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基于深度强化学习的无人机虚拟管道视觉避障

自动化学报 2024年

作者：赵静裴子楠姜斌陆宁云赵斐陈树峰自动化学院人工智能学院南京邮电大学南京航空航天大学自动化学院浙江大学控制科学与工程学院北京计算机技术及应用研究所

针对虚拟管道下的无人机自主避障问题,提出一种基于视觉传感器的自主学习架构.通过引入新颖的奖励函数,设计了一种端到端的深度强化学习控制策略.融合卷积神经网络和循环神经网络的优点构建双网络,降低了网络复杂度，对无人机深度图像... 详细信息

针对虚拟管道下的无人机自主避障问题,提出一种基于视觉传感器的自主学习架构.通过引入新颖的奖励函数,设计了一种端到端的深度强化学习控制策略.融合卷积神经网络和循环神经网络的优点构建双网络,降低了网络复杂度，对无人机深度图像进行有效处理.进一步通过Airsim模拟器搭建三维实验环境,采用连续动作空间优化无人机飞行轨迹的平滑性.仿真结果表明,与现有的方法对比该模型在面对静态和动态障碍时,训练收敛速度快,平均奖励高,任务完成率分别增加9.4%和19.98%,有效实现无人机的精细化避障和自主安全导航.

关键词：自主避障深度强化学习虚拟管道无人机

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基于弹性面域特性的虚拟管道优化与设计

系统工程与电子技术 2024年

作者：吴尹菲李新凯张宏立陈颖颖龚丰金新疆大学电气工程学院

虚拟管道是一种类似飞行走廊却适合无人集群系统快速穿越的一种新型概念模型。针对集群路径规划中的运算量大、拥堵和碰撞等造成非弹性虚拟管道可行域受限的问题，提出一种新的基于弹性面域特性的虚拟管道模型。首次提出了弹性面域的概... 详细信息

虚拟管道是一种类似飞行走廊却适合无人集群系统快速穿越的一种新型概念模型。针对集群路径规划中的运算量大、拥堵和碰撞等造成非弹性虚拟管道可行域受限的问题，提出一种新的基于弹性面域特性的虚拟管道模型。首次提出了弹性面域的概念，其弹性有界平面可作为虚拟管道的边界，能够有效利用脊曲线横截面附近的空余空间来改变可行域范围。其次，以管道内部空间的脊曲线为基准扩展安全区域，改进了一种路径规划算法以适用于弹性面域虚拟管道。最后，通过对比仿真实验，验证了该模型及所提算法在不同环境下的适用性及优越性。该研究对虚拟管道概念在集群路径规划领域中的推广应用具有重要的实用价值。

关键词：虚拟管道弹性面域 A*算法贝塞尔曲线路径规划

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一种基于GAN的启发式虚拟管道生成方法

火力与指挥控制 2024年第6期49卷 106-115页

作者：翟世勋孙彦文南博张凯歌北方自动控制技术研究所太原030006

基于虚拟管道的无人机集群控制方法结合轨迹规划算法和向量场算法的优点,将无人机集群复杂环境穿行问题演变为集中式虚拟管道规划、分布式向量场控制问题,能够解决无人机集群复杂环境穿越难的问题。将生成对抗网络(GAN)应用于虚拟管道生... 详细信息

基于虚拟管道的无人机集群控制方法结合轨迹规划算法和向量场算法的优点,将无人机集群复杂环境穿行问题演变为集中式虚拟管道规划、分布式向量场控制问题,能够解决无人机集群复杂环境穿越难的问题。将生成对抗网络(GAN)应用于虚拟管道生成,设计能够在随机环境下生成感兴趣区域的GAN模型,并利用该模型生成引导区域快速获取生成曲线,进而实现虚拟管道的快速构建。实验表明,所提出的GAN模型具有较强的鲁棒性,基于感兴趣区域的虚拟管道生成算法,相较于传统方法在保证穿越性能的情况下显著提高收敛速度。

关键词：生成对抗网络虚拟管道轨迹规划集群控制

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辅助空间遥操作的虚拟管道设计与实现

宇航学报 2014年第7期35卷 834-842页

作者：田志宇黄攀峰刘正雄西北工业大学航天学院智能机器人研究中心西安710072 西北工业大学航天飞行动力学技术重点实验室西安710072

针对复杂空间环境下进行遥操作的安全性问题,提出一种基于路径点的光滑虚拟管道快速生成算法,改进深度优先算法对虚拟管道进行静态规划,并给出动态修正算法,实现管道的动、静态避障。虚拟管道可为操作者提供视觉、触觉等反馈信息以调整... 详细信息

针对复杂空间环境下进行遥操作的安全性问题,提出一种基于路径点的光滑虚拟管道快速生成算法,改进深度优先算法对虚拟管道进行静态规划,并给出动态修正算法,实现管道的动、静态避障。虚拟管道可为操作者提供视觉、触觉等反馈信息以调整自身操作。操作对象在管道内运动,能安全、快速地达到目标。相对于路径规划方式按指定轨迹避障,该方法提高了操作灵活性和效率。在CHAI 3D仿真平台下进行多组避障实验,验证了算法的有效性。

关键词：遥操作虚拟管道避障力反馈

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Android手机虚拟机平台虚拟管道的研究与设计

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电视技术 2012年第18期36卷 50-53页

作者：王琼朱正发重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

论述了Android手机虚拟机平台上双操作系统之间通过虚拟管道(Vpipe)实现通信的过程。为了满足用户对高性能移动终端的需求,提出了一种可靠性强、效率高的虚拟管道以实现移动终端上双操作系统通信功能的技术方案。该方案的难点在于NV数... 详细信息

论述了Android手机虚拟机平台上双操作系统之间通过虚拟管道(Vpipe)实现通信的过程。为了满足用户对高性能移动终端的需求,提出了一种可靠性强、效率高的虚拟管道以实现移动终端上双操作系统通信功能的技术方案。该方案的难点在于NV数据的存储、管道的设计以及采用多通道的方式,保证操作系统之间数据的正确交互。

关键词： Android 虚拟机虚拟管道 NV数据多通道

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