KR20190123494A - Method for generating an optimal path for an unmanned ground vehicle and apparatus therefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무인 차량의 자율 주행에 관한 것으로, 특히 무인 차량을 위한 최적 경로를 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to autonomous driving of unmanned vehicles, and more particularly to a method and apparatus for generating an optimal route for an unmanned vehicle.
일반적으로, 무인 차량을 운용함에 있어서 운용자는 원하는 임의의 목표점까지 무인 차량을 이동하기 위해서 위성 지도 상에 N개의 주요 목표점을 설정하는 등의 사전 운용 계획을 수립한다.In general, in operating an unmanned vehicle, the operator establishes a preliminary operation plan such as setting N main target points on the satellite map in order to move the unmanned vehicle to any desired target point.
그리고, FDB(디지털 지형 정보)를 근거로 생성된 격자 형태의 주행 가능성을 포함한 가동성 지도를 기반으로 경로 탐색 기법을 이용하는 경우 광역 격자 지도 상에 시작 지점부터 목표 지점까지의 광역경로를 생성할 수 있다.In addition, when using the path search method based on a mobility map including grid-like driving possibilities generated based on digital terrain information (FDB), a wide path from a starting point to a target point may be generated on a wide grid map. .
이와 같이 광역 격자 지도 상에서 생성된 광역 경로는 단위 격자의 해상도에 따라서 도 1에서 보여지는 바와 같이 불연속적인 광역 경로를 생성하게 되며, 이로 인해 광역 경로점이 지역 경로 계획의 근거리 목표점으로 사용되어 무인 차량이 자율 주행 시 안정성이 떨어지는 문제를 수반한다.As described above, the wide paths generated on the wide grid map generate discontinuous wide paths as shown in FIG. 1 according to the resolution of the unit grid. Thus, the wide paths are used as near-field targets for the regional path planning. This is accompanied by a problem of poor stability in autonomous driving.
이러한 문제점을 해결하기 위해 스플라인(spline) 기법 등을 사용하여 불연속적인 광역 경로점 정보를 기반으로 부드러운 광역 경로점을 생성할 수 있지만, 근본적으로 광역 격자 지도의 해상도에 따른 실제 환경과의 불일치 문제는 극복할 수 없으며 추가적인 후처리 과정도 필요한 문제점이 있었다.To solve this problem, spline technique can be used to generate smooth wide path points based on discontinuous wide path point information. There was a problem that could not be overcome and additional post-processing was required.
따라서, 본 발명의 일실시예에서는 광역 경로상 기설정된 간격으로 배치된 광역 경로점들에 대해 광역 경로점들에 대한 복수개의 후보 경로를 생성한 후 연속 공간 가동성 정보와 무인 차량의 초기/종말 속도, 방향각 등의 상태 정보를 기반으로 복수의 후보 경로 중 가장 비용이 적게드는 경로를 산출하여 광역 경로에 대한 최적 경로로 생성함으로써 무인 차량의 자율 주행시 안정성을 높일 수 있도록 하는 무인 차량을 위한 최적 경로를 생성하는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.Accordingly, in an embodiment of the present invention, after generating a plurality of candidate paths for the wide path points for the wide path points arranged at predetermined intervals on the wide path, the continuous spatial mobility information and the initial / end speed of the unmanned vehicle are generated. Optimal route for unmanned vehicles that can increase stability during autonomous driving of unmanned vehicles by calculating the least expensive route among a plurality of candidate routes based on state information such as direction and direction angle. It is intended to provide a method and apparatus for generating the same.
상술한 본 발명의 일실시예에 따른 무인 차량을 위한 최적 경로를 생성하는 방법으로서, 무인 차량이 주행한 항법 정보를 기초로 연속 공간 가동성 정보를 생성하는 단계와, 광역 경로 상의 복수의 광역 경로점 중에서 제 1 광역 경로점과 제 2 광역 경로점 사이의 제 1 궤적()을 생성하는 단계와, 기설정된 기준점()과 상기 생성된 제 1 궤적()에 대해 종말 위치가 free 인 복수개의 후보 경로를 생성하는 단계와, 상기 연속 공간 가동성 정보에 기초하는 상기 복수개의 후보 경로 각각에 대한 비용을 산출하는 단계와, 상기 복수개의 후보 경로 중에서 가장 적은 비용이 산출된 후보 경로를 최적 경로로서 선택하는 단계를 포함한다.A method of generating an optimal route for an unmanned vehicle according to an embodiment of the present invention, the method comprising: generating continuous spatial mobility information based on navigation information driven by an unmanned vehicle; The first trajectory between the first wide path point and the second wide path point ( ) And a predetermined reference point ( ) And the generated first trajectory ( Generating a plurality of candidate paths having an end position of free for each of the plurality of candidate paths, calculating a cost for each of the plurality of candidate paths based on the continuous spatial mobility information, and having the lowest cost among the plurality of candidate paths. Selecting the calculated candidate path as an optimal path.
또한, 상기 제 1 궤적은 상기 제 1 광역 경로점에서의 상기 무인 차량의 초기 속도와 초기 방향각 그리고 상기 제 2 광역 경로점에서의 상기 무인 차량의 종말 속도와 종말 방향각에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 한다.The first trajectory may be generated based on an initial speed and an initial direction angle of the unmanned vehicle at the first wide path point and an end speed and an end direction angle of the unmanned vehicle at the second wide path point. It features.
또한, 상기 복수개의 후보 경로()는 를 만족하고, 이 경우 는 상기 제 1 궤적()과 상기 기설정된 기준점()에 대한 경로 제어 매개 변수(path control parameter)인 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of candidate paths ( ) Satisfies this case, Is the first trajectory ( ) And the preset reference point ( It is characterized in that the path control parameter (path control parameter) for.
또한, 상기 경로 제어 매개 변수()의 초기값은 랜덤값이며, 소정의 횟수 동안 상기 제어 매개 변수를 갱신하면서 상기 복수개의 후보 경로가 반복적으로 생성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the path control parameter ( ) Is a random value, and the plurality of candidate paths are repeatedly generated while updating the control parameter for a predetermined number of times.
또한, 상기 반복적으로 생성된 복수개의 후보 경로 중에서 가장 적은 비용이 산출된 후보 경로가 상기 최적 경로로서 선택되는 것을 특징으로 한다.In addition, the candidate path having the lowest cost among the plurality of repeatedly generated candidate paths is selected as the optimal path.
또한, 상기 최적 경로로서 선택하는 단계는 상기 연속 공간 가동성 정보의 Gradient 정보를 이용하는 것을 특징으로 한다.The selecting of the optimal path may include using gradient information of the continuous spatial mobility information.
또한, 상기 후보 경로 각각에 대한 비용은 기구학 구속조건(kinetic constraints)과 경계 조건(boundary conditions) 중 적어도 하나에 또한 기초하는 것을 특징으로 한다.Further, the cost for each of the candidate paths is characterized in that it is also based on at least one of kinematic constraints and boundary conditions.
또한, 상기 최적 경로의 종말 위치가 상기 제 2 광역 경로점과 제 3 광역 경로점에 대한 최적 경로 생성을 위한 초기 위치로 이용되는 것을 특징으로 한다.In addition, an end position of the optimal path may be used as an initial position for generating an optimal path for the second wide path point and the third wide path point.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 무인 차량을 위한 최적 경로를 생성하는 장치로서, 무인 차량이 주행한 항법 정보를 기초로 연속 공간 가동성 정보를 생성하는 연속 공간 정보 생성부와, 최적 경로 생성부를 포함하되, 상기 최적 경로 생성부는, 광역 경로 상의 복수의 광역 경로점 중에서 제 1 광역 경로점과 제 2 광역 경로점 사이의 제 1 궤적()을 생성하고, 기설정된 기준점()과 상기 생성된 제 1 궤적()에 대해 종말 위치가 free 인 복수개의 후보 경로를 생성하고, 상기 연속 공간 가동성 정보에 기초하는 상기 복수개의 후보 경로 각각에 대한 비용을 산출하고, 상기 복수개의 후보 경로 중에서 가장 적은 비용이 산출된 후보 경로를 최적 경로로서 선택하는 것을 특징으로 한다.In addition, an apparatus for generating an optimal route for an unmanned vehicle according to an embodiment of the present invention, a continuous spatial information generation unit for generating continuous spatial mobility information based on the navigation information traveled by the unmanned vehicle, and the optimum route generation unit The optimal path generation unit may include a first trajectory between a first wide path point and a second wide path point among a plurality of wide path points on the wide path; ), And the preset reference point ( ) And the generated first trajectory ( Generate a plurality of candidate paths having an end position free of each other, calculate a cost for each of the plurality of candidate paths based on the continuous spatial mobility information, and calculate the least cost among the plurality of candidate paths. The route is selected as an optimal route.
또한, 상기 제 1 궤적은 상기 제 1 광역 경로점에서의 상기 무인 차량의 초기 속도와 초기 방향각 그리고 상기 제 2 광역 경로점에서의 상기 무인 차량의 종말 속도와 종말 방향각에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 한다.The first trajectory may be generated based on an initial speed and an initial direction angle of the unmanned vehicle at the first wide path point and an end speed and an end direction angle of the unmanned vehicle at the second wide path point. It features.
또한, 상기 복수개의 후보 경로()는 를 만족하고, 이 경우 는 상기 제 1 궤적()과 상기 기설정된 기준점()에 대한 경로 제어 매개 변수(path control parameter)인 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of candidate paths ( ) Satisfies this case, Is the first trajectory ( ) And the preset reference point ( It is characterized in that the path control parameter (path control parameter) for.
또한, 상기 경로 제어 매개 변수()의 초기값은 랜덤값이며, 소정의 횟수 동안 상기 제어 매개 변수를 갱신하면서 상기 복수개의 후보 경로가 반복적으로 생성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the path control parameter ( ) Is a random value, and the plurality of candidate paths are repeatedly generated while updating the control parameter for a predetermined number of times.
또한, 상기 반복적으로 생성된 복수개의 후보 경로 중에서 가장 적은 비용이 산출된 후보 경로가 상기 최적 경로로서 선택되는 것을 특징으로 한다.In addition, the candidate path having the lowest cost among the plurality of repeatedly generated candidate paths is selected as the optimal path.
또한, 상기 후보 경로 각각에 대한 비용은 기구학 구속조건(kinetic constraints)과 경계 조건(boundary conditions) 중 적어도 하나에 또한 기초하여 산출되는 것을 특징으로 한다.In addition, the cost for each of the candidate paths may be calculated based on at least one of kinematic constraints and boundary conditions.
또한, 상기 최적 경로의 종말 위치가 상기 제 2 광역 경로점과 제 3 광역 경로점에 대한 최적 경로 생성을 위한 초기 위치로 이용되는 것을 특징으로 한다.In addition, an end position of the optimal path may be used as an initial position for generating an optimal path for the second wide path point and the third wide path point.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능 기록 매체로서, 프로세서로 하여금, 무인 차량이 주행한 항법 정보를 기초로 연속 공간 가동성 정보를 생성하는 단계와, 광역 경로 상의 복수의 광역 경로점 중에서 제 1 광역 경로점과 제 2 광역 경로점 사이의 제 1 궤적()을 생성하는 단계와, 기설정된 기준점()과 상기 생성된 제 1 궤적()에 대해 종말 위치가 free 인 복수개의 후보 경로를 생성하는 단계와, 상기 연속 공간 가동성 정보에 기초하여, 상기 복수개의 후보 경로 각각에 대한 비용을 산출하는 단계와, 상기 복수개의 후보 경로 중에서 가장 적은 비용이 산출된 후보 경로를 최적 경로로서 선택하는 단계를 수행하게 하는 명령어를 포함하는 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, as a computer-readable recording medium according to an embodiment of the present invention, the processor for generating a continuous spatial mobility information based on the navigation information traveled by the unmanned vehicle, and a plurality of wide path points on the wide path The first trajectory between the first wide path point and the second wide path point ( ) And a predetermined reference point ( ) And the generated first trajectory ( Generating a plurality of candidate paths having an end position free for the step C); calculating a cost for each of the plurality of candidate paths based on the continuous spatial mobility information; A program is recorded that includes instructions for performing a step of selecting a candidate path for which cost is calculated as an optimal path.
본 발명의 일실시예에 따르면, 무인 차량을 위한 최적 경로를 생성함에 있어서, 광역 경로상 기설정된 간격으로 배치된 광역 경로점들에 대해 광역 경로점들에 대한 복수개의 후보 경로를 생성한 후 연속 공간 가동성 정보와 무인 차량의 초기/종말 속도, 방향각 등의 상태 정보를 기반으로 복수의 후보 경로 중 가장 비용이 적게드는 경로를 산출하여 광역 경로에 대한 최적 경로로 생성함으로써 무인 차량의 자율 주행시 안정성을 높일 수 있도록 한다.According to an embodiment of the present invention, in generating an optimal path for an unmanned vehicle, after generating a plurality of candidate paths for the wide area path points for the wide area path points arranged at predetermined intervals on the wide path, Stability during autonomous driving of unmanned vehicles by calculating the least expensive route among a plurality of candidate routes based on spatial mobility information and state information such as initial / end speed and direction angle of unmanned vehicles. To increase.
도 1은 종래 광역 격자 지도상 광역 경로와 광역 경로점 예시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 차량을 위한 최적 경로 생성 장치의 상세 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 연속 공간 정보 생성부의 상세 블록 구성도.
도 4 내지 도 7는 본 발명의 일실시예에 따른 광역 경로점간 최적 경로 생성 동작 개념도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전체 광역 경로 상 최적 경로 예시도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 차량을 위한 최적 경로 생성 장치의 동작 제어 흐름도.1 is a diagram illustrating a wide path and a wide path point on a conventional wide grid map;
Figure 2 is a detailed block diagram of an optimum path generation device for an unmanned vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a detailed block diagram of a continuous spatial information generating unit according to an embodiment of the present invention.
4 to 7 are conceptual diagrams illustrating an optimal path generation operation between wide path points according to an embodiment of the present invention.
8 is an exemplary view of an optimal path on the entire wide area path according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating an operation of an optimum path generation apparatus for an unmanned vehicle according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the operating principle of the present invention. In the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to intentions or customs of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 차량을 위한 최적 경로 생성 장치의 상세 블록 구성을 도시한 것이다.FIG. 2 illustrates a detailed block diagram of an optimum path generation device for an unmanned vehicle according to an embodiment of the present invention.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 무인 차량을 위한 최적 경로 생성 장치(200)의 각 구성 요소에서의 동작을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation of each component of the optimum
먼저, 연속 공간 정보 생성부(210)는 무인 차량이 주행하는 광역 경로 상 항법 정보와 환경 인식 정보 중 적어도 하나 이상을 기반으로 연속 공간 가능성 정보를 생성한다. First, the continuous spatial
이러한 연속 공간 정보 생성부(210)는 도 3에서 보여지는 바와 같이 항법 정보 생성기(300), 환경 인식 정보 생성기(302), 가동성 데이터 생성기(304), 연속 공간 가동성 정보 생성기(306) 등의 세부 구성 요소를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, the continuous
항법 정보 생성기(300)는 광역 경로 계획에 따라 무인 차량이 자율 주행하는 경우 무인 차량이 주행한 경로에 대한 절대 좌표를 획득하여 무인 차량의 항법 정보로 생성한다. The
이때, 이러한 항법 정보는 무인 차량이 주행한 경로에 대한 GPS(global positioning system) 기반 위치 정보를 의미할 수 있다. 즉, 항법 정보 생성기(300)는 GPS 시스템을 탑재하여 무인 차량의 현재 위치와 무인 차량이 주행한 경로에 대한 GPS 정보를 획득하고, GPS 정보를 기반으로 무인 차량이 주행하는 경로에 대한 절대 좌표를 생성한다. In this case, the navigation information may refer to global positioning system (GPS) based location information on a route on which the unmanned vehicle travels. That is, the
환경 인식 정보 생성기(302)는 카메라(Camera), 라이다(Lidar), 레이다(Radar) 등의 환경 인식 장치들과 연계되어 무인 차량이 주행하는 경로상 기설정된 범위의 주변 영역에 대한 환경 인식 정보를 생성한다.The environmental
이때, 위와 같은 환경 인식 장치 중 라이다 장치는 무인 차량이 주행하는 전방의 기설정된 영역의 지형을 스캔하여 지형 특성과 장애물 등을 탐지한다. 이러한 영역의 크기는 대략 40mㅧ40m으로 설정될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, the lidar device of the environment recognition apparatus as described above detects the terrain characteristics and obstacles by scanning the terrain of the predetermined area in front of the driverless vehicle. The size of the region may be set to about 40m × 40m, but is not limited thereto.
이에 따라, 환경 인식 정보 생성기(302)는 라이다 장치 등으로부터 제공되는 무인 차량 전방의 지형 특성과 장애물 등에 대한 정보를 기반으로 무인 차량이 주행하는 경로 주변에 대한 환경 인식 정보를 생성한다. 이러한 환경 인식 정보는 예를 들어 무인 차량이 주행하는 경로의 주변 영역 중 차량이 주행 가능한 영역에 관한 정보를 의미할 수 있다.Accordingly, the environment
가동성 데이터 생성기(304)는 항법 정보 생성기(300)와 환경 인식 정보 생성기(302)를 통해 각각 생성되는 항법 정보와 환경 인식 정보를 기반으로 무인 차량이 주행하는 경로와 주변 영역에 대응하는 절대 좌표를 인식하고, 절대 좌표별 무인 차량의 주행 가능 여부를 나타내는 레이블 정보를 생성한다. 또한, 가동성 데이터 생성기(304)는 절대 좌표별 레이블 정보를 가동성 DB(306)에 저장한다.The
연속 공간 가동성 정보 생성기(308)는 가동성 DB(306)에 저장된 절대 좌표별 레이블 정보를 기반으로 기계 학습(machine learning)을 수행하여 각 절대 좌표 사이의 연속 공간에 대한 주행 가능 확률을 정의한다.The continuous space
또한, 연속 공간 가동성 정보 생성기(308)는 위와 같이 정의된 주행 가능 확률을 기반으로 연속 공간에 대응하는 절대 좌표별 주행 가능 여부를 나타내는 레이블 정보를 생성함으로써 연속 공간에 대한 가동성 정보를 생성하고, 가동성 DB(306)에 저장한다. 예컨대 주행 가능 데이터()와 주행 불가능 데이터()가 정의될 수 있다.In addition, the continuous space
즉, 연속공간 가동성 정보 생성기(308)는 가동성 DB(306)로부터 획득한 2차원 공간상의 주행 가능/불가능 데이터를 기반으로 아래의 [수학식 1]과 같이 스파스(Sparse) 커널(Kernel) 과 학습이 필요한 가중치 로 구성된 로지스틱 회귀 분류기(Logistic regression classifier)를 통해 기계 학습을 수행하여 무인 차량이 주행한 경로와 경로 주변의 주행 가능한 영역에 대응되는 절대 좌표들 사이의 연속 공간에 대한 주행 가능 확률을 정의한다. 이때, 연속 공간 가동성 정보 생성기(308)는 연속 공간상에 가동성 정보를 정의하기 위해 Hilbert maps 기법을 활용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.That is, the continuous space
따라서, 위와 같이 연속공간에 대한 가동성 정보를 이용하는 경우 광역 경로가 연속성을 가지도록 표시 가능함에 따라 광역 경로 지도의 해상도를 높이더라도 무인 차량에 탑재된 항법 정보와 실제 도로 환경간 불일치가 발생하지 않게 된다.Therefore, when the mobility information on the continuous space is used as described above, the wide path can be displayed to have continuity, so even if the resolution of the wide path map is increased, there is no inconsistency between the navigation information mounted on the unmanned vehicle and the actual road environment. .
한편, 최적 경로 생성부(220)는 연속 공간 정보 생성부(210)에서 생성된 연속 공간 가동성 정보를 이용하여 광역 격자 기반 지도 상에서 생성되는 불연속성을 가지는 광역 경로(Grid-based global path)(100)를 연속성을 가지는 광역 경로 생성함으로써, 광역 경로(100)가 실제 도로와 일치하지 않는 문제점을 해결한다.Meanwhile, the optimal
또한, 최적 경로 생성부(220)는 광역 경로(100)상 기설정된 간격으로 배치된 광역 경로점들(102, 104)에 대해 각 광역 경로점들 사이를 연결하는 최적 경로로 생성한다.In addition, the optimum
이때, 위와 같은 최적 경로를 생성함에 있어서, 최적 경로 생성부(220)는 광역 경로(100)상 기설정된 간격으로 배치된 광역 경로점들(102, 104) 사이의 경로를 실제 도로 환경에 맞는 최적 경로를 생성시키기 위해 광역 경로 상의 복수의 광역 경로점 중에서 제1 광역 경로점(102)과 제2 광역 경로점(104) 사이의 제1 궤적을 생성하고, 기설정된 기준점과 생성된 제1 궤적에 대한 종말 위치가 free인 복수개(S)의 후보 경로를 생성한 후, 가장 비용이 적게드는 경로를 최적 경로로 생성한다. 여기서, 광역 경로점들(102, 104) 사이를 연결하는 후보 경로를 생성함에 있어서 최적 경로 생성부(220)는 두 개의 광역 경로점(102, 104)간 복수의 경유 지점을 생성하고 복수의 경유 지점을 연결하여 후보 경로를 생성할 수 있다.At this time, in generating the optimal path as described above, the optimal
즉, 본 발명의 일실시예에서는 위와 같은 광역 경로(100)가 연속 공간 가동성 정보에 기반하여 연속성을 가지는 경로로 정의될 수 있으므로, 최적 경로 생성부(220)는 비용을 최소화하는 경로 제어 매개 변수(path control parameter: PCP)를 보다 정확히 산출할 수 있게 되고, 이러한 경로 제어 매개 변수를 통해 생성되는 최적 경로가 실제 도로 환경과 보다 정확히 일치하도록 할 수 있다. 이때, 위와 같은 경로 제어 매개 변수와 비용에 대해서는 도 4 내지 도 7을 참조하는 최적 경로 생성부(220)의 동작 설명에서 자세히 후술하기로 한다.That is, in one embodiment of the present invention, since the
또한, 이때, 최적 경로 생성부(220)는 각 광역 경로점들 사이의 최적 경로를 생성함에 있어서 부분 공간 최적화 기법(subspace trajectory optimization)을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In this case, the optimum
도 4 내지 도 7는 본 발명의 일실시예에 따라 제1 광역 경로점(102)과 제2 광역 경로점(104)에 대한 복수개의 후보 경로 중에서 가장 비용이 적게드는 후보 경로를 산출하여 최적 경로로 설정하는 동작 개념을 도시한 것으로, 기설정된 비용 계산 반복 회수가 각각 1회, 50회, 100회 150회 수행되는 경우 도면을 도시한 것이다. 4 to 7 illustrate an optimal path by calculating the least expensive candidate path among a plurality of candidate paths for the first
도 4 내지 도 7을 참조하면, 경로 제어 매개 변수(λ)에 따라 두 개의 광역 경로점(102, 104)간 S개의 후보 경로(400, 500, 600, 700)가 생성되는 것을 볼 수 있다. 4 to 7, it can be seen that
또한, 이러한 S개의 후보 경로(400, 500, 600, 700)는 비용(cost) 계산에 따른 경로 제어 매개 변수의 갱신 회수에 따라 점차적으로 광역 경로(100)에 근접하게 수렴하는 것을 볼 수 있다. In addition, it can be seen that these
이때, 최적 경로 생성부(220)는 광역 경로(100) 상의 복수의 광역 경로점(102, 104) 중에서 제 1 광역 경로점(102)과 제 2 광역 경로점(104) 사이의 Prey 궤적()을 생성한다. 또한, 기설정된 기준점()(410)과 Prey 궤적()에 대해 종말 위치가 free 인 S개의 후보 경로(400, 500, 600, 700)를 생성하고, 연속 공간 가동성 정보에 기초하는 S개의 후보 경로(400, 500, 600, 700) 각각에 대한 비용을 산출한다. 이때, 종말 위치가 free라는 의미는 생성되는 후보 경로의 종말 위치가 기준점()과 제2 광역 경로점(104)을 잇는 직선위의 임의의 지점이 될 수 있음을 의미한다.At this time, the optimal
이어, 최적 경로 생성부(220)는 S개의 후보 경로(400, 500, 600, 700) 중에서 가장 적은 비용이 산출된 후보 경로를 최적 경로(402, 502, 602, 702)로서 선택한다.Next, the optimal
여기서, 제 1 궤적은 제 1 광역 경로점(102)에서의 무인 차량의 초기 속도와 초기 방향각 그리고 제 2 광역 경로점(104)에서의 무인 차량의 종말 속도와 종말 방향각에 기초하여 생성될 수 있다.Here, the first trajectory is generated based on the initial speed and the initial direction angle of the unmanned vehicle at the first
또한, S개의 후보 경로(400, 500, 600, 700)()는 아래의 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다.In addition, S candidate paths (400, 500, 600, 700) ( ) Can be expressed as Equation 2 below.
위 [수학식 2]에서, 는 Prey 궤적()과 기설정된 기준점()에 대한 경로 제어 매개 변수(path control parameter)를 의미한다. 이때, 경로 제어 매개 변수()의 초기값은 랜덤값이며, 이러한 경로 제어 매개 변수는 소정의 횟수 동안 갱신되면서 복수개의 후보 경로가 반복적으로 생성될 수 있다.In Equation 2 above, Is the Prey trajectory ( ) And the preset reference point ( Means a path control parameter for. At this time, the path control parameters ( ) Is a random value, and this path control parameter is updated for a predetermined number of times, and a plurality of candidate paths may be repeatedly generated.
최적 경로 생성부(220)는 위와 같이 반복적으로 생성된 복수개의 후보 경로 중에서 가장 적은 비용이 산출된 후보 경로를 최적 경로로서 선택하는 것이다.The
또한, 최적 경로 생성부(220)는 각 후보 경로 각각에 대한 비용을 산출함에 있어서 무인 차량의 기구학 구속조건(kinetic constraints) 및 경계 조건(boundary conditions) 중 적어도 하나에 기초하여 산출할 수 있다.In addition, the optimal
또한, 최적 경로 생성부(220)는 위와 같이 제1 광역 경로점(102)과 제2 광역 경로점(104)에 대한 최적 경로를 산출하는 경우 최적 경로의 종말 위치를 제 2 광역 경로점(104)과 제2 광역 경로점(104) 다음의 제 3 광역 경로점(106)에 대한 최적 경로 생성을 위한 초기 위치로 이용할 수 있다.In addition, when the optimal
또한, 최적 경로 생성부(220)는 각 광역 경로점(102, 104)간 최적 경로(402, 502, 602, 702)를 모두 생성하게 되는 경우 도 8에서와 같이 모든 최적 경로를 연결하여 광역 경로상 비용을 최소화시키는 무인 차량의 광역 경로점간 전체 최적 경로(800)를 생성하게 된다.In addition, when the optimal
이하에서는, 최적 경로 생성부(220)에서 광역 경로점(102, 104) 간 비용이 최소화되는 최적 경로를 생성하는 동작을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation of generating an optimal path in which the cost between the wide path points 102 and 104 is minimized in the optimum
즉, 최적 경로 생성부(220)는 부분 공간 경로최적화(Subspace trajectory optimization) 기법을 기본으로 하며 주어진 Prey 궤적(), 기준점 (410)에 대해 경로 제어 매개 변수 를 조절하여 S개의 후보 경로()(400, 500, 600, 700)를 위 [수학식 2]를 통해 생성시킬 수 있다.That is, the optimal
그리고, 위 [수학식 1]에 대한 1차 및 2차 미분은 아래의 [수학식 3]에서와 같이 구할 수 있다.In addition, the first and second derivatives for
또한, 부분 공간 경로 최적화 문제는 아래의 [수학식 5]의 부등식 구속 조건과 [수학식 6]의 등식 구속 조건을 만족하고, [수학식 4]의 비용 를 최소화하는 경로 제어 매개 변수 를 찾는 문제로 정의할 수 있다.In addition, the subspace path optimization problem satisfies the inequality constraints of [Equation 5] and the equation constraints of [Equation 6] below, and the cost of [Equation 4]. Path control parameters to minimize Can be defined as the problem of finding.
한편, 본 발명의 일실시예에서는 위 [수학식 6]의 등식 구속 조건으로 아래의 [수학식 7]에서의 무인 차량의 기구학 모델 구속 조건을 고려할 수 있다. On the other hand, in one embodiment of the present invention can be considered as the kinematic model constraint condition of the unmanned vehicle in Equation 7 below as the equation constraint condition of Equation 6 above.
여기서 과 아래의 [수학식 8]의 관계로부터 무인 차량의 속도, 방향각, 제어입력을 얻을 수 있다.here The speed, direction angle, and control input of the unmanned vehicle can be obtained from the relationship between and [Equation 8] below.
이때, 사이의 Legendre-Gauss-Lobatto(LGL) 점들을 이용하여 [수학식 4]~[수학식 6]은 이산화(Discrete)된 부분 공간 상에서의 경로 제어 매개 변수 를 최적화하는 문제로 아래의 [수학식 9]~[수학식 11]에서와 같이 재정의 할 수 있다.At this time, Using Legendre-Gauss-Lobatto (LGL) points between Equations 4 and 6 are path control parameters on discrete subspaces. The problem of optimizing can be overridden as shown in [Equation 9] to [Equation 11] below.
그리고, 이에 따른 이산화된 부분 공간 상에서의 후보 경로 궤적 와 1차 및 2차 미분은 아래의 [수학식 12]에서와 같이 정의할 수 있다.Then, the candidate path trajectories on the discretized subspace And the first and second derivatives can be defined as in Equation 12 below.
여기서, 는 아래의 [수학식 13]에서와 같이 매핑(mapping)을 통해 정의된다.here, Is defined by mapping as shown in [Equation 13] below.
즉, 도 4에서 보여지는 바와 같이 기 정의된 기준점 (410)과 Prey의 궤적 (420)에 대해 번째 경로 제어 매개 변수 를 조절하여 후보 경로 궤적 (400)를 위 [수학식 12]에 의해 생성할 수 있다.That is, as shown in Figure 4
또한, 본 발명의 일실시예에서는 무인 차량의 초기 방향각/속도 및 종말 방향각/속도를 만족하는 Prey 궤적(420)을 생성하기 위해 아래의 [수학식 14]에서와 같이 3차 다항함수를 사용할 수 있다.In addition, in an embodiment of the present invention, in order to generate a
여기서, 무인 차량의 초기/종말 시간(,)과, [수학식 2]에서 인 경우, 인 관계를 통해 위 [수학식 14]에서의 계수()는 아래의 [수학식 15]에서와 같이 구할 수 있다. Where the initial / end time of the driverless vehicle ( , ), And in [Equation 2] If is The coefficients in Equation 14 ) Can be obtained as shown in Equation 15 below.
위 [수학식 15]에서 설계변수인 초기 시간과 종말 시간에서의 위치(), 속도(), 방향각()에 따라 를 아래의 [수학식 16]에서와 같이 얻을 수 있다.In Equation 15 above, the position at the initial time and the end time, ), speed( ), Direction angle ( )Depending on the Can be obtained as shown in Equation 16 below.
다시 도 4를 참조하면 현재 무인 차량의 초기 속도/방향각과 샘플링된 광역경로점(102, 104)의 종말 속도/방향각을 고려한 Prey 궤적(420)을 확인할 수 있다.Referring again to FIG. 4, the
이때, 주어진 (410)과 에 대해 종말 위치 프리(Free)인 후보 경로(400)를 생성하기 위해 아래의 [수학식 17]에서와 같이 번째 노드의 경로 제어 매개 변수 를 개의 하모닉 함수의 조합 및 3차 다항함수와 균등 임의의 수를 통해 조절하여 개의 후보 경로(400)들을 랜덤(random)하게 생성한다.Where given 410 and In order to generate the
즉, 도 4에서 보여지는 바와 같이 개의 후보 경로 (400)들을 확인 할 수 있다.That is, as shown in Figure 4 Candidate paths You can check the 400.
여기서, 각 개의 후보 경로(400) 별 비용을 계산하기 위해 종말 시간 고정인 비용은 무인 차량의 가동성, 제어입력, 경계 조건에 대한 지표와 각 지표의 영향도를 조절하는 인자는 로 아래의 [수학식 18]과 같이 정의한다.Where End time to calculate costs per two
지금까지 정의된 최적화 문제의 해를 찾기 위해 Particle Swarm Optimization(PSO) 기법을 적용하여 최적화를 수행한다. 또한, 본 발명의 일실시예에서는 연속 공간 가동성 정보를 이용하기 때문에 PSO 업데이트 과정에서 가동성 기울기(Gradient) 정보를 활용할 수 있다. 이를 위해 가동성 정보를 표현한 [수학식 19]의 경로 제어 매개 변수 에 대한 편미분은 연쇄법칙(Chain rule)에 의해 아래의 [수학식 20]에서와 같이 정의할 수 있다.In order to find the solution of the optimization problem defined so far, optimization is performed by applying Particle Swarm Optimization (PSO). In addition, in an embodiment of the present invention, since continuous spatial mobility information is used, mobility gradient information may be utilized in a PSO update process. For this purpose, the path control parameter of [Equation 19] expressing the mobility information. The partial derivative for can be defined as in [Equation 20] by the chain rule.
여기서, 아래의 [수학식 22]로 정의된 스파스(Sparse) 커널의 에 대한 편미분 는 아래의 [수학식 21]에서와 같이 정의한다.Here, the sparse kernel defined by Equation 22 below Partial differential for Is defined as in Equation 21 below.
또한, 위 [수학식 21]은 연쇄법칙에 의해 아래의 [수학식 23]과 같이 정의할 수 있으며, 각각의 편미분은 아래의 [수학식 24]와 [수학식 25]를 통해 얻을 수 있다.In addition, Equation 21 may be defined as Equation 23 below by the chain law, and each partial derivative may be obtained through Equation 24 and Equation 25 below.
그리고, [수학식 2]의 에 대한 편미분 는 아래의 [수학식 26]에서와 같이 정의할 수 있다.And, in [Equation 2] Partial differential for May be defined as in Equation 26 below.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 차량을 위한 최적 경로 생성 장치(200)에서의 동작 제어 흐름을 도시한 것이다. 이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.FIG. 9 illustrates an operation control flow in the optimum
먼저, 최적 경로 생성장치(200)는 연속성을 가지는 광역 경로(100)를 형성시키는 연속 공간 가동성 정보를 수신한다(S900).First, the optimum
그리고, 최적 경로 생성장치(200)는 무인 차량의 초기 속도, 종말 속도, 방향각, 기구학 구속 조건, 경계 조건 등을 포함하는 무인 차량의 현재 상태 정보를 수신하여 무인 차량이 광역 경로(100)상 위치한 지점에서의 현재 속도, 방향 등의 정보를 확인한다(S902).In addition, the optimum
그리고, 최적 경로 생성장치(200)는 광역 경로(100)상 기설정된 간격으로 배치된 광역 경로점들(102, 104)에 대해 각 광역 경로점들(102, 104) 사이의 최적 경로(402)를 생성하기 위한 초기 경로 제어 매개 변수의 값을 랜덤하게 생성시킨다(S904).In addition, the optimum
그리고, 최적 경로 생성장치(200)는 초기 경로 제어 매개 변수를 이용하여 최적 경로(402)를 구하고자 하는 두 개의 광역 경로점(102, 104)에 대한 S개의 후보 경로(400)를 생성한다(S906). The
즉, 최적 경로 생성장치(200)는 후보 경로(400)를 생성함에 있어서 기설정된 기준점()과 Prey 궤적()에 대해 종말 위치가 free 인 복수개의 후보 경로를 생성할 수 있다.That is, the optimum
이때, 위와 같이 후보 경로를 생성함에 있어서, 최적 경로 생성장치(200)는 도 4에서 보여지는 바와 같이 두 개의 광역 경로점(102, 104)간 복수의 경유 지점(404)을 생성하고 복수의 경유 지점(404)을 연결하여 후보 경로(400)를 생성할 수 있다.At this time, in generating the candidate paths as described above, the optimum
그리고, 최적 경로 생성장치(200)는 S개의 후보 경로(400)별 비용을 계산한다(S908). 이때, 비용이라 함은 무인 차량이 해당 경로로 진행하는 것이 적합한지 여부를 나타내는 값으로서, 위와 같은 비용의 계산에서는 연속 공간 가동성 정보와 무인 차량의 상태 정보가 반영되므로, 예를 들어 두 개의 광역 경로점(102, 104)을 기준으로 광역 경로(100)가 형성된 영역에 근접하게 형성되거나 무인 차량이 향하고 있는 방향과 비슷한 방향으로 형성된 후보 경로(400)의 적합도가 상대적으로 높게 계산될 수 있다.In operation S908, the optimal
그리고, 최적 경로 생성장치(200)는 위와 같은 후보 경로(400)에 대한 비용 계산 회수가 미리 설정된 기준 반복 회수를 초과하는지 여부를 검사하고, 기준 반복 회수에 이를 때까지 경로 제어 매개 변수를 갱신시키면서 광역 경로점(102, 104)간 형성된 후보 경로들(400)에 대한 비용 계산을 반복으로 수행한다(S910, S912).In addition, the optimum
위와 같은 비용 계산의 반복 수행에 따라 광역 경로점(102, 104)간 형성된 S개의 후보 경로들(400)은 도 4 내지 도 7에서 보여지는 바와 같이 점차적으로 광역 경로점(102, 104)에 대한 실제 광역 경로에 근접하게 된다.According to the repetition of the above cost calculation, the
그리고, 최적 경로 생성장치(200)는 기준 반복 회수가 초과하는 경우 S개의 후보 경로(400) 중 최소 비용이 발생한 후보 경로를 검출하고(S914), 검출된 후보 경로를 해당 광역 경로점(102, 104)간 최적 경로(402)로 설정한다(S916).When the number of reference repetitions exceeds the optimal
위와 같이, 광역 경로(100)상 모든 광역 경로점간 최적 경로를 모두 생성하게 되는 경우 도 8에서와 같이 전체 광역 경로(100)상 비용을 최소화시키는 무인 차량의 최적 경로(800)를 생성할 수 있게 된다.As described above, when all the optimal paths between all the wide path points on the
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 무인 차량을 위한 최적 경로를 생성함에 있어서, 광역 경로상 기설정된 간격으로 배치된 광역 경로점들에 대해 광역 경로점들에 대한 복수개의 후보 경로를 생성한 후 연속 공간 가동성 정보와 무인 차량의 초기/종말 속도, 방향각 등의 상태 정보를 기반으로 복수의 후보 경로 중 가장 비용이 적게드는 경로를 산출하여 광역 경로에 대한 최적 경로로 생성함으로써 무인 차량의 자율 주행시 안정성을 높일 수 있도록 한다.As described above, according to one embodiment of the present invention, in generating an optimal path for an unmanned vehicle, a plurality of candidate paths for the wide area path points for the wide area path points arranged at predetermined intervals on the wide path; After generating, we calculate the least cost among the candidate paths based on continuous space mobility information and initial information such as initial / end speed and direction angle of unmanned vehicle to generate the optimal path for wide area path. To improve the stability of autonomous driving of the vehicle.
본 발명에 첨부된 각 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.Combinations of the steps of each flowchart attached to the present invention may be performed by computer program instructions. These computer program instructions may be mounted on a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment such that the instructions performed through the processor of the computer or other programmable data processing equipment are described in each step of the flowchart. It will create a means to perform them. These computer program instructions may be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular manner, and thus the computer usable or computer readable memory. It is also possible for the instructions stored therein to produce an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in each step of the flowchart. Computer program instructions may also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, such that a series of operating steps may be performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-implemented process to create a computer or other programmable data. Instructions for performing the processing equipment may also provide steps for executing the functions described in each step of the flowchart.
또한, 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.In addition, each step may represent a module, segment or portion of code that includes one or more executable instructions for executing a specified logical function (s). It should also be noted that in some alternative embodiments, the functions noted in the steps may occur out of order. For example, the two steps shown in succession may in fact be performed substantially simultaneously or the steps may sometimes be performed in the reverse order, depending on the function in question.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.Meanwhile, in the above description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the invention should be determined by the claims rather than by the described embodiments.
210 : 연속 공간 정보 생성부 220 : 최적 경로 생성부210: continuous spatial information generation unit 220: optimal path generation unit
Claims (16)
무인 차량이 주행한 항법 정보를 기초로 연속 공간 가동성 정보를 생성하는 단계와,
광역 경로 상의 복수의 광역 경로점 중에서 제 1 광역 경로점과 제 2 광역 경로점 사이의 제 1 궤적()을 생성하는 단계와,
기설정된 기준점()과 상기 생성된 제 1 궤적()에 대해 종말 위치가 free 인 복수개의 후보 경로를 생성하는 단계와,
상기 연속 공간 가동성 정보에 기초하는 상기 복수개의 후보 경로 각각에 대한 비용을 산출하는 단계와,
상기 복수개의 후보 경로 중에서 가장 적은 비용이 산출된 후보 경로를 최적 경로로서 선택하는 단계를 포함하는
최적 경로 생성 방법.As a method of generating an optimal route for an unmanned vehicle,
Generating continuous spatial mobility information based on the navigation information driven by the unmanned vehicle,
A first trajectory between the first wide path point and the second wide path point among the plurality of wide path points on the wide path; ),
The preset reference point ( ) And the generated first trajectory ( Generating a plurality of candidate paths of which the end position is free for.
Calculating a cost for each of the plurality of candidate paths based on the continuous spatial mobility information;
Selecting a candidate path having the lowest cost among the plurality of candidate paths as an optimal path;
How to create the best route.
상기 제 1 궤적은 상기 제 1 광역 경로점에서의 상기 무인 차량의 초기 속도와 초기 방향각 그리고 상기 제 2 광역 경로점에서의 상기 무인 차량의 종말 속도와 종말 방향각에 기초하여 생성되는
최적 경로 생성 방법.The method of claim 1,
The first trajectory is generated based on an initial speed and an initial direction angle of the unmanned vehicle at the first wide path point and an end speed and an end direction angle of the unmanned vehicle at the second wide path point.
How to create the best route.
상기 복수개의 후보 경로()는
를 만족하고, 이 경우 는 상기 제 1 궤적()과 상기 기설정된 기준점()에 대한 경로 제어 매개 변수(path control parameter)인
최적 경로 생성 방법.The method of claim 1,
The plurality of candidate paths ( )
Satisfies this case, Is the first trajectory ( ) And the preset reference point ( Path control parameter for
How to create the best route.
상기 경로 제어 매개 변수()의 초기값은 랜덤값이며,
소정의 횟수 동안 상기 제어 매개 변수를 갱신하면서 상기 복수개의 후보 경로가 반복적으로 생성되는
최적 경로 생성 방법.The method of claim 3, wherein
The path control parameters ( ) Is the random value,
The plurality of candidate paths are repeatedly generated while updating the control parameter for a predetermined number of times.
How to create the best route.
상기 반복적으로 생성된 복수개의 후보 경로 중에서 가장 적은 비용이 산출된 후보 경로가 상기 최적 경로로서 선택되는
최적 경로 생성 방법.The method of claim 4, wherein
The candidate path having the lowest cost among the plurality of repeatedly generated candidate paths is selected as the optimal path.
How to create the best route.
상기 최적 경로로서 선택하는 단계는 상기 연속 공간 가동성 정보의 Gradient 정보를 이용하는
최적 경로 생성 방법.The method of claim 3, wherein
The step of selecting as the optimal path uses the gradient information of the continuous spatial mobility information.
How to create the best route.
상기 후보 경로 각각에 대한 비용은 기구학 구속조건(kinematic constraints)과 경계 조건(boundary conditions) 중 적어도 하나에 또한 기초하는
최적 경로 생성 방법.The method of claim 1,
The cost for each of the candidate paths is also based on at least one of kinematic constraints and boundary conditions.
How to create the best route.
상기 최적 경로의 종말 위치가 상기 제 2 광역 경로점과 제 3 광역 경로점에 대한 최적 경로 생성을 위한 초기 위치로 이용되는
최적 경로 생성 방법.The method of claim 5,
The end position of the optimal path is used as an initial position for generating an optimal path for the second wide path point and the third wide path point.
How to create the best route.
무인 차량이 주행한 항법 정보를 기초로 연속 공간 가동성 정보를 생성하는 연속 공간 정보 생성부와,
최적 경로 생성부를 포함하되,
상기 최적 경로 생성부는,
광역 경로 상의 복수의 광역 경로점 중에서 제 1 광역 경로점과 제 2 광역 경로점 사이의 제 1 궤적()을 생성하고,
기설정된 기준점()과 상기 생성된 제 1 궤적()에 대해 종말 위치가 free 인 복수개의 후보 경로를 생성하고,
상기 연속 공간 가동성 정보에 기초하는 상기 복수개의 후보 경로 각각에 대한 비용을 산출하고,
상기 복수개의 후보 경로 중에서 가장 적은 비용이 산출된 후보 경로를 최적 경로로서 선택하는
최적 경로 생성 장치.A device for generating an optimal route for an unmanned vehicle,
A continuous spatial information generator for generating continuous spatial mobility information based on navigation information driven by an unmanned vehicle,
Including the optimal path generator,
The optimum path generation unit,
A first trajectory between the first wide path point and the second wide path point among the plurality of wide path points on the wide path; ),
The preset reference point ( ) And the generated first trajectory ( Generate a plurality of candidate paths with the end position free for
Calculate a cost for each of the plurality of candidate paths based on the continuous spatial mobility information,
Selecting a candidate path having the lowest cost among the plurality of candidate paths as an optimal path
Optimal path generation device.
상기 제 1 궤적은 상기 제 1 광역 경로점에서의 상기 무인 차량의 초기 속도와 초기 방향각 그리고 상기 제 2 광역 경로점에서의 상기 무인 차량의 종말 속도와 종말 방향각에 기초하여 생성되는
최적 경로 생성 장치.The method of claim 9,
The first trajectory is generated based on an initial speed and an initial direction angle of the unmanned vehicle at the first wide path point and an end speed and an end direction angle of the unmanned vehicle at the second wide path point.
Optimal path generation device.
상기 복수개의 후보 경로()는
를 만족하고, 이 경우 는 상기 제 1 궤적()과 상기 기설정된 기준점()에 대한 경로 제어 매개 변수(path control parameter)인
최적 경로 생성 장치.The method of claim 9,
The plurality of candidate paths ( )
Satisfies this case, Is the first trajectory ( ) And the preset reference point ( Path control parameter for
Optimal path generation device.
상기 경로 제어 매개 변수()의 초기값은 랜덤값이며,
소정의 횟수 동안 상기 제어 매개 변수를 갱신하면서 상기 복수개의 후보 경로가 반복적으로 생성되는
최적 경로 생성 장치.The method of claim 11,
The path control parameters ( ) Is the random value,
The plurality of candidate paths are repeatedly generated while updating the control parameter for a predetermined number of times.
Optimal path generation device.
상기 반복적으로 생성된 복수개의 후보 경로 중에서 가장 적은 비용이 산출된 후보 경로가 상기 최적 경로로서 선택되는
최적 경로 생성 장치.The method of claim 12,
The candidate path having the lowest cost among the plurality of repeatedly generated candidate paths is selected as the optimal path.
Optimal path generation device.
상기 후보 경로 각각에 대한 비용은 기구학 구속조건(kinematic constraints)과 경계 조건(boundary conditions) 중 적어도 하나에 또한 기초하여 산출되는
최적 경로 생성 장치.The method of claim 9,
The cost for each of the candidate paths is also calculated based on at least one of kinematic constraints and boundary conditions.
Optimal path generation device.
상기 최적 경로의 종말 위치가 상기 제 2 광역 경로점과 제 3 광역 경로점에 대한 최적 경로 생성을 위한 초기 위치로 이용되는
최적 경로 생성 장치.The method of claim 13,
The end position of the optimal path is used as an initial position for generating an optimal path for the second wide path point and the third wide path point.
Optimal path generation device.
프로세서로 하여금,
무인 차량이 주행한 항법 정보를 기초로 연속 공간 가동성 정보를 생성하는 단계와,
광역 경로 상의 복수의 광역 경로점 중에서 제 1 광역 경로점과 제 2 광역 경로점 사이의 제 1 궤적()을 생성하는 단계와,
기설정된 기준점()과 상기 생성된 제 1 궤적()에 대해 종말 위치가 free 인 복수개의 후보 경로를 생성하는 단계와,
상기 연속 공간 가동성 정보에 기초하여, 상기 복수개의 후보 경로 각각에 대한 비용을 산출하는 단계와,
상기 복수개의 후보 경로 중에서 가장 적은 비용이 산출된 후보 경로를 최적 경로로서 선택하는 단계를
수행하게 하는 명령어를 포함하는 프로그램이 기록되어 있는
컴퓨터 판독 가능 기록 매체.A computer readable recording medium,
Let the processor
Generating continuous spatial mobility information based on the navigation information driven by the unmanned vehicle,
A first trajectory between the first wide path point and the second wide path point among the plurality of wide path points on the wide path; ),
The preset reference point ( ) And the generated first trajectory ( Generating a plurality of candidate paths of which the end position is free for.
Calculating a cost for each of the plurality of candidate paths based on the continuous spatial mobility information;
Selecting a candidate path having the lowest cost among the plurality of candidate paths as an optimal path;
The program containing the instructions to be executed is recorded.
Computer-readable recording media.
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