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Game theoretic collision avoidance algorithms for small UAV = 게임이론적 소형무인비행장치 충돌회피 알고리즘
서명 / 저자 Game theoretic collision avoidance algorithms for small UAV = 게임이론적 소형무인비행장치 충돌회피 알고리즘 / Nam woo Kim.
저자명 Kim, Nam woo ; 김남우
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2017].
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초록정보

Unmanned aerial vehicle refers to aircraft that are remotely controlled from the ground or autonomously fly according to a pre-programmed route without a pilot aboard. In particular, demand for small unmanned aerial vehicle is continuously increasing in the public and private sectors. Furthermore, small unmanned aerial vehicles are operated in low-altitude and uncontrolled airspace, which are not supported by air traffic control. Accordingly, practical operation of unmanned aerial vehicles in uncontrolled airspace requires effective collision avoidance system. In this study, authors researched the collision avoidance algorithms of small unmanned aerial vehicle based on satisficing theory. In details, we applied the satisficing theory based aircraft conflict resolution method to small unmanned aerial vehicle by considering characteristics of small unmanned aerial vehicles. A simulation environment was constructed and choke point models and performance measures were introduce to evaluate the robustness of proposed methodology. Finally, the relationship between the parameters of the methodology was examined through sensitivity analysis, and the combination of the parameters suitable for operating small unmanned aerial vehicle was searched. This study suggests that the small unmanned aerial vehicles require high rotation angle, small minimum separation and high level of cooperation in the satisficing framework, and operation over 64 agents is not appropriate in the proposed choke point model.

무인비행장치는 조종사가 비행체에 직접 탑승하지 않고 지상에서 원격 조종 혹은 사전에 설정된 경로에 따라 자율비행하는 비행체를 일컫는다. 특히 소형 무인비행장치는 공공부문과 개인부문에서 계속적으로 수요가 증가하고 있다. 또한 무인비행장치는 유인항공기와는 달리 항공교통 관제의 지원을 받지 못하는 저고도 비관제 공역에서 운영된다. 이에 따라 무인비행장치의 비관제 공역에서의 실질적 운용은 효과적인 충돌회피 방법론을 필요로 한다. 따라서 본 연구에서는 협력 게임이론을 기반한 소형 무인비행장치의 충돌회피 방법론을 연구하였다. 세부적으로, 기존 협력 게임이론 기반 유인 항공기 충돌회피 방법론을 소형 무인비행장치의 특성에 맞추어 적용하였다. 또한, 시뮬레이션 환경을 구축하였고 제안된 방법론의 강건성을 시험 및 평가하기 위하여 초크포인트 모델과 성능 측도를 도입하였다. 마지막으로 제안된 방법론의 매개변수들간의 관계를 민감도 분석을 통해 살펴보았으며, 소형 무인비행장치 운영에 적합한 매개변수들간의 조합을 탐색하였다. 본 연구는, 협력 이론 체계에서 소형 무인비행장치는 높은 회전각, 작은 분리 간격, 높은 협력 수준을 요구하며 제안된 초크포인트모델에서 64대를 초과하는 운용은 적절하지 못하다는 결과를 나타내고 있다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MCE 17027
형태사항 iv, 43 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 김남우
지도교수의 영문표기 : Yoon Jin Yoon
지도교수의 한글표기 : 윤윤진
Including Appendix
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 건설및환경공학과,
서지주기 References: p. 38-41
주제 Small unmanned aerial vehicle
Collision avoidance
Satisficing theory
Simulation
Sensitivity analysis
소형 무인비행장치
충돌회피
협력 게임이론
시뮬레이션
민감도 분석
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