Efficient Robot Cleaning Algorithm based on Set Cover Algorithm

셋 커버 알고리즘을 이용한 효율적인 로봇 청소 알고리즘

In this paper, we propose a new robot cleaning algorithm, which we call SetClean. The new algorithm cleans from the most less complex area. Sometimes, when the cleaning completion time can be longer or can not be estimated, cleaning larger area first is better than optimizing the whole time for cleaning. To do this, SetClean algorithm divides the whole area into cleanable sub-areas using Set Cover algorithm and cleans the area in the order of high efficiency that maximize the cleanable area per unit time. SetClean algorithm decides the navigation flow by considering not only the size of the area but also the distance from the current robot location to the area to be cleaned and the delay time caused by the number of turns within the area. The experimental results show the mechanism and performance of the SetClean algorithm.

본 논문에서는 가장 덜 복잡한 공간부터 청소하는 공간 효율적인 새로운 로봇 청소 알고리즘인 SetClean 알고리즘을 제안한다. 청소 완료 시간이 길어지거나, 예측하기 어려운 경우에는 전체 청소 완료시간을 최적화하기보다는 가능한 빠른 시간에 가장 넓은 공간을 최대한 청소하는 것이 유리한 경우가 있다. 이를 위해 SetClean 알고리즘에서는 전체 공간을 셋 커버 알고리즘을 이용하여 청소 가능한 공간으로 구분하고, 단위 시간 당 청소 효율이 가장 높은 공간부터 청소를 진행하게 된다. SetClean 알고리즘은 해당 청소 가능 구역의 면적뿐만 아니라 로봇의 현재위치로부터 해당 청소 구역까지의 이동 거리, 청소 구역 내에서의 로봇의 회전으로 인한 지연 시간 등을 고려하여 최적의 청소 순서를 결정한다. 실험을 통해 SetClean 알고리즘의 동작 과정 및 성능을 보여준다.