KR20190036987A - Least-Cost Path Analysis Device and method thereof - Google Patents

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KR20190036987A
KR20190036987A KR1020170126542A KR20170126542A KR20190036987A KR 20190036987 A KR20190036987 A KR 20190036987A KR 1020170126542 A KR1020170126542 A KR 1020170126542A KR 20170126542 A KR20170126542 A KR 20170126542A KR 20190036987 A KR20190036987 A KR 20190036987A
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Abstract

The present invention relates to a device and a method to analyze a minimum cost channel, capable of expanding the size of a moving window and changing a part of terrain through cutting and mounting processes to determine a minimum cost channel on hilly terrain. The minimum cost channel analyzing device includes: a moving window setting part generating a moving window setting a range of cells so that an inclination of at least one moving channel between target cells for minimum cost channel calculation can be within a critical inclination range; an inclination calculation part connected from a start point cell within a size range of the window range to each adjacent cell to calculate inclination information; a destination cell extracting part extracting a destination cell by extracting proper inclination information belonging to a preset limited inclination range among the inclination information; and a minimum cost channel analyzing part correcting a topography altitude through cutting or mounding work if there are obstacle cells between the start point cell and the destination cell, and then, analyzing a minimum cost channel by calculating accumulated costs for movement to the destination cell in accordance with a weighted value regarding the difference between the actual altitude and the corrected altitude.

Description

최소비용경로 분석 장치 및 방법{Least-Cost Path Analysis Device and method thereof}[0001] The present invention relates to a minimum cost path analysis apparatus and method,

본 발명은 언덕이 많은 지형에서 최소비용경로를 결정하기 위하여 무빙윈도우의 크기를 확장하고 절토 및 성토 작업을 통해 지형을 일부 변형시킨 후 최소비용경로를 분석하는 최소비용경로 분석 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a minimum cost path analyzing apparatus and method for analyzing a minimum cost path after expanding the size of a moving window to determine a minimum cost path in a hilly terrain and partially deforming the terrain through cutting and embedding work .

일반적인 래스터 기반 LCPA(Least-cost path analysis) 알고리즘들은 임의의 셀에서 이동 가능한 다른 셀들을 탐색하기 위해 일반적으로 3×3 크기의 무빙윈도우(moving-window)를 사용한다. 그러나 3×3 크기의 무빙윈도우(moving-window)는 인접해있는 셀들 간의 이동 경로만을 탐색할 수 있기 때문에 이동 가능한 최대 경사 조건 등과 같이 제약조건이 존재할 경우 특정 셀에서는 이동 가능한 경로를 찾지 못하는 상황이 발생할 수 있다. 이에 따라 무빙윈도우(moving-window)의 크기를 확장하여 인접해있는 셀들뿐만 아니라 인접해있지 않은 셀들까지 고려하고, 최대 경사 조건에서 이동 가능한 경로를 분석할 수 있는 새로운 알고리즘의 개발이 요구되고 있다. Common raster-based Least-cost path analysis (LCPA) algorithms typically use a 3x3 moving-window to search for cells that are mobile in any cell. However, since a 3 × 3 moving window can search only the movement path between neighboring cells, when there is a constraint such as a maximum slope condition that can be moved, Lt; / RTI > Accordingly, it is required to develop a new algorithm that can expand the size of a moving window to consider not only neighboring cells but also neighboring cells, and to analyze a movable path in a maximum inclination condition.

실세계에서는 경로결정시 지형 경사도에 대한 절토 제약조건이 존재하는 경우가 많다. 도로나 운하와 같은 구조물들은 최대 경사조건을 초과하는 지형에서 건설되기 어렵고, 건설이 되더라도 구조물들을 사용하고 유지하는 것이 어렵기 때문이다. 지형을 고려할 수 있는 기존의 래스터 기반 LCPA 기법들은 지형 경사도에 대한 절토 제약 조건을 만족하지 못하는 셀간의 이동경로에 무한대에 가까운 높은 비용을 할당하여 최소비용경로에 포함되지 않도록 하였다. 그러나 언덕이 많은 지형에서는 셀들 간의 이동경로들이 지형 경사도에 대한 절토 제약 조건을 만족하지 못하는 경우가 대부분이기 때문에 기존에 개발된 래스터 기반 LCPA 기법들을 적용할 경우 출발지부터 도착지까지의 최소비용경로를 찾지 못하는 문제가 발생할 수 있다. In the real world, there are many cutoff constraints on the terrain slope in determining the route. Structures such as roads and canals are difficult to build on topography that exceeds the maximum slope condition, and it is difficult to use and maintain structures even if they are constructed. Conventional raster - based LCPA schemes which can consider landforms are designed to allocate infinite high cost to the movement paths between cells that do not satisfy the slope constraint for terrain slope, so that they are not included in the minimum cost path. However, in the hilly terrain, most of the paths between the cells do not satisfy the cutoff constraints for the terrain slope. Therefore, when the existing raster-based LCPA techniques are applied, the minimum cost path from the origin to the destination can not be found Problems can arise.

한국 등록특허 제10-0979745(2010년08월27일)Korean Patent No. 10-0979745 (Aug. 27, 2010)

따라서 래스터 기반 LCPA 적용 시 지형 경사도에 대한 경사 제약 조건을 만족하지 못하는 경우 절토 및 성토 작업을 통해 지형을 일부 변형시킨 후 최소비용경로를 분석할 수 있는 새로운 알고리즘의 개발이 요구되고 있다.Therefore, if raster - based LCPA does not satisfy the inclination constraint, it is required to develop a new algorithm that can analyze the minimum cost path after partially deforming the terrain by cutting and embankment work.

본 발명은 상술한 필요성에 따라 언덕이 많은 지형에서 최소비용경로를 결정하기 위하여 무빙윈도우의 크기를 확장하고 절토 및 성토 작업을 통해 지형을 일부 변형시킨 후 최소비용경로를 분석하는 최소비용경로 분석 장치 및 방법의 제공에 목적이 있다.The present invention relates to a minimum cost path analyzing apparatus for analyzing a minimum cost path after expanding the size of a moving window to determine a minimum cost path in a hilly terrain according to the necessity described above, And to provide a method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 최소비용경로 분석장치는,According to an aspect of the present invention,

최소 경로 비용 산출 대상 셀들 사이의 이동 경로 중 하나 이상의 이동 경로의 경사도가 기 설정된 경사도 임계 범위 내에 존재하도록 셀들의 범위를 설정하는 무빙윈도우(moving widow)를 생성하는 무빙윈도우 설정부; A moving window setting unit for generating a moving widow that sets a range of cells such that the inclination of at least one of the movement paths among the movement path between the cells to be calculated for the minimum path cost is within a preset inclination threshold range;

상기 무빙윈도우(moving-window)의 크기 범위 내의 출발지점 셀에서 인접한 복수의 셀에 각각 직선 연결하여 각각의 복수의 경사도정보를 산출하는 경사도 산출부;An inclination calculating unit for calculating a plurality of pieces of inclination information by linearly connecting each of the plurality of adjacent cells in a starting point cell within the size range of the moving window;

상기 복수의 경사도정보 중 기 설정된 제한 경사 범위에 포함되는 적정 경사도정보를 추출하여 도착지점 셀을 추출하는 도착지점 셀 추출부; 및An arrival point cell extracting unit for extracting appropriate gradient information included in a predetermined limited slope range among the plurality of gradient information and extracting an arrival point cell; And

상기 출발지점 셀과 상기 도착지점 셀 사이에 장애물 셀들이 존재하는 경우, 절토 또는 성토 작업을 수행하여 지형 고도를 보정하고, 실제 고도와 보정된 고도의 차이에 대한 가중치에 따라 상기 도착지점 셀까지의 누적이동비용을 계산하여 최소비용경로를 분석하는 최소비용경로 분석부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.If the obstacle cells exist between the departure point cell and the arrival point cell, the terrain height is corrected by performing cutting or embankment work, and the weight of the arrival point cell And a minimum cost path analyzer for calculating a cumulative moving cost and analyzing a minimum cost path.

상기 무빙윈도우 설정부는,The moving window setting unit may set,

기 설정된 기본 무빙윈도우(moving-window)의 크기 범위 내의 출발지점 셀에서 인접한 복수의 셀에 각각 직선 연결하여 각각의 복수의 경사도정보를 산출한 후, 상기 복수의 경사도정보들 전체가 기 설정된 경사도 임계 범위 내에 존재하지 않는 경우, 상기 경사도 임계 범위 내에 경사도정보가 존재하는 범위까지 상기 기본 무빙윈도우(moving-window)의 크기 범위를 확장하여 확장 무빙윈도우(moving-window)를 생성하도록 구성될 수 있다.A plurality of slope information pieces are linearly connected to a plurality of adjacent cells in a starting point cell within a range of a predetermined moving-window size, and each of the plurality of slope information pieces is divided into a plurality of slope information pieces, Window, a range of the size of the basic moving window may be extended to a range in which the inclination information is present within the inclination threshold range to generate an extended moving window.

상기 최소비용경로 분석부는,Wherein the minimum cost path analyzer comprises:

상기 출발지점 셀에서 상기 도착지점 셀을 선으로 연결하여 상기 선이 통과하는 복수의 통과셀의 접점정보를 생성하고, 상기 통과셀의 좌표정보, 크기 정보, 고도정보에 따라 2.5차원 물리적 거리인 제1 거리정보를 산출하는 제1 거리정보 산출부;Dimensional physical distance according to the coordinate information, the size information, and the altitude information of the pass cell, the contact point information of the plurality of pass cells through which the line passes, A first distance information calculation unit for calculating distance information;

제1 내지 제i 기준접점의 좌표정보와 고도정보에 따라 2차원 물리적 거리인 제2 거리정보를 산출하고, 상기 제2 거리정보에 tan값을 곱하여 제i 접점의 고도정보를 산출하고 상기 제1 기준접점의 고도정보와 상기 제i 기준접점의 고도정보에 따라 수정된 고도정보를 산출하는 수정 고도정보 산출부;Calculating second distance information as a two-dimensional physical distance according to coordinate information and altitude information of the first to i-th reference contact points, multiplying the second distance information by a tan value to calculate altitude information of the i-th contact, A corrected altitude information calculation unit for calculating the altitude information corrected according to the altitude information of the reference contact and the altitude information of the i-th reference contact;

상기 통과셀 각각의 상기 수정 고도정보에서 상기 고도정보의 차에 따라 고도 차 정보를 생성하고, 상기 고도 차 정보에 따라 절토 및 성토에 대한 가중치를 부여하고, 각각의 상기 통과셀의 단위거리 당 비용정보, 각각의 상기 제1 거리정보(2.5 차원 거리정보), 각각의 상기 통과셀의 가중치, 경사에 대한 가중치, 각도의 차이에 대한 가중치에 따라 이동비용을 산출하는 이동비용 산출부; 및Generating altitude difference information according to the difference of the altitude information in the revision altitude information of each of the pass cells, applying a weight to the cut-off and embankment in accordance with the altitude difference information, A moving cost calculation unit for calculating a moving cost according to each of the first distance information (2.5-dimensional distance information), a weight for each of the pass cells, a weight for the slope, and a weight for difference in angle; And

상기 기 저장된 알고리즘에 따라 상기 이동비용을 이용하여 누적이동비용정보를 산출하는 누적이동비용 산출부를 포함하도록 구성될 수 있다.And a cumulative moving cost calculation unit for calculating cumulative moving cost information using the moving cost according to the pre-stored algorithm.

상기 제1 거리정보 산출부는, 아래의 수식The first distance information calculation unit calculates the distance

Figure pat00001
Figure pat00001

(

Figure pat00002
는 cell들의 집합,
Figure pat00003
는 접점들의 집합,
Figure pat00004
는 i번째로 통과하는 셀,
Figure pat00005
는 i번째로 통과하는 접점을 의미하고,
Figure pat00006
는 i번째 cell을 지나가는 선의 물리적 거리 (m),
Figure pat00007
(
Figure pat00008
)는 i번째 접점의 x좌표(y좌표),
Figure pat00009
는 cell의 크기(size),
Figure pat00010
는 Cell N과 S 사이의 2차원 물리적 거리 (m),
Figure pat00011
는 i번째로 통과하는 cell을 지나가는 선의 2.5차원 물리적 거리 (m),
Figure pat00012
는 i번째 접점의 고도 (m),
Figure pat00013
는 I번째 cell의 고도 (m)를 의미한다.) 을 이용하여 상기 제1 거리정보를 산출하도록 구성될 수 있다.(
Figure pat00002
A set of cells,
Figure pat00003
A set of contacts,
Figure pat00004
Is the i-th passing cell,
Figure pat00005
Quot; i " means a contact which passes through i < th >
Figure pat00006
Is the physical distance (m) of the line passing through the ith cell,
Figure pat00007
(
Figure pat00008
) Is the x coordinate (y coordinate) of the i-th contact,
Figure pat00009
Is the size of the cell,
Figure pat00010
Is the two-dimensional physical distance (m) between Cell N and S,
Figure pat00011
Is the 2.5-dimensional physical distance (m) of the line passing through the i-th passing cell,
Figure pat00012
(M) of the i-th contact,
Figure pat00013
(M) of the I-th cell) to calculate the first distance information.

상기 수정 고도정보 산출부는, 아래의 수식The corrected altitude information calculation unit calculates the corrected altitude information using the following equation

Figure pat00014
Figure pat00014

(

Figure pat00015
는 1번째 기준접점과 i번째 기준접점 사이의 2차원 물리적 거리 (m),
Figure pat00016
(
Figure pat00017
)는 i번째 기준접점의 x좌표(y좌표),
Figure pat00018
는 i번째 기준접점의 고도 (m),
Figure pat00019
는 i번째 cell의 수정된 고도(m)) 을 이용하여 상기 수정된 고도정보를 산출하도록 구성될 수 있다.(
Figure pat00015
Is a two-dimensional physical distance (m) between the first reference contact and the i < th > reference contact,
Figure pat00016
(
Figure pat00017
) Is the x-coordinate (y-coordinate) of the i-th reference contact,
Figure pat00018
(M) of the i-th reference contact,
Figure pat00019
(M) < / RTI > of the ith cell) to calculate the modified altitude information.

상기 이동비용 산출부는, 아래의 수식The moving cost calculation unit calculates the moving cost

Figure pat00020
Figure pat00020

(

Figure pat00021
는 i번째 cell에서의 수정된 고도와 실제 고도의 차이 (m),
Figure pat00022
는 Cell N에서 S로 이동할 때 발생하는 이동 비용(travel cost),
Figure pat00023
은 Cell N의 node와 S의 node를 이은 선이 통과하는 cell들의 개수,
Figure pat00024
는 i번째로 통과하는 cell의 단위거리 당 비용(cost per unit length),
Figure pat00025
는 i번째로 통과하는 cell을 지나가는 선의 2.5차원 물리적 거리 (m),
Figure pat00026
는 i번째로 통과하는 cell에서 발생하는 절토 및 성토에 대한 가중치(Cut and Fill Factor),
Figure pat00027
는 Cell N에서 S로 이동할 때 발생하는 경사에 대한 가중치(Vertical Factor),
Figure pat00028
는 Cell N을 향해 들어오는 path의 각도(반시계 방향)와 Cell N에서 S로 나가는 path의 각도(반시계 방향)의 차이에 대한 가중치(Horizontal Factor)) 을 이용하여 상기 이동비용을 산출하도록 구성될 수 있다.(
Figure pat00021
Is the difference (m) between the corrected altitude and the actual altitude at the ith cell,
Figure pat00022
Is the travel cost of moving from Cell N to S,
Figure pat00023
Is the number of cells through which the line connecting the node of Cell N and the node of S passes,
Figure pat00024
Is the cost per unit length of the cell passing through i-th,
Figure pat00025
Is the 2.5-dimensional physical distance (m) of the line passing through the i-th passing cell,
Figure pat00026
(Cut and Fill Factor) for the cut and fill,
Figure pat00027
Is a weight (Vertical Factor) of a slope occurring when moving from Cell N to S,
Figure pat00028
(Counterclockwise direction) of the path coming toward the cell N and a weight (Horizontal Factor) of the difference between the angle of the path coming out of the cell N and the cell S in the counterclockwise direction) .

상기 누적이동비용 산출부는, 아래의 수식The cumulative moving cost calculator calculates the cumulative moving cost

Figure pat00029
Figure pat00029

(

Figure pat00030
는 Cell S의 누적이동비용, (
Figure pat00031
)는 Cell N의 누적이동비용,
Figure pat00032
는 Cell N에서 S로 이동할 때 발생하는 이동비용) 을 이용하여 상기 누적이동비용을 산출하도록 구성될 수 있다.(
Figure pat00030
Is the cumulative moving cost of Cell S,
Figure pat00031
) Is the cumulative moving cost of Cell N,
Figure pat00032
May be configured to calculate the cumulative moving cost using the moving cost that occurs when moving from Cell N to S.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 최소비용경로 분석방법은,According to an aspect of the present invention,

최소 경로 비용 산출 대상 셀들 사이의 이동 경로 중 하나 이상의 이동 경로의 경사도가 기 설정된 경사도 임계범위 내에 존재하도록 셀들의 범위를 설정하는 무빙윈도우(moving window)를 생성하는 무빙윈도우 설정단계;A moving window setting step of generating a moving window that sets a range of cells such that the slope of at least one of the moving paths between the cells to be calculated for the minimum path cost is within a predetermined slope threshold range;

상기 무빙윈도우(moving window)의 크기를 범위 내의 상기 출발지점 셀에서 인접한 복수의 셀에 각각 직선 연결하여 각각의 복수의 경사도정보를 산출하는 경사도 산출단계;An inclination degree calculating step of calculating a plurality of pieces of inclination degree information by linearly connecting the size of the moving window to a plurality of adjacent cells in the starting point cell within a range;

상기 복수의 경사도정보 중 기 설정된 제한 경사 범위에 포함되는 적정 경사도정보를 추출하여 도착지점 셀을 추출하는 도작지점 셀 추출단계; 및Extracting an arrival point cell by extracting appropriate gradient information included in a predetermined limited inclination range among the plurality of gradient information; And

상기 출발지점 셀과 상기 도착지점 셀 사이에 장애물 셀들이 존재하는 경우, 절토 또는 성토 작업을 수행하여 지형 고도를 보정하고, 실제 고도와 보정된 고도의 차이에 대한 가중치에 따라 상기 도착지점 셀까지의 누적 이동비용을 계산하여 최소비용경로를 분석하는 최소비용경로 분석단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.If the obstacle cells exist between the departure point cell and the arrival point cell, the terrain height is corrected by performing cutting or embankment work, and the weight of the arrival point cell And a minimum cost path analysis step of calculating a cumulative moving cost to analyze the minimum cost path.

본 발명은 언덕이 많은 지형에서 최소비용경로를 결정하기 위하여 무빙윈도우의 크기를 확장하고 절토 및 성토 작업을 통해 지형을 일부 변형시킨 후 최소비용경로를 분석할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of expanding the size of the moving window to determine the minimum cost path in the hilly terrain and analyzing the minimum cost path after partially deforming the terrain by cutting and embankment work.

도 1은 본 실시예에 따른 최소비용경로 분석장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 무빙윈도우 설정부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 제1 거리정보 산출부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 수정 고도정보 산출부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 수식 3에 사용된 매개 변수를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 수정 고도정보 산출부의 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a schematic view of a minimum cost path analyzing apparatus according to the present embodiment.
2 is a view for explaining the operation of the moving window setting unit according to the present embodiment.
3 is a diagram for explaining the operation of the first distance information calculation unit according to the present embodiment.
4 is a diagram for explaining the operation of the corrected altitude information calculation unit according to the present embodiment.
FIG. 5 is a diagram for explaining the parameters used in Equation 3. FIG.
6 is a diagram schematically showing the operation of the corrected altitude information calculation unit according to the present embodiment.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 단어 "예시적인" 은 "예로서, 일례로서, 또는 예증으로서 역할을 한다."라는 것을 의미하기 위해 이용된다. "예시적"으로서 본 명세서에서 설명된 임의의 양태들은 다른 양태들에 비해 반드시 선호되거나 또는 유리하다는 것으로서 해석되어야 하는 것만은 아니다.The embodiments according to the concept of the present invention can be variously modified and can take various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the specification or the application. It is to be understood, however, that the intention is not to limit the embodiments according to the concepts of the invention to the specific forms of disclosure, and that the invention includes all modifications, equivalents and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Also, the word "exemplary" is used herein to mean "serving as an example, instance, or illustration." Any aspect described herein as "exemplary " is not necessarily to be construed as preferred or advantageous over other aspects.

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. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 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 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises ", or" having ", or the like, specify that there is a stated feature, number, step, operation, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.

이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings showing embodiments of the present invention.

도 1은 본 실시예에 따른 최소비용경로 분석장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a schematic view of a minimum cost path analyzing apparatus according to the present embodiment.

최소비용경로 분석장치(1)는 무빙윈도우 설정부(10), 경사도 산출부(20), 도착지점 셀 추출부(30) 및 최소비용경로 분석부(40)를 포함한다. 여기서, 최소비용경로 분석부(40)는 제1 거리정보 산출부(42), 수정 고도정보 산출부(44), 이동비용 산출부(46) 및 누적이동비용 산출부(48)를 포함한다. The minimum cost path analyzing apparatus 1 includes a moving window setting unit 10, an inclination calculating unit 20, an arrival point cell extracting unit 30 and a minimum cost path analyzing unit 40. The minimum cost path analyzing unit 40 includes a first distance information calculating unit 42, a corrected altitude information calculating unit 44, a moving cost calculating unit 46 and a cumulative moving cost calculating unit 48.

무빙윈도우 설정부(10)는 최소 경로 비용 산출 대상 셀들 사이의 이동 경로 중 하나 이상의 이동 경로의 경사도가 기 설정된 경사도 임계 범위 내에 존재하도록 셀들의 범위를 설정하도록 구성된다. 무빙윈도우 설정부(10)는 기 설정된 기본 무빙윈도우(moving-window)의 크기 범위 내의 출발지점 셀에서 인접한 복수의 셀에 각각 직선 연결하여 각각의 복수의 경사도정보를 산출한 후, 복수의 경사도정보들 전체가 기 설정된 경사도 임계 범위 내에 존재하지 않는 경우, 경사도 임계 범위 내에 경사도정보가 존재하는 범위까지 기본 무빙윈도우(moving-window)의 크기 범위를 확장하여 확장 무빙윈도우(moving-window)를 생성하도록 구성된다. 도 2는 본 실시예에 따른 무빙윈도우 설정부의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 이하, 무빙윈도우 설정부(10)의 동작을 도 2를 통해 설명한다.The moving window setting unit 10 is configured to set a range of cells such that the inclination of at least one of the movement paths among the cells to be calculated for the minimum path cost is within a predetermined inclination threshold range. The moving window setting unit 10 calculates a plurality of pieces of tilt information by linearly connecting each of the plurality of adjacent cells in a starting point cell within a size range of a predetermined basic moving window, If the entirety of the slope information does not exist within the predetermined slope threshold range, the size range of the basic moving window is extended to the extent that the slope information exists within the slope threshold range to generate an extended moving window . 2 is a view for explaining the operation of the moving window setting unit according to the present embodiment. Hereinafter, the operation of the moving window setting unit 10 will be described with reference to FIG.

도 2의 (a), (b)는 지형을 고려한 최적경로 분석 시 무빙윈도우(moving-window)의 확장이 필요한 경우를 나타낸다. 무빙윈도우 설정부(10)는 예컨대, 임의의 지점에서 상향 경사 방향으로 이동할 수 있는 지형 경사도의 최댓값이 12도로 제한되고 하향 경사 방향으로 이동할 수 있는 지형 경사도의 최소값이 -12도로 제한한다. 이 경우, 무빙윈도우 설정부(10)는 도 1의 (a)와 같이 3×3 크기의 무빙윈도우(moving-window)를 사용하면 출발지점 셀과 주변의 8방향 인접 셀들 간에 형성되는 지형 경사도가 모두 제한 경사 -12도 내지 12도 범위를 초과하게 되므로, 이동 가능한 경로를 찾지 못하게 된다. 따라서 무빙윈도우 설정부(10)는 3×3 크기의 무빙윈도우(moving-window)의 크기 범위를 도 1의 (b)와 같이 확장하여 확장 무빙윈도우(moving-window)를 생성하여 출발지점 셀과 인접하지 않은 (non-adjacent) 셀들 중 12도 이하의 지형 경사도를 만족하는 셀들을 찾으면 더 이상 무빙윈도우(moving-window)의 크기를 확장하지 않는다.2 (a) and 2 (b) show a case in which a moving-window expansion is required in an optimal path analysis considering the terrain. The moving window setting unit 10 limits the maximum value of the terrain slope that can move in an upward slope direction at an arbitrary point to 12 degrees and limits the minimum value of the slope of the terrain slope that can move in the downward slope direction to -12 degrees. In this case, the moving window setting unit 10 uses the 3 × 3 moving-window size as shown in FIG. 1 (a) to calculate the topographic gradient that is formed between the starting point cell and the surrounding eight- All exceed the range of -12 degrees to 12 degrees, so that the movable path can not be found. Therefore, the moving window setting unit 10 generates a moving-window by expanding the size range of the moving window of 3 × 3 size as shown in FIG. 1 (b) If the cells that satisfy the topographical slope of 12 degrees or less among the non-adjacent cells are found, the size of the moving-window is not extended any more.

경사도 산출부(20)는 무빙윈도우(moving-window)의 크기 범위 내의 상기 출발지점 셀에서 인접한 복수의 셀에 각각 직선 연결하여 각각의 복수의 경사도정보를 산출하도록 구성된다.The slope calculating unit 20 is configured to linearly connect each of the plurality of adjacent cells in the starting point cell within the size range of a moving-window to calculate each of the plurality of slope information.

도착지점 셀 추출부(30)는 복수의 경사도정보 중 기 설정된 제한 경사 범위에 포함되는 적정 경사도정보를 추출하여 도착지점 셀을 추출하도록 구성된다.The destination cell extracting unit 30 is configured to extract appropriate gradient information included in a predetermined limited gradient range among a plurality of gradient information to extract an arrival point cell.

최소비용경로 분석부(40)는 출발지점 셀과 도착지점 셀 사이에 장애물 셀들이 존재하는 경우, 절토 또는 성토 작업을 수행하여 지형 고도를 보정하고, 실제 고도와 보정된 고도의 차이에 대한 가중치에 따라 도착지점 셀까지의 누적이동비용을 계산하여 최소비용경로를 분석하도록 구성된다.When there are obstacle cells between the starting point cell and the arrival point cell, the minimum cost path analyzing unit 40 corrects the terrain height by performing cutting or embedding work, and calculates a weight for the difference between the actual altitude and the corrected altitude And the cumulative moving cost to the destination cell is calculated to analyze the minimum cost path.

최소비용경로 분석부(40)는 제1 거리정보 산출부(42), 수정 고도정보 산출부(44), 이동비용 산출부(46) 및 누적이동비용 산출부(48)를 포함하고, 각각의 구성요소에 대해서는 이하 상세히 후술한다.The minimum cost path analyzing unit 40 includes a first distance information calculating unit 42, a corrected altitude information calculating unit 44, a moving cost calculating unit 46 and a cumulative moving cost calculating unit 48, The components will be described in detail below.

도 3은 본 실시예에 따른 제1 거리정보 산출부의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 이하, 제1 거리정보 산출부(42)의 동작을 도 3을 통해 설명한다. 3 is a diagram for explaining the operation of the first distance information calculation unit according to the present embodiment. Hereinafter, the operation of the first distance information calculation unit 42 will be described with reference to FIG.

제1 거리정보 산출부(42)는 출발지점 셀에서 도착지점 셀을 선으로 연결하여 선이 통과하는 복수의 통과셀의 접점정보를 생성하고, 통과셀의 좌표정보, 크기 정보, 고도정보에 따라 2.5차원 물리적 거리인 제1 거리정보를 산출하도록 구성된다. The first distance information calculation unit 42 generates the contact information of the plurality of pass cells through which the line passes by connecting the arrival point cell with the line in the starting point cell and calculates the distance information according to the coordinate information, And is configured to calculate first distance information that is a 2.5-dimensional physical distance.

도 3의 (a)와 (b)를 보면, 제1 거리정보 산출부(42)는 출발지점 셀인 Cell N(=Cell 1)에서 도착지점 셀 Cell S(=Cell 6)를 선으로 연결하여 선이 통과하는 복수의 통과셀 Cell 2, Cell 3, Cell 4, Cell 5의 접점정보인 Point 1, Point 2, Point 3, Point 4, Point 5, Point 6, Point 7을 생성한다. 제1 거리정보 산출부(42)는 통과셀의 좌표정보, 크지 정보, 고도정보에 따라 2.5차원(주어진 X, Y좌표를 위해 하나의 Z값을 가지는 표면) 물리적 거리인 제1 거리정보를 산출한다.3 (a) and 3 (b), the first distance information calculation unit 42 connects the arrival point cell Cell S (= Cell 6) from the starting point cell Cell N (= Cell 1) Point 2, Point 3, Point 4, Point 5, Point 6, and Point 7, which are the contact information of a plurality of passing cells Cell 2, Cell 3, Cell 4, The first distance information calculation unit 42 calculates the first distance information, which is a physical distance of 2.5 dimensions (a surface having one Z value for given X and Y coordinates) physical distance in accordance with the coordinate information, the large information and the altitude information of the passing cell do.

여기서, 제1 거리정보 산출부(42)는 수식 1을 이용하여 제1 거리정보를 산출한다.Here, the first distance information calculation unit 42 calculates the first distance information using Equation (1).

Figure pat00033
Figure pat00033

(

Figure pat00034
는 cell들의 집합,
Figure pat00035
는 접점들의 집합,
Figure pat00036
는 i번째로 통과하는 셀,
Figure pat00037
는 i번째로 통과하는 접점을 의미하고,
Figure pat00038
는 i번째 cell을 지나가는 선의 물리적 거리 (m), (
Figure pat00039
,
Figure pat00040
)는 i번째 접점의 (x좌표, y좌표),
Figure pat00041
는 cell의 크기(size),
Figure pat00042
는 Cell N과 S 사이의 2차원 물리적 거리 (m),
Figure pat00043
는 i번째로 통과하는 cell을 지나가는 선의 2.5차원 물리적 거리 (m),
Figure pat00044
는 i번째 접점의 고도 (m),
Figure pat00045
는 I번째 cell의 고도 (m)를 의미한다.) (
Figure pat00034
A set of cells,
Figure pat00035
A set of contacts,
Figure pat00036
Is the i-th passing cell,
Figure pat00037
Quot; i " means a contact which passes through i < th >
Figure pat00038
Is the physical distance (m) of the line passing through the ith cell, (
Figure pat00039
,
Figure pat00040
) Is the (x-coordinate, y-coordinate) of the i-th contact,
Figure pat00041
Is the size of the cell,
Figure pat00042
Is the two-dimensional physical distance (m) between Cell N and S,
Figure pat00043
Is the 2.5-dimensional physical distance (m) of the line passing through the i-th passing cell,
Figure pat00044
(M) of the i-th contact,
Figure pat00045
Is the altitude (m) of the I-th cell.

도 4는 본 실시예에 따른 수정 고도정보 산출부의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 이하, 수정 고도정보 산출부(44)의 동작을 도 4를 통해 설명한다. 4 is a diagram for explaining the operation of the corrected altitude information calculation unit according to the present embodiment. Hereinafter, the operation of the corrected altitude information calculation unit 44 will be described with reference to FIG.

수정 고도정보 산출부(44)는 제1 내지 제i 기준접점을 포함하는 기준접점정보를 기반으로 제1 내지 제i 기준접점의 좌표정보와 고도정보에 따라 2차원 물리적 거리인 제2 거리정보를 산출하고, 제2 거리정보에 tan값을 곱하여 제i 기준접점의 고도정보를 산출하고 제1 기준접점의 고도정보와 제i 기준접점의 고도정보에 따라 수정된 고도정보를 산출하도록 구성된다.Based on the reference contact information including the first to i-th reference contact points, the correction-level-information calculating unit 44 calculates the second distance information, which is a two-dimensional physical distance, according to the coordinate information and the altitude information of the first to i- Calculates the altitude information of the ith reference contact by multiplying the second distance information by the tan value, and calculates the corrected altitude information according to the altitude information of the first reference contact and the altitude information of the ith reference contact.

도 4를 보면, 수정 고도정보 산출부(44)는 접정정보인 제1 기준접점인 RP 1, 제2 기준접점인 RP 2, 제3 기준접점인 RP 3, 제4 기준접점인 RP 4, 제5 기준접점인 RP 5, 제6 기준접점인 RP 6, 제7 기준접점인 RP 7, 제8 기준접점인 RP 8을 기반으로 제1 내지 제8 기준접점의 좌표정보와 고도정보에 따라 2차원 물리적 거리인 제2 거리정보를 산출한다. 수정 고도정보 산출부(44)는 제2 거리정보에 Cell N과 Cell S 사이의 경사

Figure pat00046
의 tan값을 곱하여 제i 기준접점의 고도정보를 산출하고 제1 기준접점의 고도정보와 제i 기준접점의 고도정보에 따라 수정된 수정 고도정보를 산출한다.Referring to FIG. 4, the corrected altitude information calculation unit 44 calculates the corrected altitude information based on the first reference point RP 1, the second reference point RP 2, the third reference point RP 3, the fourth reference point RP 4, Based on the coordinate information and the altitude information of the first to eighth reference contacts on the basis of the reference reference point RP 5, the sixth reference reference point RP 6, the seventh reference point RP 7, and the eighth reference point RP 8, And calculates second distance information that is a physical distance. The corrected altitude information calculation unit 44 calculates the corrected altitude information based on the inclination between Cell N and Cell S
Figure pat00046
And the corrected corrected altitude information is calculated according to the altitude information of the first reference point and the altitude information of the ith reference point.

여기서, 수정 고도정보는

Figure pat00047
가 0보다 크거나 같다면 Cell S에서의 수정된 고도는 Cell N의 고도와 제i 기준접점(도 4에서는 제8 기준접점)의 고도를 합한 것이다. 반면에,
Figure pat00048
이 0보다 작다면 Cell S에서의 수정된 고도는 Cell N의 고도와 제i 기준접점(도 4에서는 제8 기준접점)의 고도의 차이로 계산된다.Here, the corrected altitude information
Figure pat00047
Is greater than or equal to 0, the corrected altitude at Cell S is the sum of the altitude of Cell N and the elevation of the i th reference contact (eighth reference contact in FIG. 4). On the other hand,
Figure pat00048
Is less than 0, the corrected altitude at Cell S is calculated as the difference between the altitude of Cell N and the altitude of the ith reference point (eighth reference point in FIG. 4).

수정 고도정보 산출부(44)는 수식 2를 이용하여 제1 기준접점과 제i 기준접점 사이의 2차원 물리적 거리인 제2 거리정보, 제i 기준접점의 고도정보, 수정 고도정보를 산출한다. The corrected-altitude-information calculating unit 44 calculates the second distance information, the altitude information of the i-th reference contact point, and the corrected altitude information, which are two-dimensional physical distances between the first reference contact and the i-

Figure pat00049
Figure pat00049

(

Figure pat00050
는 1번째 기준접점과 i번째 기준접점 사이의 2차원 물리적 거리 (m),
Figure pat00051
(
Figure pat00052
)는 i번째 기준접점의 x좌표(y좌표),
Figure pat00053
는 i번째 기준접점의 고도 (m),
Figure pat00054
는 i번째 cell의 수정된 고도(m)를 의미한다.)(
Figure pat00050
Is a two-dimensional physical distance (m) between the first reference contact and the i < th > reference contact,
Figure pat00051
(
Figure pat00052
) Is the x-coordinate (y-coordinate) of the i-th reference contact,
Figure pat00053
(M) of the i-th reference contact,
Figure pat00054
Is the modified altitude (m) of the ith cell.

이동비용 산출부(46)는 통과셀 각각의 수정 고도정보에서 고도정보의 차에 따라 고도 차 정보를 생성하고, 고도 차 정보에 따라 절토 및 성토에 대한 가중치를 부여하고, 각각의 통과셀의 단위거리 당 비용정보, 각각의 제1 거리정보(2.5 차원 거리정보), 각각의 통과셀의 가중치, 경사에 대한 가중치, 각도의 차이에 대한 가중치에 따라 이동비용을 산출하도록 구성된다.The moving cost calculation unit 46 generates altitude difference information according to the difference in altitude information in the corrected altitude information of each of the pass cells and gives a weight to the cut and embankment in accordance with the altitude difference information, The distance cost information, the first distance information (2.5-dimensional distance information), the weights of the respective passing cells, the weights of the slopes, and the weights of the differences of angles.

이동비용 산출부(46)는 수식 3을 이용하여 이동비용(travel cost)을 산출한다. The moving cost calculating unit 46 calculates the travel cost using Equation (3).

Figure pat00055
Figure pat00055

(

Figure pat00056
는 i번째 cell에서의 수정된 고도와 실제 고도의 차이 (m),
Figure pat00057
는 Cell N에서 S로 이동할 때 발생하는 이동비용,
Figure pat00058
은 Cell N의 node와 S의 node를 이은 선이 통과하는 cell들의 개수,
Figure pat00059
는 i번째로 통과하는 cell의 단위거리 당 비용(cost per unit length),
Figure pat00060
는 i번째로 통과하는 cell을 지나가는 선의 2.5차원 물리적 거리 (m),
Figure pat00061
는 i번째로 통과하는 cell에서 발생하는 절토 및 성토에 대한 가중치(Cut and Fill Factor),
Figure pat00062
는 Cell N에서 S로 이동할 때 발생하는 경사에 대한 가중치(Vertical Factor),
Figure pat00063
는 Cell N을 향해 들어오는 path의 각도(반시계 방향)와 Cell N에서 S로 나가는 path의 각도(반시계 방향)의 차이에 대한 가중치(Horizontal Factor))(
Figure pat00056
Is the difference (m) between the corrected altitude and the actual altitude at the ith cell,
Figure pat00057
Is the moving cost of moving from Cell N to S,
Figure pat00058
Is the number of cells through which the line connecting the node of Cell N and the node of S passes,
Figure pat00059
Is the cost per unit length of the cell passing through i-th,
Figure pat00060
Is the 2.5-dimensional physical distance (m) of the line passing through the i-th passing cell,
Figure pat00061
(Cut and Fill Factor) for the cut and fill,
Figure pat00062
Is a weight (Vertical Factor) of a slope occurring when moving from Cell N to S,
Figure pat00063
(Counterclockwise direction) of the path coming toward the cell N and the angle (counterclockwise direction) of the path passing from the cell N to the S (horizontal factor)

도 5는 수식 3에 사용된 매개 변수를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a diagram for explaining the parameters used in Equation 3. FIG.

도 5의 (a)를 보면, 장애물 셀의 지형 보정하는 것을 나타낸 도면으로

Figure pat00064
는 셀 N과 셀 S의 중심 사이의 2.5 차원 물리적 거리(m)를 나타낸다.
Figure pat00065
(
Figure pat00066
)는 셀 N (셀 S)의 해발 고도 (m)이다.
Figure pat00067
는 셀 N에서 셀 S까지의 지형의 기울기(-90도 ~ 90도)이다.5 (a) shows a topography correction of an obstacle cell
Figure pat00064
Represents the 2.5-dimensional physical distance (m) between the cell N and the center of the cell S.
Figure pat00065
(
Figure pat00066
Is the elevation (m) of the elevation of the cell N (cell S).
Figure pat00067
Is the slope of the terrain from cell N to cell S (-90 degrees to 90 degrees).

도 5의 (b)를 보면, (a)에 대한 절토 및 성토를 나타낸 그래프로 각 셀의 수정된 고도와 실제 고도 사이의 차이(m)를 나타낸 것으로 절토 및 성토에 대한 가중치(Cut and Fill Factor)를 나타내는 도면이다.FIG. 5 (b) is a graph showing the cut-off and fill-in for (a), showing the difference (m) between the corrected altitude and the actual altitude of each cell. The cut and fill factor Fig.

도 5의 (c)를 보면, 셀 N에서 셀 S까지의 라인의 기울기를 계산하기 위한 도면으로

Figure pat00068
는 셀 N과 셀 S의 중심 사이의 2 차원(2D) 물리적 거리(m)를 나타낸다.5C is a diagram for calculating the slope of the line from the cell N to the cell S
Figure pat00068
Represents the two-dimensional (2D) physical distance (m) between the cell N and the center of the cell S.

도 5의 (d)를 보면, 수직 계수 그래프의 예를 나타낸 도면이다.5 (d) is a diagram showing an example of a vertical coefficient graph.

도 5의 (e)를 보면, 셀 N(

Figure pat00069
)의 중심에서의 유입 경로 방향과 셀 N(
Figure pat00070
)의 중심에서의 유출 경로 방향 간의 차이를 계산하기위한 도면이다.5 (e), the cell N (
Figure pat00069
The direction of the inflow at the center of the cell N (
Figure pat00070
In the direction of the exit path at the center of the exit path.

도 5의 (f)를 보면, 수평 계수 그래프의 예를 나타낸 도면이다.FIG. 5 (f) shows an example of the horizontal coefficient graph.

누적이동비용 산출부(48)는 기 저장된 알고리즘에 따라 이동비용을 이용하여 누적이동비용정보를 산출하도록 구성된다. 누적이동비용 산출부(48)는 수식 4를 이용하여 누적이동비용정보 산출한다. The cumulative moving cost calculating unit 48 is configured to calculate the cumulative moving cost information using the moving cost according to the pre-stored algorithm. The cumulative moving cost calculating unit 48 calculates cumulative moving cost information using Equation (4).

Figure pat00071
Figure pat00071

(

Figure pat00072
는 Cell S의 누적이동비용, (
Figure pat00073
)는 Cell N의 누적이동비용,
Figure pat00074
는 Cell N에서 S로 이동할 때 발생하는 이동비용을 의미한다.)(
Figure pat00072
Is the cumulative moving cost of Cell S,
Figure pat00073
) Is the cumulative moving cost of Cell N,
Figure pat00074
Is the moving cost that occurs when moving from Cell N to S.)

도 6은 본 실시예에 따른 수정 고도정보 산출부의 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다. 6 is a diagram schematically showing the operation of the corrected altitude information calculation unit according to the present embodiment.

무빙윈도우 설정부(10)는 최소 경로 비용 산출 대상 셀들 사이의 이동 경로 중 하나 이상의 이동 경로의 경사도가 기 설정된 경사도 임계범위 내에 존재하도록 셀들의 범위를 설정하는 무빙윈도우(moving window)를 생성한다(S10).The moving window setting unit 10 creates a moving window that sets a range of cells such that the inclination of at least one of the movement paths among the movement path between the cells to be calculated for the minimum path cost is within a predetermined inclination threshold range S10).

경사도 산출부(20)는 무빙윈도우(moving window)의 크기를 범위 내의 출발지점 셀에서 인접한 복수의 셀에 각각 직선 연결하여 각각의 복수의 경사도정보를 산출한다(S11).The slope calculating unit 20 linearly connects the size of the moving window to a plurality of adjacent cells in the starting point cells within the range, and calculates each of the plurality of slope information (S11).

도착지점 셀 추출부(30)는 복수의 경사도정보 중 기 설정된 제한 경사 범위에 포함되는 적정 경사도정보를 추출하여 도착지점 셀을 추출한다(S12).The arrival point cell extractor 30 extracts the appropriate gradient information included in the predetermined limited inclination range among the plurality of gradient information to extract the arrival point cell (S12).

최소비용경로 분석부(40)의 제1 거리정보 산출부(42)는 출발지점 셀에서 도착지점 셀을 선으로 연결하여 선이 통과하는 복수의 통과셀의 접점정보를 생성하고, 통과셀의 좌표정보, 크기 정보, 고도정보에 따라 2.5차원 물리적 거리인 제1 거리정보를 산출한다(S13).The first distance information calculating unit 42 of the least cost path analyzing unit 40 connects the arrival point cells in the starting point cell with lines to generate the contact information of the plurality of passing cells through which the line passes, The first distance information, which is a 2.5-dimensional physical distance, is calculated according to information, size information, and altitude information (S13).

최소비용경로 분석부(40)의 수정 고도정보 산출부(44)는 제1 내지 제i 기준접점의 좌표정보와 고도정보에 따라 2차원 물리적 거리인 제2 거리정보를 산출하고, 제2 거리정보에 tan값을 곱하여 제i 접점의 고도정보를 산출하고 제1 기준접점의 고도정보와 상기 제i 기준접점의 고도정보에 따라 수정된 고도정보를 산출한다(S14).The corrected altitude information calculation unit 44 of the minimum cost path analysis unit 40 calculates the second distance information which is a two-dimensional physical distance according to the coordinate information and the altitude information of the first to i'th reference points, The altitude information of the i-th contact is calculated, and the corrected altitude information is calculated according to the altitude information of the first reference contact and the altitude information of the i-th reference contact at step S14.

최소비용경로 분석부(40)의 이동비용 산출부(46)는 통과셀 각각의 수정 고도정보에서 고도정보의 차에 따라 고도 차 정보를 생성하고, 고도 차 정보에 따라 절토 및 성토에 대한 가중치를 부여하고, 각각의 통과셀의 단위거리 당 비용정보, 각각의 제1 거리정보(2.5 차원 거리정보), 각각의 통과셀의 가중치, 경사에 대한 가중치, 각도의 차이에 대한 가중치에 따라 이동비용을 산출한다(S15). The moving cost calculating unit 46 of the minimum cost path analyzing unit 40 generates the altitude difference information according to the difference of the altitude information in the corrected altitude information of each of the passing cells and calculates the weight value of the cut soil and the embankment according to the altitude difference information And the moving cost is calculated in accordance with the weight information for the unit distance cost information of each pass cell, the first distance information (2.5-dimensional distance information), the weight of each pass cell, the weight for the slope, (S15).

최소비용경로 분석부(40)의 누적이동비용 산출부(48)는 기 저장된 알고리즘에 따라 이동비용을 이용하여 누적이동비용정보를 산출한다(S16).The cumulative moving cost calculating unit 48 of the minimum cost path analyzing unit 40 calculates the cumulative moving cost information using the moving cost according to the pre-stored algorithm (S16).

도 6에서는 단계 S10 내지 단계 S16을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 6에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 단계 S10 내지 단계 S16 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 6은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.Although it is described in FIG. 6 that steps S10 to S16 are sequentially executed, it is only described as an example of the technical idea of the present embodiment. If the person skilled in the art to which this embodiment belongs, It is to be understood that various changes and modifications may be made to the invention without departing from the essential characteristics thereof, that is, by changing the order described in FIG. 6 or by executing one or more of steps S10 to S16 in parallel, But is not limited thereto.

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

1: 최소비용경로 분석장치
10: 무빙윈도우 설정부
20: 경사도 산출부
30: 도착지점 셀 추출부
40: 최소비용경로 분석부
42: 제1 거리정보 산출부
44: 수정 고도정보 산출부
46: 이동비용 산출부
48: 누적이동비용 산출부1: Minimum cost path analyzer
10: Moving window setting unit
20:
30: arrival point cell extracting unit
40: Minimum Cost Path Analysis Unit
42: first distance information calculation unit
44: Modified altitude information calculation unit
46: Moving cost calculating section
48: Cumulative moving cost calculating section

Claims (8)

최소 경로 비용 산출 대상 셀들 사이의 이동 경로 중 하나 이상의 이동 경로의 경사도가 기 설정된 경사도 임계 범위 내에 존재하도록 셀들의 범위를 설정하는 무빙윈도우(moving widow)를 생성하는 무빙윈도우 설정부;
상기 무빙윈도우(moving-window)의 크기 범위 내의 출발지점 셀에서 인접한 복수의 셀에 각각 직선 연결하여 각각의 복수의 경사도정보를 산출하는 경사도 산출부;
상기 복수의 경사도정보 중 기 설정된 제한 경사 범위에 포함되는 적정 경사도정보를 추출하여 도착지점 셀을 추출하는 도착지점 셀 추출부; 및
상기 출발지점 셀과 상기 도착지점 셀 사이에 장애물 셀들이 존재하는 경우, 절토 또는 성토 작업을 수행하여 지형 고도를 보정하고, 실제 고도와 보정된 고도의 차이에 대한 가중치에 따라 상기 도착지점 셀까지의 누적이동비용을 계산하여 최소비용경로를 분석하는 최소비용경로 분석부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 최소비용경로 분석장치.
A moving window setting unit for generating a moving widow that sets a range of cells such that the inclination of at least one of the movement paths among the movement path between the cells to be calculated for the minimum path cost is within a preset inclination threshold range;
An inclination calculating unit for calculating a plurality of pieces of inclination information by linearly connecting each of the plurality of adjacent cells in a starting point cell within the size range of the moving window;
An arrival point cell extracting unit for extracting appropriate gradient information included in a predetermined limited slope range among the plurality of gradient information and extracting an arrival point cell; And
If the obstacle cells exist between the departure point cell and the arrival point cell, the terrain height is corrected by performing cutting or embankment work, and the weight of the arrival point cell A minimum cost path analyzer for calculating a cumulative moving cost to analyze a minimum cost path;
Wherein the minimum cost path analyzer comprises:
청구항 1에 있어서, 상기 무빙윈도우 설정부는,
기 설정된 기본 무빙윈도우(moving-window)의 크기 범위 내의 출발지점 셀에서 인접한 복수의 셀에 각각 직선 연결하여 각각의 복수의 경사도정보를 산출한 후, 기 설정된 경사도 임계 범위 내에 상기 복수의 경사도정보가 존재하지 않는 경우, 상기 경사도 임계 범위 내에 경사도정보가 존재하도록 확장 무빙윈도우(moving-window)를 생성하는 최소비용경로 분석장치.
The mobile terminal of claim 1,
A plurality of tilt degree information is calculated by calculating a plurality of tilt degree information by linearly connecting each of the plurality of adjacent cells in a starting point cell within a size range of a predetermined basic moving window, And if not, generates an extended moving-window such that the gradient information is present in the gradient threshold range.
청구항 1에 있어서, 상기 최소비용경로 분석부는,
상기 출발지점 셀에서 상기 도착지점 셀을 선으로 연결하여 상기 선이 통과하는 복수의 통과셀의 접점정보를 생성하고, 상기 통과셀의 좌표정보, 크기 정보, 고도정보에 따라 2.5차원 물리적 거리인 제1 거리정보를 산출하는 제1 거리정보 산출부;
제1 내지 제i 기준접점의 좌표정보와 고도정보에 따라 2차원 물리적 거리인 제2 거리정보를 산출하고, 상기 제2 거리정보에 tan값을 곱하여 제i 접점의 고도정보를 산출하고 상기 제1 기준접점의 고도정보와 상기 제i 기준접점의 고도정보에 따라 수정된 고도정보를 산출하는 수정 고도정보 산출부;
상기 통과셀 각각의 상기 수정 고도정보에서 상기 고도정보의 차에 따라 고도 차 정보를 생성하고, 상기 고도 차 정보에 따라 절토 및 성토에 대한 가중치를 부여하고, 각각의 상기 통과셀의 단위거리 당 비용정보, 각각의 상기 제1 거리정보(2.5 차원 거리정보), 각각의 상기 통과셀의 가중치, 경사에 대한 가중치, 각도의 차이에 대한 가중치에 따라 이동비용을 산출하는 이동비용 산출부; 및
상기 기 저장된 알고리즘에 따라 상기 이동비용을 이용하여 누적이동비용정보를 산출하는 누적이동비용 산출부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 최소비용경로 분석장치.
The apparatus of claim 1, wherein the minimum cost path analyzer comprises:
Dimensional physical distance according to the coordinate information, the size information, and the altitude information of the pass cell, the contact point information of the plurality of pass cells through which the line passes, A first distance information calculation unit for calculating distance information;
Calculating second distance information as a two-dimensional physical distance according to coordinate information and altitude information of the first to i-th reference contact points, multiplying the second distance information by a tan value to calculate altitude information of the i-th contact, A corrected altitude information calculation unit for calculating the altitude information corrected based on the altitude information of the reference contact and the altitude information of the i-th reference contact;
Generating altitude difference information according to the difference of the altitude information in the revision altitude information of each of the pass cells, applying a weight to the cut-off and embankment in accordance with the altitude difference information, A moving cost calculation unit for calculating a moving cost according to each of the first distance information (2.5-dimensional distance information), a weight for each of the pass cells, a weight for the slope, and a weight for difference in angle; And
A cumulative moving cost calculating unit for calculating cumulative moving cost information using the moving cost according to the pre-
Wherein the minimum cost path analyzer comprises:
청구항 3에 있어서,
상기 제1 거리정보 산출부는, 아래의 수식
Figure pat00075

(
Figure pat00076
는 cell들의 집합,
Figure pat00077
는 접점들의 집합,
Figure pat00078
는 i번째로 통과하는 셀,
Figure pat00079
는 i번째로 통과하는 접점을 의미하고,
Figure pat00080
는 i번째 cell을 지나가는 선의 물리적 거리 (m),
Figure pat00081
(
Figure pat00082
)는 i번째 접점의 x좌표(y좌표),
Figure pat00083
는 cell의 크기(size),
Figure pat00084
는 Cell N과 S 사이의 2차원 물리적 거리 (m),
Figure pat00085
는 i번째로 통과하는 cell을 지나가는 선의 2.5차원 물리적 거리 (m),
Figure pat00086
는 i번째 접점의 고도 (m),
Figure pat00087
는 I번째 cell의 고도 (m)를 의미한다.)
을 이용하여 상기 제1 거리정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 최소비용경로 분석장치.
The method of claim 3,
The first distance information calculation unit calculates the distance
Figure pat00075

(
Figure pat00076
A set of cells,
Figure pat00077
A set of contacts,
Figure pat00078
Is the i-th passing cell,
Figure pat00079
Quot; i " means a contact which passes through i < th >
Figure pat00080
Is the physical distance (m) of the line passing through the ith cell,
Figure pat00081
(
Figure pat00082
) Is the x coordinate (y coordinate) of the i-th contact,
Figure pat00083
Is the size of the cell,
Figure pat00084
Is the two-dimensional physical distance (m) between Cell N and S,
Figure pat00085
Is the 2.5-dimensional physical distance (m) of the line passing through the i-th passing cell,
Figure pat00086
(M) of the i-th contact,
Figure pat00087
Is the altitude (m) of the I-th cell.
And the first distance information is calculated using the first distance information.
청구항 3에 있어서,
상기 수정 고도정보 산출부는, 아래의 수식
Figure pat00088

(
Figure pat00089
는 1번째 기준접점과 i번째 기준접점 사이의 2차원 물리적 거리 (m),
Figure pat00090
(
Figure pat00091
)는 i번째 기준접점의 x좌표(y좌표),
Figure pat00092
는 i번째 기준접점의 고도 (m),
Figure pat00093
는 i번째 cell의 수정된 고도(m))
을 이용하여 상기 수정된 고도정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 최소비용경로 분석장치.
The method of claim 3,
The corrected altitude information calculation unit calculates the corrected altitude information using the following equation
Figure pat00088

(
Figure pat00089
Is a two-dimensional physical distance (m) between the first reference contact and the i < th > reference contact,
Figure pat00090
(
Figure pat00091
) Is the x-coordinate (y-coordinate) of the i-th reference contact,
Figure pat00092
(M) of the i-th reference contact,
Figure pat00093
Is the modified altitude (m) of the ith cell
And the corrected altitude information is calculated using the corrected altitude information.
청구항 3에 있어서,
상기 이동비용 산출부는, 아래의 수식
Figure pat00094

(
Figure pat00095
는 i번째 cell에서의 수정된 고도와 실제 고도의 차이 (m),
Figure pat00096
는 Cell N에서 S로 이동할 때 발생하는 이동 비용(travel cost),
Figure pat00097
은 Cell N의 node와 S의 node를 이은 선이 통과하는 cell들의 개수,
Figure pat00098
는 i번째로 통과하는 cell의 단위거리 당 비용(cost per unit length),
Figure pat00099
는 i번째로 통과하는 cell을 지나가는 선의 2.5차원 물리적 거리 (m),
Figure pat00100
는 i번째로 통과하는 cell에서 발생하는 절토 및 성토에 대한 가중치(Cut and Fill Factor),
Figure pat00101
는 Cell N에서 S로 이동할 때 발생하는 경사에 대한 가중치(Vertical Factor),
Figure pat00102
는 Cell N을 향해 들어오는 path의 각도(반시계 방향)와 Cell N에서 S로 나가는 path의 각도(반시계 방향)의 차이에 대한 가중치(Horizontal Factor))
을 이용하여 상기 이동비용을 산출하는 것을 특징으로 하는 최소비용경로 분석장치.
The method of claim 3,
The moving cost calculation unit calculates the moving cost
Figure pat00094

(
Figure pat00095
Is the difference (m) between the corrected altitude and the actual altitude at the ith cell,
Figure pat00096
Is the travel cost of moving from Cell N to S,
Figure pat00097
Is the number of cells through which the line connecting the node of Cell N and the node of S passes,
Figure pat00098
Is the cost per unit length of the cell passing through i-th,
Figure pat00099
Is the 2.5-dimensional physical distance (m) of the line passing through the i-th passing cell,
Figure pat00100
(Cut and Fill Factor) for the cut and fill,
Figure pat00101
Is a weight (Vertical Factor) of a slope occurring when moving from Cell N to S,
Figure pat00102
(Counterclockwise direction) of the path coming toward the cell N and the angle (counterclockwise direction) of the path passing from the cell N to the S (horizontal factor)
Wherein the moving cost calculation unit calculates the moving cost by using the minimum cost path analyzing unit.
청구항 3에 있어서,
상기 누적이동비용 산출부는, 아래의 수식
Figure pat00103

(
Figure pat00104
는 Cell S의 누적이동비용, (
Figure pat00105
)는 Cell N의 누적이동비용,
Figure pat00106
는 Cell N에서 S로 이동할 때 발생하는 이동비용)
을 이용하여 상기 누적이동비용을 산출하는 것을 특징으로 하는 최소비용경로 분석장치.
The method of claim 3,
The cumulative moving cost calculator calculates the cumulative moving cost
Figure pat00103

(
Figure pat00104
Is the cumulative moving cost of Cell S,
Figure pat00105
) Is the cumulative moving cost of Cell N,
Figure pat00106
Is the moving cost that occurs when moving from Cell N to S)
And the cumulative moving cost is calculated using the cumulative moving cost.
최소 경로 비용 산출 대상 셀들 사이의 이동 경로 중 하나 이상의 이동 경로의 경사도가 기 설정된 경사도 임계범위 내에 존재하도록 셀들의 범위를 설정하는 무빙윈도우(moving window)를 생성하는 무빙윈도우 설정단계;
상기 무빙윈도우(moving window)의 크기를 범위 내의 상기 출발지점 셀에서 인접한 복수의 셀에 각각 직선 연결하여 각각의 복수의 경사도정보를 산출하는 경사도 산출단계;
상기 복수의 경사도정보 중 기 설정된 제한 경사 범위에 포함되는 적정 경사도정보를 추출하여 도착지점 셀을 추출하는 도작지점 셀 추출단계; 및
상기 출발지점 셀과 상기 도착지점 셀 사이에 장애물 셀들이 존재하는 경우, 절토 또는 성토 작업을 수행하여 지형 고도를 보정하고, 실제 고도와 보정된 고도의 차이에 대한 가중치에 따라 상기 도착지점 셀까지의 누적 이동비용을 계산하여 최소비용경로를 분석하는 최소비용경로 분석단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 최소비용경로 분석방법.A moving window setting step of generating a moving window that sets a range of cells such that the slope of at least one of the moving paths between the cells to be calculated for the minimum path cost is within a predetermined slope threshold range;
An inclination degree calculating step of calculating a plurality of pieces of inclination degree information by linearly connecting the size of the moving window to a plurality of adjacent cells in the starting point cell within a range;
Extracting an arrival point cell by extracting appropriate gradient information included in a predetermined limited inclination range among the plurality of gradient information; And
If the obstacle cells exist between the departure point cell and the arrival point cell, the terrain height is corrected by performing cutting or embankment work, and the weight of the arrival point cell A minimum cost path analysis step of calculating a cumulative moving cost to analyze a minimum cost path;
Wherein the minimum cost path analysis method comprises:
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