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基于模糊仲裁的SWIFT-Nav:面向Cluttered环境中UAV导航的稳定性感知型TD3 waypoint级方法

机器人学 2025-12-19 v1

摘要

高效可靠的UAV在密集动态环境中的导航仍具有挑战性。我们提出SWIFT-Nav:Stability-aware Waypoint-level Integration of Fuzzy arbitration and TD3 for Navigation,即一种基于TD3的导航框架,实现对障碍感知路径的快速、稳定收敛。该系统将传感器驱动的感知前端与TD3 waypoint策略相结合:感知模块将LiDAR距离转换为置信度加权的安全图和目标线索,而TD3策略通过优先经验回放进行训练,以聚焦于高误差转换,并采用递减epsilon-greedy探索方案逐步从探索转向开发。在Webots中实现的系统采用基于距离的碰撞检测,始终优于基线方法,在轨迹平滑性和对未见布局的泛化能力方面表现更佳,同时保持实时响应性。这些结果表明,将TD3与回放优先级、校准的探索和模糊安全规则相结合,可为密集场景中的UAV导航提供稳健且可部署的解决方案。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.16027,
  title  = {SWIFT-Nav: Stability-Aware Waypoint-Level TD3 with Fuzzy Arbitration for UAV Navigation in Cluttered Environments},
  author = {Shuaidong Ji and Mahdi Bamdad and Francisco Cruz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.16027},
  year   = {2025}
}

备注

10 pages, Accepted at Australasian Conference on Robotics and Automation (ACRA) 2025