深層強化学習と力ベース計画のハイブリッドによる密集動的環境でのマルチエージェント運動計画
Multi-agent Motion Planning for Dense and Dynamic Environments via Deep Reinforcement Learning
深層強化学習と力ベース運動計画(FMP)を組み合わせ、密集・動的環境での分散運動計画を改善したハイブリッド手法を提案。成功率と到達時間の両面で各単独手法を上回る。
著者: Samaneh Hosseini Semnani, Hugh Liu, Michael Everett, Anton de Ruiter, Jonathan P. How
分類: cs.LG, cs.AI, cs.RO
原文アブストラクト
This paper introduces a hybrid algorithm of deep reinforcement learning (RL) and Force-based motion planning (FMP) to solve distributed motion planning problem in dense and dynamic environments. Individually, RL and FMP algorithms each have their own limitations. FMP is not able to produce time-optimal paths and existing RL solutions are not able to produce collision-free paths in dense environments. Therefore, we first tried improving the performance of recent RL approaches by introducing a new reward function that not only eliminates the requirement of a pre supervised learning (SL) step but also decreases the chance of collision in crowded environments. That improved things, but there were still a lot of failure cases. So, we developed a hybrid approach to leverage the simpler FMP approach in stuck, simple and high-risk cases, and continue using RL for normal cases in which FMP can't produce optimal path. Also, we extend GA3C-CADRL algorithm to 3D environment. Simulation results show that the proposed algorithm outperforms both deep RL and FMP algorithms and produces up to 50% more successful scenarios than deep RL and up to 75% less extra time to reach goal than FMP.
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