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:在密集交通中的自动驾驶视觉化城市驾驶是非常具有挑战性的,因为城市环境复杂,驾驶行为的动态性。广泛应用的方法要么严重依赖于手工制作的规则,要么从有限的人类经验中学习,这使得它们难以推广到罕见但关键的情况。在本文中,我们提出了一种新颖的CAscade Deep REinforcement learning framework,CADRE,以实现基于视觉的自动驾驶。在CADRE中,为了从原始观测中导出代表性的潜在特征,我们首先离线训练了一个Co-attention Perception Module(CoPM),它利用共同关注机制从预收集的驾驶数据集中学习视觉和控制信息之间的相互关系。在冻结的CoPM的级联作用下,我们提出了一个高效的分布式近端策略优化框架,在特别设计的奖励函数的指导下在线学习驾驶策略。我们进行了一项全面的实证研究,使用CARLA NoCrash基准测试以及自动驾驶任务中特定的避障场景。实验证明了CADRE的有效性以及它对现有技术的显着优越性。

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
6+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
57+阅读 · 2020年1月16日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+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
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+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
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
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+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