KR102324099B1 - 실내 이동체의 경로 계획 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램 - Google Patents

실내 이동체의 경로 계획 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램 Download PDF

Info

Publication number
KR102324099B1
KR102324099B1 KR1020190175505A KR20190175505A KR102324099B1 KR 102324099 B1 KR102324099 B1 KR 102324099B1 KR 1020190175505 A KR1020190175505 A KR 1020190175505A KR 20190175505 A KR20190175505 A KR 20190175505A KR 102324099 B1 KR102324099 B1 KR 102324099B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vertex
obstacle
moving object
vertices
path
Prior art date
Application number
KR1020190175505A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210082983A (ko
Inventor
천홍석
이재훈
김태형
Original Assignee
주식회사 트위니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 트위니 filed Critical 주식회사 트위니
Priority to KR1020190175505A priority Critical patent/KR102324099B1/ko
Priority to PCT/KR2020/014505 priority patent/WO2021132864A1/ko
Publication of KR20210082983A publication Critical patent/KR20210082983A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102324099B1 publication Critical patent/KR102324099B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0238—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0268—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G05D1/0274—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means using mapping information stored in a memory device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

본 발명은 실내 이동체의 경로 계획 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 통로의 끝에 해당되는 지점에 대한 정보를 기반으로, 통로와 교차로에 대한 정보 확인이 가능한 저용량 그래프(지도)을 이용하여 실내 이동체의 경로를 계획하는 실내 이동체의 경로 계획 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램을 제공한다.

Description

실내 이동체의 경로 계획 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램 {METHOD FOR PATH PLANNING OF INDOOR MOVING　ROBOT AND RECORDING MEDIUM STORING PROGRAM FOR EXECUTING THE SAME, AND COMPUTER PROGRAM STORED IN RECORDING MEDIUM FOR EXECUTING THE SAME}
본 발명은 실내 이동체의 경로 계획 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 통로의 끝에 해당되는 지점에 대한 정보를 기반으로, 통로와 교차로에 대한 정보 확인이 가능한 저용량 그래프(지도)을 이용하여 실내 이동체의 경로를 계획하는 실내 이동체의 경로 계획 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램에 관한 것이다.
자율주행은 스스로 주변을 살피고 장애물을 감지하면서 바퀴나 다리를 이용하여 목적지까지 최적 경로를 찾아가는 것을 말한다.
경로계획 또는 장애물 회피는 이동체의 자율주행에 있어서 중요한 요소기술이다. 로봇은 목적지까지 경로를 생성하여 이동하되 주변 장애물과 충돌하지 않고 목적지에 도달해야 한다. 좋은 경로라 함은 목적지까지의 이동 경로를 최소로 하는 최단경로이거나 또는 주변 장애물과의 충돌 가능성을 최소로 하는 안전 경로를 의미한다.
통상적으로 자율주행에 있어서는 안전경로가 보다 중요하지만 가장 이상적인 경로는 안전하면서도 가능한 한 최단인 경로일 것이다.
통상적으로 안전경로를 확보하는 방법으로는 로봇에 장착된 장애물 감지 센서(레이져, 초음파 등 주변 장애물과 의 거리를 측정할 수 있는 장치 등)를 이용하여 빈 공간이 가장 많은 방향을 찾고 목적지 방향을 같이 고려하여 로봇의 이동 방향을 결정하는 방법이 주로 사용되어 왔다. 빈 공간을 향한 방향과 목적지를 향한 방향과의 가중치는 실험적으로 결정된다. 빈 공간에 가중치를 많이 주면 장애물과의 충돌 가능성을 최소화할 수 있지만 긴 경로를 돌아야 하거나 극단적인 경우에는 목적지에 도착하지 못하는 경우가 발생한다. 반대로 목적지에 대한 가중치를 많이 주면 안전성이 떨어진다.
자율주행 로봇이 갖추어야 할 기본적인 주행능력은 원하는 목표지점까지 충돌없이 최적의 경로로 이동할 수 있는 지능적 항법 능력이며, 이러한 지능적 항법을 위해서는 경로계획 기술과 위치인식 요소기술이 필요하다.
지도(map)가 주어진 상황에서 최적의 경로(path)를 구하는 대표적인 방법으로 visibility graph이 있다.
Visibility graph는 최단 거리 경로(path)를 위한 로드 맵(road map)이다.
Visibility graph는 최단 거리 경로(path)를 계획하기 위해 만든 장애물, 로봇, 골(goal) 간의 가시적인 정보를 이용하여 연결한 그래프(graph)이다.
주어진 line-based map이 있다면, visibility graph는 최단 거리를 위해 모든 가시적인 장애물 꼭지점 사이를 연결하여 만든다.
이 때, 최초 로봇의 위치와 골(goal)의 위치가 주어지면 각각으로부터 가시적인 장애물 꼭지점 사이를 연결하여 그래프(graph)를 완성한다.
기존의 visibility graph의 노드(node)와 링크(link)는 다음과 같이 구분할 수 있다.
노드(node)는 다음 세 가지로 구분할 수 있다. 로봇 위치의 R, 골(goal) 위치의 G(목표위치), 장애물 boundary 위의 O(꼭지점).
링크(link) 다음 다섯 가지로 구분 할 수 있다. 장애물 꼭지점 간을 연결하는 OO visible link, 로봇과 장애물 꼭지점 간의 RO visible link, 장애물 테두리에 해당하는 OO hard link, 장애물 꼭지점과 골(goal) 사이의 OG visible link, 로봇과 골(goal)을 연결하는 RG visible link가 있다.
RG visible link는 로봇과 골(goal) 사이에 아무런 장애물이 없을 때 연결되며 해당 링크(link)가 가장 짧은 경로(path)가 된다.
노드(node)와 링크(link)로 구현된 그래프(Graph)가 완성 되면 거리를 코스트(cost)로 하는 A* 알고리즘을 이용하여 최단 거리 경로(path)를 구할 수 있다.
여기서, 경로계획 기술의 예로, "A Formal Basis for the Heuristic Determination of Minimum Cost Paths in Graphs_A star(PETER E. HART, VOL. ssc-4 ,NO 2, 1968)"에 게시된 바와 같은 A* 알고리즘이 있다.
실시간 계산이 가능하도록 하기 위한 알고리즘은 A* 이외에도 계산량을 줄여 시간 단축을 위해 focused D*, D* lite 등의 알고리즘 보다 개선된 알고리즘이 연구되고 있으나, 지도가 넓어질수록 실시간 계산이 어려운 문제가 있다.
한국등록특허 [10-1372482]에서는 이동 로봇의 경로 계획 방법 및 장치가 개시되어 있다.
한국등록특허 [10-1372482](등록일자: 2014년03월04일)
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 통로의 끝에 해당되는 지점에 대한 정보를 기반으로, 통로와 교차로에 대한 정보 확인이 가능한 저용량 그래프(지도)을 이용하여 실내 이동체의 경로를 계획하는 실내 이동체의 경로 계획 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램을 제공하는 것이다.
본 발명의 실 시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 이동체의 경로 계획 방법은, 컴퓨터를 포함하는 연산처리수단에 의하여 실행되는 프로그램 형태로 이루어지는 실내 이동체의 경로 계획 방법에 있어서, 상기 연산처리수단이 현재 이동체의위치(R)에서 실시간으로 센서로부터 장애물이 감지된 정보를 입력받아, 하나 또는 복수의 장애물 경계 및 각각의 장애물 경계 마다 양 끝부분 버텍스(V)를 인식하는 장애물감지 단계(S10); 상기 연산처리수단이 상기 장애물감지 단계(S10)에서 최초로 인식된 장애물의 경우, 경계의 양 끝부분 버텍스(V)를 저장하고, 상기 장애물감지 단계(S10)에서 기존에 인식되었던 장애물이 있는 경우, 기존에 저장(갱신)된 버텍스(V) 중 상기 장애물감지 단계(S10)의 장애물 경계에서 인식된 기존의 버텍스(V)를 상기 장애물감지 단계(S10)에서 이동체가 이동하는 방향의 새로이 인식된 버텍스(V)로 갱신(저장)하는 버텍스저장 단계(S20); 상기 연산처리수단이 상기 버텍스저장 단계(S20)에서 저장(갱신)된 버텍스(V)를 근거로, 장애물 경계 상의 버텍스(V)간을 연결하는 경계에지(BE), 현재 이동체의위치(R)를 중심으로 상기 경계에지(BE)의 끝 부분과 연결하는 로봇에지(RE) 및 서로 다른 장애물 간의 통로에 해당되는 버텍스(V) 간을 연결하는 통로에지(PE) 를 저장 또는 갱신하는 에지(E)연결 단계(S30); 상기 연산처리수단이 상기 버텍스저장 단계(S20) 및 에지연결 단계(S30)에서 저장 또는 갱신된 버텍스(V) 및 에지(E)를 바탕으로 지도(그래프)를 저장 또는 갱신하는 지도생성 단계(S40); 상기 연산처리수단이 목적지위치(G) 및 상기 지도생성 단계(S40)에서 생성된 지도를 근거로, 그래프 서치 알고리즘을 통해, 이동체가 목적지위치(G)까지의 코스트(cost)가 최소가 되는 최단경로를 산출하거나, 이동체가 목적지위치(G)까지의 코스트(cost)가 최소가 되는 최단경로를 산출하는 것이 현 시점에서 불가능한 경우 이동체가 목적지위치(G)를 향해 갈 수 있는 버텍스(V) 중 가장 코스트가 최소가 되는 타겟버텍스(TV)까지의 코스트가 최소가 되는 최단경로를 산출하는 최단경로산출 단계(S50);를 포함하며, 이동체가 목적지위치(G)에 도달할 때 까지 상기 장애물감지 단계(S10)부터 최단경로산출 단계(S50)를 반복 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 버텍스(V)는 장애물 경계가 시작되는 지점인 스타트버텍스(V_Start)와 장애물 경계가 끝나는 지점인 엔드버텍스(V_End)으로 구분하며, 시계방향 또는 반시계방향을 기준으로 방향성을 갖고, 이를 기준으로 장애물이 경계의 어느 방향으로 형성되었는지 확인 가능한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 버텍스(V)는 갱신 가능한 버텍스(V)에 해당되는 확장버텍스(V_E) 및 교차로의 버텍스(V)에 해당되는 교차로버텍스(V_I)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 버텍스저장 단계(S10)는 상기 장애물감지 단계(S10)에서 기존에 인식되었던 장애물이 감지됨과 동시에 새로운 장애물이 인식되면 교차로가 발생된 것으로 인식하고, 교차로의 통로 마다 버텍스(V)를 저장하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 버텍스저장 단계(S10)는 어느 하나의 장애물 스타트버텍스(V_Start)와 다른 하나의 장애물 엔드버텍스(V_End)가 연결되는 경우, 어느 하나의 장애물 스타트버텍스(V_Start)와 다른 하나의 장애물 엔드버텍스(V_End)를 삭제하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 버텍스저장 단계(S10)는 상기 장애물감지 단계(S10)에서 기존에 인식되었던 장애물이 감지됨과 동시에 새로운 장애물이 인식되면 교차로가 발생된 것으로 인식하고, 교차로의 타겟버텍스(TV)에 해당되는 방향으로만 버텍스(V)를 갱신(저장)하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 실내 이동체의 경로 계획 방법을 구현하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체가 제공되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 실내 이동체의 경로 계획 방법을 구현하기 위해, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램이 제공되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실내 이동체의 경로 계획 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램에 의하면, 통로의 시작지점의 버텍스(V)와 통로의 끝지점의 버텍스(V) 및 이를 연결하는 에지(E)를 기본으로 하여, 통로 및 교차로를 구분할 수 있도록 지도를 생성함으로써, 지도의 용량을 최소화 시키고, 최단경로 산출에 필요한 연산량을 최소화시킴으로써, 복잡한 지도 환경에서도 실시간으로 최단경로 산출이 가능한 효과가 있다.
또한, 스타트버텍스(V_Start)와 엔드버텍스(V_End)로 버텍스(V)를 구분하여, 두 개의 점(버텍스)으로 하나의 장애물을 표현함으로써, 지도의 용량을 보다 줄일 수 있는 효과가 있다.
또, 확장버텍스(V_E)와 교차로버텍스(V_I)로 버텍스(V)를 구분하여, 통로와 교차로를 표현함으로써, 길 찾기를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 어느 하나의 장애물 스타트버텍스(V_Start)와 다른 하나의 장애물 엔드버텍스(V_End)가 연결되는 막다른 길 발생 시 막다른 길을 삭제함으로써, 지도의 용량을 보다 줄일 수 있는 효과가 있다.
또, 교차로의 타겟버텍스(TV)에 해당되는 방향으로만 버텍스(V)를 갱신함으로써, 지도의 용량을 보다 줄일 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 이동체의 경로 계획 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램에 의하면, 지도가 주어지지 않은 실내 환경에 대해서, 전역 경로 탐색 방법으로 이용될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 이동체의 경로 계획 방법의 흐름도.
도 2는 센서가 최초로 3거리에서 장애물을 감지한 예를 보여주는 예시도.
도 3은 도 2의 상태에서 장애물의 경계와 버텍스(V)를 감지한 예를 보여주는 예시도.
도 4는 센서가 최초로 통로에서 장애물을 감지한 예를 보여주는 예시도.
도 5는 도 4에서 이동체가 우측으로 이동한 예를 보여주는 예시도.
도 6은 도 5의 상태에서 센서가 새로이 버텍스(V)를 감지한 예를 보여주는 예시도.
도 7은 도 6의 상태에서 버텍스(V)를 갱신한 예를 보여주는 예시도.
도 8은 도 2의 상태에서 버텍스(V)와 에지(E)로 3거리의 지도를 생성한 예를 보여주는 예시도.
도 9는 도 7의 상태에서 버텍스(V)와 에지(E)로 통로의 지도를 생성한 예를 보여주는 예시도.
도 10은 도 8의 상태에서 상측, 우측, 하측 방향을 추가로 탐색하여 지도를 갱신한 예를 보여주는 예시도.
도 11은 목적지위치(G)가 주여졌을 경우, 타겟버텍스(TV)가 결정된 예를 보여주는 예시도.
도 12는 스타트버텍스(V_Start)와 엔드버텍스(V_End)로 도 2의 삼거리를 표현한 예를 보여주는 예시도.
도 13은 확장버텍스(V_E) 및 교차로버텍스(V_I)로 도 2의 삼거리를 표현한 예를 보여주는 예시도.
도 14는 통로를 우측으로 탐색하다가 막다른 통로임을 확인한 예를 보여주는 예시도.
도 15는 도 14의 상태에서 막다른 통로 측 스타트버텍스(V_Start)와 엔드버텍스(V_End)를 삭제하고, 남아있는 스타트버텍스(V_Start)와 엔드버텍스(V_End)를 연결한 예를 보여주는 예시도.
도 16은 통로의 좌측으로 탐색하다가 3 거리를 만났을 경우, 타겟버텍스(TV) 측으로만 버텍스(V)를 갱신한 예를 보여주는 예시도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 이동체의 경로 계획 방법의 흐름도이고, 도 2는 센서가 최초로 3거리에서 장애물을 감지한 예를 보여주는 예시도이며, 도 3은 도 2의 상태에서 장애물의 경계와 버텍스(V)를 감지한 예를 보여주는 예시도이고, 도 4는 센서가 최초로 통로에서 장애물을 감지한 예를 보여주는 예시도이며, 도 5는 도 4에서 이동체가 우측으로 이동한 예를 보여주는 예시도이고, 도 6은 도 5의 상태에서 센서가 새로이 버텍스(V)를 감지한 예를 보여주는 예시도이며, 도 7은 도 6의 상태에서 버텍스(V)를 갱신한 예를 보여주는 예시도이고, 도 8은 도 2의 상태에서 버텍스(V)와 에지(E)로 3거리의 지도를 생성한 예를 보여주는 예시도이며, 도 9는 도 7의 상태에서 버텍스(V)와 에지(E)로 통로의 지도를 생성한 예를 보여주는 예시도이고, 도 10은 도 8의 상태에서 상측, 우측, 하측 방향을 추가로 탐색하여 지도를 갱신한 예를 보여주는 예시도이며, 도 11은 목적지위치(G)가 주여졌을 경우, 타겟버텍스(TV)가 결정된 예를 보여주는 예시도이고, 도 12는 스타트버텍스(V_Start)와 엔드버텍스(V_End)로 도 2의 삼거리를 표현한 예를 보여주는 예시도이며, 도 13은 확장버텍스(V_E) 및 교차로버텍스(V_I)로 도 2의 삼거리를 표현한 예를 보여주는 예시도이고, 도 14는 통로를 우측으로 탐색하다가 막다른 통로임을 확인한 예를 보여주는 예시도이며, 도 15는 도 14의 상태에서 막다른 통로 측 스타트버텍스(V_Start)와 엔드버텍스(V_End)를 삭제하고, 남아있는 스타트버텍스(V_Start)와 엔드버텍스(V_End)를 연결한 예를 보여주는 예시도이고, 도 16은 통로의 좌측으로 탐색하다가 3 거리를 만났을 경우, 타겟버텍스(TV) 측으로만 버텍스(V)를 갱신한 예를 보여주는 예시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실내 이동체의 경로 계획 방법은 그리드맵(grid map)보다 훨씬 적은 데이터(그래프 사이즈가 작은)로, 지도를 생성하고, 이를 바탕으로 최적의 경로를 산출하여 이동체를 이동시킬 수 있다.
이때, 이동체는 지도가 주어지지 않은 상태에서도 이동체의 위치와 목적지의 위치만 주어지면 주변을 탐색하며 지도를 생성하고, 이를 바탕으로 최적의 경로를 산출하여 이동체를 이동시킬 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 이동체의 경로 계획 방법은 컴퓨터를 포함하는 연산처리수단에 의하여 실행되는 프로그램 형태로 이루어지는 실내 이동체의 경로 계획 방법에 있어서, 장애물감지 단계(S10), 버텍스저장 단계(S20), 에지(E)연결 단계(S30), 지도생성 단계(S40) 및 최단경로산출 단계(S50)를 포함하며, 이동체가 목적지위치(G)에 도달할 때 까지 상기 장애물감지 단계(S10)부터 최단경로산출 단계(S50)를 반복 수행하는 것을 특징으로 한다.
장애물감지 단계(S10)는 상기 연산처리수단이 현재 이동체의위치(R)에서 실시간으로 센서로부터 장애물이 감지된 정보를 입력받아, 하나 또는 복수의 장애물 경계 및 각각의 장애물 경계 마다 양 끝부분 버텍스(V)를 인식한다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.
도 2의 원은 이동체에 설치된 센서의 감지범위를 나타내고, 빗금친 부분은 이동체가 센서로 감지한 장애물에 해당되는 영역을 나타낸다.
상기 장애물감지 단계(S10)는 도 3에 도시된 바와 같이, 센서로 장애물이 감지되면, 장애물의 경계와, 각 장애물의 양 끝부분 버텍스(V)를 인식한다.
도 2 및 도 3의 경우, 장애물이 3 개 감지되었고, 이에 따라 장애물의 경계 3 개와 버텍스(V)는 6 개를 인식한다.
장애물은 직선이 아니어도 이어져 있으면 하나로 인식한다.
센서로는 레이저 센서(LRF)를 사용할 수 있고, 센서(LRF)를 통해 획득한 감지 정보에서 장애물로 판단될 수 있는 정보들을 기준으로 스캔 백터 리스트(scan vector list)를 작성할 수 있다.
여기서, 스캔 벡터 리스트란, 연결된 감지정보 중 장애물로 판단되는 정보들을 말한다.
도 2에서는 3개의 스캔 벡터 리스트가 작성될 수 있고, 도 4에서는 2개의 스캔 벡터 리스트가 작성될 수 있다.
또한, 연속한 레이저 센서(LRF) 포인트 사이의 공간이 연결되어있다고 판단할 수 있을 만큼 가깝다면 하나의 장애물, 즉 하나의 스캔 벡터 리스트로 판단할 수 있다.
버텍스저장 단계(S20)는 상기 연산처리수단이 상기 장애물감지 단계(S10)에서 최초로 인식된 장애물의 경우, 경계의 양 끝부분 버텍스(V)를 저장하고, 상기 장애물감지 단계(S10)에서 기존에 인식되었던 장애물이 있는 경우, 기존에 저장(갱신)된 버텍스(V) 중 상기 장애물감지 단계(S10)의 장애물 경계에서 인식된 기존의 버텍스(V)를 상기 장애물감지 단계(S10)에서 이동체가 이동하는 방향의 새로이 인식된 버텍스(V)로 갱신(저장)한다.
도 4 및 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.
도 4 내지 도 7은 일반적으로 길이 하나 인 통로를 이동체가 우측 방향으로 진행하면서 우측 방향 버텍스(V)가 갱신되는 예를 보여주는 것이다.
도 4는 최초로 2 개의 장애물을 감지한 상황에서, 경계의 양 끝부분 버텍스(V)는 4 개를 저장한 상황을 보여주고 있다.
도 5 내지 도 7은 장애물감지 단계(S10)에서 기존에 인식되었던 장애물이 있는 경우 이동체가 이동하는 방향의 버텍스(V)가 갱신되는 예를 보여주는 것이다.
도 5는 도 4에서 이동체가 우측 방향으로 이동한 상황을 보여주고 있다.
도 6은 도 4의 상황에서 장애물감지 단계(S10)를 재 수행하여 기존에 저장된 버텍스(V)와 현재 시점에서 감지된 버텍스(V)를 보여주고 있다.
도 7은 장애물 경계에서 인식된 기존의 버텍스(V)를 현재 시점에서 이동체가 이동하는 방향의 새로이 인식된 버텍스(V)로 갱신되는 예를 보여주는 것이다.
즉, 상기 버텍스저장 단계(S20)는 새로이 감지된 장애물의 경우, 양 끝부분의 버텍스(V)를 저장하고, 지도가 확인되지 않은 공간으로 주행하면서, 기존 감지된 장애물의 탐색(감지)이 완료되지 않은 부분(경계)이 감지되면, 해당 장애물의 끝부분 버텍스(V)를 갱신한다.
다시 말해, 상기 버텍스저장 단계(S20)는 장애물이 최종적으로 탐색(감지)된 양 끝부분 버텍스(V)를 지속적으로 갱신(저장)한다.
상기 버텍스(V)로 저장되는 정보는 버텍스(V)의 위치, 버텍스(V)의 타입(속성), 해당 버텍스(V)에 연결된 링크 등의 정보가 저장될 수 있다.
이때, 버텍스(V)는 통로를 나타내는 버텍스(V) 뿐 아니라, 이동체의위치(R) 및 목적지위치(G)도 버텍스(V)로 저장되어 관리되는 것이 바람직하다.
에지(E)연결 단계(S30)는 상기 연산처리수단이 상기 버텍스저장 단계(S20)에서 저장(갱신)된 버텍스(V)를 근거로, 장애물 경계 상의 버텍스(V)간을 연결하는 경계에지(BE), 현재 이동체의위치(R)를 중심으로 상기 경계에지(BE)의 끝 부분과 연결하는 로봇에지(RE) 및 서로 다른 장애물 간의 통로에 해당되는 버텍스(V) 간을 연결하는 통로에지(PE) 를 저장 또는 갱신한다.
상기 에지(E)연결 단계(S30)는 도 8에 도시된 바와 같이, 경계에지(BE), 로봇에지(RE) 및 통로에지(PE)를 생성한다.
도 8에서 경계에지(BE)는 실선, 로봇에지(RE)는 점선, 통로에지(PE)는 이점쇄선으로 표현하였다.
상기 경계에지(BE)는 장애물의 경계와 대응되는 에지(E)로, 장애물의 형상을 따르지 않고 직선으로 표현될 수 있다.
일반적으로 마주보는 두 개의 경계에지(BE)는 하나의 통로를 표현할 수 있다.(도 9 참조)
상기 로봇에지(RE)는 센서의 감지범위 테두리와 경계에지(BE)의 접점을 연결한 에지(E)이다.
상기 통로에지(PE)는 교차로에서 통로로 진입하는 진입로에 해당되는 에지(E)이다.
상기 에지(E)(경계에지(BE), 로봇에지(RE), 통로에지(PE))로 저장되는 정보는 에지(E)의 양 측에 연결된 버텍스(V), 에지(E)의 타입(속성) 등의 정보가 저장될 수 있다.
지도생성 단계(S40)는 상기 연산처리수단이 상기 버텍스저장 단계(S20) 및 에지연결 단계(S30)에서 저장 또는 갱신된 버텍스(V) 및 에지(E)를 바탕으로 지도(그래프)를 저장 또는 갱신한다.
상기 지도생성 단계(S40)는 상기 장애물감지 단계(S10)부터 지도생성 단계(S40)까지의 과정이 최초 수행되면 지도(그래프)를 생성 및 저장하며,(도 8 참조)
상기 장애물감지 단계(S10)부터 지도생성 단계(S40)까지의 과정이 반복 될수록 지도(그래프)를 갱신(업데이트)한다.(도 10 참조)
최단경로산출 단계(S50)는 상기 연산처리수단이 목적지위치(G) 및 상기 지도생성 단계(S40)에서 생성된 지도를 근거로, 그래프 서치 알고리즘을 통해, 이동체가 목적지위치(G)까지의 코스트(cost)가 최소가 되는 최단경로를 산출하거나, 이동체가 목적지위치(G)까지의 코스트(cost)가 최소가 되는 최단경로를 산출하는 것이 현 시점에서 불가능한 경우 이동체가 목적지위치(G)를 향해 갈 수 있는 버텍스(V) 중 가장 코스트가 최소가 되는 타겟버텍스(TV)까지의 코스트가 최소가 되는 최단경로를 산출한다.
상기 최단경로산출 단계(S50)는 기본적으로 이동체의위치(R)로부터 목적지위치(G)까지 코스트(cost)가 최소가 되는 최단경로를 산출한다. 예를 들어, 목적지위치(G)까지의 지도가 완성되었다면 이동체의위치(R)로부터 목적지위치(G)까지 코스트(cost)가 최소가 되는 최단경로를 산출할 수 있다.
그러나, 목적지위치(G)까지의 지도가 완성되지 않았다는 등의 이유로, 현 시점에서 목적지위치(G)까지의 최단경로를 산출이 현 시점에서 불가능한 경우에는, 목적지위치(G)를 향해 갈 수 있는 버텍스(V) 즉, 아직까지 통로의 끝이 어디인지 확인되지 않은 버텍스(V)(통로 탐색이 필요한 버텍스(V)) 중, 버텍스(V)를 통과하여 목적지위치(G)를 향해 갈 수 있는 가장 코스트가 최소가 되는 버텍스(V)를 타겟버텍스(TV)로 선정하고, 타겟버텍스(TV)까지의 코스트가 최소가 되는 최단경로를 산출할 수 있다. 즉, 타겟버텍스(TV)를 선정한 후 이동체의위치(R)로부터 타겟버텍스(TV)까지 코스트(cost)가 최소가 되는 최단경로를 산출할 수 있다.
타겟버텍스(TV)는 현재 작성된 그래프를 기준으로 목적지위치(G)까지 최단 경로(코스트가 가장 낮은 경로)로 갈 수 있을 것으로 예측된 경로 상의 마지막 확인된 버텍스(V)를 말한다.
타겟버텍스(TV)를 결정하는 예로는, 통로의 끝이 어디인지 확인되지 않은 버텍스(V) 중 목적지위치(G)까지의 직선거리가 최소인 버텍스(V)를 결정하는 등의 예가 있다.(도 11 참조)
그래프 서치 알고리즘은 주어진 그래프를 탐색하여 코스트가 가장 낮은 버텍스(V) 및 에지(E)를 결정하는 알고리즘을 말한다.
예를 들어, A*, focused D*, D* lite 등이 될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 이동체의 경로 계획 방법의 버텍스(V)는 장애물 경계가 시작되는 지점인 스타트버텍스(V_Start)와 장애물 경계가 끝나는 지점인 엔드버텍스(V_End)으로 구분하며, 시계방향 또는 반시계방향을 기준으로 방향성을 갖고, 이를 기준으로 장애물이 경계의 어느 방향으로 형성되었는지 확인 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 버텍스(V)를 크게 스타트버텍스(V_Start)와 엔드버텍스(V_End)로 구분하고, 하나의 장애물 경계 마다 스타트버텍스(V_Start)와 엔드버텍스(V_End)를 형성하여, 장애물이 장애물 경계의 어느 방향으로 형성되었는지 확인할 수 있도록 할 수 있다.
즉, 에지(E)를 기준으로 장애물이 어느 방향으로 형성되어 있는지 장애물의 방향성 확인을 위해 버텍스(V)의 속성을 스타트버텍스(V_Start)와 엔드버텍스(V_End)로 구분할 수 있다.
도 12를 예로 설명하면, 도 12는 반시계방향을 기준으로 방향성을 갖도록 스타트버텍스(V_Start)와 엔드버텍스(V_End)를 표시한 것으로, 스타트버텍스(V_Start)를 기준으로 반 시계방향은 장애물로 인식하도록 한 것이다.
이와 같이, 스타트버텍스(V_Start)와 엔드버텍스(V_End)로 이루어진 한 쌍의 데이터가 하나의 장애물 경계와 장애물이 장애물 경계의 어느 측으로 형성되어 있는지 확인이 가능하여, 주변 환경을 표현하는 데이터의 용량을 줄일 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 이동체의 경로 계획 방법의 버텍스(V)는 갱신 가능한 버텍스(V)에 해당되는 확장버텍스(V_E) 및 교차로의 버텍스(V)에 해당되는 교차로버텍스(V_I)을 포함할 수 있다.
상기 교차로버텍스(V_I)는 탐색(확인)이 완료된 교차로에서 통로로 진입하는 진입로에 부여하고, 상기 확장버텍스(V_E)는 탐사가 완료되지 않은 통로의 끝부분에 부여할 수 있다.
이는, 통로와 교차로를 확인할 수 있도록 버텍스(V) 정보로 이루어져, 저장 용량을 최소화 시킬 수 있는 단순한 지도를 만들기 위함이다.
상기 확장버텍스(V_E) 및 교차로버텍스(V_I) 역시 버텍스(V)의 속성에 해당된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실내 이동체의 경로 계획 방법의 버텍스저장 단계(S10)는 상기 장애물감지 단계(S10)에서 기존에 인식되었던 장애물이 감지됨과 동시에 새로운 장애물이 인식되면 교차로가 발생된 것으로 인식하고, 교차로의 통로 마다 버텍스(V)를 저장하는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 기본적으로 하나의 장애물 경계마다 한 쌍의 버텍스(V)가 저장되어, 마주보는 한 쌍의 장애물 경계가 하나의 통로를 형성하여, 하나의 통로에 두 쌍의 버텍스(V)가 저장되지만, 교차로가 발생되면 교차로의 통로마다 한 쌍의 새로운 버텍스(V)를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실내 이동체의 경로 계획 방법의 버텍스저장 단계(S10)는 어느 하나의 장애물 스타트버텍스(V_Start)와 다른 하나의 장애물 엔드버텍스(V_End)가 연결되는 경우, 어느 하나의 장애물 스타트버텍스(V_Start)와 다른 하나의 장애물 엔드버텍스(V_End)를 삭제하는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 탐색(갱신) 중이던 서로 다른 스타트버텍스(V_Start)와 엔드버텍스(V_End)가 하나의 장애물 경계로 연결되는 경우, 마주보는 측 스타트버텍스(V_Start)와 엔드버텍스(V_End)를 삭제하여 두 장애물이었던 것을 하나의 장애물로 표현할 수 있다.
통로의 예를 들면, 도 7과 같이 어느 하나의 통로 탐색 중, 도 14와 같이 해당 통로가 막다른 통로임을 확인한 경우, 막다른 통로 측의 스타트버텍스(V_Start)와 엔드버텍스(V_End)를 삭제하고, 남아있는 스타트버텍스(V_Start)와 엔드버텍스(V_End)를 연결하여 도 15와 같이 버텍스(V)와 에지(E)를 표현할 수 있다.
즉, 4 개의 버텍스(V)가 하나의 스캔 벡터 리스트에 있다고(연결된다고) 판단되면, 양측 마지막 스타트버텍스(V_Start)와 엔드버텍스(V_End)를 남기고 모두 제거하여 하나의 스캔 벡터 리스트를 만든다.
이는, 길 찾기의 경우, 탐색하였던 막다른 통로를 삭제하여, 탐색하였단 막다른 통로로 이동체가 재 진입하는 것을 방지하여, 더욱 빠른 길 찾기가 가능하도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실내 이동체의 경로 계획 방법의 버텍스저장 단계(S10)는 상기 장애물감지 단계(S10)에서 기존에 인식되었던 장애물이 감지됨과 동시에 새로운 장애물이 인식되면 교차로가 발생된 것으로 인식하고, 교차로의 타겟버텍스(TV)에 해당되는 방향으로만 버텍스(V)를 갱신(저장)하는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 교차로가 발생되면, 타겟버텍스(TV) 측의 통로를 표시하는 버텍스(V)만 갱신(저장)하여, 지도 저장 용량을 더욱 줄일 수 있다.
예를 들어, 도 11와 같은 통로의 타겟버텍스(TV)를 향해 통로를 좌측 방향으로 탐색하다가 도 12와 같은 교차로를 발견하였을 경우, 타겟버텍스(TV) 방향으로만 버텍스(V)를 갱신(저장)하여 도 16과 같은 지도가 생성되도록 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 이동체의 경로 계획 방법에 대하여 설명하였지만, 실내 이동체의 경로 계획 방법을 구현하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 및 실내 이동체의 경로 계획 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램 역시 구현 가능함은 물론이다.
즉, 상술한 실내 이동체의 경로 계획 방법은 이를 구현하기 위한 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현됨으로써, 컴퓨터를 통해 판독될 수 있는 기록매체에 포함되어 제공될 수도 있음을 당업자들이 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 다시 말해, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리, USB 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
BE: 경계에지
RE: 로봇에지
PE: 통로에지
V_Start: 스타트버텍스
V_End: 엔드버텍스
V_E: 확장버텍스
V_I: 교차로버텍스
S10: 장애물감지 단계
S20: 버텍스저장 단계
S30: 에지(E)연결 단계
S40: 지도생성 단계
S50: 최단경로산출 단계

Claims (8)

  1. 컴퓨터를 포함하는 연산처리수단에 의하여 실행되는 프로그램 형태로 이루어지는 실내 이동체의 경로 계획 방법에 있어서,
    상기 연산처리수단이 현재 이동체의위치(R)에서 실시간으로 센서로부터 장애물이 감지된 정보를 입력받아, 하나 또는 복수의 장애물 경계 및 각각의 장애물 경계 마다 양 끝부분 버텍스(V)를 인식하는 장애물감지 단계(S10);
    상기 연산처리수단이 상기 장애물감지 단계(S10)에서 최초로 인식된 장애물의 경우, 경계의 양 끝부분 버텍스(V)를 저장하고, 상기 장애물감지 단계(S10)에서 기존에 인식되었던 장애물이 있는 경우, 기존에 저장된 버텍스(V) 중 상기 장애물감지 단계(S10)의 장애물 경계에서 인식된 기존의 버텍스(V)를 상기 장애물감지 단계(S10)에서 이동체가 이동하는 방향의 새로이 인식된 버텍스(V)로 저장하는 버텍스저장 단계(S20);
    상기 연산처리수단이 상기 버텍스저장 단계(S20)에서 저장된 버텍스(V)를 근거로, 장애물 경계 상의 버텍스(V)간을 연결하는 경계에지(BE), 현재 이동체의위치(R)를 중심으로 상기 경계에지(BE)의 끝 부분과 연결하는 로봇에지(RE) 및 서로 다른 장애물 간의 통로에 해당되는 버텍스(V) 간을 연결하는 통로에지(PE) 를 저장하는 에지(E)연결 단계(S30);
    상기 연산처리수단이 상기 버텍스저장 단계(S20) 및 에지연결 단계(S30)에서 저장된 버텍스(V) 및 에지(E)를 바탕으로 지도(그래프)를 저장하는 지도생성 단계(S40);
    상기 연산처리수단이 목적지위치(G) 및 상기 지도생성 단계(S40)에서 생성된 지도를 근거로, 그래프 서치 알고리즘을 통해, 이동체가 목적지위치(G)까지의 코스트(cost)가 최소가 되는 최단경로를 산출하거나, 이동체가 목적지위치(G)까지의 코스트(cost)가 최소가 되는 최단경로를 산출하는 것이 현 시점에서 불가능한 경우 이동체가 목적지위치(G)를 향해 갈 수 있는 버텍스(V) 중 가장 코스트가 최소가 되는 타겟버텍스(TV)까지의 코스트가 최소가 되는 최단경로를 산출하는 최단경로산출 단계(S50);
    를 포함하며,
    이동체가 목적지위치(G)에 도달할 때 까지 상기 장애물감지 단계(S10)부터 최단경로산출 단계(S50)를 반복 수행하는 것을 특징으로 하고,
    상기 버텍스저장 단계(S10)는
    상기 장애물감지 단계(S10)에서 기존에 인식되었던 장애물이 감지됨과 동시에 새로운 장애물이 인식되면 교차로가 발생된 것으로 인식하고, 교차로의 통로 마다 버텍스(V)를 저장하는 것을 특징으로 하는 실내 이동체의 경로 계획 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 버텍스(V)는
    장애물 경계가 시작되는 지점인 스타트버텍스(V_Start)와 장애물 경계가 끝나는 지점인 엔드버텍스(V_End)으로 구분하며, 시계방향 또는 반시계방향을 기준으로 방향성을 갖고, 이를 기준으로 장애물이 경계의 어느 방향으로 형성되었는지 확인 가능한 것을 특징으로 하는 실내 이동체의 경로 계획 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 버텍스(V)는
    갱신 가능한 버텍스(V)에 해당되는 확장버텍스(V_E) 및 교차로의 버텍스(V)에 해당되는 교차로버텍스(V_I)을 포함하는 실내 이동체의 경로 계획 방법.
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서,
    상기 버텍스저장 단계(S10)는
    어느 하나의 장애물 스타트버텍스(V_Start)와 다른 하나의 장애물 엔드버텍스(V_End)가 연결되는 경우, 어느 하나의 장애물 스타트버텍스(V_Start)와 다른 하나의 장애물 엔드버텍스(V_End)를 삭제하는 것을 특징으로 하는 실내 이동체의 경로 계획 방법.
  6. 컴퓨터를 포함하는 연산처리수단에 의하여 실행되는 프로그램 형태로 이루어지는 실내 이동체의 경로 계획 방법에 있어서,
    상기 연산처리수단이 현재 이동체의위치(R)에서 실시간으로 센서로부터 장애물이 감지된 정보를 입력받아, 하나 또는 복수의 장애물 경계 및 각각의 장애물 경계 마다 양 끝부분 버텍스(V)를 인식하는 장애물감지 단계(S10);
    상기 연산처리수단이 상기 장애물감지 단계(S10)에서 최초로 인식된 장애물의 경우, 경계의 양 끝부분 버텍스(V)를 저장하고, 상기 장애물감지 단계(S10)에서 기존에 인식되었던 장애물이 있는 경우, 기존에 저장된 버텍스(V) 중 상기 장애물감지 단계(S10)의 장애물 경계에서 인식된 기존의 버텍스(V)를 상기 장애물감지 단계(S10)에서 이동체가 이동하는 방향의 새로이 인식된 버텍스(V)로 저장하는 버텍스저장 단계(S20);
    상기 연산처리수단이 상기 버텍스저장 단계(S20)에서 저장된 버텍스(V)를 근거로, 장애물 경계 상의 버텍스(V)간을 연결하는 경계에지(BE), 현재 이동체의위치(R)를 중심으로 상기 경계에지(BE)의 끝 부분과 연결하는 로봇에지(RE) 및 서로 다른 장애물 간의 통로에 해당되는 버텍스(V) 간을 연결하는 통로에지(PE) 를 저장하는 에지(E)연결 단계(S30);
    상기 연산처리수단이 상기 버텍스저장 단계(S20) 및 에지연결 단계(S30)에서 저장된 버텍스(V) 및 에지(E)를 바탕으로 지도(그래프)를 저장하는 지도생성 단계(S40);
    상기 연산처리수단이 목적지위치(G) 및 상기 지도생성 단계(S40)에서 생성된 지도를 근거로, 그래프 서치 알고리즘을 통해, 이동체가 목적지위치(G)까지의 코스트(cost)가 최소가 되는 최단경로를 산출하거나, 이동체가 목적지위치(G)까지의 코스트(cost)가 최소가 되는 최단경로를 산출하는 것이 현 시점에서 불가능한 경우 이동체가 목적지위치(G)를 향해 갈 수 있는 버텍스(V) 중 가장 코스트가 최소가 되는 타겟버텍스(TV)까지의 코스트가 최소가 되는 최단경로를 산출하는 최단경로산출 단계(S50);
    를 포함하며,
    이동체가 목적지위치(G)에 도달할 때 까지 상기 장애물감지 단계(S10)부터 최단경로산출 단계(S50)를 반복 수행하는 것을 특징으로 하고,
    상기 버텍스저장 단계(S10)는
    상기 장애물감지 단계(S10)에서 기존에 인식되었던 장애물이 감지됨과 동시에 새로운 장애물이 인식되면 교차로가 발생된 것으로 인식하고, 교차로의 타겟버텍스(TV)에 해당되는 방향으로만 버텍스(V)를 저장하는 것을 특징으로 하는 실내 이동체의 경로 계획 방법.
  7. 제 1항, 제 2항, 제 3항, 제 5항 또는 제 6항에 기재된 실내 이동체의 경로 계획 방법을 구현하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  8. 제 1항, 제 2항, 제 3항, 제 5항 또는 제 6항에 기재된 실내 이동체의 경로 계획 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램.
KR1020190175505A 2019-12-26 2019-12-26 실내 이동체의 경로 계획 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램 KR102324099B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190175505A KR102324099B1 (ko) 2019-12-26 2019-12-26 실내 이동체의 경로 계획 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램
PCT/KR2020/014505 WO2021132864A1 (ko) 2019-12-26 2020-10-22 실내 이동체의 경로 계획 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190175505A KR102324099B1 (ko) 2019-12-26 2019-12-26 실내 이동체의 경로 계획 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210082983A KR20210082983A (ko) 2021-07-06
KR102324099B1 true KR102324099B1 (ko) 2021-11-10

Family

ID=76574376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190175505A KR102324099B1 (ko) 2019-12-26 2019-12-26 실내 이동체의 경로 계획 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102324099B1 (ko)
WO (1) WO2021132864A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114152263B (zh) * 2021-11-11 2024-04-16 上海应用技术大学 路径规划方法、系统、电子设备及存储介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001266123A (ja) * 2000-03-22 2001-09-28 Honda Motor Co Ltd 画像処理装置、特異箇所検出方法、及び特異箇所検出プログラムを記録した記録媒体
JP2018120482A (ja) * 2017-01-26 2018-08-02 パナソニック株式会社 ロボットおよびその制御方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100670565B1 (ko) * 2004-04-01 2007-01-18 재단법인서울대학교산학협력재단 확장된 충돌 지도를 이용한 다개체 로봇의 충돌 회피 방법및 그 방법을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체
KR101372482B1 (ko) 2007-12-11 2014-03-26 삼성전자주식회사 이동 로봇의 경로 계획 방법 및 장치
JP2014006835A (ja) * 2012-06-27 2014-01-16 Murata Mach Ltd 自律移動装置、自律移動方法、標識、及び、自律移動システム
KR101620290B1 (ko) * 2016-02-01 2016-05-24 고려대학교 산학협력단 복수의 이동 로봇 간의 충돌 회피를 위한 경로 생성 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001266123A (ja) * 2000-03-22 2001-09-28 Honda Motor Co Ltd 画像処理装置、特異箇所検出方法、及び特異箇所検出プログラムを記録した記録媒体
JP2018120482A (ja) * 2017-01-26 2018-08-02 パナソニック株式会社 ロボットおよびその制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021132864A1 (ko) 2021-07-01
KR20210082983A (ko) 2021-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10352711B2 (en) Computer-implemented method and a system for guiding a vehicle within a scenario with obstacles
US10124488B2 (en) Robot control system and method for planning driving path of robot
KR102049962B1 (ko) 샘플링기반의 최적 트리를 이용한 경로 계획 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램
JP4577248B2 (ja) 移動体の経路探索システム、経路探索方法及び経路探索プログラム
JP5402057B2 (ja) 移動ロボット制御システム、経路探索方法、経路探索プログラム
KR101203897B1 (ko) 이동체（ｍｏｂｉｌｅ ｂｏｄｙ）를 위한 셀?기반 경로 계획 장치 및 방법
KR20130065126A (ko) 이동체의 경로 설정 장치 및 방법
KR101990878B1 (ko) 시간상태 영역에서의 온라인 양방향 경로 계획 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램
KR101133037B1 (ko) 자율이동차량용 충돌회피를 위한 경로갱신방법 및 그 장치
JP5803392B2 (ja) 自律移動装置
Fulgenzi et al. Probabilistic motion planning among moving obstacles following typical motion patterns
CN107990906B (zh) 确定路径的方法
JP2009053849A (ja) 経路探索システム、経路探索方法、及び自律移動体
JP2019500691A (ja) 急速探索ランダム化フィードバック主体の動作計画
JP2021503334A5 (ko)
KR101907268B1 (ko) 경로 선택에 기반한 자율 주행 방법 및 장치
KR102324099B1 (ko) 실내 이동체의 경로 계획 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램
KR101688302B1 (ko) 모션 플래닝 장치 및 방법
KR101968127B1 (ko) 군집 무인체계 자율탐색 및 지도생성 방법
JP7160110B2 (ja) 経路計画装置、経路計画方法、及びプログラム
Molinos et al. Dynamic obstacle avoidance based on curvature arcs
CN114564023B (zh) 一种动态场景下的跳点搜索路径规划方法
US20230273621A1 (en) Information processing apparatus, information processing method, and program
US20220300002A1 (en) Methods and systems for path planning in a known environment
CN114510053A (zh) 机器人规划路径校验方法、装置、存储介质及电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant