Uncertainty-aware hybrid paradigm of nonlinear MPC and model-based RL for offroad navigation: Exploration of transformers in the predictive model
Notice bibliographique
Résumé
In this paper, we investigate a hybrid scheme that combines nonlinear model predictive control (MPC) and model-based reinforcement learning (RL) for navigation planning of an autonomous model car across offroad, unstructured terrains without relying on predefined maps. Our innovative approach takes inspiration from BADGR, an LSTM-based network that primarily concentrates on environment modeling, but distinguishes itself by substituting LSTM modules with transformers to greatly elevate the performance of our model. Addressing uncertainty within the system, we train an ensemble of predictive models and estimate the mutual information between model weights and outputs, facilitating dynamic horizon planning through the introduction of variable speeds. Further enhancing our methodology, we incorporate a nonlinear MPC controller that accounts for the intricacies of the vehicle’s model and states. The model-based RL facet produces steering angles and quantifies inherent uncertainty. At the same time, the nonlinear MPC suggests optimal throttle settings, striking a balance between goal attainment speed and managing model uncertainty influenced by velocity. In the conducted studies, our approach excels over the existing baseline by consistently achieving higher metric values in predicting future events and seamlessly integrating the vehicle’s kinematic model for enhanced decision-making. The code and the evaluation data are available at (Github-repo).
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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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| 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) | 0,001 | 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 ».