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역강화 학습 기반 도심 자율 주행용 다중 컨텍스가 반영된 주행 가능 맵 생성 (정찬영, 심현철)

주변 물체가 존재하는 환경에서의 자율 주행은 여전히 어려운 문제이다. 주요 기술적 어려움은 내적, 환경적, 사회적 컨텍스트를 고려하여 확률적으로 근미래 궤적을 표현하는 주행 가능 맵을 정확하게 예측하는 것이다. 이를 해결하기 위해 다양한 방법들이 제안되어왔다. 하지만 기존 연구들은 대부분 개별적인 컨텍스트를 반영하는 것에 집중하였다. 또한 대부분의 기존 연구들에서는 HD맵과 같은 값비산 사전 정보를 입력으로 사용하여 방법의 확장성을 제한하였다.

본 연구에서는 동적 환경에서 자율 주행을 위한 다중 컨텍스트가 반영된 주행 가능 맵 예측이 가능한 역강화 학습 기법을 제안하였다. 주행 환경의 사전 정보를 사용하는 대신, 우리는 실시간으로 입력되는 센서로부터 다양한 컨텍스트를 추출하고, 이를 최종 출력인 보상 맵에 반영하는 딥뉴럴 네트워크를 제안한다. 우리의 방법은 현재 자신의 위치로부터 확률적으로 주행 가능한 맵을 보상 맵으로 부터 유추한다.

제안된 방법은 실제 교통 데이터를 바탕으로 다양한 베이스라인과 함께 양적, 질적으로 검증되었다. 실험 결과는 다른 방법들에 비해 정확한 예측 정확도를 보였고, 실제 운전자와도 유사한 경로를 예측하는 것으로 확인되었다.

그림1. 역강화 학습을 이용한 다중 컨텍스트가 반영된 주행 가능 맵 예측 방법

그림2 . 제안하는 네트워크 아키텍쳐 시각화 결과

 

그림3. 시간에 따른 주행 가능 지도 가시화 결과