로드맵을 이용한 다개체 이동로봇의 충돌회피 알고리즘

Abstract

이동 로봇의 경로계획이란 작업공간에서 로봇이 장애물과의 충돌 없이 출발자세에서 도착자세까지 도달할 수 있는 경로를 생성하는 것을 말한다. 로드맵은 안전한 상태공간의 연결성을 나타내는 1차원 선분으로 이루어진 네트워크로써, 출발상태에서 도착상태까지의 경로를 생성할 수 있게 한다. 골격지도는 이 로드맵의 일종으로 장애물이 존재하는 작업공간에서 자유공간의 중간지점들을 연결한 점들의 집합으로 자유공간의 위상(位相)을 나타낸다. 이 골격지도는 로봇을 충돌로부터 안전하게 하지만, 장애물로부터 필요이상의 거리를 두게 하고 급격한 회전을 하게 하는 단점을 갖는다. 이 논문에서는 첫째로, 위의 골격지도의 단점을 보완한 새로운 로드맵을 생성하는 알고리즘을 제안한다. 둘째로, 같은 작업공간에서 각각 출발점에서 출발하여 도착점으로 경로를 따라 이동하는 두 대의 이동로봇이 만났을 때 충돌을 회피하는 알고리즘을 제안한다. 두 로봇은 위에서 제안한 로드맵을 보완한 로드맵을 이용하여 충돌로부터 안전한 최적의 경로 쌍을 찾아 주행한다. 시뮬레이션 결과로 제안된 로드맵 생성알고리즘과 두 대의 로봇의 충돌회피 알고리즘의 효용성을 검증한다.