드론의 동적 장애물 회피 알고리즘
저자
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2023
작성언어
Korean
주제어
KDC
004
등재정보
3903
자료형태
학술저널
수록면
238-241(4쪽)
제공처
드론의 자율주행 기술은 많은 관심을 받으며 발전 중이며, 본 연구는 장애물 회피에 초점을 맞췄다. 실제 환경에서 동적인 장애물이 다수 존재한다는 점을 고려해 목표 지점으로 이동하면서 동적 장애물을 회피할 수 있는 알고리즘의 필요성을 느껴 본 연구를 진행했다. 본 연구에서는 3D 시뮬레이터 Unity를 사용하여 드론 모형과 학습 환경을 제작했고, 행동 공간과 센서를 적절하게 변화시키며 실험을 진행했다. 학습 환경으로는 직육면체 형태의 공간을 두 개의 벽으로 나눴으며, 동적 장애물과 정적 장애물 몇 개를 시행마다 랜덤하게 배치되도록 하였다. 보상함수는 타겟과의 최소 거리가 갱신될 때마다 그 거리에 따라 보상을 주고, 장애물과의 거리에 따라 페널티를 주는 형식으로 작성했다. 학습 이후, 제작한 학습 환경에서 드론이 장애물을 모두 회피하며 타겟 근처에서 머무는 결과를 얻을 수 있었다. 그러나 벽의 위치가 완전히 달라지는 등 학습 환경의 급격한 변화에는 제대로 대응하지 못하는 한계점도 있었다. 이는 학습 과정에서 더 다양한 학습 환경을 사용하는 등의 노력으로 해결할 수 있을 것으로 보이며, 본 연구를 통해 동적 장애물이 존재하는 환경 속에서 드론이 유의미하게 장애물을 회피하는 모델을 제작할 수 있었다.
더보기This study focuses on the obstacle avoidance capability of drone autonomous driving technology, which is receiving a lot of attention and constantly evolving. Considering the existence of dynamic obstacles in real environments, the need for an algorithm that can avoid dynamic obstacles while moving towards the target location was identified, and this study was conducted. A drone model and learning environment were created using the 3D simulator Unity, and experiments were conducted by appropriately varying the action space and sensor. The learning environment consisted of a rectangular space divided into two walls, with several randomly placed dynamic and static obstacles in each trial. The reward function was written to give rewards based on the distance to the target and penalties based on the distance to the obstacles. After learning, the drone was able to avoid all obstacles and stay near the target in the created learning environment. However, there were limitations in adapting to sudden changes in the learning environment, such as completely changing the position of the walls. It seems possible to overcome this through efforts such as using more diverse learning environments in the learning process. This study was able to create a model where the drone can meaningfully avoid obstacles in an environment with dynamic obstacles.
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