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Reducción de oscilaciones para la evitación de obstáculos en un entorno denso utilizando aprendizaje por refuerzo profundo y la derivada temporal de un campo potencial artificial

Autores: Xi, Zhilong; Han, Haoran; Cheng, Jian; Lv, Maolong

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Reducción de oscilaciones para la evitación de obstáculos en un entorno denso utilizando aprendizaje por refuerzo profundo y la derivada temporal de un campo potencial artificial


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Evitación de obstáculos
Vehículos aéreos no tripulados quadrotor
Campo potencial artificial
Aprendizaje por refuerzo profundo
Controladores de movimiento
Planificación de rutas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La evitación de obstáculos juega un papel crucial en la planificación segura de rutas de vehículos aéreos no tripulados de cuadricóptero (QUAVs). En este estudio, proponemos un marco jerárquico para la evitación de obstáculos, que combina el uso de campos potenciales artificiales (APF) y aprendizaje por refuerzo profundo (DRL) para entrenar controladores de movimiento de bajo nivel. A diferencia de los métodos tradicionales de campo potencial, nuestro enfoque modifica la información del estado recibida por los controladores de movimiento utilizando las salidas del planificador de rutas APF. Específicamente, la posición objetivo asumida se aleja de los obstáculos, lo que resulta en ajustes a los errores de posición percibidos. Además, abordamos las oscilaciones de la ruta incorporando la información de velocidad del objetivo, que se calcula en función de la derivada temporal de la fuerza repulsiva. Los resultados experimentales han validado la efectividad de nuestro marco propuesto para evitar colisiones con obstáculos y reducir oscilaciones.

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