Unmanned aerial vehicles (UAVs) are often used for navigating dangerous terrains, however they are difficult to pilot. Due to complex input-output mapping schemes, limited perception, the complex system dynamics and the need to maintain a safe operation distance, novice pilots experience difficulties in performing safe landings in obstacle filled environments. Previous work has proposed autonomous landing methods however these approaches do not adapt to the pilot's control inputs and require the pilot's goal to be known a priori. In this work we propose a shared autonomy approach that assists novice pilots to perform safe landings on one of several elevated platforms at a proficiency equal to or greater than experienced pilots. Our approach consists of two modules, a perceptual module and a policy module. The perceptual module compresses high dimensionality RGB-D images into a latent vector trained with a cross-modal variational auto-encoder. The policy module provides assistive control inputs trained with the reinforcement algorithm TD3. We conduct a user study (n=33) where participants land a simulated drone on a specified platform out of five candidate platforms with and without the use of the assistant. Despite the goal platform not being known to the assistant, participants of all skill levels were able to outperform experienced participants while assisted in the task.


翻译:无人驾驶航空飞行器(UAVs)通常用于航行危险地形,但难以进行试点。由于输入-产出绘图计划复杂,认识有限,系统动态复杂,需要保持安全运行距离,新飞行员在设置障碍的环境下安全着陆方面遇到困难。先前的工作提出了自动着陆方法,但这些方法并不适应试点的控制投入,要求先知地了解试点目标。在这项工作中,我们提议了一个共同自治方法,协助新飞行员在多个高平台上安全着陆,其熟练程度等于或大于经验丰富的飞行员。我们的方法包括两个模块、感知模块和政策模块。感知模块压缩高维度RGB-D图像,形成一个经过跨模式变异自动编码器培训的潜在矢量。政策模块提供了辅助性控制投入,经过强化算法TD3培训。我们进行了一项用户研究(n=33),参与者在五个候选平台上安装了模拟无人驾驶无人驾驶飞机,但助理却没有使用。尽管目标平台的参与者都了解了辅助技能,但目标平台,但获得协助。

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