KR100670565B1 - 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법및 그 방법을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체 - Google Patents

확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법및 그 방법을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법 및 그 방법을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 다개체 로봇 시스템에 있어서 선순위 로봇의 경로 및 속도 프로파일에 따라 선순위 로봇과 후순위 로봇의 충돌 여부를 예측하여 확장된 충돌 지도를 작성하고, 이를 이용하여 충돌을 회피하는 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법 및 그 방법을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.
본 발명은, 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서, (a) 상기 다개체 로봇의 각 로봇별 우선 순위 및 경로를 결정하는 단계; (b) 후순위 로봇에 대하여 상기 후순위 로봇보다 상기 우선 순위가 높은 모든 선순위 로봇과의 충돌을 예측하는 단계; (c) 상기 후순위 로봇이 상기 선순위 로봇과의 충돌이 예측되는 경우 상기 충돌을 회피하도록 상기 후순위 로봇의 수정된 속도 프로파일을 생성하는 단계; 및 (d) 상기 다개체 로봇의 상기 각 로봇별 속도 프로파일이 결정된 후 상기 모든 로봇을 이동시키는 단계를 포함하는 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법을 제공한다.
로봇, 다개체, 충돌 지도, 우선 순위, 충돌 예측, 충돌 회피

Description

확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법 및 그 방법을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체{Method for Avoiding Collision of Multiple Robots by Using Extended Collision Map, and Storage Medium Readable by Computer Recording the Method}
도 1은 경로 계획에 사용되는 로드맵 방법 중 Visibility Graph Method를 설명하기 위한 도면,
도 2는 경로 계획에 사용되는 방법 중 정확한 방법에 의한 셀 분해 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 경로 계획에 사용되는 방법 중 중력장 방법에 대하여 설명하기 위한 도면,
도 4는 두 대의 로봇 시스템에 있어서 각 로봇의 이동에 따른 충돌 여부를 설명하기 위한 도면,
도 5는 두 대의 로봇 시스템에 있어서 우선 순위가 낮은 로봇의 궤적에 충돌 예측 지역을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법을 나타낸 순서도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개 체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서, 충돌 회피 알고리즘에 따른 후순위 로봇의 새로운 속도 프로파일 생성 방법을 보다 상세히 나타낸 순서도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서, 대상 로봇과 대상 로봇의 모든 선순위 로봇과의 충돌 여부를 예측하는 충돌 예측 알고리즘을 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서 충돌 예측 지점의 정보와 이를 이용한 충돌 지도를 작성하는 방법을 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서, 감속 방법을 적용한 충돌 회피 알고리즘을 도시한 순서도,
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서 감속 방법을 적용한 충돌 회피 알고리즘에 의해 충돌을 회피하는 방법을 예시한 도면,
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서, 시간 지연 방법을 적용한 충돌 회피 알고리즘을 도시한 순서도,
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서 시간 지연 방법을 적용한 충돌 회피 알고리즘에 의해 충돌을 회피하는 방법을 예시한 도면,
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 방지 방법에 있어서, 최소 시간 지연 방법을 적용한 충돌 회피 알고리즘을 도시한 순서도,
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서, 최소 시간 지연 방법을 적용하는 과정을 도시한 도면이다.
본 발명은 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법 및 그 방법을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 다개체 로봇 시스템에 있어서 선순위 로봇의 경로 및 속도 프로파일에 따라 선순위 로봇과 후순위 로봇의 충돌 여부를 예측하여 확장된 충돌 지도를 작성하고, 이를 이용하여 충돌을 회피하는 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법 및 그 방법을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.
로봇(Robot)이라 함은 인간의 손발과 같이 움직일 수 있는 기계라고 간단히 정의할 수 있다. 보다 엄밀하게는, 로봇이란 지능이 있고 명령에 순종적인 기계라고 정의할 수 있다. 또한, 로봇이란 인간에 의해 프로그램된 이후에는 자동적으로 스스로 작동하는 것이 가능한 기계라고 정의하는 것도 가능하다.
로봇은 산업 분야에서 인간을 대신하여 작업을 수행하는 산업용 로봇, 수술 에 사용되는 의료용 로봇뿐만 아니라 가사를 돕기 위한 가정용 로봇, 어린이를 위한 완구용 로봇 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 또한, 자동차와 항공기 등 운송 수단 등의 경우에도 컴퓨터 프로그램에 의해 자동적으로 조정된다면 일종의 로봇이라고 할 수 있다.
그런데, 다수의 팔을 갖는 산업용 로봇과 같이 다수의 작동부를 구비한 로봇 시스템에서는 하나의 작동부가 다른 작동부와 충돌할 위험성이 존재한다. 또한 다수의 개별적인 로봇들이 경로를 따라 이동하는 경우에는 각 로봇이 다른 로봇과 충돌할 위험성이 존재한다. 따라서, 로봇의 작동부 또는 개별적인 로봇이 충돌하지 않고 이동할 수 있도록 각 작동부 또는 각 로봇의 이동 경로와 이동 시간 또는 속도를 결정해 주는 운동 계획(Motion Planning)이 요구된다.
운동 계획은 경로 계획(Path Planning)과 궤적 계획(Trajectory Planning)으로 이루어진다. 경로 계획은 시간과 무관하게 로봇의 이동 경로를 결정하는 것이고, 궤적 계획은 시간 요소를 고려하여 이동 정도를 결정하는 것이다.
참고적으로, 이하에서 다개체 로봇이라 함은 다수의 작동부를 구비한 로봇 시스템 및 다수의 개별적인 로봇들의 집합과 같이 공간에서 개별적, 집합적으로 작동 또는 이동하는 개체를 포함한 것으로 이해할 수 있다.
로봇 이동을 위한 기본적인 경로 계획을 위해 사용되는 대표적인 방법으로는 로드맵 방법(Roadmap Method), 셀 분해 방법(Cell Decomposition Method) 및 중력장 방법(Potential Field Method) 등이 있다.
로드맵 방법이란 로드맵을 이용하여 경로를 설정하는 방법을 말한다. 로드맵 이란 1차 곡선의 네트워크 상에 로봇의 자유 공간(Free Space)을 연결시킨 것을 말한다. 로드맵이 형성되면, 이것은 표준화된 경로의 집합으로 사용된다. 경로 계획은 출발점과 도착점의 연결로 단순화되는데, 형성된 경로는 세 가지 하부 경로(Subpath)의 연결로 이루어진다. 이러한 하부 경로는 출발점과 로드맵과의 연결, 로드맵 상에서의 연결 및 로드맵과 도착점과의 연결이다. 많은 방법들이 경로 계획에 있어서 로드맵 방법을 기본으로 하고 있는데 대표적인 것으로는 Visibility Graph Method, Retraction Method, Freeway Method, Silhouette Method 등이 있다.
로드맵 방법의 이해를 위해 Visibility Graph Method를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
도 1은 경로 계획에 사용되는 로드맵 방법 중 Visibility Graph Method를 설명하기 위한 도면이다.
도 1은 세 개의 장애물이 있는 공간에서 Visibility Graph Method를 구성한 것이다. 여기서 점선은 출발점과 도착점을 로드맵과 연결시킨다.
Visibility Graph Method는 초기의 경로 계획 방법으로서 모든 장애물의 정점과 출발점, 도착점을 노드(Node)로 갖는다. 도 1에서와 같이 그래프의 링크(Link)는 장애물의 내부를 지나지 않는 두 개의 노드를 연결하는 직선들로 구성된다. 여기서 장애물의 가장 자리도 링크에 포함된다. 이런 방법으로 출발점과 도착점 사이의 가장 짧은 경로가 결정된다.
다음으로 셀 분해 방법에 대하여 설명한다.
셀 분해 방법은 로봇의 자유 공간을 셀(Cell)이라고 불리는 간단한 영역으로 분해함으로써 셀 안에 속한 두 지점 사이의 길을 쉽게 생성하는 방법이다. 셀 분해 방법에는 정확한(Exact) 방법과 대략적(Approximate) 방법이 있는데 이 중에서 정확한 방법을 예시적으로 설명한다.
도 2는 경로 계획에 사용되는 방법 중 정확한 방법에 의한 셀 분해 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2의 (a)와 같은 모양의 자유 공간과 세 개의 장애물이 존재할 때 먼저 도 2의 (b)처럼 자유 공간을 마름모와 삼각형의 셀로 분해하고 순서대로 숫자를 매긴다. 그런 다음, 도 2의 (c)와 같이 연결 그래프를 그리고 출발점과 도착점까지의 경로를 그래프에 표시한다. 연결 그래프에서 표시된 경로에 해당하는 셀을 도 2의 (d)와 같이 빗금으로 표시하고 마지막으로 출발점과 도착점 사이의 빗금 친 셀의 중간점(Midpoint)을 이어 경로를 완성한다.
그런데, 이상 설명한 로드맵 방법과 셀 분해 방법은 경로의 검색에 경험적인 요소가 많이 필요하고 자유 공간을 나누는 격자의 개수가 일반적으로 많아 계산이 복잡하다는 단점이 있다.
다음으로 중력장 방법에 대하여 설명한다.
중력장 방법은 장애물과의 척력과 목적지와의 인력을 이용하여 경로 계획을 세우는 방법이다. 각각의 개체는 장애물 및 다른 개체와는 척력을 가지고 도착점과는 인력을 가진다. 이 척력과 인력을 합친 전체 벡터 힘을 각각의 개체가 이동하는 방향으로 잡아 경로를 설정하게 된다.
도 3은 경로 계획에 사용되는 방법 중 중력장 방법에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 3의 (a)와 같은 자유 공간에 두 개의 장애물이 있다. 도 3의 (b)는 도착점과의 인력 포텐셜을 보여주고, 도 3의 (c)는 장애물과의 척력 포텐셜을 보여주고 있다. 도 3의 (d)는 인력 포텐셜과 척력 포텐셜을 합한 모습이다. 출발점에 놓인 개체는 포텐셜이 높은 곳에서 낮은 곳으로 골을 따라 이동하게 되는데 그 골을 연결한 것이 경로가 된다.
중력장 방법은 다른 방법에 비하여 효율적인 것이 사실이나, 매우 빠르게 수렴하는 최적화 방법이기 때문에 포텐셜 함수의 극소점(Local Minima)에 빠지는 단점이 있다. 극소점에 빠진 개체는 그 지역을 빠져 나오지 못하고 계속해서 주위를 맴도는 무한 루프에 빠질 수 있는 위험성이 존재한다.
이상 설명한 기본적인 경로 계획 방법을 확장하여 다개체 로봇의 경로 계획에 적용한 방법으로는 중앙 집중 계획(Centralized Planning)과 분산 계획(Decoupled Planning)의 방법이 있다.
중앙 집중 계획 방법은 중앙에서 주 컴퓨터가 각각의 로봇을 통제하는 방법이다. 따라서, 각각의 로봇의 개별 로봇의 배치 영역(Configuration Space)을 곱해서 단일형 로봇의 복합 배치 영역(Composite Configuration Space)을 만들어 개별적인 로봇의 경로를 제어한다. 그런데, 각 로봇의 배치 영역의 차수의 합이 복합 배치 영역의 차수가 되기 때문에 차수가 높아 계산이 복잡하고 어려울 뿐만 아니라 많은 시간이 소요되는 단점이 있다.
한편, 분산 계획 방법은 다개체 로봇의 경로 계획에서 계산의 복잡함을 줄이 는 방법으로서, 각각의 로봇에 대해 독립적으로 경로를 잡은 후, 경로들 간의 상호작용을 고려하는 방법이다. 이 방법은 계산 속도가 빠른 장점이 있지만 경로 계획에 실패할 수 있다는 단점이 있다.
이상 설명한 기본적인 경로 계획 방법 및 다개체 로봇에 대한 경로 계획 방법을 기본으로 하여 로봇의 충돌 회피를 위한 많은 방법들이 제안된 바 있다.
미합중국 등록 특허 제5,150,452호에서는 공간에 대한 지도와 로봇의 이동 경로를 포함하는 충돌 예상 지도를 생성하여 충돌을 방지하는 방법을 제공한다. 미합중국 등록 특허 제5,150,452호에서 제공하는 방법은 격자를 생성하고 각 격자에서의 충돌 여부를 배타적 논리 회로(Logical Exclusive OR)와 비배타적 논리 회로(Logical Inclusive OR)의 조합으로 판단한다. 그런데, 이러한 방법은 다수의 격자를 생성하고 각 격자별로 충돌 여부를 판단하여야 하는 바, 경험칙에 의해 격자를 생성하여야 하고 각 격자별로 많은 계산을 수행하여야 한다. 따라서, 로봇의 수가 증가하거나 공간이 넓은 경우에는 효과적인 충돌 회피가 어려운 문제점이 있었다.
한편, 미합중국 등록 특허 제5,179,329호와 제5,568,030호에서는 복수의 이동 로봇과 이들 이동 로봇을 제어하는 제어국으로 이루어진 이동 로봇 시스템에 있어서, 이동 로봇 상호간의 충돌을 방지하는 이동 로봇 시스템에서의 충돌 방지 방법에 대해 개시하고 있다. 이 방법은 지도에 지도 진입 노드(Map Approach Node), 작업 노드(Operation Node) 및 통과 노드(Transit Node)를 설정하고 각 노드에서의 충돌 가능성을 판단하여 이동 로봇의 경로를 제어한다. 그러나, 이러한 방법은 다 수의 노드에 대하여 개별적으로 충돌 여부를 판단하여야 하므로 계산이 복잡한 문제점이 있었다. 특히, 이동 로봇 시스템에 존재하는 이동 로봇의 개수가 많아지고 지도상의 노드의 수가 증가하면 계산의 복잡성은 더욱 증대하는 문제점이 존재하였다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 로봇의 충돌 방지를 위한 종래의 방법들은 로봇의 개수가 증가함에 따라 충돌 회피가 제대로 되지 않는 문제점이 존재하였다. 또한, 실제로 다개체 로봇을 실시간으로 운용하는 기술은 비선형 제어 문제이므로 계산이 복잡하고 구해진 값의 오차율이 크다는 문제점이 있다.
최근에는 자동적으로 조정되는 항공기, 자동차 또는 열차 등을 비롯하여 다수의 팔을 가진 산업용 로봇에 이르기까지 로봇 기술이 적용되고 있다. 그러나, 현재까지는 다개체 로봇의 충돌 회피를 위한 방법이 충분히 개발되지 않은 것이 현실이며, 이러한 다개체 로봇의 충돌 방지를 위한 효과적인 실시간 제어 방법이 요구되고 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 다개체 로봇 시스템에 있어서 선순위 로봇의 속도 프로파일에 따라 선순위 로봇과 후순위 로봇의 충돌 예측 지역이 결정되는 확장된 충돌 지도를 제공함을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 확장된 충돌 지도를 이용하여 후순위 로봇의 속도 프로파일을 조정함으로써 다개체 로봇의 충돌을 방지하는, 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위하여 선순위 로봇과 후순위 로봇의 충돌을 예측하는 충돌 예측 알고리즘과 충돌 회피를 위한 충돌 회피 알고리즘을 제공함을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 확장된 충돌 지도를 이용하여 다개체 로봇의 충돌을 방지하는 충돌 회피 방법을 저장한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서, (a) 상기 다개체 로봇의 각 로봇별 우선 순위 및 경로를 결정하는 단계; (b) 후순위 로봇에 대하여 상기 후순위 로봇보다 상기 우선 순위가 높은 모든 선순위 로봇과의 충돌을 예측하는 단계; (c) 상기 후순위 로봇이 상기 선순위 로봇과의 충돌이 예측되는 경우 상기 충돌을 회피하도록 상기 후순위 로봇의 수정된 속도 프로파일을 생성하는 단계; 및 (d) 상기 다개체 로봇의 상기 각 로봇별 속도 프로파일이 결정된 후 상기 모든 로봇을 이동시키는 단계를 포함하는 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 다개체 로봇의 충돌을 회피하기 위하여 후순위 로봇에 대하여 상기 후순위 로봇보다 우선 순위가 높은 모든 선순위 로봇과의 충돌을 예측하여 확장된 충돌 지도를 작성하는 방법에 있어서, (a) 상기 다개체 로봇의 각 로봇별 우선 순위 및 경로를 결정하는 단계; (b) 상기 후순위 로봇과 상기 모든 선순위 로봇의 경로 상의 모든 지점에 대한 거리를 계산하는 단계; (c) 상기 거리가 충돌 거리 이내인 경우 충돌 예측 지점의 정보를 저장하는 단계; 및 (d) 상기 충돌 예측 지점의 정보를 이용하여 시간에 따른 충돌 예상 지점을 그래프에 표시하는 단계를 포함하는 확장된 충돌 지도 작성 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 다수의 경로가 교차점을 형성하며, 상기 교차점에서만 충돌이 발생하는 시스템에서의 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서, (a) 상기 다개체 로봇의 각 로봇별 우선 순위, 이동 경로, 출발지 및 도착지를 결정하는 단계; (b) 후순위 로봇에 대하여 상기 후순위 로봇보다 상기 우선 순위가 높은 모든 선순위 로봇과의 상기 교차점에서의 충돌을 예측하는 단계; (c) 상기 후순위 로봇이 상기 선순위 로봇과의 충돌이 예측되는 경우 상기 충돌을 회피하도록 상기 후순위 로봇의 수정된 속도 프로파일을 생성하는 단계; 및 (d) 상기 다개체 로봇의 상기 각 로봇별 속도 프로파일이 결정된 후 상기 모든 로봇을 이동시키는 단계를 포함하는 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 3 차원 상에서 이동하는 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서, (a) 상기 다개체 로봇의 각 로봇별 우선 순위, 경로, 출발지 및 도착지를 결정하는 단계; (b) 후순위 로봇에 대하여 상기 후순위 로봇보다 상기 우선 순위가 높은 모든 선순위 로봇과의 충돌을 예측하는 단계; (c) 상기 후순위 로봇이 상기 선순위 로봇과의 충돌이 예측되는 경우 상기 충돌을 회피하도록 상기 후순위 로봇의 수정된 속도 프로파일을 생성하는 단계; 및 (d) 상기 다개체 로봇의 상기 각 로봇별 속도 프로파일이 결정된 후 상기 모든 로봇을 이동시키는 단계를 포함하는 확장된 충돌 지도를 이용한 3차원 상에서 이동하는 다개체 로봇의 충돌 회피 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 이상의 방법을 컴퓨터로 실행시킬 수 있는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
전술한 바와 같이 충돌 회피를 위한 로봇의 운동 계획(Motion Planning)은 경로 계획(Path Planning)과 궤적 계획(Trajectory Planning)으로 이루어진다. 다개체 로봇의 충돌 회피 방법은 크게 두 가지로 나누어 생각해 볼 수 있다. 그 하나는 경로 변경을 통한 충돌 회피 방법이고, 다른 하나는 속도 조절(Velocity-Tuning)을 통한 충돌 회피 방법이다. 경로 변경 방법은 충돌이 예상되는 지점에서 다개체 로봇 중 하나 이상의 로봇의 경로를 변경하여 충돌을 회피하는 방법이며, 속도 조절 방법은 충돌이 예상되는 지점에서 다개체 로봇 중 하나 이상의 로봇의 이동 속도를 변경하여 충돌을 회피하는 방법이다. 그런데, 이러한 충돌 회피 방법은 비선형적인 문제이기 때문에 정확한 답을 구하는 것이 상당히 어려운 점이 있다.
이러한 문제 의식에서 제시된 것이 바로 충돌 지도(Collision Map)를 이용한 충돌 회피 방법이다. 충돌 지도는 속도 조절 방법을 통한 충돌 회피를 위해 만들어진 도구라고 할 수 있는데, 속도 조절을 위해 각 개체의 경로와 궤적 정보를 그래프로 나타내어 보여 주는 것이다. 2 개체의 로봇에 대한 충돌 회피 방법으로 제안된 기본적인 충돌 지도는 B. H. LEE와 C. S. G. LEE의 "Collision-Free Motion Planning of Two Robots(IEEE Trans. Syst., Man, Cybern., vol. SMC-17, pp 21-31, Jan./Feb. 1987)에 소개된 바 있다.
도 4를 참조하여 속도 조절 방법에 의한 충돌 회피 방법을 설명한다.
도 4는 두 대의 로봇 시스템에 있어서 각 로봇의 이동에 따른 충돌 여부를 설명하기 위한 도면이다.
로봇 A(402)와 로봇 B(404)의 형상은 각각 일정한 반지름을 가진 구(Sphere)이다. 또한, 출발점과 도착점이 있고, 로봇 A(402)는 로봇 B(404)에 비해 우선 순위가 높다고 가정한다. 따라서, 우선 순위가 높은 로봇 A(402)는 로봇 A의 초기 경로(406)를 따라서 계획된 속도 프로파일로 이동하고, 우선 순위가 낮은 로봇 B(404)는 로봇 B의 초기 경로(408)를 속도 프로파일을 수정하면서 이동하여야 한다.
그러면, 로봇 A(402)와 로봇 B(404)가 이동하는 환경은 도 4의 (a)와 같이 단순화할 수 있다. 여기서 원의 반지름(R)은 로봇 A(402)의 반지름(R1)과 로봇 B(404)의 반지름(R2)의 합이다. 우선 순위가 높은 로봇 A의 초기 경로(406)로 로봇 A의 반지름(R1)과 로봇 B의 반지름(R2)을 합한 반지름(R)을 가진 가상 로봇(410)이 로봇 A(404)와 같은 속도 프로파일을 가지고 이동한다고 가정하면, 이 가상 로봇(410)이 로봇 B의 초기 경로(408)와 만나게 될 때 로봇 A(402)와 로봇 B(404)가 충돌하는 것으로 예측할 수 있다. 도 4의 (a)에서 가상 로봇(410)과 로봇 B(404)의 경로가 중첩되는 부분의 거리가 바로 특정 시간에서의 충돌 길이(Collision Length)이다. 이 충돌 길이는 이후 충돌 지도의 완성에 사용된다.
도 4의 (b)는 로봇 A(402)와 로봇 B(404)의 충돌 여부를 기하학적으로 설명하기 위한 것으로서, 도 4의 (b)를 참조하여 로봇 A(402)와 로봇 B(404)의 충돌 여부를 살펴본다.
p1(k)은 시간 k에서의 로봇 A(402)가 위치하는 점이다. 로봇 B의 초기 경로(408)의 식을 수학식 1로 나타낸다.
Figure 112004013578574-pat00001
도 4의 (b)를 참조할 때, 시간 k에서 로봇 A(402)와 로봇 B(404)의 충돌은 p1(k)과 로봇 B의 경로(404)와의 거리가 가상 로봇(410)의 반지름보다 작거나 같을 때 일어난다. 즉, 가상 로봇(410)을 나타내는 원과 로봇 B의 초기 경로(404)가 서로 교차하여야 충돌이 일어나며, 수학식 2가 실근을 가질 때 충돌이 발생한다고 볼 수 있다. 한편, 수학식 2의 p2에 수학식 1을 대입하면 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112004013578574-pat00002
Figure 112004013578574-pat00003
도 4에 의한 충돌 예측 지역을 로봇 B(404)의 궤적에 대하여 나타내면 도 5와 같다. 도 5는 두 대의 로봇 시스템에 있어서 우선 순위가 낮은 로봇의 궤적에 충돌 예측 지역을 도시한 도면이다.
도 5는 로봇 B(404)에 대한 충돌 지도라고 할 수 있다. 충돌 지도는 각 시간에서의 충돌 길이를 구한 다음, 횡축을 시간축으로 하고 종축을 로봇 B(404)의 이동 거리라고 한 후, 각 시간에서의 충돌 길이를 그래프로 표시한 것이다.
로봇 B(404)의 궤적이 충돌 예측 지역을 관통하면 로봇 B(404)는 로봇 A(402)와 충돌한다. 따라서, 로봇 B(404)의 속도 프로파일을 변화시켜 로봇 B(404)의 궤적이 충돌 예측 지역을 회피하도록 하여야 한다. 충돌 예측 지역의 시간과 거리의 상한과 하한을 포함한 사각형의 지역 정보('충돌 박스(Collision Box)'라고도 한다)를 이용하여 로봇 B의 속도 프로파일이 사각형의 지역 정보를 벗어나도록 조정한다.
위에서 설명한 2 개체 로봇을 위한 충돌 지도는 2 개체에 대해서만 적용 가능하며, 우선 순위를 가진 로봇 A(402)의 속도 프로파일에 대해 고정적이라는 한계 가 있다. 또한, 로봇 A(402)와 로봇 B(404)의 경로는 모두 직선이어야 한다는 제한이 수반된다.
이러한 한계를 극복하기 위하여 본 발명은 확장된 충돌 지도(Extended Collision Map)를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법을 제안한다.
다개체 로봇은 순서대로 우선 순위를 가지고 있으며, 우선 순위가 낮은 후순위 로봇은 자신을 기준으로 우선 순위가 높은 모든 선순위 로봇의 경로에 대해 충돌 지도를 형성하게 된다. 모든 충돌 지도의 총합이 바로 확장된 충돌 지도가 되는 것이라 할 수 있다. 이에 따라 확장된 충돌 지도에서는 선순위 로봇의 속도 프로파일의 변화에 따라 후순위 로봇의 속도 프로 파일이 변화한다. 기존의 충돌 지도는 2 개의 로봇이 직선 경로로 이동할 경우에만 적용이 가능하였으나, 확장된 충돌 지도는 다개체에 적용할 뿐만 아니라, 직선과 곡선을 포함한 임의의 경로에 대하여 모두 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법은 개별적 충돌 예측 알고리즘과 개별적 충돌 회피 알고리즘을 포함한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법을 나타낸 순서도이다.
다개체 로봇 시스템에서 총 개체의 수는 N이라 하여 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법을 설명한다.
확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법을 적용하기 위하여 다개체 로봇 시스템에 로봇별로 우선 순위, 출발지, 도착지 및 경로(Path)를 결 정한다(S602). 각 로봇이 이동할 경로는 충돌 회피 방법을 적용하기 전에 사전에 결정된다. 즉, 일정한 도로를 운행하는 자동차나 일정한 경로를 따라 작동하는 산업용 로봇의 팔과 같이 로봇이 이동할 경로는 미리 특정된다. 한편, 최우선 순위의 로봇은 자신에게 주어진 경로를 초기의 속도 프로파일에 따라 이동한다. 즉, 최우선 순위의 로봇은 후순위 로봇과 무관하게 이동한다. 따라서, 후순위 로봇은 상위 우선 순위 로봇과의 충돌을 피하도록 조정되어야 한다.
최우선 순위의 로봇은 자신의 경로를 후순위 로봇과 무관하게 이동하므로 제 2 순위 로봇부터 충돌 회피 방법을 적용한다(S604).
충돌 예측 알고리즘을 이용하여 제 n 순위 로봇에 대하여 모든 선순위 로봇과의 충돌 여부를 예측한다(S606). 충돌 예측 알고리즘은 선순위 로봇의 경로와 하위 로봇의 경로 상의 모든 지점(일정한 간격으로 대상 지점을 정할 수 있다)에 대하여 그 거리를 계산하고 계산된 거리가 충돌 거리 이내인지를 판단한다. 여기서 충돌 거리라 함은 선순위 로봇과 하위 로봇이 충돌하게 되는 거리를 말하며, 선순위 로봇과 하위 로봇의 형상이 구라고 가정한다면 선순위 로봇과 하위 로봇의 반지름의 합이 충돌 거리가 된다. 이 때, 제 n 순위 로봇은 최우선 순위 로봇부터 제 n-1 순위 로봇에 이르기까지 충돌 여부를 예측한다.
충돌 예측 알고리즘을 통해 제 n 순위 로봇과 충돌이 예측되는 선순위 로봇이 존재한다면, 제 n 순위 로봇이 모든 선순위 로봇과 충돌하지 않도록 제 n 순위 로봇에 대한 새로운 속도 프로파일을 생성한다(S608).
모든 로봇에 대하여 충돌 여부를 판별하고 충돌이 예상될 경우 수정된 속도 프로파일을 생성하여야 하므로 최종 제 N 순위 로봇까지 충돌 회피를 수행했는지 판별한다(S610). 제 N 순위 로봇까지 충돌 회피 방법이 수행되지 않았다고 한다면 제 n+1 순위 로봇에 대하여 다시 충돌 예측 및 충돌 회피를 수행한다(S612).
제 N 순위 로봇까지 충돌 예측 및 충돌 회피를 위한 수정된 속도 프로파일을 생성한 이후에는 새로 정해진 속도 프로파일에 따라 모든 로봇이 동시에 이동한다(S614).
도 6에서 설명한 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법을 보다 상세히 설명하면 도 7과 같다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서, 충돌 회피 알고리즘에 따른 후순위 로봇의 새로운 속도 프로파일 생성 방법을 보다 상세히 나타낸 순서도이다.
도 6에서 이미 설명한 부분은 생략하고, 충돌 회피 알고리즘에 따른 후순위 로봇의 새로운 속도 프로파일 생성 방법을 설명한다.
충돌 예측 알고리즘을 통해 제 n 순위 로봇이 모든 선순위 로봇과의 충돌이 예측되는지 여부를 판별한다(S702). 충돌이 예측되지 않는다면, 최종 제 N 순위 로봇까지 충돌 회피를 수행하였는지 판별한다(S710). 만약 충돌이 예측된다면 충돌 회피를 위해 제 n 순위 로봇에 대한 새로운 속도 프로파일을 생성한다(S704).
한편, 제 n 순위 로봇에 대한 새로운 속도 프로파일이 생성된 경우, 제 n 순위 로봇의 속도 프로파일이 변경됨에 따라 이전에는 충돌이 예측되지 않던 다른 선순위 로봇과의 충돌이 예측될 가능성이 있다. 따라서, 새로 생성된 속도 프로파일 을 이용하여 제 n 순위 로봇이 모든 선순위 로봇과 충돌이 일어날 가능성이 있는지 다시 예측한다(S706). 새로 생성된 속도 프로파일에 따라 이동하는 제 n 순위 로봇이 선순위 로봇과 충돌할 것인지 여부를 판별하여(S708), 충돌이 예측되는 경우에는 제 n 순위 로봇의 속도 프로파일을 다시 수정하여 새로운 속도 프로파일을 생성한다(S704).
최종적으로 제 n 순위 로봇이 모든 선순위 로봇과 충돌하지 않는 것으로 판단되면 제 n 순위 로봇의 새로운 속도 프로파일이 결정된다. 모든 로봇에 대한 충돌 예측 및 회피가 수행되는었는지 여부를 판별한 후(S710), 모든 로봇의 속도 프로파일이 정해지면 그에 따라 모든 로봇이 동시에 이동한다.
한편, 다개체 로봇 시스템에 새로운 로봇이 추가되는 경우에도 본 발명은 적용이 가능하다. 즉, 추가되는 새로운 로봇의 우선 순위 및 출발점과 목적지, 그리고 추가되는 시기를 결정하고, 그 시점에서의 확장된 충돌 지도를 작성하여 충돌을 예측, 회피하는 것도 가능하다.
다음으로 충돌 예측 알고리즘에 대하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서, 대상 로봇과 대상 로봇의 모든 선순위 로봇과의 충돌 여부를 예측하는 충돌 예측 알고리즘을 도시한 도면이다.
충돌 예측 알고리즘은 대상 로봇과 대상 로봇보다 우선 순위에 있는 모든 로봇의 경로상의 점들과 대상 로봇의 경로상의 점간의 거리를 계산하여 대상 로봇과 우선 순위에 있는 로봇의 경로상의 거리가 충돌 거리 내인지를 판별하기 위한 것이 다. 도 8에서는 대상 로봇을 제 n 순위 로봇, 대상 로봇보다 우선 순위에 있는 로봇을 제 m 순위 로봇으로 표시하였다. 여기서 m은 1 부터 n-1까지의 정수이다.
대상이 되는 제 m 순위 로봇의 경로와 대상 로봇의 경로 상의 모든 지점에 대하여 거리를 계산한다(S802). 이렇게 계산된 거리가 충돌 거리 내인지를 판별한다(S804). 여기서 충돌 거리란, 전술한 바와 같이, 제 m 순위 로봇과 대상 로봇이 충돌하게 되는 거리를 말하며, 제 m 순위 로봇과 대상 로봇의 형상이 구라고 가정한다면 제 m 순위 로봇과 대상 로봇의 반지름의 합이 충돌 거리가 된다. 제 m 순위 로봇의 경로와 대상 로봇의 경로 상의 모든 지점에 대한 거리 계산은 제 m 순위 로봇 경로 상의 지점을 기준으로 하여 대상 로봇 경로 상의 모든 지점에 대하여 계산을 수행하는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 충돌 거리의 설정에 있어서는 각 로봇의 형상과 크기에 안정성 확보를 위한 안전 거리를 추가적으로 설정하는 것도 가능하다.
계산 거리가 충돌 거리 이내라고 판단되면, 이후 충돌 지도를 완성하기 위하여 충돌 예측 지점의 정보를 저장한다(S806). 충돌 예측 지점의 정보로는 충돌이 예측되는 지점에서의 제 m 순위 로봇의 시간 정보와 대상 로봇 경로의 위치 정보로 충분하다. 도 9를 참조하여 충돌 예측 지점의 정보로서의 제 m 순위 로봇의 시간 정보와 대상 로봇 경로의 위치 정보를 설명한다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서 충돌 예측 지점의 정보와 이를 이용한 충돌 지도를 작성하는 방법을 도시한 도면이다.
도 9의 (a)에서 제 m 순위 로봇 경로 상의 p1(tc) 지점과 대상 로봇 경로 상의 p2(a), p2(b), p2(c), p2(d) 지점과의 거리는 충돌 거리 이내라고 생각하자. 그러면, 제 m 순위 로봇이 p1(tc) 지점에 있을 때 대상 로봇이 p2(a), p2 (b), p2(c), p2(d) 지점에 있게 되면 제 m 순위 로봇과 대상 로봇은 충돌한다. 이를 충돌 지도상에 나타내면 도 9의 (b)와 같다. 충돌 지도에서 횡축은 시간축이며 종축은 대상 로봇의 이동 거리이다. 특정 시간 tc에 표시된 충돌 예상 지점을 대상 로봇이 통과하게 된다면 대상 로봇은 제 m 순위 로봇과 충돌하게 되므로 대상 로봇이 시간 tc에 충돌 예상 지점을 통과하지 않도록 회피하여야 한다.
충돌 예측 지점의 정보를 저장한 후 제 m 순위 로봇과 대상 로봇 경로 상의 모든 지점에 대한 계산이 완료되었는지 판별한다(S808). 모든 지점에 대한 계산이 완료되지 않았으면 S802 단계로 순환하고, 모든 지점에 대한 계산이 완료되었으면 대상 로봇보다 선순위인 모든 로봇에 대하여 충돌 예측이 되었는지 판별한다(S810). 아직 충돌 예측이 되지 않은 선순위의 로봇이 존재한다면 그 선순위 로봇과 대상 로봇의 충돌 예측을 위해 다시 앞의 과정을 반복한다(S812).
최종적으로 대상 로봇과 선순위 로봇과의 충돌 예측이 완료되면 충돌 지도를 완성한다(S814). 개별 로봇의 충돌 지도의 합을 확장된 충돌 지도라 할 수 있으며, 이 충돌 지도는 이후 충돌 회피 알고리즘에서 사용된다.
한편, 이상 설명한 충돌 예측 알고리즘은 각 로봇의 경로 상의 모든 지점의 거리가 충돌 거리 이내인지를 판별하였으나, 충돌 가능성이 미리 예측되는 경우라면 그 지점을 중심으로 충돌 예측을 하는 것도 가능하다. 예컨대, 도로상에 다수의 자동차가 이동하고 각 자동차는 정해진 차로를 이동한다고 하면, 각 자동차의 충돌은 교차로와 같이 차량의 경로가 중첩되는 곳에서 일어날 것이다. 따라서 이런 경우에는 교차로를 중심으로 하여 충돌을 예측하면 충분하다. 즉, 우선 순위가 높은 선순위 자동차가 교차로에 진입 또는 진출하는 동안에만 후순위 자동차와의 충돌 여부를 판단하는 것도 가능하다는 것이다. 따라서, 자동차 도로망과 같이 각 경로의 교차점에서만 충돌이 예상되는 경우에는 교차점을 중심으로 충돌을 예측함으로써 충돌 예측을 위한 계산량을 감소시킬 수 있다.
충돌 회피 방법으로서, 본 발명에서 각 로봇의 경로는 초기에 정해진 것으로 하였으므로 경로 변경을 통한 충돌 회피 방법은 사용하기에 부적절하며, 속도 조절(Velocity-Tuning)을 통한 충돌 회피 방법을 사용한다.
속도 조절을 통한 충돌 회피 방법은 속도 프로파일을 어떻게 설정해 주는가에 따라 다양한 방법이 사용될 수 있는데, 본 발명에서는 감속(Speed Reduction), 시간 지연(Time Delay) 및 최소 시간 지연(Minimum Time Delay) 방법을 실시예로 제시한다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서, 감속 방법을 적용한 충돌 회피 알고리즘을 도시한 순서도이고, 도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서 감속 방법을 적용한 충돌 회피 알 고리즘에 의해 충돌을 회피하는 방법을 예시한 도면이다.
도 10을 참조하여 감속 방법을 적용한 충돌 회피 알고리즘을 설명하며, 설명의 편이를 위해 2 개체 로봇 시스템에 대하여 적용하는 것으로 한다.
충돌 예측 알고리즘을 통해 작성된 충돌 지도로부터 충돌 예측 지역을 포함하는 사각형 지역 정보를 추출한다(S1002). 충돌 예측 지역을 포함하는 사각형 지역 정보는 충돌 예측 지역의 상한과 하한을 연결한 사각형으로 표시된다.
대상 로봇의 속도 프로파일이 사각형 지역을 통과하는지 판별한다(S1004). 대상 로봇의 속도 프로파일이 사각형 지역을 통과하지 않는다면 추가적인 단계는 필요하지 않고 충돌 회피 알고리즘은 종료된다(S1012). 그러나, 대상 로봇의 속도 프로파일이 사각형 지역을 통과한다면, 대상 로봇과 선순위 로봇은 서로 충돌하게 되므로 충돌 회피가 요구된다.
감속 방법을 적용한 충돌 회피 알고리즘은 출발 지점에서 충돌이 일어나는 지점까지 수정된 속도 프로파일을 생성하여 충돌 예상 지점에서 대상 로봇의 속도를 줄이거나 속도를 멈추도록 하고 충돌을 회피한 후 대상 로봇이 최초 목적지까지 다시 이동하도록 하는 것이다.
먼저, 사각형 지역의 우하단 점을 도착점으로 하는 제 1 속도 프로파일을 생성한다(S1006). 다음으로 사각형 지역의 우하단 점을 시작점으로 하고 원 도착점을 도착점으로 하는 제 2 속도 프로파일을 생성한다(S1008). 여기서 속도 프로파일은 정지 상태에서 가속과 등속 다시 감속하는 사다리꼴 형상으로 할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 형상의 속도 프로파일이라도 무방하다.
이렇게 생성된 제 1 속도 프로파일과 제 2 속도 프로파일을 결합하면 충돌을 회피하는 수정된 속도 프로파일을 얻을 수 있다(S1010).
도 11의 (a)를 참조하면, 제 2 순위의 로봇이 충돌 예측 지역을 통과하고 있다. 충돌을 회피하기 위하여, 도 11의 (b)와 같이, 사각형 지역의 우하단 점을 도착점으로 하는 제 1 속도 프로파일과 사각형 지역의 우하단 점을 출발점으로 하는 제 2 속도 프로파일을 생성하여 충돌을 회피한다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서, 시간 지연 방법을 적용한 충돌 회피 알고리즘을 도시한 순서도이고, 도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서 시간 지연 방법을 적용한 충돌 회피 알고리즘에 의해 충돌을 회피하는 방법을 예시한 도면이다.
시간 지연 방법을 적용한 충돌 회피 알고리즘은 속도 프로파일의 모양의 변화없이 우측으로 이동시켜 충돌 예측 지역을 벗어나도록 하는 방법이다.
충돌 예측 알고리즘을 통해 작성된 충돌 지도로부터 충돌 예측 지역을 포함하는 사각형 지역 정보를 추출한다(S1202). 충돌 예측 지역을 포함하는 사각형 지역 정보는 충돌 예측 지역의 상한과 하한을 연결한 사각형으로 표시된다.
대상 로봇의 속도 프로파일이 사각형 지역을 통과하는지 판별한다(S1204). 대상 로봇의 속도 프로파일이 사각형 지역을 통과하지 않는다면 추가적인 단계는 필요하지 않고 충돌 회피 알고리즘은 종료된다. 그러나, 대상 로봇의 속도 프로파일이 사각형 지역을 통과한다면, 대상 로봇과 선순위 로봇은 서로 충돌하게 되므로 충돌 회피가 요구된다.
충돌 회피를 위해 출발 지연 시간을 계산한다(S1206). 출발 지연 시간은 사각형 지역의 우하단 꼭지점에서의 시간에서 속도 프로파일이 사각형 지역의 하단과 만나는 시간의 차로 계산할 수 있다. 그런 다음, 기존 속도 프로파일에 출발 지연 시간을 적용하여 대상 로봇이 선순위 로봇과 충돌하지 않도록 한다(S1208).
도 13의 (a)와 같이 대상 로봇과 선순위 로봇의 충돌이 예상되는 경우, 대상 로봇의 속도 프로파일에 출발 지연 시간을 적용하여 도 13의 (b)와 같이 속도 프로파일을 우측으로 이동시키면 충돌이 회피된다.
그런데, 위와 같은 시간 지연 방법의 경우에는 충돌 예측 지역을 포함한 사각형 지역 정보를 이용하므로 계산량이 적고 간편하나 낭비되는 시간 지연이 발생한다. 따라서, 지연 시간을 최소화하고자 하는 경우에는 다음과 같은 최소 시간 지연 방법을 사용하는 것이 가능하다. 다만, 최소 시간 지연 방법의 경우에는 계산량이 증가하는 단점이 있으나 계산 속도가 빠른 컴퓨터를 이용할 경우에는 크게 문제되지 않는다.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 방지 방법에 있어서, 최소 시간 지연 방법을 적용한 충돌 회피 알고리즘을 도시한 순서도이고, 도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서, 최소 시간 지연 방법을 적용하는 과정을 도시한 도면이다.
도 14를 참조하여 최소 시간 지연 방법을 적용한 충돌 회피 알고리즘을 설명 한다.
충돌 지도로부터 충돌 예측 지역의 정보를 추출한다(S1402). 다음으로 대상 로봇의 속도 프로파일이 충돌 예측 지역을 통과하는지 판별한다(S1404). 대상 로봇의 속도 프로파일이 충돌 예측 지역을 통과하지 않는다면 총 지연 시간은 "0(Zero)"이 되므로 속도 프로파일을 조정하지 않아도 된다. 그러나, 대상 로봇의 속도 프로파일이 충돌 예측 지역을 통과하는 경우라면 단위 지연 시간(dT)을 속도 프로파일에 적용한다(S1406). 단위 지연 시간은 본 발명이 적용되는 다개체 로봇 시스템의 특성에 따라 수백만 분의 일초에서 수십 수백 초까지 자유롭게 정할 수 있을 뿐만 아니라 상기한 값에 한정되는 것도 아니다.
단위 지연 시간만큼 이동시킨 대상 로봇의 속도 프로파일이 충돌 예측 지역을 통과하는지 다시 판별하여(S1404) 충돌이 일어나지 않는다고 판별되면 총 지연 시간을 적용한 수정된 속도 프로파일을 생성하고 충돌 회피 알고리즘을 종료한다(S1408).
도 15를 참조하면, 최소 시간 지연 방법을 적용하여 최종적으로 총 지연 시간이 td인 속도 프로파일을 생성하였을 때 단순히 시간 지연 방법을 적용한 경우보다 Δt만큼 지연되는 시간이 감소하였음을 알 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 충돌 회피 알고리즘의 경우에는 각 로봇의 최초 속도 프로파일을 기본 형태로 하여 그 속도 프로파일을 수정하는 방식으로 충돌 회피를 하였다. 그러나, 본 발명의 실시에 있어서는 전술한 충돌 회피 알고리즘 외에도 다 양한 속도 변화 기법을 사용할 수 있음은 당연하다. 예컨대, 출발을 지연시키는 것이 아니라 초기에는 동시에 출발하되 이동 속도를 충돌이 발생하는 경우보다 늦도록 하여 로봇의 속도 프로파일이 충돌 예측 지역을 통과하지 않도록 조정하는 것도 가능하다.
이상의 설명에서는 2 개체 로봇을 대상으로 하여 간단히 설명하였으나, 본 발명에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 방지 방법은 전술한 바와 같이 로봇의 갯수와 무관하게 적용할 수 있음은 당연하다.
특히, 2 차원상에서 이동하는 로봇의 경우뿐만 아니라 3 차원상에서 이동하는 로봇의 경우에도 적용될 수 있다. 이는 본 발명에 따른 확장된 충돌 지도의 작성이 각 로봇의 경로상의 거리를 계산하여 그 계산된 거리가 충돌 거리 이내인지를 판별하여 이루어지기 때문이다. 이에 따라, 자동차와 같이 2 차원적으로 움직이는 로봇뿐만 아니라 항공기와 같이 3 차원적으로 이동하는 로봇의 충돌 회피에도 본 발명은 유효하며 효과적인 충돌 회피 방법이 된다.
다음으로 본 발명에 따른 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 방지 방법을 프로그램화하여 저장한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 대하여 설명한다.
컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는 전자적, 자기적, 광학적, 전자기적, 적외선적 또는 반도체적인 시스템, 장비, 장치 또는 전파 매체일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체의 보다 특정한 예들(모두를 포함하지 않는 하나의 리스트)에는 다음과 같은 것들을 있다. 즉, 하나 이상 의 배선을 갖는 전기 접속부, 휴대용 컴퓨터의 디스켓, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 소거 가능한 프로그램 가능형 판독 전용 메모리(EPROM 또는 플래쉬 메모리), 광섬유 및 휴대용 콤팩트 디스크 판독 전용 메모리(CD-ROM) 등이 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 해당한다.
한편, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램이 인쇄될 때에는 그 프로그램을, 예컨대 종이나 다른 매체를 광학적으로 스캔함으로써 전자적으로 포획한 후 컴파일, 해석 또는 다른 경우에는 필요할 경우에 적당한 방식으로 처리되어 컴퓨터 메모리에 저장될 수 있기 때문에 종이나 다른 적당한 매체일 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다개체 로봇에 있어서 확장된 충돌 지도를 이용하여 우선 순위에 따라 후순위 로봇의 속도 프로파일을 조정함으로써 충돌을 회피할 수 있는 효과가 있다.
특히, 종래의 로봇의 충돌 회피 방법은 수학적으로 비선형적인 문제를 완벽히 해결할 수 없었으며, 다개체 로봇의 경우에는 그 제어가 곤란한 문제점이 있었으나, 본 발명에 의하면 로봇의 개체수에 제한 없이 각각의 로봇이 상호 충돌하지 않으면서 최적화된 시간 내에 각 로봇에게 주어진 경로를 이동할 수 있도록 하는 특유의 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 충돌 예측 알고리즘을 이용함으로써 다개체 로봇의 경로가 직선이 아닌 경우에도 각 로봇의 충돌을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 충돌 회피를 위한 효과적인 방법이 제시되며, 특히 최소 시간 지연 방법에 의하면 후순위 로봇의 출발 지연 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 의하면, 자동차, 열차 및 항공기 등의 자동 조종이나 충돌 방지 제어, 다수의 작동팔을 갖는 산업용 로봇의 작동과 제어 등에 효과적으로 적용할 수 있어 다가오는 유비쿼터스 환경에 효과적으로 적용할 수 있는 장점이 있다.

Claims (19)

  1. 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서,
    (a) 상기 다개체 로봇의 각 로봇별 우선 순위 및 경로를 결정하는 단계;
    (b) 후순위 로봇과 상기 후순위 로봇보다 상기 우선 순위가 높은 선순위 로봇의 경로 상의 모든 지점에 대한 거리를 계산하는 단계;
    (c) 상기 거리가 충돌 거리 이내인 경우에 충돌 예측 지점의 정보를 저장하는 단계;
    (d) 상기 충돌 예측 지점의 정보를 이용하여 확장된 충돌 지도를 완성하는 단계;
    (e) 상기 확장된 충돌 지도를 이용하여 상기 후순위 로봇보다 상기 우선 순위가 높은 모든 선순위 로봇과의 충돌을 예측하는 단계;
    (f) 상기 후순위 로봇이 상기 선순위 로봇과의 충돌이 예측되는 경우 상기 충돌을 회피하도록 상기 후순위 로봇의 수정된 속도 프로파일을 생성하는 단계; 및
    (g) 상기 다개체 로봇의 상기 각 로봇별 속도 프로파일이 결정된 후 상기 모든 로봇을 이동시키는 단계
    를 포함하는 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계의 상기 경로 결정시에 상기 로봇별 출발지와 목적지도 결정하는 것을 특징으로 하는 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (f) 단계에서는 상기 수정된 속도 프로파일에 따라 이동하는 상기 후순위 로봇이 상기 후순위 로봇보다 상기 우선 순위가 높은 모든 선순위 로봇과 충돌하는지 여부를 재확인하는 것을 특징으로 하는 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 충돌 예측 지점의 정보는, 상기 충돌이 예측되는 지점에서의 상기 선순위 로봇의 이동 시간과, 상기 이동 시간에서의 상기 선순위 로봇과 충돌이 예측되는 상기 후순위 로봇의 경로상의 거리인 것을 특징으로 하는 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 (f) 단계는,
    (f1) 상기 확장된 충돌 지도로부터 상기 후순위 로봇과 상기 선순위 로봇의 충돌이 예측되는 충돌 예측 지역의 정보를 추출하는 단계;
    (f2) 상기 후순위 로봇의 속도 프로파일이 상기 충돌 예측 지역을 통과하는지 판별하는 단계;
    (f3) 상기 후순위 로봇의 상기 속도 프로파일이 상기 충돌 예측 지역을 통과하는 경우, 상기 속도 프로파일이 상기 충돌 예측 지역을 지나지 않도록 상기 속도 프로파일을 수정하는 단계
    를 포함하여 상기 수정된 속도 프로파일을 생성하는 것을 특징으로 하는 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 (f2) 단계에서 상기 후순위 로봇의 상기 속도 프로파일이 상기 충돌 예측 지역을 통과하는지 여부를 판단함에 있어서는, 상기 충돌 예측 지역의 상하단을 포함하는 사각형 지역을 상기 후순위 로봇의 상기 속도 프로파일이 통과하는지 여부로 판단하는 것을 특징으로 하는 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 (f3) 단계는,
    상기 충돌 예측 지역의 상하단을 포함하는 상기 사각형 지역의 우하단 점을 도착점으로 하는 제 1 속도 프로파일을 생성하는 단계, 및 상기 사각형 지역의 우하단 점을 출발점으로 하는 제 2 속도 프로파일을 생성하는 단계
    를 포함하여 상기 수정된 속도 프로파일을 생성하는 것을 특징으로 하는 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 (f) 단계는,
    (f1) 상기 확장된 충돌 지도로부터 상기 후순위 로봇과 상기 후순위 로봇보다 상기 우선 순위가 높은 상기 선순위 로봇과의 충돌이 예측되는 충돌 예측 지역의 정보를 추출하는 단계;
    (f2) 상기 후순위 로봇의 속도 프로파일이 상기 충돌 예측 지역을 통과하는지 판별하는 단계; 및
    (f3) 상기 후순위 로봇의 상기 속도 프로파일이 상기 충돌 예측 지역을 통과하는 경우, 상기 후순위 로봇의 출발 시간을 지연시키는 단계
    를 포함하여 상기 수정된 속도 프로파일을 생성하는 것을 특징으로 하는 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 (f2) 단계에서 상기 후순위 로봇의 상기 속도 프로파일이 상기 충돌 예측 지역을 통과하는지 여부를 판단함에 있어서는, 상기 충돌 예측 지역의 상하단을 포함하는 사각형 지역을 상기 후순위 로봇의 상기 속도 프로파일이 통과하는지 여부로 판단하는 것을 특징으로 하는 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 (f3) 단계는, 상기 사각형 지역의 우하단 꼭지점 시간과 상기 후순위 로봇의 상기 속도 프로파일이 상기 사각형 지역의 하단과 만나는 시간과의 차를 계산하여 출발 지연 시간을 계산하는 단계 및 상기 속도 프로파일에 상기 출발 지연 시간을 적용하는 단계
    를 포함하여 상기 수정된 속도 프로파일을 생성하는 것을 특징으로 하는 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 (f) 단계는,
    (f1) 상기 확장된 충돌 지도로부터 상기 후순위 로봇과 상기 후순위 로봇보다 상기 우선 순위가 높은 상기 선순위 로봇과의 충돌이 예측되는 충돌 예측 지역의 정보를 추출하는 단계;
    (f2) 상기 후순위 로봇의 속도 프로파일이 상기 충돌 예측 지역을 통과하는지 판별하는 단계;
    (f3) 상기 속도 프로파일에 단위 지연 시간을 적용한 수정된 속도 프로파일이 상기 충돌 예측 지역을 통과하지 않을 때까지 상기 단위 지연 시간을 상기 수정된 속도 프로파일에 적용하는 단계; 및
    (f4) 상기 단위 지연 시간을 총합한 총 지연 시간을 계산하는 단계
    를 포함하여 상기 총 지연 시간을 적용한 상기 수정된 속도 프로파일을 생성하는 것을 특징으로 하는 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법.
  13. 다개체 로봇의 충돌을 회피하기 위하여 후순위 로봇에 대하여 상기 후순위 로봇보다 우선 순위가 높은 모든 선순위 로봇과의 충돌을 예측하여 확장된 충돌 지도를 작성하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 다개체 로봇의 각 로봇별 우선 순위 및 경로를 결정하는 단계;
    (b) 상기 후순위 로봇과 상기 모든 선순위 로봇의 경로 상의 모든 지점에 대한 거리를 계산하는 단계;
    (c) 상기 거리가 충돌 거리 이내인 경우 충돌 예측 지점의 정보를 저장하는 단계; 및
    (d) 상기 충돌 예측 지점의 정보를 이용하여 시간에 따른 충돌 예상 지점을 그래프에 표시하는 단계;
    를 포함하는 확장된 충돌 지도 작성 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 충돌 예측 지점의 정보는, 상기 충돌이 예측되는 지점에서의 상기 선순위 로봇의 이동 시간과, 상기 이동 시간에서의 상기 선순위 로봇과 충돌이 예측되는 상기 후순위 로봇의 경로상의 거리인 것을 특징으로 하는 확장된 충돌 지도 작성 방법.
  15. 다수의 경로가 교차점을 형성하며, 상기 교차점에서만 충돌이 발생하는 시스템에서의 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서,
    (a) 상기 다개체 로봇의 각 로봇별 우선 순위, 이동 경로, 출발지 및 도착지를 결정하는 단계;
    (b) 후순위 로봇과 상기 후순위 로봇보다 상기 우선 순위가 높은 선순위 로봇과의 거리 계산에 있어서, 상기 교차점에 상기 선순위 로봇의 진입시부터 상기 선순위 로봇이 진출할 때까지를 기준으로 상기 후순위 로봇과 상기 후순위 로봇보다 상기 우선 순위가 높은 상기 선순위 로봇의 경로 상의 모든 지점에 대한 거리를 계산하는 단계;
    (c) 상기 거리가 충돌 거리 이내인 경우에 충돌 예측 지점의 정보를 저장하는 단계; 및
    (d) 상기 충돌 예측 지점의 정보를 이용하여 확장된 충돌 지도를 완성하는 단계;
    (e) 상기 확장된 충돌 지도를 이용하여 상기 후순위 로봇에 대하여 상기 후순위 로봇보다 상기 우선 순위가 높은 모든 선순위 로봇과의 상기 교차점에서의 충돌을 예측하는 단계;
    (f) 상기 후순위 로봇이 상기 선순위 로봇과의 충돌이 예측되는 경우 상기 충돌을 회피하도록 상기 후순위 로봇의 수정된 속도 프로파일을 생성하는 단계; 및
    (g) 상기 다개체 로봇의 상기 각 로봇별 속도 프로파일이 결정된 후 상기 모든 로봇을 이동시키는 단계
    를 포함하는 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법.
  16. 삭제
  17. 3 차원 상에서 이동하는 다개체 로봇의 충돌 회피 방법에 있어서,
    (a) 상기 다개체 로봇의 각 로봇별 우선 순위, 경로, 출발지 및 도착지를 결정하는 단계;
    (b) 후순위 로봇과 상기 후순위 로봇보다 상기 우선 순위가 높은 선순위 로봇의 경로 상의 모든 지점에 대한 거리를 계산하는 단계;
    (c) 상기 거리가 충돌 거리 이내인 경우에 충돌 예측 지점의 정보를 저장하는 단계; 및
    (d) 상기 충돌 예측 지점의 정보를 이용하여 확장된 충돌 지도를 완성하는 단계;
    (e) 상기 확장된 충돌 지도를 이용하여 상기 후순위 로봇에 대하여 상기 후순위 로봇보다 상기 우선 순위가 높은 모든 선순위 로봇과의 충돌을 예측하는 단계;
    (f) 상기 후순위 로봇이 상기 선순위 로봇과의 충돌이 예측되는 경우 상기 충돌을 회피하도록 상기 후순위 로봇의 수정된 속도 프로파일을 생성하는 단계; 및
    (g) 상기 다개체 로봇의 상기 각 로봇별 속도 프로파일이 결정된 후 상기 모든 로봇을 이동시키는 단계
    를 포함하는 확장된 충돌 지도를 이용한 3차원 상에서 이동하는 다개체 로봇의 충돌 회피 방법.
  18. 삭제
  19. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 내지 제 15 항 및 제 17 항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터로 실행시킬 수 있는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7603212B2 (en) * 2006-03-30 2009-10-13 Honeywell International, Inc. Real time planning and scheduling for a team of unmanned vehicles
CN102169347A (zh) * 2011-03-08 2011-08-31 浙江工业大学 基于协作协进化和多种群遗传算法的多机器人路径规划系统
DE102013003834A1 (de) * 2013-03-07 2014-09-11 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Verfahren zur Steuerung der Fahrzeuge, insbesondere Transportfahrzeuge, einer Anlage
CN103345246A (zh) * 2013-05-29 2013-10-09 西北农林科技大学 一种小麦实时收割-转运-干燥-维护多机器人系统
KR102131696B1 (ko) * 2013-07-11 2020-08-07 큐렉소 주식회사 로봇 수술 안전구역 확보 시스템
KR102396851B1 (ko) * 2015-07-13 2022-05-11 현대모비스 주식회사 교차로 충돌 회피 제어 장치 및 그 방법
CN106325280B (zh) * 2016-10-20 2019-05-31 上海物景智能科技有限公司 一种多机器人防碰撞方法及系统
US10480947B2 (en) 2016-12-21 2019-11-19 X Development Llc Boolean satisfiability (SAT) reduction for geometry and kinematics agnostic multi-agent planning
US10296012B2 (en) 2016-12-21 2019-05-21 X Development Llc Pre-computation of kinematically feasible roadmaps
US10363657B2 (en) * 2016-12-23 2019-07-30 X Development Llc Multi-agent coordination under sparse networking
US10406687B2 (en) 2016-12-23 2019-09-10 X Development Llc Layered multi-agent coordination
KR102054644B1 (ko) * 2017-07-25 2019-12-11 아주대학교산학협력단 이동 개체의 충돌예측장치 및 방법
CN109144065B (zh) * 2018-08-29 2021-08-13 广州安商智能科技有限公司 机器人避让方法及装置
CN110058596B (zh) * 2019-05-21 2021-12-10 吉林省吉创科豹科技有限公司 一种多机器人系统自适应分散协同控制方法及系统
CN110320920A (zh) * 2019-08-06 2019-10-11 北京中海远景科技有限公司 一种基于规约算法的双移动机器人迷宫路径规划方法
WO2021070239A1 (ja) * 2019-10-08 2021-04-15 三菱電機株式会社 自律分散制御システム
KR102324099B1 (ko) * 2019-12-26 2021-11-10 주식회사 트위니 실내 이동체의 경로 계획 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램
KR102342887B1 (ko) 2020-02-20 2021-12-23 호서대학교 산학협력단 이동로봇의 경로 회피 안내 장치 및 그 방법
KR102358484B1 (ko) 2020-02-20 2022-02-04 주식회사 트위니 복잡지역에서 이동로봇의 경로 안내 장치 및 그 방법
CN112148009B (zh) * 2020-09-23 2023-09-26 上典科技(北京)有限公司 Agv集群调度方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质
CN112835364B (zh) * 2020-12-30 2022-05-13 浙江大学 一种基于冲突检测的多机器人路径规划方法
CN115309146B (zh) * 2022-06-29 2024-04-26 华中科技大学 一种面向区域监测的多机器人遍历方法
CN115576332B (zh) * 2022-12-07 2023-03-24 广东省科学院智能制造研究所 一种任务级多机器人协同运动规划系统与方法
CN117325185B (zh) * 2023-11-27 2024-04-09 成都越凡创新科技有限公司 移动机器人解死锁的方法及调度设备

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6093522A (ja) * 1983-10-26 1985-05-25 Ootomatsukusu Kk 移動ロボツトの制御装置
JP2644868B2 (ja) * 1988-12-28 1997-08-25 株式会社日立製作所 移動環境認識装置
US5150452A (en) * 1989-07-28 1992-09-22 Megamation Incorporated Method and apparatus for anti-collision and collision protection for multiple robot system

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