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中文摘要: 提出了一种基于单目相机的小型多旋翼无人机的连续避障策略。所提出的方法包括深度估计和导航决策两个模块。其中,在深度估计模块采用条件对抗网络对无人机采集得到的RGB图片进行训练预处理,在导航决策模块采用深度确定性策略梯度(DDPG)算法实现无人机的连续避障。在此基础上,对DDPG 中的Actor网络进行改进,通过使用多模态网络代替原有策略网络,从而抑制无人机飞行震动,提高避障能力。最后,在Airsim仿真环境中进行测试,实验表明所提算法模型经过训练能够使无人机成功躲避障碍物并到达指定目标点,与原有算法相比避障轨迹得到明显改善。
中文关键词: 深度强化学习 避障决策 深度估计 无人机 深度确定性策略梯度算法
Abstract:A continuous obstacle avoidance strategy for a small multi-rotor UAV based on a monocular camera is proposed. The proposed method includes two modules of depth estimation and navigation decision. Among them, the conditional confrontation network is used in the depth estimation module to train and preprocess the RGB images collected by the UAV, and the deep deterministic policy gradient (DDPG) algorithm is used in the navigation decision module to realize the continuous obstacle avoidance of the UAV. On this basis, the Actor network in DDPG is improved, and the multi-modal network is used to replace the original policy network, thereby suppressing the flight vibration of the UAV and improving the obstacle avoidance ability. Finally, the test is carried out in the Airsim simulation environment. The experiment shows that the proposed algorithm model can make the UAV successfully avoid obstacles and reach the designated target point after training. Compared with the original algorithm, the obstacle avoidance trajectory has been significantly improved.
文章编号:20230307 中图分类号:TP391.4 文献标志码:A
基金项目:上海航天科技创新基金(SAST2020-070)
| 作者 | 单位 |
| 魏瑶 | 西北工业大学 航天学院 |
| 刘小毛 | 上海航天控制技术研究所; 中国航天科技集团有限公司红外探测技术研发中心 |
| 张晗 | 上海航天控制技术研究所; 中国航天科技集团有限公司红外探测技术研发中心 |
| 席永辉 | 上海航天控制技术研究所; 中国航天科技集团有限公司红外探测技术研发中心 |
| 曹爽 | 上海航天控制技术研究所; 中国航天科技集团有限公司红外探测技术研发中心 |
| 李思佳 | 西北工业大学 无人系统技术研究院 |
引用文本:
魏瑶,刘小毛,张晗,席永辉,曹爽,李思佳.基于DDPG的单目无人机避障算法[J].飞控与探测,2023,(3):52-62.
魏瑶,刘小毛,张晗,席永辉,曹爽,李思佳.基于DDPG的单目无人机避障算法[J].飞控与探测,2023,(3):52-62.

