Autonomous Unmanned Aerial Vehicle navigation using Reinforcement Learning: A systematic review

计算机科学 无人机 强化学习 领域(数学分析) 搜救 人工智能 导航系统 人机交互 实时计算 机器人 数学分析 遗传学 数学 生物
作者
Fadi AlMahamid,Katarina Grolinger
出处
期刊:Engineering Applications of Artificial Intelligence [Elsevier BV]
卷期号:115: 105321-105321 被引量:117
标识
DOI:10.1016/j.engappai.2022.105321
摘要

There is an increasing demand for using Unmanned Aerial Vehicle (UAV), known as drones, in different applications such as packages delivery, traffic monitoring, search and rescue operations, and military combat engagements. In all of these applications, the UAV is used to navigate the environment autonomously — without human interaction, perform specific tasks and avoid obstacles. Autonomous UAV navigation is commonly accomplished using Reinforcement Learning (RL), where agents act as experts in a domain to navigate the environment while avoiding obstacles. Understanding the navigation environment and algorithmic limitations plays an essential role in choosing the appropriate RL algorithm to solve the navigation problem effectively. Consequently, this study first identifies the main UAV navigation tasks and discusses navigation frameworks and simulation software. Next, RL algorithms are classified and discussed based on the environment, algorithm characteristics, abilities, and applications in different UAV navigation problems, which will help the practitioners and researchers select the appropriate RL algorithms for their UAV navigation use cases. Moreover, identified gaps and opportunities will drive UAV navigation research.
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