한국해군과학기술학회
[ Article ]
Journal of the KNST - Vol. 8, No. 3, pp.354-360
ISSN: 2635-4926 (Print)
Print publication date 30 Sep 2025
Received 14 Jul 2025 Revised 26 Jul 2025 Accepted 31 Aug 2025
DOI: https://doi.org/10.31818/JKNST.2025.9.8.3.354

경로계획과 PPO 기반 심도제어를 통합한 수중자율운동체의 해저지형 회피 알고리즘 개발

김현승1, * ; 현철2 ; 이성균2 ; 고진용2 ; 김창환2
1LIG넥스원 해양연구소 선임연구원
2LIG넥스원 해양연구소 수석연구원
Development of Integrated Path Planning and PPO-based Depth Control for Seafloor Avoidance of Underwater Autonomous Vehicle
Hyunseung Kim1, * ; Chul Hyun2 ; Sungkyun Lee2 ; Jinyong Go2 ; Changhwan Kim2
1Research engineer, Marine R&D Center, LIG Nex1
2Chief research engineer, Marine R&D Center, LIG Nex1

Correspondence to: *Hyunseung Kim Marine R&D Center, LIG Nex1 333 Pangyo-ro, Bundang-gu, Seongnam-si, Gyeonggi-do, 13488, Republic of Korea Tel: +82-31-5179-7272 Fax: +82-31-5179-7086 E-mail: hyunseung.kim2@lignex1.com

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초록

본 논문에서는 수중 자율 운동체의 안전한 주행을 위해 경로계획과 심도제어를 통합한 해저지형 회피 알고리즘을 개발하였다. 성능 검증을 위해 1차원의 수심 지형 환경에서 기존 A* 알고리즘 또는 PPO 알고리즘 단독 방식과의 비교를 수행하였고, 충돌률과 추종 오차 측면에서의 우수함을 확인하였다. 본 논문은 복잡한 해저 환경에서도 심도 안정성과 에너지 효율을 극대화 하기 위한 경로 수립에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract

This paper proposed a hybrid algorithm that integrates A* path planning and PPO(proximal Policy optimization)-based depth control for seafloor avoidance of underwater autonomous vehicles. To evaluate a performance in 1D depth scenario, the proposed hybrid algorithm outperformed standalone A* algorithm and PPO approaches in terms of collision rate and tracking accuracy. This study is expected to be used to establish a route for stable and energy-efficient navigation in complex underwater environments.

Keywords:

Underwater Autonomous Vehicle, Path Planning, Depth Control, Proximal Policy Optimization Algorithm

키워드:

수중자율운동체, 경로계획, 심도제어, PPO 알고리즘

References