We investigate the problem of autonomous racing among teams of cooperative agents that are subject to realistic racing rules. Our work extends previous research on hierarchical control in head-to-head autonomous racing by considering a generalized version of the problem while maintaining the two-level hierarchical control structure. A high-level tactical planner constructs a discrete game that encodes the complex rules using simplified dynamics to produce a sequence of target waypoints. The low-level path planner uses these waypoints as a reference trajectory and computes high-resolution control inputs by solving a simplified formulation of a racing game with a simplified representation of the realistic racing rules. We explore two approaches for the low-level path planner: training a multi-agent reinforcement learning (MARL) policy and solving a linear-quadratic Nash game (LQNG) approximation. We evaluate our controllers on simple and complex tracks against three baselines: an end-to-end MARL controller, a MARL controller tracking a fixed racing line, and an LQNG controller tracking a fixed racing line. Quantitative results show our hierarchical methods outperform the baselines in terms of race wins, overall team performance, and compliance with the rules. Qualitatively, we observe the hierarchical controllers mimic actions performed by expert human drivers such as coordinated overtaking, defending against multiple opponents, and long-term planning for delayed advantages.


翻译:我们的工作扩展了以往关于头对头自动赛中等级控制的研究,我们研究了这一问题的普遍版本,同时保持了两级等级控制结构。高级别战术规划员构建了一个独立的游戏,用简化的动态编码复杂的规则,以产生一系列目标路标。低级别路径规划员将这些路径点用作参考轨迹,并通过解决简化的比赛模式,简化现实赛规则代表,计算出高分辨率控制投入。我们探索了低级别路径规划员的两个方法:培训多剂强化学习(MARL)政策和解决线性赤道纳什游戏(LQNG)近似。我们根据三个基线评估我们的简单和复杂轨迹:端到端的MARL控制员、跟踪固定赛线的MARL控制员和跟踪固定赛线的LQNG控制员。定量结果显示,我们的等级方法在种族胜利、总体业绩、总体团队性纳什比赛(LQNG)政策方面超越了基线,我们用专家级优势来捍卫多级规则,并遵守了多级规则。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
72+阅读 · 2022年6月28日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012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
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
26+阅读 · 2023年1月5日
Arxiv
12+阅读 · 2021年6月21日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7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
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012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
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员