不確実性を考慮したモデルベース強化学習と自動運転への応用
Uncertainty-Aware Model-Based Reinforcement Learning with Application to Autonomous Driving
不確実性評価付きのアンサンブル環境モデルと適応的トランケーションを組み合わせたモデルベース強化学習を提案し、自動運転の制御タスクで学習効率と性能が既存手法を上回ることを示した。
著者: Jingda Wu, Zhiyu Huang, Chen Lv
分類: cs.RO, cs.LG
原文アブストラクト
To further improve the learning efficiency and performance of reinforcement learning (RL), in this paper we propose a novel uncertainty-aware model-based RL (UA-MBRL) framework, and then implement and validate it in autonomous driving under various task scenarios. First, an action-conditioned ensemble model with the ability of uncertainty assessment is established as the virtual environment model. Then, a novel uncertainty-aware model-based RL framework is developed based on the adaptive truncation approach, providing virtual interactions between the agent and environment model, and improving RL's training efficiency and performance. The developed algorithms are then implemented in end-to-end autonomous vehicle control tasks, validated and compared with state-of-the-art methods under various driving scenarios. The validation results suggest that the proposed UA-MBRL method surpasses the existing model-based and model-free RL approaches, in terms of learning efficiency and achieved performance. The results also demonstrate the good ability of the proposed method with respect to the adaptiveness and robustness, under various autonomous driving scenarios.
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