• 제목/요약/키워드: Path replanning

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무인 항공기를 위한 실시간 경로 재계획 기법: RRT*와 LOSPO를 활용한 환경 변화 고려 (Real-time Path Replanning for Unmanned Aerial Vehicles: Considering Environmental Changes using RRT* and LOSPO)

  • 안정우;우지원;김현섭;박상윤;남경래
    • 한국항행학회논문지
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    • 제27권4호
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    • pp.365-373
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    • 2023
  • 무인 항공기는 다양한 분야에서 널리 활용되고 있으며, 실시간 경로 재계획은 이들 기기의 안전성과 효율성을 향상하는 핵심 요소이다. 본 논문에서는 RRT*와 LOSPO를 기반으로 한 실시간 경로 재계획 기법을 제안한다. 제안된 기법은 먼저 RRT* 알고리즘을 활용하여 초기 경로를 생성하고, LOSPO를 이용하여 경로를 최적화한다. 또한 최적화된 경로를 궤적으로 변경하여 실제 시간과 항공기의 동적한계를 고려할 수 있다. 이 과정에서 환경 변화와 충돌 위험을 실시간으로 감지하고, 필요한 경우 경로를 재계획함으로써 안전한 운행을 유지한다. 이 방법은 시뮬레이션을 통한 실험을 통해 검증되었다. 본 논문의 결과는 무인 항공기의 실시간 경로 재계획에 관한 연구에 중요한 기여할 것으로 기대한다. 또한 이 기법을 다양한 상황에 적용함으로써 무인 항공기의 안전성과 효율성을 향상시킬 수 있다.

4D 환경정보를 반영한 광역 경로수정계획 기법에 관한 연구 (An Approach to Global Path Replanning Method Considering 4D Environmental Information)

  • 곽동준;신종호;김종희
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.779-788
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    • 2016
  • In this paper, a global path replanning method is proposed in order to plan a global path minimizing the risk of the unmanned vehicle on the battlefield. We first introduce 4D environmental information consisting of mobility, visibility, kill, and hit attributes, and a unified threat map and a mobility map are defined by the four attributes. Using the mobility map, the unmanned vehicle can find the shortest path on the traversable area. And then taking into account the deterrent according to the type of the unmanned vehicle on the integrated threat map, the vehicle can generate a route to suppress or avoid the threat of enemy as well. Moreover, we present a waypoints bypassing method to exclude unnecessary waypoints rather than the mission point when planning paths for the multiple waypoints.

동적 변화 환경에서 다중 임무점 방문을 위한 최적 경로 계획 알고리즘 (Optimal Path Planning Algorithm for Visiting Multiple Mission Points in Dynamic Environments)

  • 이호형;장우혁;장환철
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권5호
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    • pp.379-387
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    • 2019
  • 다중 임무점 방문을 위한 경로 계획의 복잡도는 단일 구간 경로 계획을 위한 복잡도보다 크게 더 높다. n개의 다중 임무점을 방문하는 경로 계획을 위해서는 $n^2+n$번의 단일 구간 경로 계획이 필요하다. 본 논문에서는 동적 변화 환경에서 다중 임무점을 방문하기 위한 최적의 경로 계획 알고리즘인 Multiple Mission $D^*$ Lite($MMD^*L$) 알고리즘을 제안하였다. $MMD^*L$은 앞서 수행된 단일 구간 경로 계획 정보를 재사용함으로써 복잡도를 감소시킨다. 시뮬레이션 결과를 통해 경로의 최적성은 양보하지 않으면서도 복잡도가 급격하게 감소하였음을 확인하였다.

Boundary-RRT* Algorithm for Drone Collision Avoidance and Interleaved Path Re-planning

  • Park, Je-Kwan;Chung, Tai-Myoung
    • Journal of Information Processing Systems
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    • 제16권6호
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    • pp.1324-1342
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    • 2020
  • Various modified algorithms of rapidly-exploring random tree (RRT) have been previously proposed. However, compared to the RRT algorithm for collision avoidance with global and static obstacles, it is not easy to find a collision avoidance and local path re-planning algorithm for dynamic obstacles based on the RRT algorithm. In this study, we propose boundary-RRT*, a novel-algorithm that can be applied to aerial vehicles for collision avoidance and path re-planning in a three-dimensional environment. The algorithm not only bounds the configuration space, but it also includes an implicit bias for the bounded configuration space. Therefore, it can create a path with a natural curvature without defining a bias function. Furthermore, the exploring space is reduced to a half-torus by combining it with simple right-of-way rules. When defining the distance as a cost, the proposed algorithm through numerical analysis shows that the standard deviation (σ) approaches 0 as the number of samples per unit time increases and the length of epsilon ε (maximum length of an edge in the tree) decreases. This means that a stable waypoint list can be generated using the proposed algorithm. Therefore, by increasing real-time performance through simple calculation and the boundary of the configuration space, the algorithm proved to be suitable for collision avoidance of aerial vehicles and replanning of local paths.

동적 환경에서의 실시간 경로 설정 방법 (Real-time path replanning in dynamic environments)

  • 곽재혁;임준홍
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제43권6호
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    • pp.1-8
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    • 2006
  • 이동로봇의 경로 설정과 장애물 회피에 관한 문제는 이동로봇을 제어하기 위한 기본적인 문제로서 지금까지 많은 연구가 진행되어 오고 있다. 다양한 센서들로부터 얻어지는 정보는 로봇이 진행하기 위한 경로에 대한 결정과 장애물에 대한 정보를 제공해준다. 대부분의 연구들은 제한 조건이 존재하는 경우에서 그 상황에 알맞은 방법들이 대부분이며, 다른 상황을 해결하기에는 어려움이 있다. 또한, 최적화된 경로에 대한 좋은 결과를 만들기 위해서는 복잡한 계산 과정을 통해서 시간 지연이 발생하게 된다. 이와 같은 처리 방법은 움직이는 장애물의 회피와 같이 빠른 처리를 필요로 하는 상황에서 단점으로 작용한다. 본 논문에서는 장애물과 이동 가능한 경로들의 영역을 작은 영역들이 분포하는 공간으로 변형하고 이와 같이 구성된 공간에서 밀도와 연결 상태를 통해 이동 로봇이 진행 할 수 있는 최단 경로를 결정하는 방법을 제안한다. 제안된 방법에서 작은 영역들은 자신의 번호를 가지게 되며, 주변 영역들의 개수를 통해 이동 경로를 결정하게 된다.