融合课程学习与自适应奖励塑形的移动机器人导航方法
Mobile robot navigation method based on integrated course learning and adaptive reward shaping
1. 广西民族大学物理与电子信息学院, 南宁 530028
2. 广西智语人形机器人重点实验室, 南宁 530006
3. 多模态信息智能感知处理与应用广西高校工程研究中心, 南宁 530006
摘要
针对移动机器人端到端导航任务时面临稀疏奖励的问题，传统强化学习方法容易出现学习效率低，难以稳定收敛等问题。提出一种融合课程学习与自适应碰撞熵奖励塑形的深度强化学习导航方法。首先，引入激光扫描碰撞熵(Collision Entropy)作为动态塑形项，用于衡量环境不确定性并引导智能体在复杂空间中更高效地探索。其次，设计了基于成功率变化斜率的自适应调度机制，动态调整塑形系数β，从而平衡探索与收敛的关系。最后，构建了分阶段的课程学习框架，通过逐步提升环境难度，使智能体在由简到难的任务序列中稳定学习，加快收敛速度并提升最终性能。在仿真环境的验证中，相较于同领域主流方法，所提出方法在密集环境下成功率提升至84.5%，碰撞率降至14.5%。验证了该方法能够有效缓解稀疏奖励问题并提升导航性能。
基金项目
广西民族大学科研基金资助项目(21KJQD20)
广西重点研发计划项目(桂科AB25069215)
广西民族大学相思湖青年学者创新团队项目(2023GXUNXSHQN06)
国家自然科学基金资助项目(62241302)
出版信息
DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2025.12.0501
出版期卷: 《计算机应用研究》 优先出版, 2026年第43卷 第8期
发布历史
[2026-04-10] 优先出版
引用本文
林玉杰, 吴伟林, 付占悦, 等. 融合课程学习与自适应奖励塑形的移动机器人导航方法 [J]. 计算机应用研究, 2026, 43 (8). (2026-04-30). https://doi.org/10.19734/j.issn.1001-3695.2025.12.0501. (Lin Yujie, Wu Weilin, Fu Zhanyue, et al. Mobile robot navigation method based on integrated course learning and adaptive reward shaping [J]. Application Research of Computers, 2026, 43 (8). (2026-04-30). https://doi.org/10.19734/j.issn.1001-3695.2025.12.0501. )
关于期刊
- 计算机应用研究 月刊
- Application Research of Computers
-
刊号
ISSN 1001-3695
CN 51-1196/TP
《计算机应用研究》创刊于1984年，是由四川省科技厅所属四川省计算机研究院主办的计算技术类学术刊物。
《计算机应用研究》瞄准本学科领域迫切需要的前沿技术，及时反映国内外计算机应用研究的主流技术、热点技术及最新发展趋势。主要刊载内容包括本学科领域高水平的学术论文、本学科最新科研成果和重大应用成果。栏目内容涉及计算机学科新理论、计算机基础理论、算法理论研究、算法设计与分析、区块链技术、系统软件与软件工程技术、模式识别与人工智能、体系结构、先进计算、并行处理、数据库技术、计算机网络与通信技术、信息安全技术、计算机图像图形学及其最新热点应用技术。
《计算机应用研究》拥有众多高层次读者、作者，读者对象主要为从事计算机学科领域高、中级研究人员及工程技术人员，各高等院校计算机专业及相关专业的师生。多年来《计算机应用研究》的总被引频次及Web下载率一直名列本学科同类学术刊物前茅，所刊发的学术论文以其新颖性、学术性、前瞻性、导向性、实用性而备受广大读者的喜爱。
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