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Learning Representative Vessel Trajectories Using Behavioral Cloning

Löwenstrom, Jan und Solano Carrillo, Edgardo und Stoppe, Jannis (2022) Learning Representative Vessel Trajectories Using Behavioral Cloning. In: Proceedings of the MARESEC. European Workshop on Maritime Systems Resilience and Security 2022 (MARESEC 2022), 2022-06-20, Bremerhaven, Germany. doi: 10.5281/zenodo.7143586.

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Kurzfassung

We suggest a data-driven approach to predict vessel trajectories by mimicking the underlying policy of human captains. Decisions made by those experts are recorded by the automatic identification system (AIS) signals and can be fused with additional non-kinematic factors like destination, weather condition, current tide level or ship size to get a more accurate snapshot of the situation that led to chosen maneuvers. In this work, we explore the usage of a method meant for optimal control, namely Behavioral Cloning, in a forecasting problem, in order to generate end-to-end vessel trajectories purely based on a given initial state. The training and test datasets consist of trajectories from the coast of Bremerhaven, having more than one thousand unique ships and different motion clusters. These are processed by a single deep-learning model, showing promising results in terms of accuracy and providing a research avenue for a near real-time application where vessel trajectories are to be forecast from a given snapshot of the situation - not from the costly history of all the vessels present.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/193097/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Learning Representative Vessel Trajectories Using Behavioral Cloning
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Löwenstrom, Janjan.loewenstrom (at) web.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Solano Carrillo, EdgardoEdgardo.SolanoCarrillo (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9914-4666NICHT SPEZIFIZIERT
Stoppe, Jannisjannis.stoppe (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2952-3422NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:4 Oktober 2022
Erschienen in:Proceedings of the MARESEC
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.5281/zenodo.7143586
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Behavioral cloning, vessel trajectory prediction, imitation, reinforcement learning, maritime situational awareness
Veranstaltungstitel:European Workshop on Maritime Systems Resilience and Security 2022 (MARESEC 2022)
Veranstaltungsort:Bremerhaven, Germany
Veranstaltungsart:Workshop
Veranstaltungsdatum:20 Juni 2022
HGF - Forschungsbereich:keine Zuordnung
HGF - Programm:keine Zuordnung
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:keine Zuordnung
DLR - Forschungsgebiet:keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):keine Zuordnung
Standort: Bremerhaven
Institute & Einrichtungen:Institut für den Schutz maritimer Infrastrukturen > Maritime Sicherheitstechnologien
Hinterlegt von: Solano Carrillo, Edgardo
Hinterlegt am:13 Jan 2023 09:47
Letzte Änderung:28 Mai 2024 10:48

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