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SafeNav: Safe Path Navigation using Landmark Based Localization in a GPS-denied Environment

Created by
  • Haebom

저자

Ganesh Sapkota, Sanjay Madria

개요

본 논문은 GPS 신호 교란이 빈번한 전장 환경에서의 자율 주행을 위한 새로운 탐색 방법인 LanBLoc-BMM을 제안합니다. LanBLoc-BMM은 랜드마크 기반 위치 추정(LanBLoc)과 전장 특화 이동 모델(BMM), 확장 칼만 필터(EKF)를 결합합니다. 기존의 SLAM이나 VO 기반 방법의 복잡성과 계산량 문제, 그리고 DV-HOP의 정확도 및 안정성 문제를 해결하기 위해 제안된 이 방법은 ADE, FDE, AWRS 지표를 사용하여 세 가지 최첨단 시각적 위치 추정 알고리즘과 비교 평가되었습니다. 합성 및 실제 모방 데이터셋에서 평가한 결과, LanBLoc-BMM(EKF)는 실제 모방 데이터셋에서 ADE, FDE, AWRS 모두에서 우수한 성능을 보였습니다. 또한, LanBLoc-BMM(EKF)과 새로운 Risk-Aware RRT*(RAw-RRT*) 알고리즘을 통합하여 장애물 회피 및 위험 노출 최소화를 위한 두 가지 안전한 탐색 방법인 SafeNav-CHull과 SafeNav-Centroid를 제시하였습니다. 전장 시나리오 시뮬레이션 결과, SafeNav-Centroid는 정확성, 위험 노출, 궤적 효율성 면에서 우수한 성능을 보였고, SafeNav-CHull은 계산 속도가 뛰어났습니다.

시사점, 한계점

시사점:
전장 환경에서 GPS 신호 교란 상황에 효과적인 새로운 탐색 방법 LanBLoc-BMM 제시
기존 방법들보다 우수한 정확도와 안정성을 확보
안전한 탐색을 위한 SafeNav-CHull과 SafeNav-Centroid 방법 제안
실제 전장 환경과 유사한 시뮬레이션을 통한 성능 검증
새로운 평가 지표인 AWRS 제시
한계점:
실제 전장 환경에서의 실험 결과 부재 (실제 모방 데이터셋 사용)
RAw-RRT* 알고리즘의 계산 비용에 대한 추가적인 분석 필요
다양한 전장 환경 및 장애물 유형에 대한 로버스트성 검증 필요
랜드마크의 신뢰도 및 가용성에 대한 고려 필요
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