Vision-based autonomous urban driving in dense traffic is quite challenging due to the complicated urban environment and the dynamics of the driving behaviors. Widely-applied methods either heavily rely on hand-crafted rules or learn from limited human experience, which makes them hard to generalize to rare but critical scenarios. In this paper, we present a novel CAscade Deep REinforcement learning framework, CADRE, to achieve model-free vision-based autonomous urban driving. In CADRE, to derive representative latent features from raw observations, we first offline train a Co-attention Perception Module (CoPM) that leverages the co-attention mechanism to learn the inter-relationships between the visual and control information from a pre-collected driving dataset. Cascaded by the frozen CoPM, we then present an efficient distributed proximal policy optimization framework to online learn the driving policy under the guidance of particularly designed reward functions. We perform a comprehensive empirical study with the CARLA NoCrash benchmark as well as specific obstacle avoidance scenarios in autonomous urban driving tasks. The experimental results well justify the effectiveness of CADRE and its superiority over the state-of-the-art by a wide margin.


翻译:在密集交通中基于视觉的自主城市驾驶由于复杂的城市环境和驾驶行为的动态性而极具挑战性。广泛应用的方法要么严重依赖手工设计的规则,要么从有限的人类经验中学习,这使得它们难以泛化到罕见但关键的场景。本文提出了一种新型级联深度强化学习框架CADRE,以实现无模型的基于视觉的自主城市驾驶。在CADRE中,为从原始观测中提取代表性潜在特征,我们首先离线训练一个协同注意力感知模块(CoPM),该模块利用协同注意力机制从预先收集的驾驶数据集中学习视觉信息与控制信息之间的相互关系。级联冻结的CoPM后,我们进一步提出一种高效的分布式近端策略优化框架,在特别设计的奖励函数引导下在线学习驾驶策略。我们利用CARLA NoCrash基准测试以及自主城市驾驶任务中的特定避障场景进行了全面的实证研究。实验结果充分验证了CADRE的有效性及其相对于现有最先进方法的显著优越性。

0
下载
关闭预览

相关内容

JCIM丨DRlinker:深度强化学习优化片段连接设计
专知会员服务
7+阅读 · 2022年12月9日
2019必读的十大深度强化学习论文
专知会员服务
59+阅读 · 2020年1月16日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
DAI2020 SMARTS 自动驾驶挑战赛(深度强化学习)
深度强化学习实验室
15+阅读 · 2020年8月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2021年6月21日
Deep Reinforcement Learning: An Overview
Arxiv
17+阅读 · 2018年11月26日
VIP会员
最新内容
俄乌无人机战争的六大启示
专知会员服务
10+阅读 · 8月3日
《无人机空中监控:通信实验洞察》
专知会员服务
8+阅读 · 8月3日
从采集到决策:美军视角下的战术情报范式重构
《履带式无人地面战车技术发展现状》
专知会员服务
8+阅读 · 8月2日
《无人机脆弱性利用:网络空间力量的新域》
专知会员服务
10+阅读 · 8月1日
相关资讯
DAI2020 SMARTS 自动驾驶挑战赛(深度强化学习)
深度强化学习实验室
15+阅读 · 2020年8月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关基金
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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员