Vector Field Histogram과 Velocity Obstacle method를 이용한 자율운항 선박의 충돌회피 알고리즘에 관한 연구

초록

해양 분야에서는 인력 부족과 인건비 증가 등의 문제를 해결하기 위하여 무인 운영 체제에 대한 다양한 연구가 진행 중이다. 해군에서도 인력 감소 대처와 승무원의 안전 보장을 위해 무인 체계에 대한 관심을 보이고 있다. 본 논문은 무인 함정체계의 자율운항 기술 중 핵심 기술인 충돌 회피 알고리즘 개발을 목적으로 한다. 충돌 회피 알고리즘은 운항 시 조우할 수있는 정적 장애물과 동적 장애물을 모두 회피할 수 있어야 하며, 센서의 사용이 제한되는 상황에서도 장애물을 회피할 수 있어야 한다. 이러한 알고리즘을 개발하기 위해 함정의 ACDIS 추출 데이터와 AIS 데이터를 이용하며, Vector Field Histogram(VFH)과 Velocity Obstacle method(VO)를 융합하여 충돌 회피 알고리즘을 개발하였다. 이를 검증하기 위해MMG 수학모델을 이용한 시뮬레이션 환경을 구축하였으며, 제시한 알고리즘을 이용할 경우 정적 장애물, 동적 장애물, 두 가지 장애물을 동시에 조우하는 상황에서도 충돌 회피가 가능함을 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

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