Recently, there has been a growing expectation for autonomous systems to cope with complex situations as the autonomy of unmanned systems improves. Although research on unmanned surface vessels (USVs) is being conducted for maritime missions, the dynamic nature of the ocean environment and the complexity of the mission make it difficult to respond immediately with traditional optimization methods.
This study proposes behavior-based control that operates robustly in complex mission environments by composing systems with combinations of simple behaviors. USV’s behavior is designed taking into account collision regulations and defined based on the defined objective function for each behavior. Through task composition, each behavior is defined as a logical unit element, and a scalable behavior-based control framework is designed by applying logical operations. The proposed algorithm’s performance and effectiveness were demonstrated through simulation in an environment composed of waypoint tracking, obstacle avoidance, and rescue behavior.
최근 무인 시스템의 자율도가 향상되며 복잡한 상황에 대응하기 위한 자율 시스템에 대한 기대가 커지고 있다. 해상 임무에서도 무인 수상선에 대한 연구가 진행되고 있으나 해양의 비정형적인 특성과 임무의 복잡도로 인해 기존의 최적화 방식으로는 즉각적인 대응에 어려움이 존재한다. 이에 본 연구에서는 복잡하게 구성된 체계를 간단한 행위의 조합으로 구성하여, 복잡한 임무 환경에서도 강건하게 작동하는 행위 기반 제어를 제안한다.
선박의 행위는 선박의 조우상황과 상대위치에 따라 국제해상충돌예방규칙 등 을 고려하여 설계되었으며 각 행위 별로 정의된 목적함수에 따라 정의된다. 작업 구성을 통해 각 행위를 논리적 원소 단위로 정의하고 논리 연산을 적용하여 확장성을 가진 행위기반제어의 프레임워크를 설계하였다. 무인 수상선의 경로 추종 및 장애물 회피, 익수자 구조의 행위로 구성된 환경에서 시뮬레이션을 실시하였으며, 제안하는 알고리즘의 성능과 실효성에 대하여 보인다.
