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An energy-efficient learning solution for the Agile Earth Observation Satellite Scheduling Problem

Created by
  • Haebom

저자

Antonio M. Mercado-Martinez, Beatriz Soret, Antonio Jurado-Navas

개요

본 논문은 지구 관측 위성 스케줄링 문제(AEOSSP)에 대한 심층 강화 학습(DRL) 기반 접근 방식을 제시한다. AEOSSP는 위성 궤도를 따라 관측 목표의 부분 집합을 스케줄링하는 문제로, 시간, 에너지, 메모리 제약 조건을 충족해야 한다. 본 논문에서는 구름 가림, 대기 난류, 영상 해상도 등 영상 품질 저하 요소들을 통합하여 에너지 및 메모리 자원 사용을 최적화하는 DRL 방법을 제안한다. 제안된 방법은 목표물 순서 선택 및 각 목표물에 대한 최적 관측 시간 결정이라는 이중 의사결정 과정을 포함한다. 실험 결과, 제안된 알고리즘은 품질 요구 사항을 충족하지 못하는 영상 캡처를 60% 이상 줄이고, 자세 조정으로 인한 에너지 낭비를 최대 78%까지 감소시키는 동시에 강력한 관측 성능을 유지하는 것으로 나타났다.

시사점, 한계점

시사점:
DRL을 활용하여 AEOSSP 문제에 대한 효과적인 해결 방안 제시.
구름 가림, 대기 난류, 영상 해상도 등 다양한 요소를 고려하여 관측 품질 향상 및 에너지 효율 증대.
영상 품질 저하 및 에너지 낭비를 상당히 감소시키는 성능 입증.
한계점:
제안된 알고리즘의 일반화 성능 및 다양한 위성 시스템에 대한 적용 가능성에 대한 추가 연구 필요.
실제 위성 시스템에 대한 실험 결과 부재. 시뮬레이션 결과에만 의존.
알고리즘의 복잡도 및 계산 비용에 대한 분석 부족.
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