COLREG를 고려한 USV 자율항법 퍼지제어 기반 장애물 회피

Fuzzy-Controlled Autonomous Navigation for USVs Considering COLREG

연구 내용

국제해상충돌예방규칙(COLREG)을 고려하여 퍼지제어로 USV의 장애물 회피와 진로 조정을 수행하는 자율운항 연구

USV의 자율운항을 위해 COLREG를 반영한 퍼지제어 기반 장애물 회피와 진로 조정 방법을 제안합니다. 2D 라이다 센서를 활용해 목표 방향 이동은 비례 제어로 수행하고, 고정·이동 장애물을 만날 때는 퍼지 규칙으로 COLREG에 어긋나지 않는 회피 동작을 생성합니다. 특히 회피 중 경로방향과의 편차가 커지는 경우를 고려하여 선수 방향을 조정하는 추가 알고리즘을 포함합니다. ROS 기반 Gazebo 시뮬레이션에서 USV 모델을 구성하여 알고리즘 동작과 회피 성능을 검증합니다.

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연구 흐름

초기 단계에서는 COLREG를 반영하지 못하는 기존 퍼지기반 USV 회피 연구의 공백을 확인하고, COLREG 규칙을 고려한 퍼지제어 프레임을 구축하는 방향으로 연구를 수행했습니다. 이후 ROS Gazebo 환경에서 2D 라이다 센서를 갖는 USV를 구성하고, 비례 제어를 통해 목적지 이동을 안정적으로 수행한 뒤 장애물 상황에서는 퍼지제어로 회피 동작을 전환하는 구조로 발전시켰습니다. 또한 회피 과정에서 경로 방향이 크게 벗어나는 경우를 분리하여 선수 방향 조정 알고리즘을 추가함으로써 항로 추종성을 보완했습니다. 최근에는 시뮬레이션 검증을 바탕으로 규칙 기반 회피와 진로 보정의 연계 성능을 정리하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

COLREG 준수형 회피 로직
USV 자율운항 제어기
2D 라이다 기반 상황인식
퍼지 규칙 기반 장애물 회피
진로 오차 보정 모듈
ROS Gazebo 검증 프레임
비례제어-퍼지제어 결합
이동 장애물 대응 전략
해상 운항 시나리오 테스트
안전성 중심 항법 설계