基于深度强化学习的无人船全覆盖路径规划

无人船使用传统“之”字形算法在不规则岛屿区域执行海上搜索任务时，无法实现全覆盖路径规划。针对该问题，文中提出一种将“之”字形算法和基于深度强化学习的无人船全覆盖路径规划算法框架相结合的混合算法，对大范围无障碍区域使用“之”字形算法，对存在障碍的小范围区域使用深度强化学习算法框架，并引入内在好奇心模块增强该算法框架的收敛速度。该算法框架将搜索区域的地图信息转换成矢量观测值并通过全连接层传递给智能体，从而训练出一个神经网络为无人船做规划决策，在满足规避障碍物的安全约束条件下实现任务区域的全覆盖。试验方面，通过Unity3D仿真平台搭建三维环境模型，验证该混合算法的可行性。结果表明，所提出的无人船全覆盖路径规划算法框架可在岛屿区域达到覆盖率100%，且路径较短。