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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
416 Domestic Conference 이혜원, 노명일, 김예린, "해상 크레인의 MPC 기반 블록 리프팅 제어", 2021년도 대한조선학회 추계학술발표회, 군산, pp. 664, 2021.11.04-05 file 2021-11-05
415 Domestic Conference 하지상, 노명일, 김기수, "전문가 시스템을 활용한 최적 장비 배치 및 배관 경로 생성 방법", 2021년도 대한조선학회 추계학술발표회, 군산, pp. 654, 2021.11.04-05 file 2021-11-05
414 Domestic Conference 전도현, 노명일, 이혜원, "블록의 형상과 무게 중심을 고려한 갠트리 크레인의 리프팅 자동화 방법", 2021년도 대한조선학회 추계학술발표회, 군산, pp. 589, 2021.11.04-05 file 2021-11-04
413 Domestic Conference 공민철, 노명일, 김기수, 박호균, 김종오, "PDF 문서 내 추출 성분을 활용한 변수 인식 및 색인 방법", 2021년도 대한조선학회 추계학술발표회, 군산, pp. 659, 2021.11.04-05 file 2021-11-04
412 Domestic Conference 박정호, 노명일, 이혜원, 하지상, 조영민, 손남선, "다중 영상 기반 장애물 탐지 및 추적 방법", 2021년도 대한조선학회 추계학술발표회, 군산, pp. 256, 2021.11.04-05 file 2021-11-04
411 Domestic Conference 여인창, 노명일, 전도현, 장석호, 혀재원, "응력 해석을 고려한 선박 배관망 설계 최적화", 2021년도 대한조선학회 추계학술발표회, 군산, pp. 655, 2021.11.04-05 file 2021-11-04
410 Domestic Conference 김기수, 노명일, "손상된 선박의 침수에 따른 자세 변화를 고려한 승객 탈출 행동 모델", 2021년도 대한조선학회 추계학술발표회, 군산, pp. 546, 2021.11.04-05 file 2021-11-04
409 Domestic Conference 조영민, 노명일, 이혜원, 진은석, 유동훈, "다중 센서 융합을 이용한 주위 선박의 경로 추적 방법", 2021년도 대한조선학회 추계학술발표회, 군산, pp. 509, 2021.11.04-05 file 2021-11-04
408 Domestic Conference 전도현, 노명일, 이혜원, 조영민, 진은석, 유동훈 "선박 정보의 불확실성을 고려한 확률론적 충돌 위험도 산정", 2021년도 한국CDE학회 하계학술발표회, 제주, pp. 94, 2021.08.25-28 file 2021-08-26
407 Domestic Conference 김진혁, 노명일, 김기수, 여인창, 남정우, 이상현, 장영훈, "전이 학습을 이용한 선형 성능 우열 관계 예측 모델", 2021년도 한국CDE학회 하계학술발표회, 제주, pp. 189, 2021.08.25-28 file 2021-08-25
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