• The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems
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• v.21 no.1
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• pp.273-286
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• 2022

An HD map is essential in the automated driving of level 4 and above to generate the vehicle's global path since it contains road information and each road's lane information. Therefore, all the road elements in the HD map must be correctly defined to construct the correct road network necessary to generate the global path. But unfortunately, it is not difficult to find various errors even in the most recent HD maps. Hence, a preprocessing algorithm has been developed to detect and correct errors in the HD map. This error detection and correction result in constructing the correct road network for use in global path planning. Furthermore, the algorithm was tested on real roads' HD maps, demonstrating its validity.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2023.05a
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• pp.84-85
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• 2023

자율운항선박은 인공지능, 센서 및 통신 기술을 활용하여 스스로 운항하는 선박으로, IMO 자율화등급 3단계 이상의 자율운항선박을 개발하여 선원의 개입을 최소화하기 위해 많은 연구가 진행 중이다. 항만에서는 스마트항만을 위한 연구와 함께 자율운항선박과 스마트항만간 연계를 통한 운항 효율성 향상이 주목받고 있다. 운항 효율성 향상을 위해 과거 항적 데이터 및 항만 Port-mis 데이터를 활용한 입출항 지원 연구가 진행되면서 자율운항선박이 통항량이 적은 시간에 항만에 도착할 수 있도록 스케쥴링 계획 및 이에 따른 전역경로 생성 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 입출항 스케쥴링을 통해 자율운항선박 전역경로가 생성되어 운항 중 급작스런 통향량 증가나 다른 외부요인으로 인해 정박지에서의 대기가 필요한 경우 정박지 대기를 고려한 자율운항선박의 전역경로를 생성에 대한 고려사항을 연구하였다.

• KIPS Transactions on Software and Data Engineering
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• v.3 no.9
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• pp.369-374
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• 2014

Path generation methods are required for safe and efficient driving in unmanned autonomous vehicles. There are two kinds of paths: global and local. A global path consists of all the way points including the source and the destination. A local path is the trajectory that a vehicle needs to follow from a way point to the next in the global path. In this paper, we propose a novel method for local path generation through machine learning, with an effective curve function used for initializing the trajectory. First, reinforcement learning is applied to a set of candidate paths to produce the best trajectory with maximal reward. Then the optimal steering angle with respect to the trajectory is determined by training an artificial neural network. Our method outperformed existing approaches and successfully found quality paths in various experimental settings, including the cases with obstacles.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2023.05a
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• pp.79-80
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• 2023

본 연구에서는 자율운항선박이 복잡한 항계 내에서 다양한 해상 객체와의 충돌을 회피하기 위하여 계층적 경로 생성 기법을 연계하는 프레임워크를 제안한다. 항계 내에는 항로를 항행하는 선박 외에도 정박 영역 내 정박 또는 묘박 중인 선박뿐만 아니라 항로 표지나 부표와 같은 정적 객체들이 다양하게 분포되어 있다. 자율운항선박의 효율적 운항을 위해서는 운항 중에 조우하게 되는 객체의 정적/동적 속성에 따라 경로 생성 기법이 달리 적용되어야 한다. 본 연구에서 제안한 경로 생성 프레임워크는 항계 내의 정적 객체나 항행 가항 영역 및 항행 불가항 영역 등에 대한 위치 정보들은 사전적 정보로 활용 가능하므로, 샘플링 기반의 전역 경로 생성 기법을 적용하여, 초기 출발지에서 최종 목적지까지의 예상 경로를 생성한다. 그리고 생성된 전역 경로를 추종하며 운항하는 과정에서 조우하게 되는 동적 객체들과의 조우 상황별 국제해상 충돌예방규칙(COLREGs)을 고려한 지역 경로를 생성한다. 샘플링 기반의 전역 경로와 국소 영역에서의 충돌 회피를 위한 지역 경로를 연계하기 위한 계층적 경로 생성 프레임워크를 설계하고, 수치 시뮬레이션을 통해 제안한 프레임워크의 유용성을 검증하였다.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.13 no.3
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• pp.15-22
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• 2019

In this paper, a global and local flight path system for autonomous flight of the UAV is proposed. The overall system is based on the ROS robot operating system. The UAV in-built computer detects obstacles through 2-D Lidar and generates real-time local path and global path based on VFH and Modified $RRT^*$-Smart, respectively. Additionally, a movement command is issued based on the generated path on the UAV flight controller. The ground station computer receives the obstacle information and generates a 2-D SLAM map, transmits the destination point to the embedded computer, and manages the state of the UAV. The autonomous UAV flight system of the is verified through a simulator and actual flight.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.21 no.2
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• pp.268-275
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• 2011

This paper proposes two optimal path planning methods of a mobile robot using uDEAS (univariate Dynamic Encoding Algorithm for Searches). Before start of autonomous traveling, a self-controlled mobile robot must generate an optimal global path as soon as possible. To this end, numerical optimization method is applied to real time path generation of a mobile robot with an obstacle avoidance scheme and the basic path generation method based on the concept of knot and node points between start and goal points. The first improvement in the present work is to generate diagonal paths using three node points in the basic path. The second innovation is to make a smooth path plotted with the blending polynomial using uDEAS. Effectiveness of the proposed schemes are validated for several environments through simulation.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.22 no.6
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• pp.623-629
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• 2018

In this paper, we propose a real-time obstacle detection and avoidance path generation algorithm for UAV. 2-D Lidar is used to detect obstacles, and the detected obstacle data is used to generate real-time histogram for local avoidance path and a 2-D SLAM map used for global avoidance path generation to the target point. The VFH algorithm for local avoidance path generation generates a real-time histogram of how much the obstacles are distributed in the vector direction and distance, and this histogram is used to generate the local avoidance path when detecting near fixed or dynamic obstacles. We propose an algorithm, called modified $RRT^*-Smart$, to overcome existing limitations. That generates global avoidance path to the target point by creating lower costs because nodes are checked whether or not straight path to a target point, and given arbitrary lengths and directionality to the target points when nodes are created. In this paper, we prove the efficient avoidance maneuvering through various simulation experiment environment by creating efficient avoidance paths.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1904-1905
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• 2011

본 논문은 자율 주행 차량을 위한 안전한 등반 경로 계획기법을 다룬다. 일반적인 경로 계획과는 달리 주행 시 안전을 최우선으로 한다. 이를 위해 주행에 방해되거나 위험한 지형을 포함하는 전역 포텐셜 필드를 생성하고, 생성된 전역 포텐셜 필드에서 가장 안전한 경로를 계획하기 위해 영상 처리 기법과 경로 선정 규칙을 제안한다. 제안하는 방법은 간단한 영상 처리 기법을 이용함으로써 경로 계획에 요구되는 정보량과 연산량을 줄일 수 있으며, 인간의 직관과 유사한 안전한 경로 계획 결과를 얻을 수 있다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.15 no.7
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• pp.4482-4488
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• 2014

This paper proposes the creation scheme of a threat map for robot global path planning. The threat map was generated using neural network theory by analyzing the robot's armament state and the menace information of an enemy or obstacle. In addition, the performance of the suggested method was verified using the compared result of the damage amount and existing robot path data.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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• pp.1809-1810
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• 2008

자율이동로봇의 동특성을 고려하여 실용적인 경로를 생성하는 방법을 제안한다. 목표 지점까지 장애물을 회피하고, 자율이동로봇의 속도 및 조향각 등을 고려하여, 최적에 가까운 경로를 생성하는 방법을 다룬다. 본 논문에서 골격선 그래프를 구성하여 딕스트라알고리즘으로 초기 전역 경로를 설정하고, 이를 로봇의 동특성을 고려하여 동적 프로그래밍을 통해 경로를 개선한다. 개선된 경로는 자율이동로봇이 이동하는데 걸리는 시간을 단축한다. 마지막으로 시뮬레이션을 통해 제안하는 방법의 성능을 검증한다.