Collision Avoidance Algorithm Using Gaussian Mixture Model and Vector Field Histogram+
Jung-Min Ha, Jongho Park, Jaesung Lim · Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences · 2024
장애물 충돌 회피는 안전하고 신뢰성 있는 UAV 운용에 필요한 핵심 기술이다. 장애물 충돌 회피가 드론 상용화에 필수적인 요소이기에 여러 알고리즘이 연구되고 있고, 그중 VFH+와 GMM에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 벡터장 히스토그램+과 가우시안 혼합 모델을 이용하여 다수의 장에물이 존재하는 환경에서의 장애물 회피 알고리즘을 제안한다. VFH+ 알고리즘을 이용하여 장애물의 위치와 크기를 결정하기 위한 폴라 히스토그램을 설계한다. 그리고 장애물의 밀집도를 결정하기 위해 GMM 클러스터링을 활용한다. 제안한 두 가지 방법론을 기반으로 회피 방향을 구하고 Dubins 경로 계획 알고리즘을 적용하여 UAV의 경로를 생성한다. 제안한 회피 알고리즘과 기존의 충돌 회피 기법을 비교 평가하기 위해 3 자유도 무인항공기 질점 모델을 기반으로 수치 시뮬레이션을 수행한다.