Equipping drones with target search capabilities is highly desirable for applications in disaster rescue and smart warehouse delivery systems. Multiple intelligent drones that can collaborate with each other and maneuver among obstacles show more effectiveness in accomplishing tasks in a shorter amount of time. However, carrying out collaborative target search (CTS) without prior target information is extremely challenging, especially with a visual drone swarm. In this work, we propose a novel data-efficient deep reinforcement learning (DRL) approach called adaptive curriculum embedded multistage learning (ACEMSL) to address these challenges, mainly 3-D sparse reward space exploration with limited visual perception and collaborative behavior requirements. Specifically, we decompose the CTS task into several subtasks including individual obstacle avoidance, target search, and inter-agent collaboration, and progressively train the agents with multistage learning. Meanwhile, an adaptive embedded curriculum (AEC) is designed, where the task difficulty level (TDL) can be adaptively adjusted based on the success rate (SR) achieved in training. ACEMSL allows data-efficient training and individual-team reward allocation for the visual drone swarm. Furthermore, we deploy the trained model over a real visual drone swarm and perform CTS operations without fine-tuning. Extensive simulations and real-world flight tests validate the effectiveness and generalizability of ACEMSL. The project is available at https://github.com/NTU-UAVG/CTS-visual-drone-swarm.git.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员