KR20170071712A - 이동 로봇의 주행 경로 계획 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

이동 로봇이 장애물과 충돌하지 않을 신뢰도를 이용하여 랜덤하게 벡터를 생성하고, 랜덤하게 생성된 벡터를 이용하여 이동 로봇의 주행 경로를 계획하는 방법 및 장치가 개시된다. 개시된 주행 경로 계획 방법은, 제1위치에서 장애물과의 충돌 확률에 따라, 부모 벡터에 대한 제1최대 크기를 결정하는 단계; 상기 제1최대 크기 범위 내에서, 상기 제1위치를 시점으로하는 복수의 부모 백터를 랜덤하게 생성하는 단계; 상기 부모 벡터 중 선택된 제1부모 벡터의 종점인 제2위치에서 상기 장애물과의 충돌 확률에 따라, 자식 벡터에 대한 제2최대 크기를 결정하는 단계; 상기 제2위치를 시점으로 하고 상기 부모 벡터들의 종점 방향을 향하는 상기 자식 벡터를 이용하여, 상기 제2최대 크기의 자식 벡터가 도달 가능한 영역의 외부에 종점이 존재하는 제2부모 벡터를 판단하는 단계; 및 상기 제1부모 벡터 및 상기 제2부모 벡터를 주행 경로로 결정하는 단계를 포함한다.

Description

이동 로봇의 주행 경로 계획 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR PLANNING PATH OF MOBILE ROBOT}

본 발명은 이동 로봇의 주행 경로 계획 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이동 로봇이 장애물과 충돌하지 않을 신뢰도를 이용하여 랜덤하게 벡터를 생성하고, 랜덤하게 생성된 벡터를 이용하여 이동 로봇의 주행 경로를 계획하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

이동 로봇의 가장 기본적인 기능은 원하는 목표 지점까지 주행하는 것이다. 사람이 접근할 수 없는 각종 사고가 발생한 경우 이동 로봇이 사람을 대신하여 사고 지점으로 이동하여 현장 확인, 인명 구조 등의 작업을 수행한다. 이러한 기능들은 이동 로봇의 위치 측정(localization) 기술 및 지도 구성(mapping) 기술에 의해 수행된다.

한편, 이동 로봇은 주행 경로를 계획하고, 계획된 주행 경로를 이용하여 주행한다. 관련된 선행문헌으로 대한민국 공개특허 제2013-010913호가 있다.

기존의 경로를 계획하고 생성하는 방법들은 경로 생성 속도와 경로의 질 사이에서, 환경에 따른 조율이 필요하다. 랜덤 샘플링(Random Sampling) 기반 경로 계획 방법들은, 빠른 속도로 경로를 생성하지만, 경로의 질(quality)을 최대화 하기 위해 환경에 따라 적합한 샘플링 횟수가 결정되야 한다. 예를 들어 좁고 복잡한 주행 환경에서는 많은 샘플링이 필요하고, 넓은 주행 환경에서는 보다 적은 샘플링이 필요하다.

그리고 좁은 지역을 주행하도록 설계된 로봇과 넓은 지역을 주행하도록 설계된 로봇은 서로 별도의 조율을 통해서만 상반된 지역에서 효과적으로 주행할 수 있다. 더욱이 좁은 통로가 포함된 환경에서 랜덤 샘플링 기반의 경로 생성 방법들은, 매우 많은 샘플링을 수행하더라도, 해답을 찾지 못하는 경우가 발생하며, 해답을 찾더라도 매우 많은 샘플링에 의해 연산량이 증가하는 문제점이 있다.

본 발명은 이동 로봇이 장애물과 충돌하지 않을 신뢰도를 이용하여 랜덤하게 벡터를 생성하고, 랜덤하게 생성된 벡터를 이용하여 이동 로봇의 주행 경로를 계획하는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명은 주행 환경에 관계없이 신뢰도에 따라 효율적으로 이동 로봇의 주행 경로를 계획하는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동 로봇의 주행 경로 계획 방법에 있어서, 제1위치에서 장애물과의 충돌 확률에 따라, 부모 벡터에 대한 제1최대 크기를 결정하는 단계; 상기 제1최대 크기 범위 내에서, 상기 제1위치를 시점으로하는 복수의 부모 백터를 랜덤하게 생성하는 단계; 상기 부모 벡터 중 선택된 제1부모 벡터의 종점인 제2위치에서 상기 장애물과의 충돌 확률에 따라, 자식 벡터에 대한 제2최대 크기를 결정하는 단계; 상기 제2위치를 시점으로 하고 상기 부모 벡터들의 종점 방향을 향하는 상기 자식 벡터를 이용하여, 상기 제2최대 크기의 자식 벡터가 도달 가능한 영역의 외부에 종점이 존재하는 제2부모 벡터를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과에 따라, 상기 제1부모 벡터 및 상기 제2부모 벡터를 주행 경로로 결정하는 단계를 포함하는 주행 경로 계획 방법이 제공된다.

또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 이동 로봇의 주행 경로 계획 방법에 있어서, 제1위치와 제1장애물과의 거리 이하의 크기로, 상기 제1위치를 시점으로 하는 복수의 백터를 랜덤하게 생성하는 단계; 상기 벡터 중 선택된 대표 벡터의 종점 위치를 중심으로 하고, 상기 종점 위치와 제2장애물과의 거리를 반지름으로하는 영역 외부에 종점이 존재하는 외부 벡터를 상기 복수의 벡터 중에서 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과에 따라, 상기 대표 벡터 및 상기 외부 벡터를 주행 경로로 결정하는 단계를 포함하는 주행 경로 계획 방법이 제공된다.

또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 이동 로봇의 주행 경로 계획 장치에 있어서, 제1위치에서 장애물과의 충돌 확률에 따라, 부모 벡터에 대한 제1최대 크기를 결정하는 벡터 크기 결정부; 상기 제1최대 크기 범위 내에서, 복수의 부모 백터를 랜덤하게 생성하는 벡터 생성부; 상기 부모 벡터 중 선택된 제1부모 벡터의 종점인 제2위치를 시점으로 하고, 상기 부모 벡터들의 종점 방향을 향하는 자식 벡터를 이용하여, 제2최대 크기의 자식 벡터가 도달 가능한 영역의 외부에 종점이 존재하는 제2부모 벡터를 판단하는 벡터 판단부; 및 상기 판단 결과에 따라, 상기 제1부모 벡터 및 상기 제2부모 벡터를 주행 경로로 결정하는 주행 경로 결정부를 포함하며, 상기 벡터 크기 결정부는 상기 제2위치에서 상기 장애물과의 충돌 확률에 따라, 상기 제2최대 크기를 결정하는 주행 경로 계획 장치가 제공된다.

본 발명에 따르면, 장애물과 충돌하지 않을 신뢰도가 높은 지역에서는 크기가 큰 백터를 이용하여 보다 빠르게 주행 경로를 생성할 수 있으며, 장애물과 충돌하지 않을 신뢰도가 낮은 지역에서는 크기가 작은 백터를 이용하여 정밀하게 주행 경로를 계획할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 주행 경로 생성을 위해 생성되는 벡터의 개수가 지속적으로 증가하는 것이 방지될 수 있으며, 연산량이 감소될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 주행 경로 계획 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 주행 경로 계호기 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 제1위치에서 부모 벡터를 도시하는 도면이다.
도 4는 부모 벡터 및 부모 벡터에 대한 자식 벡터를 도시하는 도면이다.
도 5는 주행 경로로 결정된 부모 벡터를 도시하는 도면이다.
도 6은 재생성되는 부모 벡터 및 자식 벡터를 도시하는 도면이다.
도 7은 확장된 주행 경로를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 주행 경로 계획 방법을 이용한 주행 경로를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주행 경로 계획 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 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 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

본 발명에 따른 이동 로봇의 주행 경로 계획 방법은 랜덤하게 샘플링된 벡터를 이용한다. 랜덤하게 생성된 벡터 중에서 선택된 벡터에 의해, 출발 지점에서 목표 지점까지의 주행 경로가 결정된다.

이 때, 본 발명은 출발 지점에서 장애물과 충돌하지 않을 신뢰도에 기반하여 벡터를 랜덤하게 생성하며, 신뢰도에 따라 벡터의 최대 크기 또는 벡터의 샘플링 해상도가 결정될 수 있다. 장애물과 충돌하지 않을 신뢰도는 이동 로봇과 장애물과의 거리, 이동 로봇의 속도 등을 고려하여 결정될 수 있다.

예를 들어, 장애물과 충돌하지 않을 신뢰도가 높다면 상대적으로 크기가 큰 벡터가 생성되며 벡터에 대한 샘플링 해상도가 낮아질 수 있다. 또는 장애물과 충돌하지 않을 신뢰도가 낮으면 상대적으로 크기가 작은 벡터가 생성되며 벡터에 대한 샘플링 해상도가 높아질 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면 장애물과 충돌하지 않을 신뢰도가 높은 지역에서는 크기가 큰 백터를 이용하여 보다 빠르게 주행 경로를 생성할 수 있으며, 장애물과 충돌하지 않을 신뢰도가 낮은 지역에서는 크기가 작은 백터를 이용하여 정밀하게 주행 경로를 생성할 수 있다. 각각의 벡터는 이동 로봇의 직선 경로를 나타낼 수 있다.

또한 본 발명은 부모 벡터와 자식 벡터의 개념을 도입하고, 부모 벡터에 대한 자식 벡터를 이용하여 부모 벡터 중에서 주행 경로를 나타내는 대표 벡터를 선정한다. 자식 벡터는 부모 벡터 중 선택된 하나의 벡터의 종점을 시점으로 하고, 나머지 부모 벡터들의 종점을 향하는 벡터이다. 따라서, 본 발명에 따르면, 대표 벡터 이외 나머지 벡터는 주행 경로 계획 대상에서 제외되므로 주행 경로 생성을 위해 생성되는 벡터의 개수가 지속적으로 증가하는 것이 방지될 수 있으며, 연산량이 감소될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 이동 로봇은 로봇 청소기, 무인 자동차, 서비스 로봇 등 이동 가능한 다양한 형태의 로봇을 포함한다.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 주행 경로 계획 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 주행 경로 계획 장치는 벡터 크기 결정부(110), 벡터 생성부(120), 벡터 판단부(130) 및 주행 경로 결정부(140)를 포함한다.

벡터 크기 결정부(110)는 제1위치에서 장애물과의 충돌하지 않을 신뢰도에 따라, 부모 벡터에 대한 제1최대 크기를 결정한다. 즉, 벡터 크기 결정부(110)는 장애물과의 충돌 확률에 따라 제1최대 크기를 결정한다. 장애물과의 충돌 확률은 제1위치와 장애물과의 거리, 이동 로봇의 속도 등에 따라 달라질 수 있으며, 일실시예로서 장애물과의 충돌 확률은 장애물과의 거리로 표현될 수 있다. 제1위치와 장애물의 거리가 멀수록 장애물과의 충돌하지 않을 신뢰도는 증가하며 제1최대 크기 역시 증가할 수 있다.

그리고, 제1위치는 이동 로봇의 출발 위치이며, 후술되는 주행 경로로 결정된 부모 벡터의 종점일 수 있다.

또한 벡터 크기 결정부(110)는 제1부모 벡터의 종점인 제2위치에서 장애물과의 충돌 확률에 따라, 자식 벡터에 대한 제2최대 크기를 결정한다.

벡터 생성부(120)는 제1최대 크기 범위 내에서, 복수의 부모 백터를 랜덤하게 생성한다. 부모 벡터는 제1위치를 시점으로하는 벡터이며, 제1위치를 중심으로 하고 제1최대 크기를 반지름으로 하는 영역을 벗어나지 않는 벡터이다. 즉, 부모 벡터의 크기는 제1최대 크기 이하이며, 제1최대 크기와 동일한 크기의 부모 벡터와 제1최대 크기보다 작은 크기의 부모 벡터가 생성될 수 있다.

이 때, 제1최대 크기는 장애물과의 충돌 확률에 따라 결정되는데, 장애물과의 충돌 확률이 작을수록, 즉 장애물과의 충돌하지 않을 신뢰도가 클수록 제1최대 크기는 증가할 수 있다. 그리고, 랜덤하게 생성되는 부모 벡터의 개수 즉, 랜덤 샘플링 해상도 역시 장애물과의 충돌 확률에 따라 결정될 수 있으며, 장애물과의 충돌 확률이 작을수록 랜덤하게 생성되는 부모 벡터의 개수는 적어질 수 있다.

벡터 판단부(130)는 부모 벡터 중 선택된 제1부모 벡터의 종점인 제2위치를 시점으로 하고, 부모 벡터들의 종점 방향을 향하는 자식 벡터를 이용하여, 제2최대 크기의 자식 벡터가 도달 가능한 영역의 외부에 종점이 존재하는 제2부모 벡터를 판단한다. 제1부모 벡터는 대표 벡터가 되며, 벡터 판단부(130)는 부모 벡터 중 대표 벡터로 대표되지 않는 부모 벡터를 선정하기 위해, 제2위치를 중심으로 하고 제2최대 크기를 반경으로 하는 영역의 외부에 종점이 존재하는 제2부모 벡터를 복수의 부모 벡터 중에서 판단한다. 이 때, 제1부모 벡터는 제1최대 크기의 부모 벡터 중에서 선택되는 것이 바람직하다.

부모 벡터의 종점이 모두 제2최대 크기를 반경으로 하는 영역에 포함된다면, 모든 부모 벡터는 제1위치를 시점으로 하는 자식 벡터로 표현될 수 있다. 따라서 복수의 부모 벡터는 제1부모 벡터로 대표될 수 있다. 하지만, 부모 벡터 중 제2최대 크기를 반경으로 하는 영역의 외부에 종점이 위치하는 제2부모 벡터는 제1위치를 시점으로 하는 자식 벡터로 표현될 수 없고, 따라서, 제2부모 벡터는 별도의 주행 경로로 결정되어야 한다.

결국, 주행 경로 결정부(140)는 벡터 판단부(130)의 판단 결과에 따라, 제1부모 벡터 및 제2부모 벡터를 주행 경로로 결정한다. 제2부모 벡터가 존재하지 않을 경우, 주행 경로 결정부(140)는 제1부모 벡터를 주행 경로로 결정한다. 부모 벡터 중 제2최대 크기를 반경으로 하는 영역의 외부에 종점이 위치하는 제2부모 벡터가 복수 개일 경우, 주행 경로 결정부(140)는 복수개의 제2부모 벡터를 모두 주행 경로로 결정할 수 있다.

이후 본 발명에 따른 주행 경로 계획 장치는, 주행 경로로 결정된 부모 벡터의 종점을 제1위치로 하여, 전술된 과정을 반복함으로써 주행 경로를 생성할 수 있다. 본 발명에 따른 주행 경로 계획 장치는, 자식 벡터로 표현될 수 있는 부모 벡터 중 하나를 대표 벡터(제1부모 벡터)로 선정함으로써, 전술된 과정을 반복함에도 랜덤 벡터가 급격히 증가하는 것을 방지할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 주행 경로 계획 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명하기로 한다. 도 3은 제1위치에서 부모 벡터를 도시하는 도면이며, 도 4는 부모 벡터 및 부모 벡터에 대한 자식 벡터를 도시하는 도면이다. 도 5는 주행 경로로 결정된 부모 벡터를 도시하는 도면이며, 도 6은 재생성되는 부모 벡터 및 자식 벡터를 도시하는 도면이다. 도 7은 확장된 주행 경로를 도시하는 도면이다.

본 발명에 따른 주행 경로 계획 방법은 이동 로봇 또는 별도의 주행 경로 계획 장치에서 수행될 수 있으며, 도 2에서는 도 1의 주행 경로 계획 장치의 주행 경로 계획 방법이 일실시예로서 설명된다.

본 발명에 따른 주행 경로 계획 장치는 제1위치(310)에서 장애물과의 충돌 확률에 따라, 부모 벡터에 대한 제1최대 크기를 결정(S210)하며, 제1위치(310)의 주변 장애물 중에서, 제1위치(310)와 가장 가까운 장애물과의 충돌 확률에 따라 제1최대 크기를 결정할 수 있다. 그리고 제1최대 크기는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1위치(310)에서 장애물(320)까지의 거리(d)로 표현될 수 있으며, 제1위치(310)에서 장애물(320)까지의 거리에 비례하여 결정될 수 있다.

주행 경로 계획 장치는 제1최대 크기 범위 내에서, 제1위치(310)를 시점으로하는 복수의 부모 백터를 랜덤하게 생성(S220)한다. 즉, 주행 경로 계획 장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1위치(310)를 중심으로 하고 제1최대 크기를 반지름으로 하는 영역(330)을 벗어나지 않는 부모 벡터를 생성한다. 복수의 부모 벡터의 개수는 충돌 확률에 따라 결정될 수 있으며, 제1최대 크기보다 작거나 제1최대 크기와 동일한 크기의 부모 벡터가 랜덤하게 생성된다.

주행 경로 계획 장치는 복수의 부모 벡터 중 선택된 제1부모 벡터(340)의 종점인 제2위치(410)에서 장애물과의 충돌 확률에 따라, 자식 벡터에 대한 제2최대 크기를 결정(S230)한다. 제1최대 크기와 마찬가지로, 제2최대 크기는 제2위치(410)의 주변 장애물 중에서, 제2위치(410)와 가장 가까운 장애물과의 충돌 확률에 따라 결정될 수 있다. 그리고 제2위치(410)에서 장애물(320)까지의 거리로 표현될 수 있으며, 장애물(320)까지의 거리에 비례하여 결정될 수 있다. 도 4의 장애물(320)은 도 3의 장애물(320)과 동일하나, 실시예에 따라서 주행 경로 계획 장치는 새로운 장애물과의 충돌 확률에 따라, 제2최대 크기를 결정할 수 있다.

주행 경로 계획 장치는 제1최대 크기의 부모 벡터(340, 350, 360, 370) 중에서 제1부모 벡터(340)를 선택하며, 제1부모 벡터(340)에 따라 결정되는 자식 벡터를 이용하여, 제2위치(410)를 중심으로 제2최대 크기를 벗어난 영역에 종점이 존재하는 제2부모 벡터(350)를 판단(S240)한다. 즉, 주행 경로 계획 장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 제2위치(410)를 중심으로 하고 제2최대 크기를 반경으로 하는 영역(420)을 벗어난 영역에 종점이 존재하는 제2부모 벡터(350)를 복수의 부모 벡터 중에서 검색한다.

예를 들어, 주행 경로 계획 장치는 제2위치(410)를 시점으로하여, 복수의 부모 백터에 대한 복수의 자식 벡터를 생성 자식 벡터를 생성한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 자식 벡터(점선 벡터)는 부모 벡터(실선 벡터)이 종점을 향하는 벡터로서, 자식 벡터의 종점은 부모 백터의 종점이 된다.

제2부모 벡터(350)를 제외한 부모 벡터의 종점은 제2최대 크기를 반경으로 하는 영역(420)에 포함되므로, 제2부모 벡터(350)를 제외한 부모 벡터는 제1부모 벡터(340)에 대한 자식 벡터로 표현될 수 있으며, 제1부모 벡터(340)는 제2부모 벡터(350)를 제외한 부모 벡터의 대표 벡터가 된다. 그리고 제2부모 벡터(350)에 대한 자식 벡터(430)는 제2최대 크기를 반경으로 하는 영역(420)을 벗어나며, 따라서, 제2부모 벡터(350)는 제1부모 벡터(340)로 대표될 수 없다.

결국, 주행 경로 계획 장치는 판단 결과에 따라 제1부모 벡터(340) 및 제2부모 벡터(350)를 주행 경로로 결정(S250)하며, 결정된 주행 경로는 도 5와 같이 도시될 수 있다. 제2부모 벡터(350)가 존재하지 않을 경우, 즉, 제1부모 벡터(340)가 모든 부모 벡터를 대표할 경우, 주행 경로 계획 장치는 제1부모 벡터(340)를 주행 경로로 결정한다.

전술된 단계를 반복적으로 수행함으로써 주행 경로는 확장될 수 있다. 주행 경로 계획 장치는 도 6에 도시된 바와 같이, 도 5에서 결정된 제1 및 제2부모 벡터(340, 350)의 종점을 제1위치로 하여, 제1위치를 시점으로하는 복수의 부모 벡터를 랜덤하게 생성하고, 선택된 부모 벡터(610, 620)에 대한 자식 벡터를 생성한다. 자식 벡터를 이용하여 소정의 부모 벡터를 선택하면 최종적으로 도 7과 같이 주행 경로가 확장될 수 있다.

이 때, 주행 경로 계획 장치는 실시예에 따라서, 생성된 모든 부모 벡터를 후보군으로 하여 제1부모 벡터를 선택할 수 있다. 예를 들어, 부모 벡터(610, 620) 뿐만 아니라 부모 벡터(340, 350) 역시, 제1부모 벡터로 선택될 수 있다.

도 6 및 도 7에서, 선택된 부모 벡터(620)의 종점(650)을 시점으로 하는 자식 벡터는 다른 부모 벡터(640, 650)의 종점에 도달할 수 있으므로, 부모 벡터(620)는 제2부모 벡터(350)의 종점을 제1위치로 하여 랜덤하게 생성된 부모 벡터(620, 630, 640)를 모두 대표한다. 즉, 부모 벡터(620, 630, 640)의 종점이 모두, 선택된 부모 벡터(620)의 종점(650)과 장애물(320)의 거리를 반경으로 하는 영역에 포함된다.

도 8은 본 발명에 따른 주행 경로 계획 방법을 이용한 주행 경로를 도시하는 도면이다.

도 8(a)와 도 8(b)는 각각 서로 다른 장애물이 존재하는 환경에서 생성된 이동 로봇의 주행 경로를 도시하고 있다. 초록색 선은 주행 경로로 결정된 부모 벡터를 나타내며, 전술된 주행 경로 계획 방법에 의해 생성될 수 있다. 빨간색 선은 설정된 출발지 및 목적지에 따라서 최종적으로 결정된 주행 경로를 나타낸다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르면 장애물과 충돌하지 않는 주행 경로가 계획될 수 있으며, 출발지와 목적지에 따라 최적화된 주행 경로가 선택될 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주행 경로 계획 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 주행 경로 계획 장치는 제1위치와 제1장애물과의 거리 이하의 크기로, 제1위치를 시점으로하는 복수의 백터를 랜덤하게 생성(S910)한다. 복수의 벡터는 전술된 부모 벡터와 대응될 수 있으며, 제1장애물은 제1위치 주변의 장애물 중에서 제1위치와 가장 가까운 장애물일 수 있다. 그리고 제1위치는 이동 로봇의 출발 위치이거나 후술되는 주행 경로로 결정된 대표 벡터 및 외부 벡터의 종점일 수 있다.

주행 경로 계획 장치는 복수의 벡터 중 선택된 대표 벡터의 종점 위치를 중심으로 하고, 종점 위치와 제2장애물과의 거리를 반지름으로하는 영역 외부에 종점이 존재하는 외부 벡터를 복수의 벡터 중에서 판단(S920)한다. 대표 벡터는 전술된 제1부모 벡터와 대응될 수 있으며, 외부 벡터는 전술된 제2부모 벡터와 대응될 수 있다. 그리고 제2장애물은 제2위치 주변의 장애물 중에서 제2위치와 가장 가가운 장애물이며, 제1장애물과 같거나 다를 수 있다.

주행 경로 계획 장치는 판단 결과에 따라, 대표 벡터 및 외부 벡터를 주행 경로로 결정(S930)하며, 단계 S910 및 단계 S920을 반복하여 주행 경로를 생성할 수 있다. 일예로서, 주행 경로 계획 장치는 대표 벡터 및 외부 벡터의 종점을 제1위치로 하여 다시 복수의 벡터를 랜덤하게 생성하며, 대표 벡터 및 외부 벡터를 결정할 수 있다.

앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 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. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (10)

1. 이동 로봇의 주행 경로 계획 방법에 있어서,
   제1위치에서 장애물과의 충돌 확률에 따라, 부모 벡터에 대한 제1최대 크기를 결정하는 단계;
   상기 제1최대 크기 범위 내에서, 상기 제1위치를 시점으로하는 복수의 부모 백터를 랜덤하게 생성하는 단계;
   상기 부모 벡터 중 선택된 제1부모 벡터의 종점인 제2위치에서 상기 장애물과의 충돌 확률에 따라, 자식 벡터에 대한 제2최대 크기를 결정하는 단계;
   상기 제2위치를 시점으로 하고 상기 부모 벡터들의 종점 방향을 향하는 상기 자식 벡터를 이용하여, 상기 제2최대 크기의 자식 벡터가 도달 가능한 영역의 외부에 종점이 존재하는 제2부모 벡터를 판단하는 단계; 및
   상기 판단 결과에 따라, 상기 제1부모 벡터 및 상기 제2부모 벡터를 주행 경로로 결정하는 단계
   를 포함하는 주행 경로 계획 방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 부모 벡터의 개수는
   상기 충돌 확률에 따라 결정되는
   주행 경로 계획 방법.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2최대 크기는
   상기 제1 및 제2위치에서 상기 장애물까지의 거리에 비례하여 결정되는
   주행 경로 계획 방법.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제1최대 크기를 결정하는 단계는
   상기 제1위치의 주변 장애물 중에서, 상기 제1위치와 가장 가까운 장애물과의 충돌 확률에 따라 상기 제1최대 크기를 결정하며,
   상기 제2최대 크기를 결정하는 단계는
   상기 제2위치의 주변 장애물 중에서, 상기 제2위치와 가장 가까운 장애물과의 충돌 확률에 따라 상기 제2최대 크기를 결정하는
   주행 경로 계획 방법.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제1부모 벡터는
   상기 제1최대 크기의 부모 벡터 중 선택되는 부모 벡터인
   주행 경로 계획 방법.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 제2부모 벡터를 판단하는 단계는
   상기 제2위치를 시점으로하여, 상기 복수의 부모 백터에 대한 복수의 자식 벡터를 생성하는 단계; 및
   상기 자식 벡터 중 상기 제2최대 크기를 벗어난 자식 벡터에 대한 제2부모 벡터를 결정하는 단계를 포함하며,
   상기 자식 벡터의 종점은 상기 부모 백터의 종점인
   주행 경로 계획 방법.
   
7. 이동 로봇의 주행 경로 계획 방법에 있어서,
   제1위치와 제1장애물과의 거리 이하의 크기로, 상기 제1위치를 시점으로 하는 복수의 백터를 랜덤하게 생성하는 단계;
   상기 벡터 중 선택된 대표 벡터의 종점 위치를 중심으로 하고, 상기 종점 위치와 제2장애물과의 거리를 반지름으로하는 영역 외부에 종점이 존재하는 외부 벡터를 상기 복수의 벡터 중에서 판단하는 단계; 및
   상기 판단 결과에 따라, 상기 대표 벡터 및 상기 외부 벡터를 주행 경로로 결정하는 단계
   를 포함하는 주행 경로 계획 방법.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 제1장애물은 상기 제1위치와 가장 가까운 장애물이며,
   상기 제2장애물은 상기 제2위치와 가장 가가운 장애물인
   주행 경로 계획 방법.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 제1위치는
   상기 이동 로봇의 출발 위치 또는 상기 대표 벡터와 상기 외부 벡터의 종점인
   주행 경로 계획 방법.
   
10. 이동 로봇의 주행 경로 계획 장치에 있어서,
    제1위치에서 장애물과의 충돌 확률에 따라, 부모 벡터에 대한 제1최대 크기를 결정하는 벡터 크기 결정부;
    상기 제1최대 크기 범위 내에서, 복수의 부모 백터를 랜덤하게 생성하는 벡터 생성부;
    상기 부모 벡터 중 선택된 제1부모 벡터의 종점인 제2위치를 시점으로 하고, 상기 부모 벡터들의 종점 방향을 향하는 자식 벡터를 이용하여, 제2최대 크기의 자식 벡터가 도달 가능한 영역의 외부에 종점이 존재하는 제2부모 벡터를 판단하는 벡터 판단부; 및
    상기 판단 결과에 따라, 상기 제1부모 벡터 및 상기 제2부모 벡터를 주행 경로로 결정하는 주행 경로 결정부를 포함하며,
    상기 벡터 크기 결정부는 상기 제2위치에서 상기 장애물과의 충돌 확률에 따라, 상기 제2최대 크기를 결정하는
    주행 경로 계획 장치.
    

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