Fine grain control and positioning of autonomous underwater vehicles (AUVs) is critical for sampling, maintenance, and survey applications. Traditional control methods for AUVs are labor intensive and are not robust to changes in the vehicle configuration or environmental conditions. Reinforcement learning (RL) promises rapid controller development while handling a range of deployment parameters via domain randomization (DR). However, DR is still limited by the capacity of the underlying simulation to model real physics. In particular, drag physics are difficult to model and are a large contributor to sim-to-real gaps. Meanwhile, computational fluid dynamics (CFD) provides high fidelity drag models but is challenging to leverage within reinforcement learning frameworks due to its computational overhead. Thus, in this paper we exploit the idea of training surrogate approximations of CFD models of a given vehicle, enabling fast inference within RL pipelines. We are the first to successfully deploy a zero-shot RL policy on a 6-DOF AUV in which policy training is performed on surrogate drag models (SDMs) trained on CFD data. We find 31% lower energy usage compared to a controller using simplified physics while traversing between waypoints 11% faster with 19% less error. Our SDM based RL controller better predicts zero-shot transfer and is more robust across reward shaping design choices. When using DR to complete a task with perturbed parameters, we find that the CFD policy is the only controller that successfully transfers. The policies are evaluated in a controlled tank environment and in the field providing extensive testing of the policies' capabilities.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

综述 | Deep Academic Survey:有状态闭环综述自动化
专知会员服务
13+阅读 · 8月19日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
自动驾驶车辆定位技术概述|厚势汽车
厚势
10+阅读 · 2019年5月16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
李宏毅-201806-中文-Deep Reinforcement Learning精品课程分享
深度学习与NLP
15+阅读 · 2018年6月20日
国家自然科学基金
15+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
4+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
4+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
6+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
9+阅读 · 10月10日
相关VIP内容
综述 | Deep Academic Survey:有状态闭环综述自动化
专知会员服务
13+阅读 · 8月19日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
相关基金
国家自然科学基金
15+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员