Araştırma Makalesi

Derin Takviyeli Öğrenme Tabanlı Bilinmeyen Ortamda Çoklu Robot Navigasyonu

Cilt: 34 Sayı: 2 30 Eylül 2022
PDF İndir
EN TR

Derin Takviyeli Öğrenme Tabanlı Bilinmeyen Ortamda Çoklu Robot Navigasyonu

Öz

Günümüzde mobil robotların navigasyon problemini derin takviyeli öğrenme (DRL) ile çözmeye çalışmak ilgi çekici konulardan birisi haline gelmiştir. Tekli mobil robotlarda DRL yüksek başarı oranlarına ulaşmıştır. Çoklu robot sistemlerinde ise, problemin karmaşıklığı üstel bir şekilde arttığı için maliyeti yüksek ve daha zorlu iş haline gelmektedir. Bu çalışmada ise DRL ile çoklu robot navigasyonu problemine çözüm getirilmeye çalışılmıştır. Önerilen yaklaşımdaki sistemde eşzamanlı bir ortam, bu ortamda birden fazla robot, hedef, engel bulunmaktadır. Ortamda robotlar sırasıyla eylem seçerek, hareket ederler. Aynı zamanda robotlar kendilerinden başka robotlar için dinamik bir engel işlevi görmektedir. Robotlar kendi hedeflerine en kısa yoldan herhangi bir çarpışma yaşamadan ulaşmaya çalışırlar. Aynı zamanda robotlar bir başka robotla çarpışmayacak şekilde veya bir başka robotun rotasını uzatmayacak şekilde yol planlaması yapmaya çalışırlar. Bunları sağlayabilmek için çok ajanlı deep q-network (DQN) algoritması, hedefe yönelik bir durum verisi, güçlendirilmiş adaptif ödül mekanizması kullanılmıştır. Önerilen yaklaşım doğrultusunda oluşturulan sistem tek bir robotun navigasyon başarısı, çoklu robot sisteminin navigasyon başarısı, birim-kare başına düşen robot sayısına göre başarı oranı olarak değerlendirilmiştir. Bu değerlendirmeler önerilen yaklaşımın performansını doğrulamıştır.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. J. Yu and S. M. LaValle, “Optimal Multirobot path planning on graphs: Complete algorithms and effective heuristics,” IEEE Transactions on Robotics, vol. 32, no. 5, pp. 1163–1177, 2016.
  2. N. F. Bar, H. Yetis, and M. Karakose, “Deep Reinforcement Learning Approach with adaptive reward system for robot navigation in Dynamic Environments,” Interdisciplinary Research in Technology and Management, pp. 349–355, 2021.
  3. M. Pfeiffer et al., “Reinforced Imitation: Sample Efficient Deep Reinforcement Learning for Map-less Navigation by Leveraging Prior Demonstrations.” arXiv, 2018. doi: 10.48550/ARXIV.1805.07095.
  4. T. Xuan Tung and T. Dung Ngo, "Socially Aware Robot Navigation Using Deep Reinforcement Learning," 2018 IEEE Canadian Conference on Electrical & Computer Engineering (CCECE), 2018, pp. 1-5, doi: 10.1109/CCECE.2018.8447854.
  5. S. -H. Han, H. -J. Choi, P. Benz and J. Loaiciga, "Sensor-Based Mobile Robot Navigation via Deep Reinforcement Learning," 2018 IEEE International Conference on Big Data and Smart Computing (BigComp), 2018, pp. 147-154, doi: 10.1109/BigComp.2018.00030.
  6. X. Qiu, K. Wan and F. Li, "Autonomous Robot Navigation in Dynamic Environment Using Deep Reinforcement Learning," 2019 IEEE 2nd International Conference on Automation, Electronics and Electrical Engineering (AUTEEE), 2019, pp. 338-342, doi: 10.1109/AUTEEE48671.2019.9033166.
  7. H. Surmann, C. Jestel, R. Marchel, F. Musberg, H. Elhadj, and M. Ardani, “Deep Reinforcement learning for real autonomous mobile robot navigation in indoor environments.” arXiv, 2020. doi: 10.48550/ARXIV.2005.13857.
  8. V. Mnih et al., “Human-level control through deep reinforcement learning,” Nature, vol. 518, no. 7540. Springer Science and Business Media LLC, pp. 529–533, Feb. 25, 2015. doi: 10.1038/nature14236.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

30 Eylül 2022

Gönderilme Tarihi

30 Mayıs 2022

Kabul Tarihi

3 Eylül 2022

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2022 Cilt: 34 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA
Bar, N. F., & Karaköse, M. (2022). Derin Takviyeli Öğrenme Tabanlı Bilinmeyen Ortamda Çoklu Robot Navigasyonu. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 34(2), 699-707. https://doi.org/10.35234/fumbd.1122947
AMA
1.Bar NF, Karaköse M. Derin Takviyeli Öğrenme Tabanlı Bilinmeyen Ortamda Çoklu Robot Navigasyonu. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2022;34(2):699-707. doi:10.35234/fumbd.1122947
Chicago
Bar, Niyazi Furkan, ve Mehmet Karaköse. 2022. “Derin Takviyeli Öğrenme Tabanlı Bilinmeyen Ortamda Çoklu Robot Navigasyonu”. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 34 (2): 699-707. https://doi.org/10.35234/fumbd.1122947.
EndNote
Bar NF, Karaköse M (01 Eylül 2022) Derin Takviyeli Öğrenme Tabanlı Bilinmeyen Ortamda Çoklu Robot Navigasyonu. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 34 2 699–707.
IEEE
[1]N. F. Bar ve M. Karaköse, “Derin Takviyeli Öğrenme Tabanlı Bilinmeyen Ortamda Çoklu Robot Navigasyonu”, Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 34, sy 2, ss. 699–707, Eyl. 2022, doi: 10.35234/fumbd.1122947.
ISNAD
Bar, Niyazi Furkan - Karaköse, Mehmet. “Derin Takviyeli Öğrenme Tabanlı Bilinmeyen Ortamda Çoklu Robot Navigasyonu”. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 34/2 (01 Eylül 2022): 699-707. https://doi.org/10.35234/fumbd.1122947.
JAMA
1.Bar NF, Karaköse M. Derin Takviyeli Öğrenme Tabanlı Bilinmeyen Ortamda Çoklu Robot Navigasyonu. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2022;34:699–707.
MLA
Bar, Niyazi Furkan, ve Mehmet Karaköse. “Derin Takviyeli Öğrenme Tabanlı Bilinmeyen Ortamda Çoklu Robot Navigasyonu”. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 34, sy 2, Eylül 2022, ss. 699-07, doi:10.35234/fumbd.1122947.
Vancouver
1.Niyazi Furkan Bar, Mehmet Karaköse. Derin Takviyeli Öğrenme Tabanlı Bilinmeyen Ortamda Çoklu Robot Navigasyonu. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 01 Eylül 2022;34(2):699-707. doi:10.35234/fumbd.1122947

Cited By