An Optimized Path Planning Method for Coastal Ships Based on Improved DDPG and DP
Notice bibliographique
Résumé
Deep Reinforcement Learning (DRL) is widely used in path planning with its powerful neural network fitting ability and learning ability. However, existing DRL-based methods use discrete action space and do not consider the impact of historical state information, resulting in the algorithm not being able to learn the optimal strategy to plan the path, and the planned path has arcs or too many corners, which does not meet the actual sailing requirements of the ship. In this paper, an optimized path planning method for coastal ships based on improved Deep Deterministic Policy Gradient (DDPG) and Douglas–Peucker (DP) algorithm is proposed. Firstly, Long Short-Term Memory (LSTM) is used to improve the network structure of DDPG, which uses the historical state information to approximate the current environmental state information, so that the predicted action is more accurate. On the other hand, the traditional reward function of DDPG may lead to low learning efficiency and convergence speed of the model. Hence, this paper improves the reward principle of traditional DDPG through the mainline reward function and auxiliary reward function, which not only helps to plan a better path for ship but also improves the convergence speed of the model. Secondly, aiming at the problem that too many turning points exist in the above-planned path which may increase the navigation risk, an improved DP algorithm is proposed to further optimize the planned path to make the final path more safe and economical. Finally, simulation experiments are carried out to verify the proposed method from the aspects of plan planning effect and convergence trend. Results show that the proposed method can plan safe and economic navigation paths and has good stability and convergence.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».