KR20130034917A - 온톨로지 기반의 최적경로 탐색 장치 및 방법 - Google Patents

온톨로지 기반의 최적경로 탐색 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

온톨로지 기반의 최적경로 탐색 장치 및 방법이 개시된다. 최적경로 탐색 장치는 차량이 이동하는 도로 상에서 도로의 현재 상황을 반영하고 차량이 목적지까지 이동하는 데 드는 시간과 비용을 최소화하기 위해 도로 지도 온톨로지를 구축하고 구축된 온톨로지를 기반으로 규칙 기반의 추론을 실시하며 이를 통해 도로 상황에 맞는 차량의 최적경로를 탐색할 수 있도록 도로 및 차량의 정보를 관리하고 경로 생성 결과를 기반으로 생성된 경로의 이동 시간, 예상 소요 비용, 예상 사고 위험도 등을 평가하고 그 결과를 받아 차량의 이동 경로로 갱신하는 경로 탐색부를 포함할 수 있다.

Description

온톨로지 기반의 최적경로 탐색 장치 및 방법{ONTOLOGY-BASED OPTIMAL PATH FINDING DEVICE AND METHOD}
본 발명의 실시예들은 온톨로지를 이용하여 도심 지역에서 차량이 이동하는 도로의 상황을 모델링하고 차량의 목적지까지 최적 경로를 탐색하는 온톨로지 기반의 최적경로 탐색 장치 및 방법에 관한 것이다.
도심 지역에서 차량은 주요 도로의 정체 현상을 피하고 사고 위험 지역을 피해 출발지로부터 목적지까지 신속하게 이동하기 위해 도심 지역의 상황에 따라 최적의 이동 경로를 선택하는 작업이 필요하다. 이러한 작업은 출발지와 목적지를 입력 받고 경로를 탐색하는 경로 탐색 시스템에 의해 처리된다.
종래의 경로 탐색 장치는 출발지와 목적지 정보를 입력 받고 경로 탐색 리스트를 통해 경로 간의 비교 서비스를 제공하는 것으로, 공개특허공보 10-2009-0073393(공개일자 2009년 7월 3일) "경로 탐색 히스토리를 이용한 경로 탐색 시스템 및 방법 그리고 검색 정보 제공 시스템", 공개특허공보 10-2011-0055971(공개일자 2011년 5월 26일 "QoS 보장 경로탐색 장치 및 방법" 등이 있다.
경로 탐색 히스토리를 이용한 경로 탐색 시스템 및 방법은 출발지 정보 및 목적지 정보를 입력 받고 해당 정보에 대응하는 경로를 탐색 리스트로부터 검색하고 선택 데이터 및 검색 데이터를 입력 받아 검색 리스트가 선택 데이터에 따라 식별되고 이전 검색에 이용된 검색 데이터를 포함하며 이러한 검색 데이터에 따른 검색 결과를 제공하여 목적지까지의 경로 중 하나의 경로를 보여준다. 그러나, 이 기술은 선택 데이터 및 검색 데이터에 따른 검색 결과를 비교하여 대응하는 경로를 보여줄 뿐, 해당 경로나 이동하는 대상이 경로를 이동하는 도중 받을 수 있는 어떠한 영향도 고려하지 않고 단지 목적지까지의 이동에만 초점을 둔다는 단점을 지닌다.
또한, QoS 보장 경로탐색 장치 및 방법은 출발지 및 목적지와 탐색제한 시간 정보를 입력 받고 탐색에 걸리는 시간이 입력 받은 탐색 제한 시간보다 적도록 휴리스틱 값을 조절한 후 메쉬 셋을 추출하여 경로 탐색 예상 시간을 추정함으로써 경로를 산출하지만, QoS를 보장함에 있어서 경로 탐색 예상 시간만을 가지고 경로를 평가하기 때문에 해당 경로나 이동하는 대상이 경로를 이동하는 도중 받을 수 있는 영향을 충분히 고려하지 못 하고 특히, 도심 지역에서 사고의 위험이나 예상되는 소요 비용 등 시간과 연관되지 않는 요소들이 고려되지 않아 최적의 경로인지 확인하기가 어렵다는 단점을 지닌다.
따라서, 차량이 이동하는 중 받을 수 있는 영향을 고려할 수 있으며 탐색된 경로가 최적의 경로인지 확인할 수 있는 최적경로 탐색 기술이 요구되고 있다.
도심 지역에서 이동하는 지역의 제한 속도, 고도, 날씨, 장애물, 지형, 사고 발생 등의 도로 상황에 따른 차량의 최적경로를 탐색하고 이를 기반으로 목적지까지 신속하게 이동하고 이를 통해 효율을 높이는 온톨로지 기반의 최적경로 탐색 장치 및 방법이 제공된다.
도로의 상황과 차량의 상태와 같은 이동 시 연관되는 관계나 각각의 속성들의 표현을 표준화할 수 있는 도심 지역 온톨로지를 생성하고 미리 정의된 몇 가지 규칙을 통해 도로 상황에 따른 최적경로를 탐색하고 차량의 임무 수행 효율을 높일 수 있도록 하는 온톨로지 기반의 최적경로 탐색 장치 및 방법이 제공된다.
온톨로지와 규칙 기반의 추론을 실시하여 얻어진 결과를 다양한 평가 항목을 통해 분석하여 최적의 이동 경로를 탐색하는 온톨로지 기반의 최적경로 탐색 장치 및 방법이 제공된다.
차량이 이동하는 도로의 상황을 모델링하고 상기 차량의 목적지까지 최적 경로를 탐색하는 경로 탐색 시스템은 최적 경로 탐색에 대한 이벤트의 발생에 따라 상기 차량의 정보를 확인하는 이벤트제어부, 상기 발생한 이벤트에 따른 도로 상황에 관련된 정보를 갱신하는 상황감시부 및 상기 차량의 정보 및 상기 도로 상황에 관련된 정보를 기초로 온톨로지 기반의 추론을 수행하고 복수개의 평가 항목에 따른 경로 분석을 통해 최적의 경로 정보를 생성하는 경로탐색부를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 도로 상황에 관련된 정보를 관리하고 저장하며, 도로 상황의 변화에 따라 상기 저장된 도로 상황에 관련된 정보를 갱신하는 도심지역정보제공부를 더 포함할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 이벤트제어부는 상기 최적 경로 탐색에 대한 상기 이벤트를 수신하는 이벤트관리모듈 및 상기 이벤트에 따라 상기 차량의 속도, 종류 및 형태 중 적어도 하나의 정보를 확인하고 상기 이벤트가 발생될 때마다 상기 차량의 정보를 갱신하는 차량정보확인모듈을 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 상황감시부는 상기 이벤트에 따른 경로 탐색 작업 요청에 따라 도로 상황 갱신을 요청하는 작업관리모듈 및 상기 요청된 도로 상황 갱신에 따라 제한 속도, 고도, 날씨, 장애물, 지형 및 사고 발생 중 적어도 하나의 상기 도로 상황에 관련된 정보를 갱신하는 도심지역정보갱신모듈을 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 경로탐색부는 상기 차량의 정보 및 상기 도로 상황에 관련된 정보를 관리하고 상기 요청된 경로 탐색 작업을 처리하기 위한 정보관리모듈 및 상기 차량의 정보 및 상기 도로 상황에 관련된 정보를 기초로 도심 지역을 표현하는 상기 온톨로지를 생성하여 규칙 기반의 추론을 수행하고 상기 복수개의 평가 항목을 이용하여 최적의 경로를 생성하는 경로관리장치를 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 경로관리장치는 상기 차량의 정보 및 상기 도로 상황에 관련된 정보를 기초로 상기 온톨로지를 생성하고 상기 생성된 온톨로지를 기반으로 상기 규칙 기반의 추론을 수행하여 경로 생성을 위한 결과를 추출하는 경로추론장치, 상기 추출된 결과를 기초로 복수개의 경로를 생성하는 경로생성모듈, 상기 생성된 경로에 대한 복수개의 평가 항목을 측정하여 저장하고 상기 평가 항목의 값들을 신뢰 구간에 기초하여 분석하는 최적경로분석모듈 및 상기 복수개의 평가 항목을 통해 분석된 결과들을 기초로 상기 복수개의 경로 중 최적의 경로를 선택하여 상기 차량의 경로 정보를 갱신하는 경로정보갱신모듈을 포함할 수 있다.
차량이 이동하는 도로의 상황을 모델링하고 상기 차량의 목적지까지 최적 경로를 탐색하는 방법은 최적 경로 탐색에 대한 이벤트의 발생에 따라 상기 차량의 정보를 수신하고 도로 상황에 관련된 정보를 갱신하는 단계 및 상기 차량의 정보와 상기 도로 상황에 관련된 정보를 기초로 온톨로지를 생성하고 규칙 기반의 추론을 통해 최적의 경로 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
도심 지역에서 차량이 목적지까지 신속하게 이동하고 차량의 정보와 도로 상황을 고려하기 위해 경로 탐색에 있어서 온톨로지 기반의 추론과 추론된 결과의 분석을 통한 최적 경로 탐색으로 인하여, 다양한 평가 항목을 통해 경로를 분석함으로써 차량의 최적 경로를 생성하게 하며 차량이 목적지까지 이동에 필요한 시간을 단축시키고 이동 중에 발생할 수 있는 예상되는 사고 위험과 그에 따른 비용을 줄이고 차량이 신속하게 목적지까지 이동하도록 하는 효과가 있다.
도심 지역에서 차량이 목적지까지 신속하게 이동하고 차량의 정보와 도로 상황을 고려하기 위해 경로 탐색에 있어서 온톨로지를 생성하고 규칙 기반의 추론을 실시함으로써 차량이 목적지까지 이동하기 위한 최적 경로를 탐색하여 차량의 상태와 도로의 상황을 반영할 뿐만 아니라 목적지까지의 이동 시간을 줄이는 효과가 있다.
온톨로지의 확장성과 재사용성을 바탕으로 도심 지역을 보다 자세하게 정의 및 표현할 수 있고, 정의된 개념들을 통해 다양한 정보의 확장이 가능하므로 도심 지역에서 차량의 경로 탐색을 위한 편리한 분석 환경을 제공할 수 있다.
최적경로분석모듈을 통해 경로 생성을 위해 추론된 결과에 대해 다양한 평가 항목들을 기반으로 경로를 분석하므로 최적의 경로를 생성하여 해당 경로로 차량이 이동할 수 있도록 하고, 이것은 차량의 목적지까지 이동 시간을 단축시킬 뿐만 아니라 사고 위험을 줄이는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 온톨로지 기반의 최적경로 탐색 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 온톨로지 기반의 최적경로 탐색의 과정을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 온톨로지 기반의 최적경로 탐색의 경로추론과정을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 온톨로지 기반의 최적경로 탐색을 위한 도심 지역 온톨로지를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 온톨로지 기반의 최적경로 탐색 장치를 나타내는 블록도이다.
본 발명에 따른 온톨로지 기반의 최적경로 탐색 장치는, 도심 지역에서 차량이 목적지까지 이동하기 위한 경로 탐색 작업을 요청받고 차량의 정보를 확인하여 경로탐색부(130)에 전달하는 이벤트제어부(110), 이벤트제어부(130)로부터 정보 확인을 요청 받아 도심지역정보제공부(140)에 요청을 전달하고 도심지역정보를 갱신하며 갱신된 도심지역정보를 경로탐색부(130)에 전달하는 상황감시부(120), 이벤트제어부(110)와 상황감시부(120)로부터 차량과 도로의 정보를 받고 실제 요청된 작업을 온톨로지 기반의 추론과 다양한 평가 항목에 따른 경로 분석을 통해 최적의 경로를 탐색할 수 있도록 경로정보를 갱신하는 경로탐색부(130), 상황감시부(120)로부터 도심지역정보에 대한 갱신을 요청 받고 도심지역정보를 데이터베이스 형태로 보관하며 상황감시부(120)의 상태 변화에 따라 정보를 갱신하는 도심지역정보제공부(140)를 포함한다.
이하, 첨부된 도 1을 참조하여 각 구성요소를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이벤트제어부
이벤트제어부(110)는 최적 경로 탐색에 대한 이벤트의 발생에 따라 상기 차량의 정보를 확인하는 것으로서, 도심 지역에서 차량이 목적지까지 이동하기 위한 경로 탐색 작업을 요청받고 차량의 정보를 확인하여 경로탐색부(130)에 전달하는 기능을 수행하며, 상술한 기능을 수행하기 위한 내부 구성으로 이벤트관리모듈(112)과 차량정보확인모듈(114)을 포함한다.
이벤트관리모듈(112)은 도심 지역에서 차량이 목적지까지 이동하기 위한 경로 탐색 작업을 요청받고 차량정보확인모듈(114)에게 차량의 속도, 종류, 형태 등과 같은 정보의 확인을 요청하고 상황감시부(120)에게 작업을 전달하여 도심 지역 정보 확인을 요청하며 경로탐색부(130)에 차량의 정보를 전달하는 기능을 수행한다.
차량정보확인모듈(114)은 이벤트관리모듈(112)로부터 요청된 경로 탐색 작업을 위해 차량의 정보를 확인하고 이벤트가 요청될 때마다 차량의 정보를 갱신하는 기능을 수행한다.
상황감시부
상황감시부(120)는 이벤트에 따른 도로 상황에 관련된 정보를 갱신하는 것으로서, 이벤트제어부(110)로부터 요청된 경로 탐색 작업을 전달 받고 도심지역정보제공부(140)에게 도심 지역 정보 확인을 요청하여 도심 지역 정보를 갱신한 후 경로탐색부(130)에게 온톨로지와 규칙 기반의 경로 탐색을 요청하는 기능을 수행하며, 상술한 기능을 수행하기 위한 내부 구성으로 작업관리모듈(122)과 도심지역정보갱신모듈(124)을 포함한다.
작업관리모듈(122)은 이벤트제어부(110)로부터 경로 탐색 작업을 요청 받고 제한 속도, 고도, 날씨, 장애물, 지형, 사고 발생 등의 도로 상황에 관련된 정보를 갱신하기 위해 도심지역정보갱신모듈(124)에게 도심 지역 정보 갱신을 요청하는 기능을 수행한다.
도심지역정보갱신모듈(124)은 요청된 경로 탐색 작업을 위해 도심지역정보제공부(140)에게 도심 지역 정보의 확인을 요청하고 도로의 상황에 따라 도심 지역 정보를 갱신하여 작업관리모듈(122)에게 전달하는 기능을 수행한다.
경로탐색부
경로탐색부(130)는 상기 차량의 정보 및 상기 도로 상황에 관련된 정보를 기초로 온톨로지 기반의 추론을 수행하고 복수개의 평가 항목에 따른 경로 분석을 통해 최적의 경로 정보를 생성하는 것으로서, 상황감시부(120)를 통해 경로 탐색 작업을 요청 받고 요청 받은 작업에서 차량의 정보와 도심 지역의 상황에 적합한 최적의 경로 선택을 위해 온톨로지를 생성하고 규칙 기반의 추론을 하며 목적지까지의 이동 시간, 예상 소요 비용, 예상 사고 위험도 등의 평가 항목에 기반하여 최적의 경로를 분석하고 분석된 결과에 따라 경로 정보를 갱신하는 기능을 수행하며, 상술한 기능을 수행하기 위한 내부 구성으로 정보관리모듈(132)과 경로관리장치(134)를 포함한다.
상술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 온톨로지 기반의 최적경로 탐색 방법은 도 2에 나타낸 바와 같이 크게 도심지역정보 송수신 과정과 경로추론 과정 및 경로생성 과정으로 구분되며, 각 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 온톨로지 기반의 최적경로 탐색의 과정을 나타내는 순서도이다.
도심 지역에서 차량의 경로 탐색 작업이 요청되면, 이벤트제어부(110)가 이벤트관리모듈(112)을 통해 차량정보확인모듈(114)로부터 차량의 제한 속도, 종류, 형태 등과 같은 정보를 확인하고 상황감시부(120)의 작업관리모듈(122)에게 경로 탐색 작업을 전달하고 도심지역정보갱신모듈(124)에 의해 제한 속도, 고도, 날씨, 장애물, 지형, 사고 발생 등을 포함하는 도심 지역 정보를 갱신한 후 경로탐색부(130)의 정보관리모듈(132)에 차량과 도심 지역 정보를 전달한다(S210).
상술한 도심지역정보 송수신 과정에 의해 전달된 정보들은 경로탐색부(130)가 정보관리모듈(132)을 통해 수신하고 경로관리장치(134)의 온톨로지생성모듈(135)에게 전달하여 도심 지역 온톨로지를 생성하고 규칙 기반의 추론을 하며 추론된 결과를 경로생성모듈(137)에 전달한다(S220).
경로추론 과정에 따라 추론된 결과는 경로생성모듈(137)이 수신하여 차량의 경로를 생성하고 생성된 경로를 최적경로분석모듈(138)이 이동 시간, 예산 소요 비용, 예상 사고 위험도 등 평가 항목들의 신뢰구간을 기반으로 분석한 후 경로정보갱신모듈(139)이 최적경로정보를 갱신한다(S230).
그리고 생성된 최적경로가 신뢰구간 내에 포함되는지 여부에 따라 포함되지 않는 경우 다른 규칙 기반의 추론으로 최적경로 분석을 실시한다(S240).
상기 경로추론과정을 도 3을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 온톨로지 기반의 최적경로 탐색의 경로추론과정을 나타내는 순서도이다.
먼저, 경로탐색부(130)의 정보관리모듈(132)은 차량의 속도, 종류, 형태 등과 같은 차량 정보와 제한 속도, 고도, 날씨, 장애물, 지형, 사고 발생 등과 같은 도심 지역 정보를 획득한다(S310).
경로관리장치(134)의 온톨로지생성모듈(135)은 정보관리모듈(132)로부터 받은 정보들을 기반으로 도심 지역 온톨로지를 생성하기 위해 도심 지역에서의 차량 및 도로를 표현하고, 차량의 상태나 특성과 도로의 상황에 따라 경로를 생성할 수 있도록 다음의 표 1과 같이 클래스를 정의한다(S320).
도심 지역 온톨로지의 클래스
클래스명 정보
Vehicle 도심 지역에서 행동 주체가 되는 차량의 정보 및 하위 클래스를 표현
Type 차량의 형태를 기술하기 위한 클래스로 하위 클래스 관계를 사용하여 표현
Style 차량의 종류를 기술하기 위한 클래스로 하위 클래스 관계를 사용하여 표현
Location 차량이 이동하는 지역의 정보를 기술하기 위한 클래스로 위도, 경도 등 위치와 관련된 정보 기술
Weather 도심 지역의 날씨를 표현하기 위한 클래스
Path 차량의 경로를 나타내기 위한 클래스
표 1에 의해 정의된 클래스를 사용하여 구성된 도심 지역 온톨로지의 클래스 및 클래스 사이의 연관 구조는 도 4와 같다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 온톨로지 기반의 최적경로 탐색을 위한 도심 지역 온톨로지를 나타내는 도면이다. 도심 지역 온톨로지를 도 4를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
온톨로지를 구성하는 클래스는 OWL(Ontology Web Language)에서 정의되어 각각의 노드로 표현된다. 각 클래스는 해당 클래스에 포함된 개체들의 속성이 모두 동일한 개체들의 집합이고, 속성은 클래스 내 개체들 사이에서 정의되는 성질을 나타낸다.
예를 들어 도 4의 "Vehicle" 클래스는 "Obstacle", "OurCar", "MovingCar" 클래스를 하위 클래스로 가지며 "ID", "size", "aim" 등과 같은 속성들이 정의될 수 있고 이 속성들은 하위 클래스들에 상속되어 공통적으로 사용될 수 있는 속성이다. 각각의 클래스는 서로 연관될 수 있는데 이러한 관계는 다음의 표 2와 같이 표현된다. "subClassOf" 관계는 한 클래스가 다른 클래스의 하위 클래스인 경우 선언될 수 있으며 하위 클래스는 상위 클래스의 정보를 상속받아 계층적 구조를 이룬다. 표 2에서 제약 조건들은 서로 다른 클래스 간의 관계를 정의하기 위해 선언된다. 예를 들어, "Vehicle" 클래스의 경우, "hasPath" 라는 제약 조건을 가질 수 있도록 정의되고 이 속성에 의해 "Path" 클래스와 관계를 가질 수 있고 이 관계는 "Vehicle은 Path를 경로로 가진다(hasPath)"라고 표현될 수 있다.
주요 클래스들의 관계
클래스명 제약 조건 연관 클래스명
Vehicle pathThrough Location
hasType Type
hasPath Path
hasTarget Location
OurCar subClassOf Vehicle
Location isTopographyOf Topography
isWeatherOf Weather
Path includesLocation Location
규칙기반추론모듈은 온톨로지생성모듈에서 생성된 온톨로지를 기반으로 클래스 간의 관계를 통해 의미를 부여하기 위해 Semantic Web Rule Language(SWRL)을 이용하여 표 3과 같이 몇 가지 규칙을 정의하고, 정의된 규칙을 기반으로 추론을 실시한다(S330).
정의된 추론 규칙들
번호 규칙
규칙 1 Vehicle(?x) ∧ hasTarget(?x, ?y) ∧ Location(?y) ∧ ID(?z) ∧ movingCapability(?x, ?a) ∧ [?a>=0.8] ∧ aimDeadline(?x, ?b) ∧ [?b<=qDeadline]
→ AvailableVehicle(?x, ?z)
규칙 2 Location(?x) ∧ potentialDamage(?x, ?a) ∧ [?a<=minPD] ∧ altitude(?x, ?b) ∧ [?b<=qAltitude] ∧ isWeatherOf(?x, ?y) ∧ GoodWeather(?y) ∧ latitude(?z) ∧ longitude(?w)
→ AutomobileOptimalLocation(?x, ?z, ?w)
규칙 3 Path(?x) ∧ includeLocation(?x, ?y) ∧
AutomobileOptimalLocation(?y) ∧ ID(?z)
→ AutomobileOptimalPath(?x, ?z)
규칙 4 Vehicle(?x) ∧ hasType(?x, ?y) ∧ Type(?y)
∧vehicleType(?a) ∧ [?a=Automobile]
→ hasPath(?x, AutomobileOptimalPath)
규칙 5 AvailableVehicle(?x) ∧ hasPath(?x, ?a) ∧ [?a=qOptimalPath]
→ CandidateVehicle(?x)
... ...
표 3에서 정의된 규칙을 자세하게 설명하면 다음과 같다.
Vehicle 클래스에 속한 임의의 개체가 hasTarget 속성을 가지며 Location 클래스에 속한 임의의 개체와 관계를 가지고 이동 능력(movingCapability)이 90% 이상(>=0.8)이고 목적 달성 기간(aimDeadline)이 입력 받은 목적 달성 기한(qDeadline)보다 짧다면 해당 Vehicle은 가용 차량(AvailableVehicle)라고 정의한다. Vehicle 클래스와 Location 클래스는 hasTarget을 통해 관계를 가지게 되며 규칙 1을 통해 임의의 Vehicle은 임의의 Location과 hasTarget 관계를 갖는다고 정의될 수 있다.
규칙 2를 통해 임의의 지역(Location)이 잠재적인 사고 위험(potentialDamage)이 최소 잠재적 사고 위험(minPD)보다 적고 고도(altitude)가 입력 받은 제한 고도(qAltitude)보다 낮으며 날씨가 좋은(GoodWeather) 지역인 경우라면 자동차에게 적합한 지역(AutomobileOptimalLocation)이라고 정의한다.
규칙 3을 통해 임의의 경로(Path)가 자동차에게 적합한 지역(AutomobileOptimalLocation)을 포함하고(includeLocation) 있다면 이 경로는 자동차에게 적합한 경로(AutomobileOptimalPath)라고 정의한다.
규칙 4는 임의의 부대(Vehicle)가 형태(Type) 클래스에 속한 임의의 개체와 hasType 라는 속성을 통해 임의의 형태를 갖는 관계를 가지게 되고 차량 형태(vehicleType)가 자동차(Automobile)라면 자동차에 적합한 경로(AutomobileOptimalPath)를 경로로 갖는다(hasPath)라고 정의한다.
규칙 5는 가용 차량(AvailableVehicle)가 탐색하고자 하는 최적 경로(qOptimalPath)와 hasPath 라는 속성을 통해 그 경로를 갖는 관계를 가진다고 하면 후보군 차량(CandidateVehicle)이라고 정의한다.
상기 규칙들은 도 4에 도시된 클래스와 표 2에 나타낸 클래스 내 속성들을 이용하여 새롭게 정의된 개체들의 집합을 구성하고, SWRL의 규칙에 따라 처리된다.
규칙기반추론모듈은 추론된 경로 탐색 결과를 기반으로 경로를 생성하기 위해 추론 결과를 경로생성모듈에 전달하고, 경로생성모듈은 전송받은 추론 결과를 통해 차량의 경로를 생성한다(S340).
이후, 최적경로분석모듈은 생성된 경로를 바탕으로 이동 시간, 예상 소요 비용, 예상 사고 위험도 등을 측정한다(S350).
최적경로분석모듈이 측정된 결과를 저장하고 측정된 평가 항목들의 값들을 신뢰 구간을 바탕으로 분석하고 신뢰 구간 포함 여부에 따라 (S330)단계에서 정의되고 추론된 규칙을 변경하여 최적의 경로로 평가될 때까지 상기의 경로 추론 과정 및 경로 생성 과정(S330 내지 S350)을 재수행한다(S360).
경로 생성 단계까지 완료된 후, 경로정보갱신모듈이 분석된 결과들을 바탕으로 차량의 상태와 도로 상황을 충분히 반영한 경로를 선택하고 해당 경로 정보를 갱신할 수 있도록 이벤트제어부의 이벤트관리모듈에게 전송한다(S370).
도심지역정보제공부
도심지역정보제공부(140)는 도심지역정보송수신모듈(142)과 도심지역DB(144)로 구성되며, 도심 지역을 구성하는 도로 상황에 관련된 정보를 관리하고 저장하며 도심지역정보송수신모듈(142)을 통해 상황감시부(120)와 통신하여 도심 지역 정보의 변화에 따라 도심지역DB(144)를 갱신시키는 기능을 수행한다.
따라서, 본 발명에 따른 온톨로지 기반의 최적경로 탐색 장치 및 방법은 도심 지역에서 차량이 목적지까지 신속하게 이동하고 차량의 정보와 도로 상황을 고려하기 위해 경로 탐색에 있어서 온톨로지 기반의 추론과 추론된 결과의 분석을 통한 최적 경로 탐색으로 인하여, 다양한 평가 항목을 통해 경로를 분석함으로써 차량의 최적 경로를 생성하게 하며 차량이 목적지까지 이동에 필요한 시간을 단축시키고 이동 중에 발생할 수 있는 예상되는 사고 위험과 그에 따른 비용을 줄이고 차량이 신속하게 목적지까지 이동하도록 할 수 있다.
그리고, 도심 지역에서 차량이 목적지까지 신속하게 이동하고 차량의 정보와 도로 상황을 고려하기 위해 경로 탐색에 있어서 온톨로지를 생성하고 규칙 기반의 추론을 실시함으로써 차량이 목적지까지 이동하기 위한 최적 경로를 탐색하여 차량의 상태와 도로의 상황을 반영할 뿐만 아니라 목적지까지의 이동 시간을 줄일 수 있다.
또한, 온톨로지의 확장성과 재사용성을 바탕으로 도심 지역을 보다 자세하게 정의 및 표현할 수 있고, 정의된 개념들을 통해 다양한 정보의 확장이 가능하므로 도심 지역에서 차량의 경로 탐색을 위한 편리한 분석 환경을 제공할 수 있다.
본 발명은, 최적경로분석모듈을 통해 경로 생성을 위해 추론된 결과에 대해 다양한 평가 항목들을 기반으로 경로를 분석하므로 최적의 경로를 생성하여 해당 경로로 차량이 이동할 수 있도록 하고, 이것은 차량의 목적지까지 이동 시간을 단축시킬 뿐만 아니라 사고 위험을 줄이는 효과가 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 이벤트제어부
120: 상황감시부
130: 경로탐색부
140: 도심지역정보제공부

Claims (9)

  1. 차량이 이동하는 도로의 상황을 모델링하고 상기 차량의 목적지까지 최적 경로를 탐색하는 경로 탐색 시스템에 있어서,
    최적 경로 탐색에 대한 이벤트의 발생에 따라 상기 차량의 정보를 확인하는 이벤트제어부;
    상기 발생한 이벤트에 따른 도로 상황에 관련된 정보를 갱신하는 상황감시부; 및
    상기 차량의 정보 및 상기 도로 상황에 관련된 정보를 기초로 온톨로지 기반의 추론을 수행하고 복수개의 평가 항목에 따른 경로 분석을 통해 최적의 경로 정보를 생성하는 경로탐색부
    를 포함하는 경로 탐색 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도로 상황에 관련된 정보를 관리하고 저장하며, 도로 상황의 변화에 따라 상기 저장된 도로 상황에 관련된 정보를 갱신하는 도심지역정보제공부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경로 탐색 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이벤트제어부는,
    상기 최적 경로 탐색에 대한 상기 이벤트를 수신하는 이벤트관리모듈; 및
    상기 이벤트에 따라 상기 차량의 속도, 종류 및 형태 중 적어도 하나의 정보를 확인하고 상기 이벤트가 발생될 때마다 상기 차량의 정보를 갱신하는 차량정보확인모듈
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 경로 탐색 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상황감시부는,
    상기 이벤트에 따른 경로 탐색 작업 요청에 따라 도로 상황 갱신을 요청하는 작업관리모듈; 및
    상기 요청된 도로 상황 갱신에 따라 제한 속도, 고도, 날씨, 장애물, 지형 및 사고 발생 중 적어도 하나의 상기 도로 상황에 관련된 정보를 갱신하는 도심지역정보갱신모듈
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 경로 탐색 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 경로탐색부는,
    상기 차량의 정보 및 상기 도로 상황에 관련된 정보를 관리하고 상기 요청된 경로 탐색 작업을 처리하기 위한 정보관리모듈; 및
    상기 차량의 정보 및 상기 도로 상황에 관련된 정보를 기초로 도심 지역을 표현하는 상기 온톨로지를 생성하여 규칙 기반의 추론을 수행하고 상기 복수개의 평가 항목을 이용하여 최적의 경로를 생성하는 경로관리장치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 경로 탐색 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 경로관리장치는,
    상기 차량의 정보 및 상기 도로 상황에 관련된 정보를 기초로 상기 온톨로지를 생성하고 상기 생성된 온톨로지를 기반으로 상기 규칙 기반의 추론을 수행하여 경로 생성을 위한 결과를 추출하는 경로추론장치;
    상기 추출된 결과를 기초로 복수개의 경로를 생성하는 경로생성모듈;
    상기 생성된 경로에 대한 복수개의 평가 항목을 측정하여 저장하고 상기 평가 항목의 값들을 신뢰 구간에 기초하여 분석하는 최적경로분석모듈; 및
    상기 복수개의 평가 항목을 통해 분석된 결과들을 기초로 상기 복수개의 경로 중 최적의 경로를 선택하여 상기 차량의 경로 정보를 갱신하는 경로정보갱신모듈
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 경로 탐색 시스템.
  7. 차량이 이동하는 도로의 상황을 모델링하고 상기 차량의 목적지까지 최적 경로를 탐색하는 방법에 있어서,
    최적 경로 탐색에 대한 이벤트의 발생에 따라 상기 차량의 정보를 수신하고 도로 상황에 관련된 정보를 갱신하는 단계; 및
    상기 차량의 정보와 상기 도로 상황에 관련된 정보를 기초로 온톨로지를 생성하고 규칙 기반의 추론을 통해 최적의 경로 정보를 생성하는 단계
    를 포함하는 경로 탐색 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 차량의 정보를 수신하고 도로 상황에 관련된 정보를 갱신하는 단계는,
    상기 최적 경로 탐색에 대한 상기 이벤트를 수신하는 단계;
    상기 이벤트에 따라 상기 차량의 속도, 종류 및 형태 중 적어도 하나의 정보를 확인하고 상기 이벤트가 발생될 때마다 상기 차량의 정보를 갱신하는 단계;
    상기 이벤트에 따른 경로 탐색 작업 요청에 따라 도로 상황 갱신을 요청하는 단계; 및
    상기 요청된 도로 상황 갱신에 따라 제한 속도, 고도, 날씨, 장애물, 지형 및 사고 발생 중 적어도 하나의 상기 도로 상황에 관련된 정보를 갱신하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 경로 탐색 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 최적의 경로 정보를 생성하는 단계는,
    상기 생성된 온톨로지를 기초로 복수개의 평가 항목에 따른 경로 분석을 통해 복수개의 상기 차량의 경로를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 복수개의 차량의 경로를 복수개의 평가 항목에 기초하여 측정하고 신뢰 구간을 기초로 분석하여 최적의 경로를 생성하여 상기 차량의 경로 정보를 갱신하는 단계
    를 포함하는 경로 탐색 방법.
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