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초록·키워드
본 논문은 기체 크기와 속도 특성이 서로 다른 이기종 다중 UAV 환경에서의 충돌 회피 문제를 다룬다. 기존 APF+VO 기법은 충돌 가능 후보를 제거한 후 선호 속도와 가장 가까운 후보를 선택하므로, 안전 후보 간의 공간적 이격거리와 시간적 충돌 임박도 차이를 충분히 반영하기 어렵다. 이를 보완하기 위해 본 연구에서는 clearance와 충돌까지의 시간(Time-To-Collision, TTC)을 함께 고려하는 시간-공간 위험도 기반 속도 결정 기법을 제안한다. 제안 기법은 APF 기반 선호 속도 생성, VO 기반 후보 필터링, 선호도 비용, 안전 여유 비용 및 TTC 비용 평가를 결합하며, UAV의 반지름과 최대 속도를 위험도 계산에 반영하여 이기종 기체의 특성 차이를 고려한다. 동일한 동적 장애물 조건에서 생성한 500개의 제한 무작위 시나리오를 이용한 시뮬레이션 결과, 제안 기법은 APF+VO 대비 충돌 수를 감소시키고 목표 도달률을 향상시켰으며 평균 도달 시간도 감소시켰다. 또한 minimum clearance 증가와 near-miss 및 TTC violation 감소를 통해 충돌 발생 이전의 근접 위험이 완화되는 경향을 확인하였다. UAV 유형별 분석과 APF+VO 기준 고위험 시나리오 분석에서도 유사한 개선 경향이 나타났으며, 동기종 환경에서도 성능 향상이 확인되었다. 이러한 결과는 공간적 여유와 시간적 임박도를 통합적으로 평가하는 방식이 다중 UAV의 위험 기반 충돌 회피 의사결정을 구체화하는 데 기여할 수 있음을 보여준다.
본문·목차
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