IAESONLINEIAESONLINE
Indonesian Journal of Electrical Engineering and Informatics (IJEEI)Indonesian Journal of Electrical Engineering and Informatics (IJEEI)Partial observability and sensor limitations are challenging for the navigation of autonomous Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). Deep Reinforcement Learning (DRL) algorithms have emerged as potential tools in advancing this field. However, their effectiveness degrades in challenging environments, particularly in the presence of dynamic obstacles. Recent research trends emphasize the need for new DRL variants that guarantee robustness, real-time adaptability, and improved generalization under uncertainty. This paper proposes a lightweight DRL architecture that combines Proximal Policy Optimization (PPO) with a Gated Recurrent Unit (GRU), extended with a temporal LiDAR differencing feature called Delta-LiDAR. The difference between consecutive LiDAR scans is computed to provide the velocity and directional cues without the computational burden of Long Short-Term Memory (LSTM) networks. We evaluate three models, PPO-LSTM, PPO-GRU, and Delta-LiDAR augmented PPO-GRU in a 3D simulated UAV navigation environment characterized by noise, clutter, and dynamic obstacles. We considered several metrics, including success rate, collision frequency, trajectory smoothness, and computational efficiency, to determine the effectiveness of each architecture. The experimental results demonstrate that Delta-LiDAR improves GRU-based temporal reasoning. The deployment complexity is reduced compared with the LSTM-based architecture, which makes it ideal for real-time UAV operation in partially observable environments.
This study presented a novel approach to enhance UAV navigation in partially observable and dynamic environments by integrating Delta-LiDAR with a GRU-based PPO framework.The proposed method effectively captures motion cues from LiDAR scans, improving temporal awareness without increasing computational complexity.Experimental results demonstrate that the PPO-GRU with Delta-LiDAR outperforms both PPO-LSTM and standard PPO-GRU in terms of success rate, collision avoidance, and trajectory efficiency.The findings validate the potential of this approach for real-time UAV navigation in challenging environments.
Penelitian lebih lanjut dapat dilakukan untuk mengeksplorasi integrasi model hierarkis atau berbasis Transformer dengan Delta encoding untuk perencanaan misi UAV yang lebih kompleks dalam lingkungan yang dinamis dan tidak pasti. Selain itu, penelitian dapat difokuskan pada peningkatan kemampuan persepsi dan perencanaan dengan menggabungkan input sensor tambahan seperti data visual, radar, atau kamera berbasis event. Terakhir, untuk mengatasi keterbatasan dalam respons terhadap perubahan lingkungan yang sangat cepat, penelitian dapat menyelidiki optimasi kecepatan pengambilan sampel sensor dan kecepatan pemrosesan onboard, serta pengembangan algoritma yang lebih adaptif terhadap perubahan dinamis. Pengembangan ini akan memungkinkan UAV untuk beroperasi secara lebih otonom dan efisien dalam berbagai skenario dunia nyata, termasuk pencarian dan penyelamatan, inspeksi infrastruktur, dan pengawasan lingkungan. Penerapan teknik pembelajaran transfer juga dapat dieksplorasi untuk mempercepat proses pembelajaran dan meningkatkan generalisasi model ke lingkungan yang berbeda. Integrasi dengan sistem manajemen lalu lintas udara (UTM) juga dapat menjadi arah penelitian yang menjanjikan untuk memastikan operasi UAV yang aman dan terkoordinasi.
| File size | 1.5 MB |
| Pages | 16 |
| DMCA | Report |
Related /
IBSIBS Berdasarkan hasil penelitian, kepemilikan manajerial berpengaruh positif terhadap nilai perusahaan, sementara kepemilikan institusional berpengaruh negatif.Berdasarkan hasil penelitian, kepemilikan manajerial berpengaruh positif terhadap nilai perusahaan, sementara kepemilikan institusional berpengaruh negatif.
UMNUMN Perusahaan manufaktur dengan likuiditas rendah dan leverage rendah memiliki peluang lebih tinggi mengalami distress keuangan.meningkatkan efisiensi pendapatanPerusahaan manufaktur dengan likuiditas rendah dan leverage rendah memiliki peluang lebih tinggi mengalami distress keuangan.meningkatkan efisiensi pendapatan
UNIKOMUNIKOM Sistem pembacaan akselerasi dan GPS berfungsi dengan akurat dalam mendeteksi kondisi kendaraan dan lokasi kecelakaan. Hasil pengujian menunjukkan sistemSistem pembacaan akselerasi dan GPS berfungsi dengan akurat dalam mendeteksi kondisi kendaraan dan lokasi kecelakaan. Hasil pengujian menunjukkan sistem
UNIKOMUNIKOM Konveyor atau dapat disebut ban berjalan merupakan alat yang banyak digunakan di berbagai macam industri. Umumnya konveyor berfungsi sebagai alat pembawaKonveyor atau dapat disebut ban berjalan merupakan alat yang banyak digunakan di berbagai macam industri. Umumnya konveyor berfungsi sebagai alat pembawa
ESDMESDM The optimal development strategy involves a combination of regulating production flow rates and the number of wells, with a 20% combination scenario yieldingThe optimal development strategy involves a combination of regulating production flow rates and the number of wells, with a 20% combination scenario yielding
UMIUMI Informasi kedisiplinan dapat dipetakkan ke dalam beberapa pengelompokkan sehingga mudah dibaca oleh pengambil keputusan. Salah satu metode komputasi yangInformasi kedisiplinan dapat dipetakkan ke dalam beberapa pengelompokkan sehingga mudah dibaca oleh pengambil keputusan. Salah satu metode komputasi yang
UBMUBM Berdasarkan identifikasi masalah tersebut, penelitian ini bertujuan untuk merancang smart charger menggunakan mikrokontroler ESP8266 dan aplikasi monitoringBerdasarkan identifikasi masalah tersebut, penelitian ini bertujuan untuk merancang smart charger menggunakan mikrokontroler ESP8266 dan aplikasi monitoring
SEMINAR IDSEMINAR ID Banyaknya kasus positif Covid 19 membuat mahasiswa diliputi kecemasan dan menambah tingkat distress yang dialaminya. Ditambah lagi dengan tidak dapat melakukanBanyaknya kasus positif Covid 19 membuat mahasiswa diliputi kecemasan dan menambah tingkat distress yang dialaminya. Ditambah lagi dengan tidak dapat melakukan
Useful /
IAESONLINEIAESONLINE Pertumbuhan cepat lingkungan IoT heterogen telah membuat komunikasi yang mulus antara protokol seperti MQTT dan CoAP semakin sulit, yang menyebabkan kesenjanganPertumbuhan cepat lingkungan IoT heterogen telah membuat komunikasi yang mulus antara protokol seperti MQTT dan CoAP semakin sulit, yang menyebabkan kesenjangan
BAJANGJOURNALBAJANGJOURNAL Konsentrasi PVP-30 yang menunjukkan mutu fisik tablet ekstrak biji mahoni paling optimum adalah sebesar 12,5 mg pada formula I. Berdasarkan hasil penelitianKonsentrasi PVP-30 yang menunjukkan mutu fisik tablet ekstrak biji mahoni paling optimum adalah sebesar 12,5 mg pada formula I. Berdasarkan hasil penelitian
UNSULTRAUNSULTRA Berdasarkan hasil penelitian, ditemukan bahwa nilai kuat tekan rata‑rata beton untuk dua jenis material batu pecah berbeda, dengan gradasi 1‑2 cmBerdasarkan hasil penelitian, ditemukan bahwa nilai kuat tekan rata‑rata beton untuk dua jenis material batu pecah berbeda, dengan gradasi 1‑2 cm
TEKNOKRATTEKNOKRAT Satu Data Indonesia merupakan inisiatif pemerintah Indonesia dalam menyediakan data berkualitas yang kredibel, akuntabel, dan terkini. Urgensi implementasiSatu Data Indonesia merupakan inisiatif pemerintah Indonesia dalam menyediakan data berkualitas yang kredibel, akuntabel, dan terkini. Urgensi implementasi