前
上官若男应助赶路人采纳,获得10
16秒前
小马甲应助毅诚菌采纳,获得10
17秒前
18秒前
cleva完成签到,获得积分10
18秒前
专注的问筠完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
1212发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
王jyk发布了新的文献求助20
20秒前
Bizibili完成签到,获得积分10
20秒前
冷傲的从雪完成签到 ,获得积分10
21秒前
小废物发布了新的文献求助10
24秒前
贤弟完成签到,获得积分10
25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
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
Pharmacology for Chemists: Drug Discovery in Context 400
El poder y la palabra: prensa y poder político en las dictaduras : el régimen de Franco ante la prensa y el periodismo 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5604157
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4688985
关于积分的说明 14857229
捐赠科研通 4696839
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2541204
邀请新用户注册赠送积分活动 1507328
关于科研通互助平台的介绍 1471851