다중 무인기 운영을 위한 로터리원리기반 충돌회피 기법

Abstract

최근 무인기의 수량이 급증함에 따라 무인기간의 충돌위험이 높아지면서 무인기를 안전하게 운영하기 위해 무인기 충돌회피 기술이 성급하게 요구된다. 이에 따라 최근 무인기 충돌회피 기술에 대한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 다중의 무인기 충돌회피가 가능하고 기존경로로 쉽게 복귀할 수 있는 로터리원리기반 충돌 회피기법 (RCA: Roundabout method for collision avoidance)을 제안했다. 제안기법은 무인기들 간의 상대거리를 기반으로 충돌위험을 탐지한다. 무인기들 중에 어느 둘 무인기간의 충돌위험이 발생하면 무인기들은 탐지된 충돌이 자기한테 영향을 미칠 가능성을 계산하고 충돌회피 필요여부를 판단한다. 만약 회피가 필요할 경우에는 비행속도에 따른 충돌 회피경로의 반지름을 생성하고 충돌 회피경로에 따라 우회로 회피한다. 충돌회피 와중에 기존 이동방향과 일치하는 지점에 도착했을 때 회피경로를 종료하고 기존경로로 복원한다. 시뮬레이션으로 다양한 충돌환경을 구성하여 기존 Selective velocity obstacle (SVO) 기법과 제안한 RCA 기법의 충돌위반 확률을 비교하여 제안기법의 성능을 검증했다. RCA 기법은 기존 SVO 기법보다 충돌위반 확률이 낮고 더 근거리에서 회피해도 안전하다는 것을 확인하였다. 또한 4대, 6대의 다중 무인기의 충돌환경에서도 제안기법이 더 안전하다는 것을 검증했다.