KR20230045826A - Method, computer system, and computer program for reinforcement learning-based navigation adaptable to sensor configuration and robot shape - Google Patents
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Abstract
Description
아래의 설명은 로봇의 자율주행 기술에 관한 것이다.The description below relates to the autonomous driving technology of robots.
자율주행 로봇은 산업분야에 널리 사용되는 로봇이 응용된 기술로, 일례로 오도메트리(Odometry) 방식을 이용하여 속도 정보와 방위각 정보 등을 획득한 후 이전 위치에서 다음 위치까지의 이동 거리 및 방향에 대한 정보를 연산하여 자신의 위치와 방향을 인식할 수 있다.The self-driving robot is a technology applied to robots widely used in the industrial field. For example, after obtaining speed information and azimuth information by using an odometry method, the moving distance and direction from the previous position to the next position You can recognize your location and direction by calculating the information on .
예를 들어, 한국 등록특허 제10-1771643호(등록일 2017년 08월 21일)에는 절대 좌표를 인식하여 목적지까지 자동으로 이동할 수 있는 자율주행 로봇 및 이의 내비게이션 방법이 개시되어 있다.For example, Korean Patent Registration No. 10-1771643 (registered on August 21, 2017) discloses an autonomous robot capable of automatically moving to a destination by recognizing absolute coordinates and a navigation method thereof.
다양한 형태와 센서 구성을 가진 로봇이 자율주행할 수 있도록 하는 강화학습 알고리즘을 제공한다.It provides a reinforcement learning algorithm that allows robots with various shapes and sensor configurations to drive autonomously.
시뮬레이션 상에서 로봇 형태와 센서 구성을 랜덤화(randomization)하여 학습하는 알고리즘을 제공한다.An algorithm for learning by randomizing the robot shape and sensor configuration in the simulation is provided.
컴퓨터 시스템에서 실행되는 자율주행 학습 방법에 있어서, 상기 컴퓨터 시스템은 메모리에 포함된 컴퓨터 판독가능한 명령들을 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 자율주행 학습 방법은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 시뮬레이션 상의 적어도 하나의 로봇 에이전트에 자율주행 파라미터로서 로봇 형태(robot shape)와 센서 구성(sensor configuration)을 포함하는 로봇 설정 파라미터를 랜덤하게 부여하여 로봇 자율주행을 학습하는 단계를 포함하는 자율주행 학습 방법을 제공한다.An autonomous driving learning method executed in a computer system, wherein the computer system includes at least one processor configured to execute computer readable instructions contained in a memory, and the autonomous driving learning method is performed by the at least one processor. , Learning autonomous driving by randomly assigning robot setting parameters including a robot shape and sensor configuration as autonomous driving parameters to at least one robot agent in the simulation to learn autonomous driving. provides a way
일 측면에 따르면, 상기 학습하는 단계는, 상기 로봇 에이전트를 대상으로 랜덤 샘플링된 로봇 설정 파라미터를 입력으로 하는 강화학습(reinforcement learning)을 수행할 수 있다.According to one aspect, in the learning step, reinforcement learning may be performed for the robot agent using randomly sampled robot setting parameters as an input.
다른 측면에 따르면, 상기 센서 구성에 해당되는 로봇 설정 파라미터는 센서 시스템의 FOV(field of view) 및 최대 탐지 범위(maximum sensing range) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to another aspect, the robot setting parameter corresponding to the sensor configuration may include at least one of a field of view (FOV) and a maximum sensing range of the sensor system.
또 다른 측면에 따르면, 상기 학습하는 단계는, 하인드사이트 도메인 랜덤화(hindsight domain randomization)에 기초하여 상기 로봇 설정 파라미터를 샘플링하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect, the learning may include sampling the robot configuration parameters based on hindsight domain randomization.
또 다른 측면에 따르면, 상기 학습하는 단계는, 비대칭 AC(Actor-Critic) 모델 기반 신경망을 이용하여 상기 로봇 에이전트의 자율주행을 학습할 수 있다.According to another aspect, in the learning step, autonomous navigation of the robot agent may be learned using an asymmetric actor-critic (AC) model-based neural network.
또 다른 측면에 따르면, 상기 학습하는 단계는, 상기 로봇 자율주행의 학습을 위한 신경망의 입력으로 로봇으로부터 실시간으로 획득하는 센서 값과 자율주행 정책과 관련하여 랜덤하게 부여되는 상기 로봇 설정 파라미터를 사용하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect, the learning may include using sensor values obtained in real time from a robot as inputs of a neural network for learning robot autonomous driving and the robot setting parameters randomly given in relation to an autonomous driving policy. steps may be included.
또 다른 측면에 따르면, 상기 자율주행 학습 방법은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 상기 로봇 설정 파라미터로 학습된 상기 로봇 에이전트에 대해 미세조정(fine-tuning)을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another aspect, the self-driving learning method may further include performing, by the at least one processor, fine-tuning on the robot agent learned with the robot setting parameters. .
또 다른 측면에 따르면, 상기 학습하는 단계는, 비대칭 AC(Actor-Critic) 모델 기반 신경망을 이용하여 상기 로봇 에이전트의 자율주행을 학습하고, 상기 수행하는 단계는, 상기 비대칭 AC 모델의 손실에 정규화 손실 텀(regularization loss term)을 추가하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect, the learning may include learning autonomous driving of the robot agent using an asymmetric AC (Actor-Critic) model-based neural network, and the performing may include a normalization loss in the loss of the asymmetric AC model. It may include adding a term (regularization loss term).
또 다른 측면에 따르면, 상기 자율주행 학습 방법은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 상기 로봇 설정 파라미터에 대한 선호 데이터(preference data)를 이용하여 상기 로봇 설정 파라미터를 최적화하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another aspect, the autonomous driving learning method may further include optimizing, by the at least one processor, the robot setting parameters using preference data for the robot setting parameters. .
또 다른 측면에 따르면, 상기 최적화하는 단계는, 상기 로봇 설정 파라미터가 설정된 로봇의 주행 영상에 대한 피드백을 반영하여 상기 로봇 설정 파라미터를 최적화할 수 있다.According to another aspect, the optimizing may include optimizing the robot setting parameters by reflecting feedback on a driving image of the robot for which the robot setting parameters are set.
상기 자율주행 학습 방법을 상기 컴퓨터 시스템에 실행시키기 위해 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장되는 컴퓨터 프로그램을 제공한다.A computer program stored in a computer readable recording medium is provided to execute the self-driving learning method on the computer system.
컴퓨터 시스템에 있어서, 메모리에 포함된 컴퓨터 판독가능한 명령들을 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 시뮬레이션 상의 적어도 하나의 로봇 에이전트에 자율주행 파라미터로서 로봇 형태와 센서 구성을 포함하는 로봇 설정 파라미터를 랜덤하게 부여하여 로봇 자율주행을 학습하는 학습부를 포함하는 컴퓨터 시스템을 제공한다.A computer system comprising at least one processor configured to execute computer readable instructions contained in a memory, wherein the at least one processor provides a robot shape and sensor configuration as autonomous driving parameters to at least one robot agent in a simulation. Provided is a computer system including a learning unit for learning robot self-driving by randomly assigning robot setting parameters.
본 발명의 실시예들에 따르면, 다양한 센서 구성과 로봇 형태에 사용할 수 있는 일반화된 강화학습 에이전트를 제공할 수 있다.According to embodiments of the present invention, it is possible to provide a generalized reinforcement learning agent that can be used for various sensor configurations and robot types.
본 발명의 실시예들에 따르면, 센서 설정의 방대한 검색 공간을 극복하기 위한 하인드사이트 도메인 랜덤화 방법과 실제 환경에서 값비싼 컨텍스트 데이터를 요구하지 않고 더 나은 성능을 달성하기 위한 비대칭 AC 아키텍처를 사용할 수 있다.According to embodiments of the present invention, it is possible to use a hindsight domain randomization method to overcome the vast search space of sensor settings and an asymmetric AC architecture to achieve better performance without requiring expensive context data in a real environment. there is.
본 발명의 실시예들에 따르면, 학습된 에이전트를 백본 에이전트로 사용할 수 있어 적은 양의 데이터로 미세 조정하여 특정 로봇 형태와 센서 설정이 주어졌을 때 기준치에 비해 경쟁력 있고 보다 나은 성능을 발휘할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the learned agent can be used as a backbone agent, which can be fine-tuned with a small amount of data to be competitive and perform better than the baseline given a specific robot shape and sensor settings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서 컴퓨터 시스템의 내부 구성의 일례를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 프로세서가 포함할 수 있는 구성요소의 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 시스템이 수행할 수 있는 자율주행 학습 방법의 예를 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서 로봇 설정 파라미터 바운더리 예시를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서 적응형 자율주행 정책 학습을 위한 신경망의 예를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서 유틸리티 함수 학습을 위한 신경망의 예를 도시한 것이다.1 is a block diagram for explaining an example of an internal configuration of a computer system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing an example of components that may be included in a processor of a computer system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating an example of an autonomous driving learning method that can be performed by a computer system according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows an example of a robot setting parameter boundary in one embodiment of the present invention.
5 illustrates an example of a neural network for adaptive self-driving policy learning according to an embodiment of the present invention.
6 illustrates an example of a neural network for learning a utility function according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예들은 로봇의 자율주행 기술에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to autonomous driving technology for robots.
본 명세서에서 구체적으로 개시되는 것들을 포함하는 실시예들은 다양한 로봇 형태와 센서 구성에 적용할 수 있는 새로운 심층 강화학습 기반 자율주행 기술을 제공할 수 있다.Embodiments including those specifically disclosed in this specification can provide a new deep reinforcement learning-based autonomous driving technology that can be applied to various robot types and sensor configurations.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 예를 도시한 블록도이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들에 따른 자율주행 학습 시스템은 도 1을 통해 도시된 컴퓨터 시스템(100)에 의해 구현될 수 있다.1 is a block diagram illustrating an example of a computer system according to one embodiment of the present invention. For example, an autonomous driving learning system according to embodiments of the present invention may be implemented by the
도 1에 도시된 바와 같이 컴퓨터 시스템(100)은 본 발명의 실시예들에 따른 자율주행 학습 방법을 실행하기 위한 구성요소로서, 메모리(110), 프로세서(120), 통신 인터페이스(130) 그리고 입출력 인터페이스(140)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the
메모리(110)는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체로서, RAM(random access memory), ROM(read only memory) 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다. 여기서 ROM과 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치는 메모리(110)와는 구분되는 별도의 영구 저장 장치로서 컴퓨터 시스템(100)에 포함될 수도 있다. 또한, 메모리(110)에는 운영체제와 적어도 하나의 프로그램 코드가 저장될 수 있다. 이러한 소프트웨어 구성요소들은 메모리(110)와는 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체로부터 메모리(110)로 로딩될 수 있다. 이러한 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체는 플로피 드라이브, 디스크, 테이프, DVD/CD-ROM 드라이브, 메모리 카드 등의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서 소프트웨어 구성요소들은 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체가 아닌 통신 인터페이스(130)를 통해 메모리(110)에 로딩될 수도 있다. 예를 들어, 소프트웨어 구성요소들은 네트워크(160)를 통해 수신되는 파일들에 의해 설치되는 컴퓨터 프로그램에 기반하여 컴퓨터 시스템(100)의 메모리(110)에 로딩될 수 있다.The
프로세서(120)는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리(110) 또는 통신 인터페이스(130)에 의해 프로세서(120)로 제공될 수 있다. 예를 들어 프로세서(120)는 메모리(110)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 수신되는 명령을 실행하도록 구성될 수 있다.The
통신 인터페이스(130)은 네트워크(160)를 통해 컴퓨터 시스템(100)이 다른 장치와 서로 통신하기 위한 기능을 제공할 수 있다. 일례로, 컴퓨터 시스템(100)의 프로세서(120)가 메모리(110)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 생성한 요청이나 명령, 데이터, 파일 등이 통신 인터페이스(130)의 제어에 따라 네트워크(160)를 통해 다른 장치들로 전달될 수 있다. 역으로, 다른 장치로부터의 신호나 명령, 데이터, 파일 등이 네트워크(160)를 거쳐 컴퓨터 시스템(100)의 통신 인터페이스(130)를 통해 컴퓨터 시스템(100)으로 수신될 수 있다. 통신 인터페이스(130)를 통해 수신된 신호나 명령, 데이터 등은 프로세서(120)나 메모리(110)로 전달될 수 있고, 파일 등은 컴퓨터 시스템(100)이 더 포함할 수 있는 저장 매체(상술한 영구 저장 장치)로 저장될 수 있다.
통신 방식은 제한되지 않으며, 네트워크(160)가 포함할 수 있는 통신망(일례로, 이동통신망, 유선 인터넷, 무선 인터넷, 방송망)을 활용하는 통신 방식뿐만 아니라 기기들간의 근거리 유선/무선 통신 역시 포함될 수 있다. 예를 들어, 네트워크(160)는, PAN(personal area network), LAN(local area network), CAN(campus area network), MAN(metropolitan area network), WAN(wide area network), BBN(broadband network), 인터넷 등의 네트워크 중 하나 이상의 임의의 네트워크를 포함할 수 있다. 또한, 네트워크(160)는 버스 네트워크, 스타 네트워크, 링 네트워크, 메쉬 네트워크, 스타-버스 네트워크, 트리 또는 계층적(hierarchical) 네트워크 등을 포함하는 네트워크 토폴로지 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The communication method is not limited, and may include not only a communication method utilizing a communication network (eg, a mobile communication network, wired Internet, wireless Internet, and broadcasting network) that the
입출력 인터페이스(140)는 입출력 장치(150)와의 인터페이스를 위한 수단일 수 있다. 예를 들어, 입력 장치는 마이크, 키보드, 카메라 또는 마우스 등의 장치를, 그리고 출력 장치는 디스플레이, 스피커와 같은 장치를 포함할 수 있다. 다른 예로 입출력 인터페이스(140)는 터치스크린과 같이 입력과 출력을 위한 기능이 하나로 통합된 장치와의 인터페이스를 위한 수단일 수도 있다. 입출력 장치(150)는 컴퓨터 시스템(100)과 하나의 장치로 구성될 수도 있다.The input/
또한, 다른 실시예들에서 컴퓨터 시스템(100)은 도 1의 구성요소들보다 더 적은 혹은 더 많은 구성요소들을 포함할 수도 있다. 그러나, 대부분의 종래기술적 구성요소들을 명확하게 도시할 필요성은 없다. 예를 들어, 컴퓨터 시스템(100)은 상술한 입출력 장치(150) 중 적어도 일부를 포함하도록 구현되거나 또는 트랜시버(transceiver), 카메라, 각종 센서, 데이터베이스 등과 같은 다른 구성요소들을 더 포함할 수도 있다.Also, in other embodiments,
먼저, 관련 연구를 살펴보면 다음과 같다.First, the related studies are as follows.
<심층 강화학습 기반 이동 로봇 자율주행><Deep Reinforcement Learning-based Mobile Robot Autonomous Driving>
최근에는 자율주행에 대한 심층 강화학습 방식이 활발하게 연구되고 있으며, 강화학습을 이용한 로봇의 자율주행 기술은 경로 계획(path planning) 기반 자율주행보다 높은 성능을 보이고 있다.Recently, deep reinforcement learning methods for autonomous driving have been actively studied, and robot autonomous driving technology using reinforcement learning shows higher performance than path planning-based autonomous driving.
강화학습 기반 자율주행 기술은 복잡한 장애물이나 움직이는 장애물에 대한 충돌 회피 측면 등에서 경로 계획 기반 자율주행 기술보다 우수한 성능과 견고성을 가지고 있으나, 학습된 설정과 다른 형태나 센서 구성을 가진 로봇에 적용할 수 있다.Reinforcement learning-based autonomous driving technology has better performance and robustness than path planning-based autonomous driving technology in terms of collision avoidance with complex obstacles or moving obstacles, but it can be applied to robots with different shapes or sensor configurations from the learned settings. .
본 실시예들은 센서 구성과 로봇 형태에 대한 다양한 설정으로 강화학습 에이전트를 일반화할 수 있도록 한다.These embodiments make it possible to generalize reinforcement learning agents with various settings for sensor configurations and robot types.
<심층 강화학습에 대한 도메인 랜덤화><Domain Randomization for Deep Reinforcement Learning>
도메인 랜덤화는 견고성과 성능 향상을 위한 로봇 강화학습에 널리 사용되고 있다. 로봇의 최대 속도, 가속도 및 장애물로부터의 안전 거리 등 자율주행 파라미터를 랜덤화할 수 있으나, 자율주행 파라미터의 검색 공간이 커질수록 랜덤화의 효과는 저하된다.Domain randomization is widely used in robot reinforcement learning to improve robustness and performance. Although autonomous driving parameters such as maximum speed, acceleration, and safety distance from obstacles of the robot can be randomized, the effect of randomization decreases as the search space for autonomous driving parameters increases.
본 실시예들은 다양한 센서 구성에 대한 일반화를 개선하기 위해 하인드사이트(hindsight) 도메인 랜덤화를 적용할 수 있다.The present embodiments may apply hindsight domain randomization to improve generalization to various sensor configurations.
<메타 강화학습과의 관계><Relationship with meta-reinforcement learning>
메타 강화학습은 강화학습 에이전트를 구축하기 위한 프레임워크로 강화학습 에이전트 배치에서 샘플링된 많은 태스크에 대한 학습을 통해 새로운 태스크에 빠르게 적응할 수 있다.Meta-reinforcement learning is a framework for building reinforcement learning agents, which can quickly adapt to new tasks through learning on many tasks sampled from batches of reinforcement learning agents.
본 실시예들은 설정 분포에서 빠른 적응을 위해 컨텍스트(로봇 설정) 정보를 사용함과 아울러 관찰 데이터에서 상황변수를 형성하는 방법을 학습하는 것으로, 메타 강화학습 방법과 달리 상황변수 정보를 에이전트에 직접 제공할 수 있다.The present embodiments use context (robot setting) information for quick adaptation in the setting distribution and learn how to form situation variables from observation data. Unlike the meta reinforcement learning method, situation variable information can be directly provided to the agent. can
<비대칭 AC(Actor-Critic) 아키텍처><Asymmetric AC (Actor-Critic) Architecture>
AC 방법은 가치 함수(value function)를 학습하는 actor 모델과 학습된 가치 함수를 최대화하는 정책을 학습하는 critic 모델로 구성된 강화학습 알고리즘이다.The AC method is a reinforcement learning algorithm composed of an actor model that learns a value function and a critic model that learns a policy that maximizes the learned value function.
비전 기반 로봇 쥐기 과제를 학습하기 위해 AC 방법을 활용하고 있으며, 다중 에이전트 강화학습 설정에서 다른 에이전트의 정보를 critic 모델에 제공하는 연구가 존재한다.The AC method is used to learn the vision-based robot grasping task, and there are studies that provide information of other agents to the critic model in a multi-agent reinforcement learning setting.
최근 연구에서는 시야가 제한된 센서를 탑재한 이동 로봇의 내비게이션에 비대칭 AC 아키텍처를 사용하고 있다.A recent study uses an asymmetric AC architecture for the navigation of a mobile robot equipped with a sensor with a limited field of view.
본 실시예에서는 값비싼 정보를 요구하지 않고 센서 구성의 극단적인 랜덤화 상태에서 에이전트의 성능을 개선하기 위해 비대칭 AC 아키텍처와 유사한 접근 방식을 사용한다.In this embodiment, we use an approach similar to the asymmetric AC architecture to improve the agent's performance under extreme randomization of sensor configuration without requiring expensive information.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 프로세서가 포함할 수 있는 구성요소의 예를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 시스템이 수행할 수 있는 자율주행 학습 방법의 예를 도시한 순서도이다.2 is a diagram showing an example of components that may be included in a processor of a computer system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an autonomous driving that a computer system according to an embodiment of the present invention may perform. It is a flow chart showing an example of a learning method.
도 2에 도시된 바와 같이, 프로세서(120)는 학습부(210), 및 미세조정부(220)를 포함할 수 있다. 이러한 프로세서(120)의 구성요소들은 적어도 하나의 프로그램 코드에 의해 제공되는 제어 명령에 따라 프로세서(120)에 의해 수행되는 서로 다른 기능들(different functions)의 표현들일 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)가 심층 강화학습을 기초로 로봇의 자율주행을 학습하도록 컴퓨터 시스템(100)을 제어하기 위해 동작하는 기능적 표현으로서 학습부(210)가 사용될 수 있다.As shown in FIG. 2 , the
프로세서(120) 및 프로세서(120)의 구성요소들은 도 3의 자율주행 학습 방법이 포함하는 단계들(S310 내지 S320)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120) 및 프로세서(120)의 구성요소들은 메모리(110)가 포함하는 운영체제의 코드와 상술한 적어도 하나의 프로그램 코드에 따른 명령(instruction)을 실행하도록 구현될 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 프로그램 코드는 자율주행 학습 방법을 처리하기 위해 구현된 프로그램의 코드에 대응될 수 있다.The
자율주행 학습 방법은 도시된 순서대로 발생하지 않을 수 있으며, 단계들 중 일부가 생략되거나 추가의 과정이 더 포함될 수 있다.The self-driving learning method may not occur in the shown order, and some of the steps may be omitted or additional processes may be included.
프로세서(120)는 자율주행 학습 방법을 위한 프로그램 파일에 저장된 프로그램 코드를 메모리(110)에 로딩할 수 있다. 예를 들어, 자율주행 학습 방법을 위한 프로그램 파일은 메모리(110)와는 구분되는 영구 저장 장치에 저장되어 있을 수 있고, 프로세서(120)는 버스를 통해 영구 저장 장치에 저장된 프로그램 파일로부터 프로그램 코드가 메모리(110)에 로딩되도록 컴퓨터 시스템(100)을 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(120) 및 프로세서(120)가 포함하는 학습부(210), 및 미세조정부(220) 각각은 메모리(110)에 로딩된 프로그램 코드 중 대응하는 부분의 명령을 실행하여 이후 단계들(S310 내지 S320)을 실행하기 위한 프로세서(120)의 서로 다른 기능적 표현들일 수 있다. 단계들(S310 내지 S320)의 실행을 위해, 프로세서(120) 및 프로세서(120)의 구성요소들은 직접 제어 명령에 따른 연산을 처리하거나 또는 컴퓨터 시스템(100)을 제어할 수 있다.The
강화학습 기반 자율주행 문제를 공식화하면 다음과 같다.The formulation of the reinforcement learning-based autonomous driving problem is as follows.
본 발명에서의 문제 설정은 로봇이 장애물에 충돌하지 않고 경유지를 순차적으로 통과해야 하는 바퀴형 이동 로봇의 자율주행이다.The problem setting in the present invention is the autonomous driving of a wheeled mobile robot in which the robot must sequentially pass through waypoints without colliding with obstacles.
에이전트(즉, 로봇)는 목적지까지의 경로를 이동하고, 이때 경로는 일련의 경유지로 표현될 수 있다. 에이전트가 마지막 경유지(목적지)에 도달하면 새로운 목표와 경유지가 주어지고, 태스크를 부분 관찰 마르코프 의사결정 프로세스(partially observed Markov decision process)(S, A, Ω, r, p trans, p obs)로 모델링한다. 이때, S는 상태(states), A는 액션(actions), Ω는 관측(observations), r은 보상 함수(reward function), p trans은 조건부 상태-전환(conditional state-transition), p obs은 관측 확률(observation probabilities)을 의미한다.An agent (i.e., a robot) travels a route to a destination, and at this time, the route can be expressed as a series of waypoints. When the agent reaches its last waypoint (destination), it is given a new goal and waypoint, modeling the task as a partially observed Markov decision process (S, A, Ω, r, p trans , po obs ) do. At this time, S is states, A is actions, Ω is observations, r is reward function, p trans is conditional state-transition, and p obs is observation It means observation probabilities.
(1) 로봇 설정 파라미터(robot setting parameters)(1) Robot setting parameters
로봇 설정 파라미터 w는 강화학습 기반 자율주행 에이전트의 동작에 영향을 미치는 자율주행 파라미터(navigation parameters)에 관한 것이다. 본 실시예에서는 내비게이션 성능을 위해 고려해야 하는 로봇의 특성에 기초하여 수학식 1과 같이 9가지 요소로 구성된 로봇 설정 파라미터 w를 고려한다.The robot setting parameter w relates to navigation parameters that affect the operation of the reinforcement learning-based autonomous navigation agent. In this embodiment, based on the characteristics of the robot to be considered for navigation performance, a robot setting parameter w composed of nine elements as shown in
[수학식 1][Equation 1]
여기서, wmaxL은 최대 선형 속도(maximum linear speed), wminL은 최소 선형 속도(minimum linear velocity), wmaxA는 최대 각속도(maximum angular speed), waccL은 선형 가속(linear acceleration), wdccL은 선형 감속(linear deceleration), waccA는 각 가속도(angular acceleration)를 의미한다.where w maxL is the maximum linear speed, w minL is the minimum linear velocity, w maxA is the maximum angular speed, w accL is the linear acceleration, and w dccL is For linear deceleration, w accA means angular acceleration.
그리고, 센서 구성과 관련된 로봇 설정 파라미터로서 wenabled는 센서 시스템의 FOV(field of view), wmaxR은 센서 시스템의 최대 탐지 범위(maximum sensing range)를 의미한다.And, as a robot setting parameter related to the sensor configuration, w enabled means the field of view (FOV) of the sensor system, and w maxR means the maximum sensing range of the sensor system.
마지막으로, 로봇 외형에 대한 로봇 설정 파라미터로서 wshape는 로봇 형태(shape)를 의미한다(). 일례로, 로봇 형태를 볼록 팔각형(convex octagon)으로 모델링 가능하고 로봇 형태와 센서 구성(wenabled, wmaxR)이 좌우 대칭인 것으로 가정한다.Finally, w shape as a robot setting parameter for the robot shape means the robot shape ( ). As an example, it is assumed that the robot shape can be modeled as a convex octagon and the robot shape and sensor configuration (w enabled , w maxR ) are symmetrical.
로봇 형태를 수학식 2와 같이 벡터로 표현할 수 있다.The robot shape can be expressed as a vector as shown in
[수학식 2][Equation 2]
팔각형의 각 정점은 (x1, y1), (x2, y2), (-x3, y3), (-x4, y4), (-x3, -y3), (x2, -y2), (x1, -y1)에 해당된다. 모든 좌표와 각도에 대해 특별한 언급이 없는 한 한 로봇의 로컬 좌표 프레임을 사용한다.Each vertex of an octagon is (x 1 , y 1 ), (x 2 , y 2 ), (-x 3 , y 3 ), (-x 4 , y 4 ), (-x 3 , -y 3 ), ( x 2 , -y 2 ) and (x 1 , -y 1 ). For all coordinates and angles, use the robot's local coordinate frame unless otherwise specified.
또한, 로봇의 크기를 수학식 3과 같이 정의할 수 있다.In addition, the size of the robot can be defined as in Equation 3.
[수학식 3][Equation 3]
(2) 상태(states)와 관측(observations)(2) states and observations
에이전트의 상태를 모든 경유지의 위치, 환경과 로봇 자체의 모든 장애물의 위치와 역학(속도, 가속, 정책 등)으로 모델링한다.We model the state of the agent as the position of all waypoints, the position and dynamics of all obstacles in the environment and the robot itself (speed, acceleration, policy, etc.).
실제 에이전트는 센서를 사용하여 일부 정보만 관찰할 수 있고 범위 센서, 경유지 위치 및 자체 속도를 사용하여 장애물의 위치를 관찰할 수 있다.A real agent can only observe some information using sensors, and it can observe the position of obstacles using range sensors, waypoint positions, and its own speed.
범위 센서 관측을 정의하기 위해 먼저 전체 범위 관측(full range observation) 을 정의한다. ofull의 i번째 요소는 로봇의 x축에서 2(i-1) 내지 2i도 내에 위치한 가장 가까운 장애물까지의 거리를 나타낸다.To define range sensor observations, first full range observation define o The i-th element of full represents the distance to the nearest obstacle located within 2(i-1) to 2i degrees from the robot's x-axis.
제한된 FOV 또는 TOF(sparse time of flight) 센서와 같은 다양한 센서 구성에서 범위 센서 관측 orange를 모델링하기 위해 각 요소가 해당 각도를 관찰할 수 있는지 여부를 나타내는 이진 벡터 과 최대값을 설명하는 을 추가로 정의하며, 이는 각 bin의 최대 탐지 범위를 나타낸다.Range sensor observations in various sensor configurations, such as limited FOV or sparse time of flight (TOF) sensors. o A binary vector indicating whether each element can observe its angle to model range . and describes the maximum is further defined, which represents the maximum detection range of each bin.
다시 말해, 범위 센서 관측 orange는 수학식 4와 같이 정의될 수 있다.In other words, the range sensor observation o range can be defined as in Equation 4.
[수학식 4][Equation 4]
여기서, 아래 첨자는 벡터의 i번째 요소를 나타낸다.Here, the subscript denotes the i-th element of the vector.
추가적으로, 을 정의하며, 여기서 ofull,i가 다른 에이전트에서 온다면 oagent,i는 1이고 그렇지 않다면 0이다.additionally, , where o agent ,i is 1 if o full ,i comes from another agent and 0 otherwise.
경로 정보 는 수학식 5와 같이 정의된다.route information Is defined as in Equation 5.
[수학식 5][Equation 5]
여기서, di는 [0.01, 100]m(meters)로 잘린 다음 i번째 경유지까지의 상대적 거리이고, θi는 다음 i번째 경유지에 대한 상대적 각도를 의미한다.Here, d i is the relative distance to the next ith waypoint cut to [0.01, 100] m (meters), and θ i means the relative angle to the next ith waypoint.
마지막으로, 에이전트 자체의 속도 의 관측은 수학식 6과 같이 정의된다.Finally, the speed of the agent itself The observation of is defined as in Equation 6.
[수학식 6][Equation 6]
여기서, lc는 에이전트의 현재 선형 속도, ac는 에이전트의 현재 각속도, la는 에이전트의 이전 액션에서의 희망 선형 속도, aa는 에이전트의 이전 액션에서의 희망 각속도를 나타낸다.Here, l c is the current linear velocity of the agent, a c is the current angular velocity of the agent, l a is the desired linear velocity of the agent in the previous action, and a a is the desired angular velocity of the agent in the previous action.
(3) 액션(actions)(3) actions
로봇의 희망 선형 속도와 희망 각속도를 나타내는 액션으로서 정규화된 2차원 벡터 을 사용한다.A normalized two-dimensional vector as an action representing the desired linear velocity and desired angular velocity of the robot. Use
로봇의 희망 선형 속도 la와 희망 각속도 aa는 수학식 7과 같이 정의된다.The desired linear velocity l a and the desired angular velocity a a of the robot are defined as in Equation 7.
[수학식 7][Equation 7]
여기서, wmaxL은 최대 선형 속도, wminL은 최소 선형 속도, wmaxA는 최대 각속도를 의미한다. u0은 액션의 첫번째 요소, u1은 액션의 두번째 요소를 의미한다.Here, w maxL is the maximum linear velocity, w minL is the minimum linear velocity, and w maxA is the maximum angular velocity. u 0 means the first element of the action, and u 1 means the second element of the action.
액션으로부터 계산된 희망 선형 속도 la와 희망 각속도 aa는 로봇으로 전달되고, 로봇은 수학식 8을 바탕으로 이동 속도를 업데이트한다.The desired linear velocity l a and the desired angular velocity a a calculated from the action are transmitted to the robot, and the robot updates the movement velocity based on Equation 8.
[수학식 8][Equation 8]
여기서, l'c는 업데이트된 선형 속도, a'c는 업데이트된 각속도를 의미한다. lc는 현재 선형 속도, ac는 현재 각속도, la는 액션으로부터 계산된 희망 선형 속도, aa는 액션으로부터 계산된 희망 각속도를 나타낸다. 가속과 관련된 로봇 설정 파라미터로서, waccL은 선형 가속, wdccL은 선형 감속, waccA는 각 가속도를 의미한다. △t는 시간 척도를 의미한다.Here, l' c means the updated linear velocity, and a'c means the updated angular velocity. l c is the current linear velocity, a c is the current angular velocity, l a is the desired linear velocity calculated from the action, and a a is the desired angular velocity calculated from the action. As robot setting parameters related to acceleration, w accL means linear acceleration, w dccL means linear deceleration, and w accA means angular acceleration. Δt denotes the time scale.
(4) 보상(4) Compensation
본 실시예에서는 에이전트가 다중 에이전트 환경에서 충돌을 피하고 올바른 통과 규칙을 준수하면서 가능한 한 효율적으로 경유지를 따르도록 권장하는 보상 함수를 적용할 수 있다. 또한, 보상은 최대한 간단하게 설계하여 센서 구성과 로봇 형태 등의 설정이 극단적으로 랜덤화 되어도 에이전트가 좋은 정책을 배울 수 있도록 지원한다.In this embodiment, a compensation function may be applied that recommends that the agent follow waypoints as efficiently as possible while avoiding collisions in a multi-agent environment and complying with correct passing rules. In addition, the reward is designed as simply as possible so that the agent can learn a good policy even if the settings such as sensor configuration and robot shape are extremely randomized.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 자율주행 학습 방법의 일례는 다음의 두 단계를 포함한다.Referring to FIG. 3 , an example of the autonomous driving learning method according to the present invention includes the following two steps.
단계(S310)에서 학습부(210)는 다양한 형태와 센서 구성에 적응할 수 있는 자율주행 정책을 학습하기 위해 시뮬레이션 환경에서 여러 대의 로봇에 센서 구성과 로봇 형태를 포함하는 로봇 설정 파라미터를 랜덤하게 부여하여 로봇 자율주행을 학습할 수 있다.In step S310, the
본 실시예에서는 센서 구성과 로봇 형태 등 다양한 설정으로 일반화할 수 있는 내비게이션 에이전트를 학습하기 위해 하인드사이트 도메인 랜덤화 방법을 활용한다.In this embodiment, the hindsight domain randomization method is used to learn a navigation agent that can be generalized to various settings such as sensor configuration and robot type.
학습부(210)는 자율주행 학습을 위한 신경망의 입력으로 센서 데이터와 로봇 설정 파라미터를 사용할 수 있다. 센서 데이터는 로봇으로부터 실시간으로 획득하는 센서 값으로, 예를 들어 ToF(time of flight) 센서 값, 현재 속도, 오도메트리, 주행 방향, 장애물 위치 등을 포함할 수 있다. 로봇 설정 파라미터는 랜덤 설정으로 부여된 값으로, 시스템에 의해 자동 설정되거나 관리자에 의해 직접 설정될 수 있다. 특히, 로봇 설정 파라미터는 로봇 형태(wshape)와 센서 구성(wenabled, wmaxR)을 포함할 수 있다.The
다시 말해, 학습부(210)는 시뮬레이션 환경에서 랜덤하게 부여된 로봇 설정 파라미터를 가진 여러 에이전트를 배치하여 적응 가능한 자율주행 정책을 학습할 수 있다.In other words, the
학습부(210)는 시뮬레이션 에피소드가 시작되면 도 4의 테이블에 제시된 균일 분포에서 각 에이전트의 wmaxL, wminL, wmaxA, waccL, wdccL, waccA를 샘플링한다.When a simulation episode starts, the
wshape의 경우 균등 분포 U(0,0.35)m에서 x2, y1, x3, y4를 추출한 다음 균등 분포 U(0.15,0.35)m에서 x1, y2, x4, y3을 샘플링한다. 이후, 학습부(210)는 볼록형 가정에 적합하도록 x1 = max(x1, x2), y2 = max(y1, y2), x4 = max(x3, x4), y3 = max(y3, y4)를 설정한다.For w shape , extract x 2 , y 1 , x 3 , y 4 from uniform distribution U(0,0.35)m and then extract x 1 , y 2 , x 4 , y 3 from uniform distribution U(0.15,0.35)m. sample Thereafter, the
그런 다음, 학습부(210)는 블록 드롭아웃과 bin 드롭아웃을 사용하여 wenabled를 샘플링한다. wenabled의 처음 절반을 9개의 블록으로 나눈다. 여기서, i번째 블록은 wenabled, 10(i-1):10i로 구성된다. 첫 번째 블록의 요소는 앞에 센서가 없으면 탐색하기 어렵기 때문에 항상 값을 1로 설정한다. 다른 블록의 경우 요소 값을 0.5 확률로 0으로 설정하고 그렇지 않으면 1로 설정한다. 활성화된 각 블록에 대해 U(0.1, 0.9)에서 bin 드롭아웃 확률 pdropout을 샘플링하고 pdropout 확률을 사용하여 블록의 각 요소를 0으로 설정한다. wmaxR의 전반부에는 U(0.5,5)m에서 각 요소를 샘플링한다.Then, the
마지막으로, 좌우 대칭 가정을 준수하기 위해 센서 구성(wenabled, wmaxR)을 수학식 9와 같이 설정한다.Finally, in order to comply with the horizontal symmetry assumption, the sensor configuration (w enabled , w maxR ) is set as shown in Equation 9.
[수학식 9][Equation 9]
학습부(210)는 에피소드가 시작될 때 센서 구성을 랜덤화할 뿐 아니라 각 학습 반복 과정에서 센서 구성을 다시 샘플링한다. 이를 위해 미니배치(mini-batch)의 각 데이터 포인트에 대해 재생 버퍼(replay buffer), 샘플 wenabled와 wmaxR에 전체 범위 관측 ofull을 저장한 다음, 각 학습을 반복하기 전에 새로운 센서 구성을 이용하여 Orange를 계산한다. 하인드사이트 도메인 랜덤화는 서로 다른 설정에서 수집된 궤적을 재사용함으로써 극한 랜덤화 시 에이전트 성능을 향상시킬 수 있다.The
도 5와 도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서 자율주행 학습을 위한 신경망 구조의 일례를 도시한 것이다.5 and 6 show an example of a neural network structure for self-driving learning in one embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 자율주행 학습을 위한 신경망 아키텍처는 적응형 정책 학습 구조(도5)와 유틸리티 함수(utility function) 학습(도 6) 구조를 사용한다. FC는 완전 연결 계층(fully-connected layer)을 나타내고, BayesianFC는 베이지안 완전 연결 계층(Bayesian fully-connected layer)을 나타내고, 병합된 분기는 연결(concatenation)을 나타낸다. 유틸리티 함수 과 는 공유 가중치를 이용하여 계산된다.The neural network architecture for self-driving learning according to the present invention uses an adaptive policy learning structure (FIG. 5) and a utility function learning (FIG. 6) structure. FC represents a fully-connected layer, BayesianFC represents a Bayesian fully-connected layer, and merged branches represent concatenation. utility function class is calculated using shared weights.
도 5에 도시한 바와 같이, 네트워크에 대한 추가 입력으로서 에이전트의 자율주행 파라미터(센서 구성과 로봇 형태를 포함하는 로봇 설정 파라미터를)를 제공한다. 에이전트와 에이전트 환경의 시간 역학을 모델링하기 위해 LSTM(Long Short-Term Memory models)에 비해 적은 연산을 요구하는 동시에 경쟁적 성능을 제공하는 GRU(gated recurrent units)를 사용한다.As shown in FIG. 5, the agent's autonomous driving parameters (robot setting parameters including sensor configuration and robot shape) are provided as additional inputs to the network. To model the temporal dynamics of agents and agent environments, we use gated recurrent units (GRUs), which require less computation compared to LSTMs (Long Short-Term Memory models) while providing competitive performance.
본 실시예들은 시뮬레이션 안에서 다양한 설정의 로봇을 학습시킴으로써 여러 입력에서의 강화학습을 동시에 진행할 수 있어 다양하고 예측 불가능한 실세계에서의 학습 효과를 얻을 수 있다. 자율주행 학습을 위한 설정으로 여러 개의 랜덤 샘플링된 파라미터를 이용하더라도 학습에 필요한 총 데이터 양은 하나의 고정 파라미터를 이용하는 경우와 동일하거나 유사한 수준이기 때문에 적은 데이터로 적응형 알고리즘을 만들 수 있다.In the present embodiments, by training robots in various settings in a simulation, reinforcement learning can be simultaneously performed on various inputs, so that various and unpredictable learning effects in the real world can be obtained. Even if multiple randomly sampled parameters are used as settings for self-driving learning, the total amount of data required for learning is the same or similar to the case of using one fixed parameter, so an adaptive algorithm can be created with less data.
본 실시예에서는 가치 함수를 학습하는 actor 모델과 actor 모델을 통해 학습된 가치 함수를 최대화하는 정책을 학습하는 critic 모델로 구성된 강화학습 알고리즘의 일례로 SAC(soft actor-critic) 알고리즘을 사용할 수 있다. 센서 구성 랜덤화로 인해 에이전트에 제공된 정보만으로는 정확한 가치 함수를 학습하는 것이 어려울 수 있기 때문에 critic 모델에 더 많은 정보를 제공하기 위해 비대칭 AC 아키텍처를 사용할 수 있다.In this embodiment, a soft actor-critic (SAC) algorithm can be used as an example of a reinforcement learning algorithm composed of an actor model that learns a value function and a critic model that learns a policy that maximizes the value function learned through the actor model. Since it can be difficult to learn an accurate value function with only the information provided to the agent due to sensor configuration randomization, an asymmetric AC architecture can be used to provide more information to the critic model.
특히, actor 네트워크는 단일 채널 데이터로 orange를 콘볼루션 계층의 입력으로 사용한다. 반면, critic 네트워크는 orange, ofull, oenabled, omaxR, oagent의 연결인 5채널 데이터를 사용할 수 있다. actor 네트워크는 ofull나 oagent와 같은 비용이 많이 드는 정보를 필요로 하지 않기 때문에 값비싼 데이터 없이도 에이전트를 실제 환경에 배치할 수 있다. 또한, wenabled와 wmaxR는 actor 네트워크에 제공하지 않고 critic 네트워크에만 panchor를 제공한다.In particular, the actor network uses o range as the single-channel data as input to the convolutional layer. On the other hand, the critic network can use 5-channel data that is a connection of o range , o full , o enabled , o maxR , and o agent . Since the actor network does not require expensive information such as o full or o agent , agents can be deployed in the real environment without expensive data. In addition, w enabled and w maxR are not provided to the actor network, but p anchor is provided only to the critic network.
다시 도 3에서, 단계(S320)에서 미세조정부(220)는 랜덤 설정의 로봇 설정 파라미터로 학습된 에이전트에 대한 미세조정을 수행할 수 있다. 미세조정부(220)는 강화학습을 통해 특정 로봇 설정이 완료되면 샘플 효율성과 성능 향상을 위해 랜덤 설정으로 학습된 에이전트를 미세조정할 수 있다.Referring back to FIG. 3 , in step S320, the fine-
미세조정부(220)는 actor 손실과 critic 손실에 모두 도 10과 같이 정의된 정규화 손실 텀(regularization loss term)을 추가한다.The
[수학식 10][Equation 10]
여기서, θ는 모델의 현재 파라미터, θpre는 사전 학습 모델의 파리미터, λ는 강화학습 손실과 정규화 손실의 균형을 맞추기 위한 계수를 의미한다.Here, θ is the current parameter of the model, θ pre is the parameter of the pretraining model, and λ is the coefficient to balance the reinforcement learning loss and regularization loss.
또한, 프로세서(120)는 시뮬레이션 로봇의 주행 영상에 대한 선호 데이터를 이용하여 로봇 설정 파라미터를 최적화할 수 있다. 프로세서(120)는 사람이 로봇의 주행 영상을 보고 피드백을 주면 피드백 값을 반영하여 사람들이 선호하는 방식으로 로봇 설정 파라미터를 학습함으로써 사용자 선호에 대한 로봇 설정 파라미터를 최적화할 수 있다.In addition, the
프로세서(120)는 로봇 설정 파라미터가 서로 다르게 설정된 로봇의 주행 영상에 대해 사람의 피드백을 받아서 반영하는 신경망을 활용할 수 있다. 도 6을 참조하면, 신경망의 입력은 로봇 설정 파라미터 가 되고, 출력은 소프트맥스(softmax) 계산에 따른 스코어로서 유틸리티 함수 가 된다. 즉, 사용자 피드백에 따라 소프트맥스를 1 또는 0으로 학습하고 스코어가 가장 높게 나오는 파라미터를 찾는 것이다.The
본 실시예에서는 쉽게 도출 가능한 쌍별 비교(pairwise comparisons)를 통해 선호도를 평가할 수 있다. 다시 말해, 프로세서(120)는 각기 다른 파라미터로 주행한 로봇의 영상 클립 두 개를 사용자들에게 보여주고 어떤 영상이 더 사용 사례에 적절한지에 대한 선호도를 조사한 뒤 선호도를 모델링 하여 모델의 불확실성을 기반으로 새로운 클립들을 생성함에 따라 적은 수의 선호 데이터로 만족도가 높은 파라미터를 찾아낼 수 있다. 신경망의 연결 강도를 매번 계산할 때마다 일정 분포에서 샘플링하고, 특히 베이지안 신경망을 활용하여 능동적으로 쿼리를 생성하는 과정에서 예측 결과의 불확실성이 높은 입력으로 학습을 유도하여 전체 학습에 필요한 쿼리 수를 효과적으로 줄일 수 있다.In this embodiment, preference can be evaluated through pairwise comparisons that can be easily derived. In other words, the
이처럼 본 발명의 실시예들에 따르면, 다양한 센서 구성과 로봇 형태에 사용할 수 있는 일반화된 강화학습 에이전트를 제공할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예들에 따르면, 센서 설정의 방대한 검색 공간을 극복하기 위한 하인드사이트 도메인 랜덤화 방법과 실제 환경에서 값비싼 컨텍스트 데이터를 요구하지 않고 더 나은 성능을 달성하기 위한 비대칭 AC 아키텍처를 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 방법으로 학습된 에이전트를 백본 에이전트로 사용할 수 있어 적은 양의 데이터로 미세 조정하여 특정 로봇 형태와 센서 설정이 주어졌을 때 기준치에 비해 경쟁력 있고 보다 나은 성능을 발휘할 수 있다.As such, according to the embodiments of the present invention, it is possible to provide a generalized reinforcement learning agent that can be used for various sensor configurations and robot types. In particular, according to embodiments of the present invention, a hindsight domain randomization method for overcoming the vast search space of sensor settings and an asymmetric AC architecture for achieving better performance without requiring expensive context data in a real environment are developed. can be used Since the agent learned by the method according to the present invention can be used as a backbone agent, it can be fine-tuned with a small amount of data to be competitive and perform better than the reference value given a specific robot shape and sensor settings.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 어플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The devices described above may be implemented as hardware components, software components, and/or a combination of hardware components and software components. For example, devices and components described in the embodiments include a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA), and a programmable PLU (programmable logic unit). logic unit), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may run an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. A processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of software. For convenience of understanding, there are cases in which one processing device is used, but those skilled in the art will understand that the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that it can include. For example, a processing device may include a plurality of processors or a processor and a controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.Software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, which configures a processing device to operate as desired or processes independently or collectively. You can command the device. The software and/or data may be embodied in any tangible machine, component, physical device, computer storage medium or device to be interpreted by or to provide instructions or data to a processing device. there is. Software may be distributed on networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer readable media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수 개의 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 어플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록매체 내지 저장매체도 들 수 있다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. In this case, the medium may continuously store a program executable by a computer or temporarily store the program for execution or download. In addition, the medium may be various recording means or storage means in the form of a single or combined hardware, but is not limited to a medium directly connected to a certain computer system, and may be distributed on a network. Examples of the medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROM and DVD, magneto-optical media such as floptical disks, and ROM, RAM, flash memory, etc. configured to store program instructions. In addition, examples of other media include recording media or storage media managed by an app store that distributes applications, a site that supplies or distributes various other software, and a server.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited examples and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.
Claims (20)
상기 컴퓨터 시스템은 메모리에 포함된 컴퓨터 판독가능한 명령들을 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
상기 자율주행 학습 방법은,
상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 시뮬레이션 상의 적어도 하나의 로봇 에이전트에 자율주행 파라미터로서 로봇 형태(robot shape)와 센서 구성(sensor configuration)을 포함하는 로봇 설정 파라미터를 랜덤하게 부여하여 로봇 자율주행을 학습하는 단계
를 포함하는 자율주행 학습 방법.In the self-driving learning method executed in a computer system,
The computer system includes at least one processor configured to execute computer readable instructions contained in a memory;
The self-driving learning method,
The at least one processor randomly assigns robot setting parameters including a robot shape and sensor configuration as autonomous driving parameters to at least one robot agent in simulation to learn robot autonomous driving step
Self-driving learning method comprising a.
상기 학습하는 단계는,
상기 로봇 에이전트를 대상으로 랜덤 샘플링된 로봇 설정 파라미터를 입력으로 하는 강화학습(reinforcement learning)을 수행하는 것
을 특징으로 하는 자율주행 학습 방법.According to claim 1,
The learning step is
Performing reinforcement learning for the robot agent with randomly sampled robot setting parameters as input
Characterized by an autonomous driving learning method.
상기 센서 구성에 해당되는 로봇 설정 파라미터는 센서 시스템의 FOV(field of view) 및 최대 탐지 범위(maximum sensing range) 중 적어도 하나를 포함하는 것
을 특징으로 하는 자율주행 학습 방법.According to claim 1,
The robot setting parameter corresponding to the sensor configuration includes at least one of a field of view (FOV) and a maximum sensing range of the sensor system.
Characterized by an autonomous driving learning method.
상기 학습하는 단계는,
하인드사이트 도메인 랜덤화(hindsight domain randomization)에 기초하여 상기 로봇 설정 파라미터를 샘플링하는 단계
를 포함하는 자율주행 학습 방법.According to claim 1,
The learning step is
sampling the robot setup parameters based on hindsight domain randomization.
Self-driving learning method comprising a.
상기 학습하는 단계는,
비대칭 AC(Actor-Critic) 모델 기반 신경망을 이용하여 상기 로봇 에이전트의 자율주행을 학습하는 것
을 특징으로 하는 자율주행 학습 방법.According to claim 1,
The learning step is
Learning autonomous driving of the robot agent using an asymmetric AC (Actor-Critic) model-based neural network
Characterized by an autonomous driving learning method.
상기 학습하는 단계는,
상기 로봇 자율주행의 학습을 위한 신경망의 입력으로 로봇으로부터 실시간으로 획득하는 센서 값과 자율주행 정책과 관련하여 랜덤하게 부여되는 상기 로봇 설정 파라미터를 사용하는 단계
를 포함하는 자율주행 학습 방법.According to claim 1,
The learning step is
Using sensor values obtained in real time from the robot and the robot setting parameters randomly assigned in relation to autonomous driving policies as inputs of the neural network for learning the autonomous driving of the robot.
Self-driving learning method comprising a.
상기 자율주행 학습 방법은,
상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 상기 로봇 설정 파라미터로 학습된 상기 로봇 에이전트에 대해 미세조정(fine-tuning)을 수행하는 단계
를 더 포함하는 자율주행 학습 방법.According to claim 1,
The self-driving learning method,
Performing, by the at least one processor, fine-tuning on the robot agent learned with the robot setting parameters.
Self-driving learning method further comprising.
상기 학습하는 단계는,
비대칭 AC(Actor-Critic) 모델 기반 신경망을 이용하여 상기 로봇 에이전트의 자율주행을 학습하고,
상기 수행하는 단계는,
상기 비대칭 AC 모델의 손실에 정규화 손실 텀(regularization loss term)을 추가하는 단계
를 포함하는 자율주행 학습 방법.According to claim 7,
The learning step is
Learning autonomous driving of the robot agent using an asymmetric AC (Actor-Critic) model-based neural network,
The above steps are
Adding a regularization loss term to the loss of the asymmetric AC model.
Self-driving learning method comprising a.
상기 자율주행 학습 방법은,
상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 상기 로봇 설정 파라미터에 대한 선호 데이터(preference data)를 이용하여 상기 로봇 설정 파라미터를 최적화하는 단계
를 더 포함하는 자율주행 학습 방법.According to claim 1,
The self-driving learning method,
Optimizing, by the at least one processor, the robot setting parameters using preference data for the robot setting parameters.
Self-driving learning method further comprising.
상기 최적화하는 단계는,
상기 로봇 설정 파라미터가 설정된 로봇의 주행 영상에 대한 피드백을 반영하여 상기 로봇 설정 파라미터를 최적화하는 것
을 특징으로 하는 자율주행 학습 방법.According to claim 9,
The optimizing step is
Optimizing the robot setting parameters by reflecting feedback on the driving image of the robot in which the robot setting parameters are set
Characterized by an autonomous driving learning method.
메모리에 포함된 컴퓨터 판독가능한 명령들을 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서
를 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
시뮬레이션 상의 적어도 하나의 로봇 에이전트에 자율주행 파라미터로서 로봇 형태와 센서 구성을 포함하는 로봇 설정 파라미터를 랜덤하게 부여하여 로봇 자율주행을 학습하는 학습부
를 포함하는 컴퓨터 시스템.In a computer system,
at least one processor configured to execute computer readable instructions contained in memory;
including,
The at least one processor,
A learning unit that learns robot autonomous driving by randomly assigning robot setting parameters including robot shape and sensor configuration as autonomous driving parameters to at least one robot agent in the simulation.
A computer system comprising a.
상기 학습부는,
상기 로봇 에이전트를 대상으로 랜덤 샘플링된 로봇 설정 파라미터를 입력으로 하는 강화학습을 수행하는 것
을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템.According to claim 12,
The learning unit,
Performing reinforcement learning with randomly sampled robot setting parameters as input for the robot agent
Characterized by a computer system.
상기 센서 구성에 해당되는 로봇 설정 파라미터는 센서 시스템의 FOV 및 최대 탐지 범위 중 적어도 하나를 포함하는 것
을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템.According to claim 12,
The robot setting parameter corresponding to the sensor configuration includes at least one of the FOV and maximum detection range of the sensor system.
Characterized by a computer system.
상기 학습부는,
하인드사이트 도메인 랜덤화에 기초하여 상기 로봇 설정 파라미터를 샘플링하는 것
을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템.According to claim 12,
The learning unit,
sampling the robot configuration parameters based on hindsight domain randomization.
Characterized by a computer system.
상기 학습부는,
비대칭 AC(Actor-Critic) 모델 기반 신경망을 이용하여 상기 로봇 에이전트의 자율주행을 학습하는 것
을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템.According to claim 12,
The learning unit,
Learning autonomous driving of the robot agent using an asymmetric AC (Actor-Critic) model-based neural network
Characterized by a computer system.
상기 학습부는,
상기 로봇 자율주행의 학습을 위한 신경망의 입력으로 로봇으로부터 실시간으로 획득하는 센서 값과 자율주행 정책과 관련하여 랜덤하게 부여되는 상기 로봇 설정 파라미터를 사용하는 것
을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템.According to claim 12,
The learning unit,
Using sensor values obtained in real time from the robot and the robot setting parameters randomly assigned in relation to autonomous driving policies as inputs of the neural network for learning the autonomous driving of the robot.
Characterized by a computer system.
상기 적어도 하나의 프로세서는,
상기 로봇 설정 파라미터로 학습된 상기 로봇 에이전트에 대해 미세조정을 수행하는 미세조정부
를 포함하는 컴퓨터 시스템.According to claim 12,
The at least one processor,
Fine-tuning unit for performing fine-tuning on the robot agent learned as the robot setting parameter
A computer system comprising a.
상기 학습부는,
비대칭 AC(Actor-Critic) 모델 기반 신경망을 이용하여 상기 로봇 에이전트의 자율주행을 학습하고,
상기 미세조정부는,
상기 비대칭 AC 모델의 손실에 정규화 손실 텀을 추가하는 것
을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템.According to claim 18,
The learning unit,
Learning autonomous driving of the robot agent using an asymmetric AC (Actor-Critic) model-based neural network,
The fine adjustment unit,
Adding a normalized loss term to the loss of the asymmetric AC model
Characterized by a computer system.
상기 적어도 하나의 프로세서는,
상기 로봇 설정 파라미터에 대한 선호 데이터를 이용하여 상기 로봇 설정 파라미터를 최적화하는 것
을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템.According to claim 12,
The at least one processor,
Optimizing the robot setting parameters using preference data for the robot setting parameters
Characterized by a computer system.
Priority Applications (2)
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
US20200074230A1 (en) * | 2018-09-04 | 2020-03-05 | Luminar Technologies, Inc. | Automatically generating training data for a lidar using simulated vehicles in virtual space |
US20200293862A1 (en) * | 2016-11-03 | 2020-09-17 | Deepmind Technologies Limited | Training action selection neural networks using off-policy actor critic reinforcement learning |
US20200368906A1 (en) * | 2019-05-20 | 2020-11-26 | Nvidia Corporation | Autonomous vehicle simulation using machine learning |
KR102303126B1 (en) * | 2019-10-24 | 2021-09-17 | 네이버 주식회사 | Method and system for optimizing reinforcement learning based navigation to human preference |
Family Cites Families (1)
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---|---|---|---|---|
JP6036662B2 (en) * | 2013-11-22 | 2016-11-30 | 三菱電機株式会社 | Robot simulation apparatus, program, recording medium and method |
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- 2021-09-29 KR KR1020210128592A patent/KR102617418B1/en active IP Right Grant
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- 2022-09-06 WO PCT/KR2022/013355 patent/WO2023054929A1/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20200293862A1 (en) * | 2016-11-03 | 2020-09-17 | Deepmind Technologies Limited | Training action selection neural networks using off-policy actor critic reinforcement learning |
US20200074230A1 (en) * | 2018-09-04 | 2020-03-05 | Luminar Technologies, Inc. | Automatically generating training data for a lidar using simulated vehicles in virtual space |
US20200368906A1 (en) * | 2019-05-20 | 2020-11-26 | Nvidia Corporation | Autonomous vehicle simulation using machine learning |
KR102303126B1 (en) * | 2019-10-24 | 2021-09-17 | 네이버 주식회사 | Method and system for optimizing reinforcement learning based navigation to human preference |
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