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Abstract Developing a high-level autonomous collision avoidance system for ships which can operate in an unstructured and unpredictable environment is a challenging task. Especially in the congested sea areas, each ship should continuously make decisions to avoid collisions with many other ships in the busy and complex waterway. Furthermore, recent reports indicate that a large number of collision accidents at sea are caused by or related to human decision failures with lack of situational awareness and failure to comply with International Regulations for Preventing Collisions at Sea (COLREGs). In this study, we propose a robust and efficient method to collision avoidance problems of multi-ships based on the deep reinforcement learning (DRL) algorithm. The proposed method directly maps the states of encountered ships to an ownship’s steering commands in terms of the rudder angle using a deep neural network (DNN). This DNN is trained over multi-ships on rich encountering situations using the policy gradient based DRL algorithm. To handle multiple encountered ships, we classify them into four regions based on COLREGs, and only consider the nearest ship in each region. We validate the proposed method in a variety of simulated scenarios thorough performance evaluations. The result shows that the proposed method can find time efficient, collision-free paths for multi-ships. Also, it shows that the proposed method has excellent adaptability to unknown complex environments.
Publication Date 2019-09-24

Luman Zhao, Myung-Il Roh, Hye-Won Lee, Do-Hyun Chun, Sung-Jun Lee, "A Collision Avoidance Method of Multi-ships Based on Deep Reinforcement Learning Considering COLREGs", Proceedings of ICCAS(International Conference on Computer Applications in Shipbuilding) 2019, Rotterdam, Netherlands, pp. 85-88, 2019.09.24-26


List of Articles
번호 분류 제목 Publication Date
436 Domestic Conference 조두연, 차주환, 노명일, 최형순, 황호진, "3D 선체 모델과 Assembly Tree를 이용한 정반 배치 방법론 연구", 2011년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 부산, pp. 524-527, 2011.06.02-03 file 2011-06-02
435 Domestic Conference 조두연, 송하철, 노명일, 김태영, 황호진, "3D 선체 모델을 이용한 블록 물류 관제 시뮬레이션 연구", 2010년도 대한조선학회 추계학술발표회, 창원, pp. 418-422, 2010.10.21-22 file 2010-10-21
434 Domestic Conference 정혁수, 이규열, 노명일, 김태완, "파이프 라우팅을 고려한 최적 장비 배치 알고리즘 개발", 2003년도 한국CAD/CAM학회 학술발표회, 서울, pp. 333-340, 2003.02.07 file 2003-02-07
433 Domestic Conference 정혁수, 이규열, 노명일, "파이프 라우팅 비용을 고려한 선박 기관실의 최적 장비 배치 설계에 관한 연구", 2003년도 대한조선학회 추계학술발표회, 경주, pp. 105-113, 2003.10.30-11.01 file 2003-10-30
432 Domestic Conference 정혁수, 이규열, 노명일, "다중 갑판을 고려한 함정의 최적 격실 배치 설계에 관한 연구", 2002년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 부산, pp. 71-78, 2002.04.18-19 file 2002-04-18
431 Domestic Conference 정세용, 신현경, 구남국, 노명일, "최적화 기법을 이용한 부유식 해양 구조물의 배치 모델 연구", 2013년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 제주, pp. 1049-1057, 2013.05.23-24 file 2013-05-23
430 Domestic Conference 정세용, 신현경, 구남국, 노명일, "최적화 기법을 기용한 부유식 해양 구조물의 다층 배치 모델 연구", 2013년도 대한조선학회 추계학술발표회, 울산, pp. 352-361, 2013.11.07-08 file 2013-11-07
429 Domestic Conference 정세용, 노명일, 신현경, "최적화 기법을 이용한 FPSO 상부 구조 모듈의 배치 방법 연구", 2013년도 한국CAD/CAM학회 학술발표회, 평창, pp. 826-830, 2013.01.30-02.01 file 2013-01-30
428 Domestic Conference 정선경, 노명일, 김기수, 김성균, 정동훈, "복합 성능을 고려한 함정의 배치 설계 방법에 관한 연구", 2016년도 한국CAD/CAM학회 동계학술발표회, 평창, pp. 158-161, 2016.01.27-29 file 2016-01-27
427 Domestic Conference 정선경, 노명일, 김기수, "복원성, 운용성 및 생존성을 고려한 함정의 최적 구획 배치 방법", 2016년도 대한조선학회 추계학술발표회, 창원, pp. 215, 2016.11.3-4 file 2016-11-03
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