Path Planning of UAV Using Dynamic Scale Factor Based Potential Field
Doohwan Kim, Jongho Park · Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences · 2025
포텐셜 필드는 UAV 경로계획의 대표적인 방법으로, 그 성능을 개량하기 위한 여러기법들이 제안되어왔다. 그중 특정 연구는 단일 환경에서만 적용되는 상숫값의 스케일 펙터를 사용하여 성능을 검증하였고, 포텐셜 필드를 실제 UAV에 적용하기 위한 수식적인 제어 방법이 부재하다. 포텐셜 필드의 성능을 정확하고 신뢰성 있게 검증하기 위해서는 장애물이 다양하게 배치되어있는 여러 환경에서 검증해야 하며, 상황에 맞게 제어 입력이 변화해야 한다. 본 논문에서는 UAV의 경로계획에 적합한 스케일 펙터 및 제어 입력을 상황에 따라 실시간으로 설정해주는 알고리즘을 제안한다. 스케일 펙터를 UAV의 위치 및 속도, 포텐셜 인력 등의 변수를 이용한 수식으로 설계하여 순항 및 장애물 회피 상황에 맞게 제어 입력 크기를 조절한다. 또한, 기존 포텐셜 척력을 대체하는 제어 입력 힘을 설계하여 기존 기법보다 더 원활하게 장애물을 회피하도록 한다. 본 논문에서 제안하는 UAV의 경로계획 알고리즘을 장애물이 무작위로 배치된 수치 시뮬레이션을 통해 성능을 검증한다.