KR102451055B1 - 무인이동로봇의 경로계획 방법 및 장치 - Google Patents

무인이동로봇의 경로계획 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

무인이동로봇의 경로계획 방법 및 장치를 개시한다.
본 개시의 일 측면에 의하면, 무인이동로봇(Unmanned Ground Vehicle, UGV)의 경로계획을 수행하는 방법으로서, 전역지도(global map)를 이용하여 전역경로를 생성하는 과정; 상기 전역경로를 추종하면서 동적장애물(dynamic obstacle)을 검출하고, 검출된 동적장애물을 회피하기 위한 지역경로를 생성하는 과정; 검출된 동적장애물의 좌표에 기초하여 작업지역을 설정하는 과정; 상기 작업지역을 정적장애물(static obstacle)로서 전역지도에 추가하는 과정; 및 상기 작업지역이 추가된 전역지도를 이용하여 상기 전역경로를 변경하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인이동로봇의 경로계획방법을 제공한다.

Description

무인이동로봇의 경로계획 방법 및 장치{Method and Apparatus for Path Planning of Unmanned Ground Vehicle}
본 개시는 무인이동로봇의 경로계획 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 무인이동로봇이 작업자의 작업지역을 고려하여 전역경로계획을 수립하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
무인이동로봇(Unmanned Ground Vehicle, UGV)은 다양한 곳에서 활용되고 있으며, 특히 공장 등에서 생산품을 특정 위치로 이동시키는 업무를 수행하고 있다. 일반적으로 무인이동로봇의 경로계획은 전역경로계획(global path planning) 및 지역경로계획(local path planning)으로 나뉜다.
전역경로계획은 무인이동로봇이 주행을 시작하기에 앞서, 전역지도(global map)를 기반으로 출발지에서 목적지까지의 주행경로를 생성하는 과정을 의미한다. 지역경로계획은 전역경로계획으로 생성된 주행경로를 추종하면서, 주행경로 상에 존재하는 장애물을 회피하기 위한 주행경로를 실시간으로 생성하는 과정을 의미한다.
종래기술에 따른 무인이동로봇은 전역경로계획 시, 전역지도에 기 정의된 정적장애물(static obstacle)만을 고려하여 주행경로를 생성하므로, 무인이동로봇이 장시간 작업을 수행 중인 작업자 근처를 주행하는 상황이 발생할 수 있다. 이 경우, 무인이동로봇과 작업자가 충돌할 가능성이 있고, 나아가 작업자의 작업 수행에 불편을 초래할 수 있다는 문제가 있다.
본 개시는, 작업자가 장시간 체류하는 작업지역을 고려한 전역경로계획을 수행하는 무인이동로봇의 경로계획 방법 및 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 개시의 일 측면에 의하면, 무인이동로봇(Unmanned Ground Vehicle, UGV)의 경로계획을 수행하는 방법으로서, 전역지도(global map)를 이용하여 전역경로를 생성하는 과정; 상기 전역경로를 추종하면서 동적장애물(dynamic obstacle)을 검출하고, 검출된 동적장애물을 회피하기 위한 지역경로를 생성하는 과정; 검출된 동적장애물의 좌표에 기초하여 작업지역을 설정하는 과정; 상기 작업지역을 정적장애물(static obstacle)로서 전역지도에 추가하는 과정; 및 상기 작업지역이 추가된 전역지도를 이용하여 상기 전역경로를 변경하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인이동로봇의 경로계획방법을 제공한다.
본 개시의 다른 측면에 의하면, 무인이동로봇(Unmanned Ground Vehicle, UGV)의 경로계획을 수행하는 장치에 있어서, 전역지도(global map)를 이용하여 전역경로를 생성하는 전역경로 계획부(global path planning unit); 상기 전역경로를 추종하면서 동적장애물(dynamic obstacle)을 검출하고, 검출된 동적장애물을 회피하기 위한 지역경로를 생성하는 지역경로 계획부(local path planning unit); 상기 검출된 동적장애물의 좌표에 기초하여 작업지역을 설정하고, 상기 작업지역을 정적장애물(static obstacle)로서 전역지도에 추가하는 작업지역 설정부(work zone setting unit); 및 상기 작업지역이 반영된 전역지도를 이용하여 상기 전역경로를 변경하는 전역경로 갱신부(global path updating unit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 경로계획장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 개시의 실시예에 의하면, 작업자가 장시간 체류하는 작업지역을 고려한 전역경로계획을 수행함으로써 작업자와 무인이동로봇 간 간섭을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
나아가, 본 개시의 실시예에 의하면, 동적장애물이 존재하지 않는 영역으로 주행경로를 생성함으로써, 종래의 주행경로 상에 존재하는 동적장애물을 회피하는 주행 방식에 비해, 주행 경로 및/또는 주행 시간을 단축시킬 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 경로계획장치를 개략적으로 나타낸 블록구성도이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 개시의 일 실시예에 따른 경로계획을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 전역경로계획의 경로 길이 이득을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 경로계획방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 작업지역 설정방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 경로계획장치를 개략적으로 나타낸 블록구성도이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 개시의 일 실시예에 따른 경로계획을 설명하기 위한 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 경로계획장치(10)는 전역경로 계획부(global path planning unit, 100), 지역경로 계획부(local path planning unit, 110), 작업지역 설정부(work zone setting unit, 120), 및 전역경로 갱신부(global path updating unit, 130)를 전부 또는 일부 포함한다. 도 1에 도시된 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 경로계획장치(10)에 포함된 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다. 즉, 도 1의 경우는 본 개시의 일 실시예에 따른 경로계획장치(10)가 작업자가 장시간 체류하는 작업지역을 우회하는 전역경로계획을 수행하기 위한 구성요소를 예시적으로 도시한 것으로서, 경로계획장치(10)는 다른 기능의 구현을 위해 도시한 것보다 많거나 적은 구성요소 또는 상이한 구성요소의 구성을 가질 수 있음을 인식하여야 한다.
한편, 본 개시의 일 실시예에 따른 경로계획장치(10)는 무인이동로봇의 일 구성요소로서 구현될 수 있으나, 반드시 이러한 예시에 한정되는 것은 아니며, 무인이동로봇과 연동하여 무인이동로봇에게 주행경로를 제공하는 외부장치일 수 있다.
전역경로 계획부(100)는 전역지도(global map)를 기준으로 무인이동로봇의 주행경로를 생성한다. 여기서, 전역지도란 무인이동로봇이 사용하는 작업환경의 지도로서, 무인이동로봇이 이동할 수 없는 영역인 정적장애물(static obstacle)에 대한 정보가 미리 정의되어 있다. 이하, 전역경로 계획부(100)가 생성한 주행경로를 전역경로라 한다. 예를 들어, 도 2a를 참조하면, 전역경로 계획부(100)는 전역지도에 정의된 정적장애물을 고려하여, 지점 A에서 지점 B까지의 전역경로를 생성할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 전역경로 계획부(100)는 A* 알고리즘(A star algorithm)이나 RRT(Rapidly exploring Random Tree) 알고리즘 등을 이용하여 전역경로를 생성할 수 있다. 한편, 전역경로 생성에 사용되는 알고리즘은 반드시 이에 한하지 않고, 이 분야 통상의 기술자가 용이하게 채용할 수 있는 기술이라면 본 개시의 다른 실시예에서 전역경로 계획부(100)가 전역경로를 생성하기 위한 수단으로서 채용할 수 있다.
지역경로 계획부(110)는 전역경로를 추종하면서 센서를 이용하여 동적장애물(dynamic obstacle)을 검출하고, 동적장애물을 회피하기 위한 주행경로를 생성한다. 이하, 지역경로 계획부(110)가 생성한 주행경로를 지역경로라 한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 지역경로 계획부(110)는 2D 라이다(two-dimensional lidar)로부터 획득한 환경정보를 바탕으로 동적장애물을 검출할 수 있다. 구체적으로, 지역경로 계획부(110)는 2D 라이다 점구름(point cloud)를 이용한 이미지에서 전역지도에 정의된 정적장애물이 아니면서, 속도가 0보다 큰 장애물을 동적장애물로 검출한다. 예를 들어, 도 2b를 참조하면, 지역경로 계획부(110)는 2D 라이다를 이용하여 전역경로 주위에서 작업중인 작업자(20)를 동적장애물로 검출할 수 있다.
작업지역 설정부(120)는 검출된 동적장애물의 좌표 및 동적장애물의 검출 횟수에 기초하여 작업지역을 설정하고, 작업지역을 정적장애물로서 전역지도에 반영한다. 구체적으로, 도 2b 및 도 2c를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 무인이동로봇은 기 생성된 전역경로에 기초하여 지점 A 및 지점 B 사이를 왕복한다. 작업지역 설정부(120)는 왕복이동 도중 검출되는 동적장애물의 좌표를 저장하여 리스트로 관리한다. 작업지역 설정부(120)는 인근 지역 내에서 동적장애물이 K 번을 초과하여 재검출되면, 해당 지역을 작업지역(work zone)으로 설정한다. 한편, 본 개시에서는 무인이동로봇이 지점 A 및 지점 B 사이를 왕복하는 것으로 설명하나 이는 설명의 편의를 위한 것으로서, 본 개시의 다른 실시예에 따른 무인이동로봇이 앞선 주행과 상이한 출발지 및/또는 목적지로 이동할 수 있다.
예를 들어, 본 개시의 일 실시예에 따른 경로계획장치를 탑재한 무인이동로봇이 기 생성된 전역경로에 기초하여 지점 A 및 지점 B 사이를 여러 번 왕복 주행함에 따라, 작업지역 설정부(120)가 제1 내지 제S(S는 자연수)번째 주행에서, 제1 내지 제N(N은 자연수) 동적장애물의 중심좌표((x1, y1) 내지 (xN, yN))를 저장하고, 제(S+1)번째 주행에서 중심좌표가 (a, b)인 동적장애물을 검출했다고 가정한다.
작업지역 설정부(120)는 검출된 동적장애물의 중심좌표 (a, b)가 기저장된 제1 내지 제N 동적장애물의 중심좌표 (x1, y1) 내지 (xN, yN)를 기준으로 형성되는 원의 내부에 존재하는지 확인한다. 구체적으로, 작업지역 설정부(120)는 검출된 동적장애물의 중심좌표가 (a, b)가 기 저장된 제1 내지 제N 동적장애물의 중심좌표 (x1, y1) 내지 (xN, yN) 각각에 대해 수학식 1을 만족하는지 여부를 확인한다.
Figure 112020131379527-pat00001
여기서, r은 기설정된 반경, m은 1 이상 N 이하의 자연수임.
검출된 동적장애물의 중심좌표가 제1 내지 제N 동적장애물의 중심좌표 (x1, y1) 내지 (xN, yN) 전부에 대해 수학식 1을 만족하지 않는 경우, 작업지역 설정부(120)는 수학식 2와 같이 검출된 동적장애물의 중심좌표를 제(N+1) 동적장애물의 중심좌표로서 저장한다. 즉, 작업지역 설정부(120)는 검출된 동적장애물의 중심좌표를 신규 동적장애물의 중심좌표로서 저장한다.
Figure 112020131379527-pat00002
한편, 검출된 동적장애물의 중심좌표가 제m 동적장애물의 중심좌표 (xm, ym)에 대해 수학식 1을 만족하는 경우, 작업지역 설정부(120)는 수학식 3과 같이 제m 동적장애물의 중심좌표를 검출된 동적장애물의 중심좌표로 갱신하고, 제m 카운터 값을 증가시킨다. 여기서 제m 카운터 값은, 제m 동적장애물의 검출 횟수를 의미한다.
Figure 112020131379527-pat00003
이후, 작업지역 설정부(120)는 제m 동적장애물의 검출 횟수가 기 설정된 임계치(K)를 초과하는지 확인한다. 제m 동적장애물의 검출 횟수가 기 설정된 임계치(K)를 초과하는 경우, 작업지역 설정부(120)는 제m 동적장애물의 중심좌표로부터 기설정된 반경 이내의 지역을 작업지역으로 설정한다. 즉, 작업지역 설정부(120)는 제m 동적장애물의 중심좌표 (a, b)에 대해 수학식 4를 만족하는 지역을 작업지역으로 설정한다.
Figure 112020131379527-pat00004
전역경로 갱신부(130)는 작업지역이 반영된 전역지도에 기초하여 전역경로를 갱신한다. 예를 들어, 도 2c를 참조하면, 전역경로 갱신부(130) 작업지역을 우회하도록 전역경로를 갱신할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전역경로 갱신부(130)는 시간이 흐름에 따라 감소하는 비용(cost)을 작업지역에 부여한다. 여기서, 비용이란 맵 그리드에 부여되는 값으로서. 장애물이 없으면 '0', 장애물은 '1'의 비용이 부여된다. 전역지도 상에서 '0'보다 같거나 크고 '1'보다 작은 값을 가지는 영역을 주행가능 영역으로 판단하며, 비용이 작을수록 경로계획 시 주행 경로로 우선된다. 비용이 '1'인 영역은 주행불가 영역으로 경로 계획에서 제외된다.
전역경로 갱신부(130)는 전역지도에 정적장애물로서 반영된 작업지역에 시간에 반비례한 상수가 곱해진 비용을 부여한다. 구체적으로, 작업지역에 부여되는 비용은 '1'에서 시작하되, 시간이 흐름에 따라 점점 '0'으로 수렴하게 된다. 즉, 최근에 설정된 작업지역일수록 높은 비용 값을 가지게 된다.
예를 들어, 도 2e를 참조하면, 제1 작업지역에 부여된 비용은 0.2 이고 제2 작업지역에 부여된 비용은 0.7이므로, 전역경로 갱신부(130)는 제2 작업지역이 제1 작업지역에 비해 늦게 설정되었음을 알 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 전역경로 갱신부(130)는 낮은 비용이 부여된 작업지역을 주행가능 영역으로 인식하고, 해당 작업지역을 지나도록 전역경로를 갱신할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 작업지역이 설정된 이후 기설정된 H 시간이 흐르면, 작업지역에 부여되는 비용은 '0'이 되고, 전역경로 갱신부(130)는 해당 작업지역을 전역지도에서 삭제할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 전역경로계획의 경로 길이 이득을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3을 참조하면, 종래의 경로계획방법을 적용한 무인이동로봇은 작업자 즉, 장애물을 만나면 정지하거나 제1 경로(30)와 같이 장애물을 회피주행하여 총 주행시간이 증가시킨다. 한편, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 제2 경로(32)와 같이 전역경로 계획 시 미리 장애물을 인지하여, 장애물을 우회하는 주행 경로를 생성함으로써, 주행거리 및 주행시간을 단축시킬 수 있어 종래의 경로계획방법 대비 더 효율적인 주행이 가능하다.
한편, 도 2d를 참조하면, 무인이동로봇이 지나갈 수 있는 영역이 협소한 경우에는, 작업지역을 우회하는 경로가 일반적인 주행경로보다 더 길어질 수 있다. 그러나 무인이동로봇이 협소한 영역을 주행하는 경우에는 동적장애물로 인해 잦은 정차, 과도한 회피 주행, 및 작업자와의 충돌 사고가 생길 수 있기 때문에, 본 개시의 작업지역을 고려한 전역경로계획이 총 작업 시간에서 우위를 점할 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 경로계획방법을 나타내는 순서도이다.
경로계획장치는 전역지도에 기반하여 정적장애물을 고려한 전역경로를 생성한다(S400). 이때, 경로계획장치는 A* 알고리즘이나 RRT 알고리즘 등을 이용하여 전역경로를 생성할 수 있다.
경로계획장치는 동적장애물을 검출하고, 동적장애물을 회피하기 위한 지역경로를 생성한다(S410). 경로계획 기능을 탑재한 무인이동로봇은 기 생성된 전역경로를 추종하며 주행한다. 경로계획 기능을 구현하는 경로계획장치는 무인이동로봇에 장착된 센서로부터 환경정보를 획득하고, 이를 이용하여 동적장애물을 검출한다. 무인이동로봇에 장착된 센서는 2D 라이다일 수 있다. 경로계획장치는 전역지도에 정의된 정적장애물이 아니면서, 속도가 0보다 큰 장애물을 동적장애물로 검출할 수 있다.
경로계획장치는 동적장애물의 좌표에 기초하여 작업지역을 설정하고, 설정된 작업지역을 정적장애물로서 전역지도에 추가한다(S420). 본 개시의 일 실시예에 따르면, 경로계획장치를 탑재한 무인이동로봇은 기 생성된 전역경로에 기초하여 특정 지점 사이를 왕복한다. 경로계획장치는 왕복이동 도중 검출되는 동적장애물의 좌표를 저장하여 리스트로 관리한다. 경로계획장치는 인근 지역 내에서 동적장애물이 K 번을 초과하여 재검출되면, 해당 지역을 작업지역(work zone)으로 설정한다. 동적장애물의 좌표 및 동적장애물의 검출 횟수에 기초하여 작업지역을 설정하는 구체적인 방법은 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
경로계획장치는 작업지역이 추가된 전역지도에 기반하여 전역경로를 갱신한다(S430). 경로계획장치는 작업지역이 설정된 시간에 기초하여, 작업지역에 시간에 따라 가변하는 비용을 부여한다. 구체적으로, 작업지역에 부여되는 비용은 '1'에서 시작하되, 시간이 흐름에 따라 점점 '0'으로 수렴하게 된다. 경로계획장치는 전역지도 내 각 영역에 부여된 비용에 기초하여 전역경로를 갱신한다. 경로계획장치는 부여된 비용이 낮은 영역을 주행경로로서 우선한다. 경로계획장치는 작업지역을 우회하거나, 비용이 가장 낮은 작업지역을 지나가도록 전역경로를 갱신할 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 작업지역 설정방법을 나타내는 순서도이다.
경로계획장치는 동적장애물을 검출한다(S500).
경로계획장치는 검출된 동적장애물의 중심좌표가 기 저장된 제1 내지 제N(N=자연수) 동적장애물의 중심좌표로부터 기설정된 반경 이내에 위치하는지 확인한다(S510 내지 S516). 구체적으로, 경로계획장치는 검출된 동적장애물의 중심좌표가 (a, b)가 기 저장된 제1 내지 제N 동적장애물의 중심좌표 각각에 대해 수학식 1을 만족하는지 여부를 확인한다.
검출된 동적장애물의 중심좌표가 기 저장된 제1 내지 제N 동적장애물의 중심좌표로부터 기설정된 반경 이내에 위치에 위치하지 않는 경우, 경로계획장치는 검출된 동적장애물의 중심좌표를 신규 동적장애물의 중심좌표로서 저장한다(S518). 즉, 경로계획장치는 수학식 2와 같이 검출된 동적장애물의 중심좌표를 제(N+1) 동적장애물의 중심좌표로서 저장한다.
검출된 동적장애물의 중심좌표가 기 저장된 제1 내지 제N 동적장애물의 중심좌표 중 하나로부터 기설정된 반경 이내에 위치하는 경우, 경로계획장치는 해당 기설정된 동적장애물의 중심좌표를 검출된 동적장애물의 중심좌표로 갱신하고, 해당 기설정된 동적장애물의 검출횟수를 증가시킨다(S520). 예를 들어, 검출된 동적장애물의 중심좌표가 기 저장된 제m 동적장애물의 중심좌표로부터 기설정된 반경 이내에 위치하는 경우, 경로계획장치는 수학식 3과 같이 제m 동적장애물의 중심좌표를 검출된 동적장애물의 중심좌표로 갱신하고, 제m 카운터 값을 증가시킨다. 여기서 제m 카운터 값은, 제m 동적장애물의 검출 횟수를 의미한다.
경로계획장치는 제m 동적장애물의 검출 횟수가 기 설정된 임계치(K)를 초과하는지 확인한다(S530).
제m 동적장애물의 검출 횟수가 기 설정된 임계치(K)를 초과하는 경우, 경로계획장치는 제m 동적장애물의 중심좌표로부터 기설정된 반경 이내의 지역을 작업지역으로 설정한다(S540).
도 4 및 도 5에서는 각 과정들을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 개시의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 개시의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 4 및 도 5에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정들 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 4 및 도 5는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 설명되는 시스템들 및 기법들의 다양한 구현예들은, 디지털 전자 회로, 집적 회로, FPGA(field programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit), 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 및/또는 이들의 조합으로 실현될 수 있다. 이러한 다양한 구현예들은 프로그래밍가능 시스템 상에서 실행가능한 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들로 구현되는 것을 포함할 수 있다. 프로그래밍가능 시스템은, 저장 시스템, 적어도 하나의 입력 디바이스, 그리고 적어도 하나의 출력 디바이스로부터 데이터 및 명령들을 수신하고 이들에게 데이터 및 명령들을 전송하도록 결합되는 적어도 하나의 프로그래밍가능 프로세서(이것은 특수 목적 프로세서일 수 있거나 혹은 범용 프로세서일 수 있음)를 포함한다. 컴퓨터 프로그램들(이것은 또한 프로그램들, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션들 혹은 코드로서 알려져 있음)은 프로그래밍가능 프로세서에 대한 명령어들을 포함하며 "컴퓨터가 읽을 수 있는　기록매체"에 저장된다.
컴퓨터가 읽을 수 있는　기록매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 이러한 컴퓨터가 읽을 수 있는　기록매체는 ROM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 메모리 카드, 하드 디스크, 광자기 디스크, 스토리지 디바이스 등의 비휘발성(non-volatile) 또는 비일시적인(non-transitory) 매체일 수 있으며, 또한 데이터 전송 매체(data transmission medium)와 같은 일시적인(transitory) 매체를 더 포함할 수도 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는　기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다.
본 명세서에 설명되는 시스템들 및 기법들의 다양한 구현예들은, 프로그램가능 컴퓨터에 의하여 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 프로그램가능 프로세서, 데이터 저장 시스템(휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 다른 종류의 저장 시스템이거나 이들의 조합을 포함함) 및 적어도 한 개의 커뮤니케이션 인터페이스를 포함한다. 예컨대, 프로그램가능 컴퓨터는 서버, 네트워크 기기, 셋탑 박스, 내장형 장치, 컴퓨터 확장 모듈, 개인용 컴퓨터, 랩탑, PDA(Personal Data Assistant), 클라우드 컴퓨팅 시스템 또는 모바일 장치 중 하나일 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 경로계획장치 100: 전역경로 계획부
110: 지역경로 계획부 120: 작업지역 설정부
130: 전역경로 갱신부

Claims (8)

  1. 무인이동로봇(Unmanned Ground Vehicle, UGV)의 경로계획을 수행하는 방법으로서,
    전역지도(global map)를 이용하여 전역경로를 생성하는 과정;
    상기 전역경로를 추종하면서 동적장애물(dynamic obstacle)을 검출하고, 검출된 동적장애물을 회피하기 위한 지역경로를 생성하는 과정;
    검출된 동적장애물의 좌표에 기초하여 작업지역을 설정하는 과정;
    상기 작업지역을 정적장애물(static obstacle)로서 전역지도에 추가하는 과정; 및
    상기 작업지역이 추가된 전역지도를 이용하여 상기 전역경로를 변경하는 과정을 포함하되,
    상기 작업지역을 설정하는 과정은,
    상기 무인이동로봇이 상기 전역경로에 기초하여 제1 지점 및 제2 지점 사이를 복수번 왕복 주행하는 동안 상기 검출된 동적장애물의 좌표로부터 기설정된 반경 이내의 지역에서 상기 동적장애물이 기설정된 임계 횟수 이상 재검출되는 경우, 상기 지역을 상기 동적장애물의 작업지역으로 설정하고,
    상기 전역경로를 변경하는 과정은,
    상기 작업지역이 설정된 시점으로부터 긴 시간이 경과하였을 수록 작은 값을 가지는 비용을 상기 전역지도에 반영된 작업지역에 부여하고, 상기 비용에 기초하여 상기 전역경로를 변경하는 것을 특징으로 하는 무인이동로봇의 경로계획방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 작업지역을 설정하는 과정은,
    상기 무인이동로봇의 제1 주행에서 검출된 제1 동적장애물의 좌표를 저장하는 과정;
    상기 무인이동로봇의 제2 주행에서 검출된 제2 동적장애물의 좌표가 상기 제1 동적장애물의 좌표로부터 기설정된 반경 이내에 위치하는 경우, 기 저장된 상기 제1 동적장애물의 좌표를 상기 제2 동적장애물의 좌표로 갱신하고, 상기 제1 동적장애물의 검출횟수를 증가시키는 과정; 및
    상기 제1 동적장애물의 검출횟수가 기설정된 임계치를 초과하는 경우, 상기 제1 동적장애물의 좌표로부터 기설정된 반경 이내의 지역을 작업지역으로 설정하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인이동로봇의 경로계획방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 작업지역을 설정하는 과정은,
    상기 제2 주행에서 검출된 제2 동적장애물의 좌표가 상기 제1 동적장애물의 좌표로부터 기설정된 반경 이내에 위치하지 않는 경우, 상기 제2 동적장애물의 좌표를 저장하는 과정
    을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 무인이동로봇의 경로계획방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전역경로를 변경하는 과정은,
    복수의 작업지역 중에서 상기 비용이 작은 작업지역을 지나가는 경로로 상기 전역경로를 변경하는 것을 특징으로 하는 무인이동로봇의 경로계획방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전역경로를 변경하는 과정은,
    상기 작업지역을 우회하는 경로로 상기 전역경로를 변경하는 것을 특징으로 하는 무인이동로봇의 경로계획방법.
  8. 무인이동로봇(Unmanned Ground Vehicle, UGV)의 경로계획을 수행하는 장치에 있어서,
    전역지도(global map)를 이용하여 전역경로를 생성하는 전역경로 계획부(global path planning unit);
    상기 전역경로를 추종하면서 동적장애물(dynamic obstacle)을 검출하고, 검출된 동적장애물을 회피하기 위한 지역경로를 생성하는 지역경로 계획부(local path planning unit);
    상기 검출된 동적장애물의 좌표에 기초하여 작업지역을 설정하고, 상기 작업지역을 정적장애물(static obstacle)로서 전역지도에 추가하는 작업지역 설정부(work zone setting unit); 및
    상기 작업지역이 추가된 전역지도를 이용하여 상기 전역경로를 변경하는 전역경로 갱신부(global path updating unit)를 포함하되,
    상기 작업지역 설정부는,
    상기 무인이동로봇이 상기 전역경로에 기초하여 제1 지점 및 제2 지점 사이를 복수번 왕복 주행하는 동안 상기 검출된 동적장애물의 좌표로부터 기설정된 반경 이내의 지역에서 상기 동적장애물이 기설정된 임계 횟수 이상 재검출되는 경우, 상기 지역을 상기 동적장애물의 작업지역으로 설정하고,
    상기 전역경로 갱신부는,
    상기 작업지역이 설정된 시점으로부터 긴 시간이 경과하였을 수록 작은 값을 가지는 비용을 상기 전역지도에 반영된 작업지역에 부여하고, 상기 비용에 기초하여 상기 전역경로를 변경하는 것을 특징으로 하는 경로계획장치.
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