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Abstract Recently, maritime accidents caused by human factors have increased according to the increase in the number of ships for sea transportation. Therefore, the autonomous navigation systems that find appropriate avoidance routes in a complex marine environment with various obstacles is attracting attention. In this study, we proposed a collision avoidance method using deep reinforcement learning (DRL) that generates an appropriate control action. DRL-based collision avoidance method derives the required rudder angle of own ship with given state of the own ship and target ship such as position, speed, and heading. To achieve the appropriate collision avoidance, it is necessary to assess the collision risk of the target ship accurately. Therefore, the probabilistic collision risk assessment method was proposed to predict the collision risk of the target ship with the probability distribution of the data. The probability distribution was calculated through the multivariate normal distribution of the four-dimensional variables of the position, speed, and heading angle of the target ship. The collision risk of the target ship was calculated through the probability distribution for each variable and the CPA (Closest Point of Approach)-based collision risk assessment method. To verify the proposed method, we applied the DRL-based collision avoidance method and the collision risk assessment method to various scenarios. The proposed method reliably avoided collisions through flexible paths for complex situations.
Publication Date 2021-12-07

Do-Hyun Chun, Myung-Il Roh, Hye-Won Lee, "Deep Reinforcement Learning-Based Ship Collision Avoidance Considering Collision Risk", Proceedings of TEAM(Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures) 2022, Istanbul, Turkey, pp. 268, 2021.12.06-08


List of Articles
번호 분류 제목 Publication Date
455 Domestic Conference 김주성, 노명일, 함승호, 김기수, “구획 내 기체의 압축을 고려한 선박의 동적 침수 해석 방법 연구”, 2016년도 한국CAD/CAM학회 하계학술발표회, 부산, pp. 131, 2016.08.25-26 file 2016-08-25
454 Domestic Conference 황지현, 이규열, 노명일, 차주환, 함승호, 김보람, "해양 플랜트 상부 시스템들의 프로세스 기본 설계 방법론", 2009년도 한국CAD/CAM학회 학술발표회, 평창, pp. 677-685, 2009.02.04-06 file 2009-02-04
453 Domestic Conference 황존규, 노명일, 김기수, 함승호, "시스템 엔지니어링 기반 해양플랜트 분리 시스템의 설계 검증 방법 연구", 2017년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 평창, pp. 555, 2017.02.08-10 file 2017-02-09
452 Domestic Conference 홍정우, 함승호, 이혜원, 노명일, 하솔, "크레인 붐의 유연성를 고려한 Subsea 장비의 인양 시뮬레이션", 2014년도 대한조선학회 추계학술발표회, 창원, pp. 958-962, 2014.11.06-07 file 2014-11-07
451 Domestic Conference 홍정우, 함승호, 이혜원, 노명일, 하솔, "유연 다물체 동역학 기반의 박판 블록 리프팅 시뮬레이션", 2015년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 제주, pp. 809-813, 2015.05.21-23 file 2015-05-22
450 Domestic Conference 홍정우, 노명일, 함승호, 이혜원, 김주성, 정동훈, "유연 다물체계 동역학을 이용한 해양 시추선의 수직 라이저 거동 해석", 2015년도 대한조선학회 추계학술발표회, 거제, pp. 848-852, 2015.11.05-06 file 2015-11-06
449 Domestic Conference 함승호, 차주환, 이규열, 박광필, 노명일, "이산 사건 및 역학 기반 이산 시간 혼합형 모델링에 의한 잠수함의 잠항 부상 시뮬레이션", 2008년도 대한조선학회 추계학술발표회, 창원, pp. 163-171, 2008.11.13-14 file 2008-11-13
448 Domestic Conference 함승호, 차주환, 이규열, 노명일, 박광필, 서흥원, "다물체간 상호 작용 및 해양파에 의한 운동 응답을 고려한 부유체의 실시간 시뮬레이션", 2008년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 제주, pp. 1669-1676, 2008.05.29-30 file 2008-05-29
447 Domestic Conference 함승호, 이혜원, 홍정우, 하솔, 노명일, "Discrete Euler-Lagrange Equation을 적용한 해상 크레인과 중량물의 운동 해석", 2014년도 대한조선학회 추계학술발표회, 창원, pp. 944-949, 2014.11.06-07 file 2014-11-07
446 Domestic Conference 함승호, 노명일, 하솔, "다물체 동역학 및 VR 기술을 접목한 조선 생산 및 해양 설치 시뮬레이션", 2015년도 조선해양생산연구회 생산시스템분과 하계논문발표회, 대전, 2015.07.22-23 file 2015-07-22
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