Safety is essential for reinforcement learning (RL) applied in real-world tasks like autonomous driving. Chance constraints which guarantee the satisfaction of state constraints at a high probability are suitable to represent the requirements in real-world environment with uncertainty. Existing chance constrained RL methods like the penalty method and the Lagrangian method either exhibit periodic oscillations or cannot satisfy the constraints. In this paper, we address these shortcomings by proposing a separated proportional-integral Lagrangian (SPIL) algorithm. Taking a control perspective, we first interpret the penalty method and the Lagrangian method as proportional feedback and integral feedback control, respectively. Then, a proportional-integral Lagrangian method is proposed to steady learning process while improving safety. To prevent integral overshooting and reduce conservatism, we introduce the integral separation technique inspired by PID control. Finally, an analytical gradient of the chance constraint is utilized for model-based policy optimization. The effectiveness of SPIL is demonstrated by a narrow car-following task. Experiments indicate that compared with previous methods, SPIL improves the performance while guaranteeing safety, with a steady learning process.


翻译:安全是强化学习(RL)在诸如自主驾驶等现实世界性任务中应用的安全性(RL)的关键。 保证满足高概率国家制约因素的机会限制是适合反映现实世界环境中不确定的要求的。 现有的受机会限制的RL方法,如惩罚方法和拉格朗加法,要么显示周期性振荡,要么无法满足限制。 在本文件中,我们通过提出一个分离的成比例-整体拉格朗加法(SPIL)算法(SPIL)来解决这些缺陷。 从控制的角度出发,我们首先将罚款方法和拉格朗加法分别解释为比例反馈和整体反馈控制。 然后,建议采用比例-整体拉格朗加法来稳步学习过程,同时改善安全。 为了防止整体过度射击和减少保守主义,我们引入了由PID控制所启发的综合分离技术。 最后,一个机会限制的分析梯度梯度被用于基于模型的政策优化。 PSIL的有效性通过狭隘的汽车跟踪任务得到证明。 实验表明,与以往方法相比,SPIL在稳步学习过程中改进了工作。

0
下载
关闭预览

相关内容

Integration:Integration, the VLSI Journal。 Explanation:集成,VLSI杂志。 Publisher:Elsevier。 SIT:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/integration/
可解释强化学习,Explainable Reinforcement Learning: A Survey
专知会员服务
132+阅读 · 2020年5月14日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
专知会员服务
110+阅读 · 2020年3月12日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
184+阅读 · 2020年2月1日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
ICRA 2019 论文速览 | 基于Deep Learning 的SLAM
计算机视觉life
41+阅读 · 2019年7月22日
CCF A类 | 顶级会议RTSS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年4月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
14+阅读 · 2018年4月27日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Andrew NG的新书《Machine Learning Yearning》
我爱机器学习
11+阅读 · 2016年12月7日
Risk-Aware Active Inverse Reinforcement Learning
Arxiv
8+阅读 · 2019年1月8日
Arxiv
7+阅读 · 2018年12月26日
Arxiv
5+阅读 · 2018年4月22日
VIP会员
最新内容
国外海军作战管理系统与作战训练系统
专知会员服务
0+阅读 · 今天4:16
美军条令《海军陆战队规划流程(2026版)》
专知会员服务
4+阅读 · 今天3:36
《压缩式分布式交互仿真标准》120页
专知会员服务
3+阅读 · 今天3:21
《电子战数据交换模型研究报告》
专知会员服务
4+阅读 · 今天3:13
《基于Transformer的异常舰船导航识别与跟踪》80页
《低数据领域军事目标检测模型研究》
专知会员服务
4+阅读 · 今天2:37
【CMU博士论文】物理世界的视觉感知与深度理解
伊朗战争停火期间美军关键弹药状况分析
专知会员服务
8+阅读 · 4月22日
电子战革命:塑造战场的十年突破(2015–2025)
相关资讯
ICRA 2019 论文速览 | 基于Deep Learning 的SLAM
计算机视觉life
41+阅读 · 2019年7月22日
CCF A类 | 顶级会议RTSS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年4月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
14+阅读 · 2018年4月27日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Andrew NG的新书《Machine Learning Yearning》
我爱机器学习
11+阅读 · 2016年12月7日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员