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Differentiable Programming for the Autonomous Movement Planning of a Small Vessel

Bahls, Christian und Schubert, Agnes (2021) Differentiable Programming for the Autonomous Movement Planning of a Small Vessel. TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, 15 (3), Seiten 493-499. Faculty of Navigation Gdynia Maritime University. doi: 10.12716/1001.15.03.01. ISSN 2083-6473.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
695kB

Offizielle URL: https://www.transnav.eu/Article_Differentiable_Programming_for_the_Autonomous_Movement_Planning_of_a_Small_Vessel_Bahls,59,1141.html

Kurzfassung

In this work we explore the use of differentiable programming to allow autonomous movement planning of a small vessel. We aim for an end to end architecture where the machine learning algorithm directly controls engine power and rudder movements of a simulated vessel to reach a defined goal. Differentiable programming is a novel machine learning paradigm, that allows to define a systems parameterized response to control commands in imperative computer code and to use automatic differentiation and analysis of the information flow from the controlling inputs and parameters to the resulting trajectory to compute derivatives to be used as search directions in an iterative algorithm to optimize a goal function. Initially the method does not know about any manoeuvring or the vessels response to control commands. The method autonomously learns the vessels behaviour from several simulation runs. Finally, we will show how the simulated vessel is able to fulfil some small missions, like crossing a flowing river while avoiding crossing traffic.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/145683/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Differentiable Programming for the Autonomous Movement Planning of a Small Vessel
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Bahls, Christianchristian.bahls (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0511-0017NICHT SPEZIFIZIERT
Schubert, AgnesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:17 September 2021
Erschienen in:TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:15
DOI:10.12716/1001.15.03.01
Seitenbereich:Seiten 493-499
Verlag:Faculty of Navigation Gdynia Maritime University
ISSN:2083-6473
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Autonomous Navigation, Autonomous Movement Planning, Small Vessel, Differentiable Programming, Autonomous Movement, Machine Learning Method, Machine Learning, Simulation
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Verkehrssystem
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V VS - Verkehrssystem
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - I4Port (alt)
Standort: Neustrelitz
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Nautische Systeme
Hinterlegt von: Bahls, Dr. Christian
Hinterlegt am:19 Nov 2021 11:14
Letzte Änderung:05 Dez 2023 10:10

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