複雑な環境での衝突回避のための適応的環境モデリング強化学習
Adaptive Environment Modeling Based Reinforcement Learning for Collision Avoidance in Complex Scenes
GRU階層ネットワークとアテンション機構で環境を適応的にモデル化し、報酬関数も適応化する強化学習フレームワークを提案。群衆環境でのロボット衝突回避性能をシミュレーションと実機で向上させた。
著者: Shuaijun Wang, Rui Gao, Ruihua Han, Shengduo Chen, Chengyang Li, Qi Hao
分類: cs.RO
原文アブストラクト
The major challenges of collision avoidance for robot navigation in crowded scenes lie in accurate environment modeling, fast perceptions, and trustworthy motion planning policies. This paper presents a novel adaptive environment model based collision avoidance reinforcement learning (i.e., AEMCARL) framework for an unmanned robot to achieve collision-free motions in challenging navigation scenarios. The novelty of this work is threefold: (1) developing a hierarchical network of gated-recurrent-unit (GRU) for environment modeling; (2) developing an adaptive perception mechanism with an attention module; (3) developing an adaptive reward function for the reinforcement learning (RL) framework to jointly train the environment model, perception function and motion planning policy. The proposed method is tested with the Gym-Gazebo simulator and a group of robots (Husky and Turtlebot) under various crowded scenes. Both simulation and experimental results have demonstrated the superior performance of the proposed method over baseline methods.
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