KR101916527B1

KR101916527B1 - Control method for autonomous navigation of unmanned ground vehicle

Info

Publication number: KR101916527B1
Application number: KR1020160131871A
Authority: KR
Inventors: 곽동준; 신종호; 김종희
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2016-10-12
Filing date: 2016-10-12
Publication date: 2018-11-07
Also published as: KR20180040246A

Abstract

본 발명은 무인차량의 자율주행 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무인차량의 자율주행 제어 방법은, 운용스테이션으로부터 경유지점에 대한 정보를 수신하여 운용자 경유지점을 초기화하는 단계; 상기 수신된 경유지점에 대한 정보를 활용하여 경로통과 경유지점들을 순차적으로 등록하는 단계; 외부환경에 따라 상기 등록된 경유지점들 중 불필요 경유지점을 처리하는 단계; 및 상기 불필요 경유지점을 제외한 나머지 경유지점에 대하여 우회 경로계획을 수행하는 단계;를 포함한다.The present invention relates to a method for controlling an autonomous drive of an unmanned vehicle. An autonomous vehicle control method for an unmanned vehicle according to an embodiment of the present invention includes the steps of: receiving information on a waypoint from an operation station and initializing a point via an operator; Sequentially registering the route passing points using information on the received via point; Processing an unnecessary transit point among the registered transit points according to an external environment; And performing a bypass route planning for remaining non-essential via points.

Description

무인차량의 자율주행 제어 방법{CONTROL METHOD FOR AUTONOMOUS NAVIGATION OF UNMANNED GROUND VEHICLE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a control method for an autonomous vehicle,

본 발명은 무인차량의 자율주행 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무인차량 자율주행을 위한 전역 경로 수정계획에 있어 다수 경유지점의 위치와 유형에 따라 불필요한 경유지점을 파악하고 해당 경유지점을 우회하는 전역경로를 자동으로 생성하는 무인차량의 자율주행 제어 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and an apparatus for controlling an autonomous driving of an unmanned vehicle, and more particularly, to a method and an apparatus for controlling an autonomous driving of an unmanned vehicle, And more particularly, to a method and apparatus for autonomous driving control of an unmanned vehicle.

유인체계 대비 경제적이고 작전의 신속성을 보장할 수 있으면서도 각종 첨단기술이 망라된 복합시스템으로 부가가치가 큰 무인전투체계에 대한 활용도가 높아지고 있다. 무인전투체계의 효과적인 운용을 위해서는 지휘통제의 주체가 되는 지휘통제차량에서 군사적 운용개념이 적용된 무인차량의 임무통제 방법이 매우 중요하다.It is economical and quick in operation compared to the incentive system, but it is also applied to the unmanned combat system with high value added as a combined system of various advanced technologies. For effective operation of the unmanned combat system, it is very important to control the duty of the unmanned vehicle to which the concept of military operation is applied in the command control vehicle which is the subject of command control.

이러한 임무통제는 근접제어, 원격통제 및 자율주행이 있으며, 무인전투체계에서 운용개념상 자율주행방법이 가장 효과적인 방법이다.These tasks include proximity control, remote control, and autonomous driving. In the unmanned combat system, autonomous driving is the most effective method.

자율주행에서 무인차량은 경로계획을 통해 이동경로를 생성하고, 이동경로를 따라 주행하게 된다. 경로계획은 지도가 주어진 상태에서 전체경로를 생성하는 전역경로계획과 센서값들로부터 환경을 인지하며 목표점에 도달하는 지역경로계획이 있다.In the autonomous driving, the unmanned vehicle generates the traveling route through the route planning and travels along the traveling route. The path planning is a global path planning that generates the entire path with the map given, and a local path plan that recognizes the environment from the sensor values and reaches the target point.

전역경로계획은 경로 계획 대상지역을 복수 개의 영역들로 구분하고, 각 영역에 입력된 비용 정보에 대하여 목표 지점까지 최저의 비용으로 도달하기 위한 영역들을 선택함으로써 연결되는 경로를 생성하는 것을 의미한다. 이러한 전역경로계획을 위해 보르노이다이어그램, 구배법, A* 알고리즘 등 다양한 방법들이 개발되었으나 경로이탈 또는 새로운 장애물이 발견시 다시 경로를 생성하여야 하므로 실시간으로 적용하기에 문제가 있었다.The global path planning means to divide the path planning target area into a plurality of areas and to generate a connected path by selecting areas to reach the target point at the lowest cost with respect to the cost information inputted in each area. Various methods such as Voronoi diagram, gradient method, and A * algorithm have been developed for this global path planning, but there has been a problem to apply it in real time because path must be generated again when a path deviation or new obstacle is found.

한편, 운용스테이션으로부터 전송받는 경유지점은 반드시 통과해야 하는 임무지점과 불필요한 경우 제외할 수 있는 비임무지점으로 구분할 수 있다.On the other hand, the waypoint received from the operation station can be classified into a mission point that must pass and a non-mission point that can be excluded when it is unnecessary.

그러나, 기존의 방법에서는 외부 환경변화(장애물)에 대응하여 전역경로 수정계획 시 경유지점의 유형(임무/비임무)에 따라 불필요한 경유지점을 판별하고 이를 반영하여 경로계획을 수행할 수 없다는 문제점이 있었다.However, in the existing method, it is not possible to perform the route planning by determining unnecessary route points according to the type (mission / non-mission) of the route point in the global route modification plan in response to the external environment change (obstacle) there was.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 운용자 경유지점을 및 등록하고 등록된 경유지점들 중 불필요 경유지점을 처리하여 불필요 경유지점을 제외한 나머지 경유지점에 대하여 우회 경로계획을 수행하는 무인차량의 자율주행 제어 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for managing an unauthorized route passing through an unauthorized route, And to provide an autonomous running control method and apparatus for an unmanned vehicle.

전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 무인차량의 자율주행 제어 방법은, 운용스테이션으로부터 경유지점에 대한 정보를 수신하여 운용자 경유지점을 초기화하는 단계; 상기 수신된 경유지점에 대한 정보를 활용하여 경로통과 경유지점들을 순차적으로 등록하는 단계; 외부환경에 따라 상기 등록된 경유지점들 중 불필요 경유지점을 처리하는 단계; 및 상기 불필요 경유지점을 제외한 나머지 경유지점에 대하여 우회 경로계획을 수행하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an autonomous vehicle running control method for an unmanned vehicle, the method comprising: receiving information on a via point from an operating station and initializing a point via an operator; Sequentially registering the route passing points using information on the received via point; Processing an unnecessary transit point among the registered transit points according to an external environment; And performing a bypass route planning for remaining non-essential via points.

상기 경로통과 경유지점들을 순차적으로 등록하는 단계는, 상기 경유지점 시퀸스 리스트를 설정하는 단계; 현재위치부터 운용자 지정 경유지점 간의 순차 경로를 생성하는 단계; 생성된 모든 경로에 대해 개별 경로가 통과하는 경유지점들을 순서대로 리스트(Ws)에 등록하는 단계; 및 상기 운용자 지정 경유지점이 목표지점인지 판별하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of sequentially registering the pass-through points includes: setting the pass-through point sequence list; Generating a sequential path between a current location and an operator designated route point; Registering in the list (Ws) the via points to which the individual paths pass for all generated paths in order; And determining whether the operator designated waypoint point is a target point.

상기 목표지점인지 판별하는 단계에서, 상기 운용자 지정 경유지점이 목표지점이 아닌 경우, 현재위치부터 운용자 지정 경유지점 간의 순차 경로를 생성하는 것을 특징으로 한다.In the step of determining whether the destination is the target point, when the operator designated waypoint point is not the target point, a sequential path between the current position and the operator designated waypoint is generated.

상기 불필요 경유지점을 처리하는 단계는, 등록된 상기 리스트(Ws)에서 불필요 경유지점을 판별하는 단계; 및 상기 불필요 경유지점을 상기 운용자 경유지점으로부터 제외하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of processing the unnecessary passing points may include: determining an unnecessary passing point in the registered list Ws; And eliminating the unnecessary transit point from the point via the operator.

상기 우회 경로계획을 수행하는 단계는, 상기 불필요 경유지점을 제외한 나머지 경유지점에 대해 우회 경로계획을 수행하는 단계; 및 운용자 지정 경유지점이 목표지점인지 판별하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of performing the bypass route planning may include: performing a bypass route planning for remaining non-essential via points; And determining whether the operator designated waypoint is a target point.

상기 우회 경로계획을 수행하는 단계는 D* lite 알고리즘을 이용하여 우회 경로계획을 수행하는 것을 특징으로 한다.The step of performing the bypass path planning is characterized in that the bypass path planning is performed using the D * lite algorithm.

상기 불필요 경유지점을 처리하는 단계는 주행 가능 여부가 판단된 격자지도를 이용하여 장애물에 반응하여 불필요 경유지점을 처리하는 것을 특징으로 한다.The processing of the unnecessary transit point may be performed by processing an unnecessary transit point in response to an obstacle using the grid map on which it is determined that the vehicle can travel.

전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 무인차량의 자율주행 제어 장치는, 주행 가능 여부가 판단된 격자지도를 생성하는 격자지도 생성부; 기 입력된 지도와 지형특성, 임무 위험도를 고려하여 목표지점까지 도달하기 위해 거쳐갈 경유지점들을 생성하는 전역경로계획 수립부; 지형과 외부환경의 변화에 따라 생성된 경유지점을 수정하여 재생성하는 전역경로계획 수정부; 및 상기 전역경로계획 수정부에서 생성된 경로를 추종하도록 무인차량을 제어하는 주행 제어부;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an autonomous vehicle control system for an unmanned vehicle, including: a lattice map generation unit for generating a lattice map on which it is determined whether or not the vehicle can travel; A global path planning unit for generating path points to reach the target point in consideration of the inputted map, topographic characteristics, and mission risk; A global path planning module for modifying and regenerating the generated duel points according to changes in the topography and the external environment; And a driving control unit for controlling the unmanned vehicle so as to follow the path generated by the global path planning unit.

상기 전역경로계획 수정부는, 수신된 경유지점에 대한 정보를 활용하여 경로통과 경유지점들을 순차적으로 등록하는 경로통과 경유점 등록부; 외부환경에 따라 상기 등록된 경유지점들 중 불필요 경유지점을 처리하는 불필요 경유지점 처리부; 및 상기 불필요 경유지점을 제외한 나머지 경유지점에 대하여 우회 경로계획을 수행하는 우회경로계획 수행부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The global route plan modification unit may include: a route passing destination registering unit for sequentially registering the route passing points using information about the received via point; An unnecessary passing point processing unit for processing an unnecessary waypoint among the registered waypoints according to the external environment; And a bypass route plan execution unit for performing a bypass route planning for the remaining non-required route passing points.

상기 우회 경로계획 수행부는 D* lite 알고리즘을 이용하여 우회 경로계획을 수행하는 것을 특징으로 한다.And the bypass path plan execution unit performs the bypass path planning using the D * lite algorithm.

본 발명에 의하면, 무인차량이 외부 환경변화(장애물)에 반응하여 광역경로를 재계획할 때, 다수의 운용자 경유지점 중 임무지점이 아닌 불필요한 경유지점을 판별하고, 해당 경유지점을 우회하는 광역경로를 자동으로 생성할 수 있다.According to the present invention, when an unmanned vehicle re-plans a wide-area route in response to an external environment change (an obstacle), unnecessary route points other than the mission point among the plurality of operator-via points are discriminated, Can be automatically generated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인차량의 자율주행 제어 방법의 개략적인 순서도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인차량의 자율주행 제어 방법의 순서도,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무인차량의 자율주행 제어 장치의 블록도,
도 4 및 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인차량의 경로수정계획결과를 나타내는 도면.FIG. 1 is a schematic flowchart of a method for controlling an autonomous running of an unmanned vehicle according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a flowchart of a method for controlling an autonomous running of an unmanned vehicle according to an embodiment of the present invention;
3 is a block diagram of an autonomous vehicle control system for an unmanned vehicle according to another embodiment of the present invention.
4 and 5 are diagrams showing a route correction plan result of an unmanned vehicle according to an embodiment of the present invention.

본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.It is to be understood that the words or words used in the present specification and claims are not to be construed in a conventional or dictionary sense and that the inventor can properly define the concept of a term to describe its invention in the best way And should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may be present. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

무인차량의 경로계획은

의 셀

상에서 이루어진다. 경로계획의 시작지점과 목표지점은 각각

,

이고, 무인차량의 경유지점은 반드시 통과해야 하는 임무지점

과 비임무지점

로 구분한다. 여기서 인덱스 집합

는 각각 시작, 목표, 그리고

번째 비임무/임무 지점을 나타낸다. 기본적으로 시작/목표지점은 임무지점으로 간주한다.The route planning of unmanned vehicles

Cell

Lt; / RTI > The starting point and the target point of the path planning are

,

, The point of passage of the unmanned vehicle must be a mission point

And non-mission branch

. Here,

Start, goal, and

The second non-mission / mission point. Basically, the start / goal point is considered to be a mission point.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인차량의 자율주행 제어 방법의 개략적인 순서도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인차량의 자율주행 제어 방법의 순서도이다.FIG. 1 is a schematic flowchart of a method for controlling an autonomous running of an unmanned vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart of a method for controlling an autonomous running of an unmanned vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인차량의 자율주행 제어 방법은, 운용스테이션으로부터 경유지점에 대한 정보를 수신하여 운용자 경유지점을 초기화하는 단계(S100); 상기 수신된 경유지점에 대한 정보를 활용하여 경로통과 경유지점들을 순차적으로 등록하는 단계(S200); 외부환경에 따라 상기 등록된 경유지점들 중 불필요 경유지점을 처리하는 단계(S300); 및 상기 불필요 경유지점을 제외한 나머지 경유지점에 대하여 우회 경로계획을 수행하는 단계(S400);를 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2, an autonomous vehicle control method for an unmanned vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention includes: (S100) receiving information on a via point from an operating station and initializing a point via an operator; (S200) sequentially registering the route passing points using information on the received via point; Processing an unnecessary waypoint among the registered waypoints according to an external environment (S300); And performing a bypass path planning for remaining non-essential via points (S400).

운용스테이션으로부터 경유지점에 대한 정보를 수신하여 운용자 경유지점을 초기화하는 단계(S100)는 시작/목표/비임무/임무지점들에 대한 정보가 지휘통제차량의 운용스테이션으로부터 무인차량으로 전달되어 광역 경로수정계획 시 시작/목표/임무/비임무 지점으로 초기화된다.The step S100 of receiving the information about the route passing point from the operation station and initializing the route via the operator (SlOO) is such that information about the start / target / non-mission / mission points is transmitted from the operation station of the command- It is initialized to Start / Goal / Mission / Non-Mission point in the revision plan.

경로통과 경유지점들을 순차적으로 등록하는 단계(S200)는 상기 수신된 경유지점에 대한 정보를 활용하여 경로통과 경유지점들을 순차적으로 등록하는 단계이다.The step S200 of sequentially registering the path passing through points is a step of sequentially registering the passing path passing points using the information about the received via point.

경로통과 경유지점들을 순차적으로 등록하는 단계(S200)는 상기 경유지점 시퀸스 리스트를 설정하는 단계(S210); 현재위치부터 운용자 지정 경유지점 간의 순차 경로를 생성하는 단계(S220); 생성된 모든 경로에 대해 개별 경로가 통과하는 경유지점들을 순서대로 리스트(Ws)에 등록하는 단계(S230); 및 상기 운용자 지정 경유지점이 목표지점인지 판별하는 단계(S240);를 포함한다.The step S200 of sequentially registering the route passing points includes setting the routing point sequence list S210; A step S220 of generating a sequential route between the current location and the operator-designated via-point; (S230) registering, in the list (Ws), the via points through which the individual paths pass for all generated paths in order; And determining whether the operator designated waypoint point is a target point (S240).

경유지점 시퀸스 리스트를 설정하는 단계(S210)에서 설정된 경유지점 시퀀스 리스트(Ws)에 대하여 추후 개별 경로가 통과하는 경유지점들이 순차적으로 등록되는 것이다.The points via which the individual route passes later are sequentially registered with respect to the route point sequence list Ws set in the step S210 of setting the route point sequence list.

현재위치부터 운용자 지정 경유지점 간의 순차 경로를 생성하는 단계(S220)는 장애물이 없는 상황에서 시작점에서부터 운용자 지정 경유지점 간의 순차 경로를 생성하는 것이다.The step S220 of generating a sequential route between the current location and the operator-designated via-point is to generate a sequential route from the starting point to the operator-designated via point in the absence of an obstacle.

예를 들어, 도 4(a)를 참조하면 장애물이 없는 상황에서 시작점에서 목표지점까지 세 개의 경로가 생성된 것을 확인할 수 있다. 즉, 경로 (

,

)들이 생성된다.For example, referring to FIG. 4 (a), it can be seen that three paths are generated from the starting point to the target point in the absence of an obstacle. That is,

,

Are generated.

경유지점들을 순서대로 리스트(Ws)에 등록하는 단계(S230)는 생성된 모든 경로에 대해 개별 경로가 통과하는 경유지점들을 상기 경유지점 시퀸스 리스트를 설정하는 단계(S210)에서 설정된 경유지점 시퀀스 리스트(Ws)에 등록하는 것이다.The step of registering the pass-through points in the list Ws in order (S230) includes the steps of setting the pass-through point sequence list through which the individual paths pass for all the created paths to the pass-through point sequence list (S210) Ws).

도 4의 경우 세 개의 경로가 경유지점 시퀀스 리스트(Ws)에 등록됨을 알 수 있다.In the case of FIG. 4, it can be seen that three paths are registered in the route point sequence list Ws.

상기 목표지점인지 판별하는 단계(S240)에서, 상기 운용자 지정 경유지점이 목표지점이 아닌 경우, 현재위치부터 운용자 지정 경유지점 간의 순차 경로를 생성한다. 또한, 운용자 지정 경유지점이 목표지점인 경우, 외부환경에 따라 상기 등록된 경유지점들 중 불필요 경유지점을 처리하는 단계(S300)로 넘어가게 된다.In step S240, if it is determined that the target point is not the target point, a sequential path between the current position and the operator designated route point is generated. If the operator designated waypoint point is the target point, the process goes to step S300 of processing the unnecessary waypoint among the registered waypoints according to the external environment.

외부환경에 따라 상기 등록된 경유지점들 중 불필요 경유지점을 처리하는 단계(S300)는 등록된 상기 리스트(Ws)에서 불필요 경유지점을 판별하는 단계(S310); 및 상기 불필요 경유지점을 상기 운용자 경유지점으로부터 제외하는 단계(S320);를 포함한다.The step (S300) of processing an unnecessary waypoint among the registered waypoints according to the external environment (S300) comprises: determining (S310) an unnecessary waypoint in the registered list Ws; And removing the unnecessary route passing point from the point via the operator (S320).

즉, 외부환경에 따라 상기 등록된 경유지점들 중 불필요 경유지점을 처리하는 단계(S300)는 등록된 리스트 Ws내의 임무(□)/비임무(○) 지점에 대해 임무지점과 임무지점 사이에 존재하는 모든 비임무 경유지점을 불필요한 사용자 경로점(

)으로 지정하여 제거하는 것이다. 이에 □-○-○-□-○-○-○-○-□와 같은 순서가 존재할 때, ○를 사용자 경로점에서 제외한다. In other words, the step (S300) of processing the unnecessary waypoint among the registered waypoints according to the external environment exists between the task point and the task point for the task (□) / non-task (○) All non-mission via points to unnecessary user route points

) To remove it. If there is a sequence such as □ - ○ - ○ - □ - ○ - ○ - ○ - ○ - □, o is excluded from the user path point.

보다 구체적으로, 도 4(b)와 같이

경로 사이에 장애물이 생겼을 때, 재계획 된 경로를 따라 통과한 지점들의 리스트를 도 4(c)와 같이 나열할 수 있다. More specifically, as shown in Fig. 4 (b)

When an obstacle occurs between paths, a list of points passed along the redesigned path can be listed as shown in FIG. 4 (c).

한편, 외부 환경변화는 경로에 장애물이 발생하는 상황을 의미하며, 외부 환경변화는 실시간으로 지휘통제차량의 운용스테이션으로부터 무인차량으로 전달될 수 있다.On the other hand, an external environment change means a situation where an obstacle occurs in a path, and external environmental change can be transmitted from an operation control station of a command control vehicle to an unmanned vehicle in real time.

상기 우회 경로계획을 수행하는 단계(S400)는, 상기 불필요 경유지점을 제외한 나머지 경유지점에 대해 우회 경로계획을 수행하는 단계(S410); 및 운용자 지정 경유지점이 목표지점인지 판별하는 단계(S420);를 포함한다.The step S400 of performing the bypass route planning may include a step S410 of performing a bypass route planning for the remaining non-required via points, And a step S420 of determining whether the operator designated waypoint point is a target point.

즉, 우회 경로계획을 수행하는 단계(S400)는 불필요한 경로점을 제외한 나머지 경유지점(

)에 대해 차례대로 경로계획을 수행한다.That is, the step of performing the detour path planning (S400) includes the steps of removing the unnecessary point points

) In order to perform the route planning.

예를 들어, 도 4(b)를 참조하면, 비임무 경유지점

와

를 제외한 경로

가 생성된 것을 확인할 수 있다.For example, referring to FIG. 4 (b), a non-

Wow

Path excluding

Is generated.

한편, 상기 우회 경로계획을 수행하는 단계(S400)는 D* lite 알고리즘을 이용하여 우회 경로계획을 수행하게 된다.Meanwhile, in the step S400 of performing the bypass route planning, the bypass route planning is performed using the D * lite algorithm.

종래에는 경로를 생성하기 위하여, 주로 A* 알고리즘을 이용하였다. 그러나, A* 알고리즘은 경로이탈 또는 새로운 장애물이 발견시 다시 경로를 생성하여야 하므로 실시간으로 적용하기에 문제가 있었다.In the past, the A * algorithm was used mainly to generate paths. However, the A * algorithm has a problem in applying in real time because path must be generated again when a path deviation or a new obstacle is detected.

이에 본 발명에서는 경로 생성환경에서 A* 알고리즘 보다 빠르게 경로생성을 하면서도 D* 알고리즘에 비해 간결하여 분석이 매우 유리하며 메모리의 사용량이 적고 빠르게 계산하는 D* lite 알고리즘을 이용하여 우회 경로계획을 수행하게 된다.Therefore, in the present invention, the bypass path planning is performed using the D * lite algorithm, which is faster than the A * algorithm, but is more advantageous than the D * algorithm, do.

이러한 D* lite 알고리즘은 환경 지형에 격자를 덮은 후 위치만을 이용하여 경로계획을 세우는 것으로서, 작전의 신속성을 보장할 수 있어 무인차량의 자율주행 제어 방법에 최적화된다.This D * lite algorithm is used to control the autonomous driving control method of the unmanned vehicle because it can guarantee the promptness of the operation by covering the grid to the environmental terrain and setting the route plan using only the position.

이러한 D* lite 알고리즘을 이용하여 무인차량의 시작지점에서 두 곳의 경유지점을 거쳐 목표지점으로 이동하는 경로를 찾는 문제에서, 본 발명에서는 첫번째 경유지점의 타입(임무/비임무)에 따른 경로계획 결과를 도 4 및 5에서 보여준다.In the present invention, in the present invention, the route planning according to the type (mission / non-mission) of the first way point is performed by using the D * lite algorithm to find a route from the starting point of the unmanned vehicle to the target point via the two way points. The results are shown in Figures 4 and 5.

도 4 및 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인차량의 경로수정계획결과를 나타내는 도면으로, 도 4는 경유지점을 비임무지점으로 설정한 경우이며, 도 5는 경유지점을 임무지점으로 설정한 경우이다.4 and 5 are diagrams showing a route correction plan result of an unmanned vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 shows a case where a non-mission point is set as a non-mission point, It is one case.

도 4(a)에서 보듯이 장애물이 없는 상황에서 시작점에서 목표 지점까지 세 개의 경로(

,

)가 생성된 것을 확인할 수 있다. 이 상황에서 그림 4(b)와 같이 경로

사이에 장애물이 생겼을 때, 재계획 된 경로를 따라 통과한 지점들의 리스트를 도 4(c)와 같이 나열할 수 있다. 이로부터 비임무 경유점

와

를 제외한 경로

가 생성된 것을 도 4(b)에서 확인할 수 있다.As shown in Fig. 4 (a), three paths from the starting point to the target point in the absence of an obstacle

,

) Is generated. In this situation, as shown in Fig. 4 (b)

When there is an obstacle between them, a list of points passed along the redesigned path can be listed as shown in FIG. 4 (c). From this point to non-mission point

Wow

Path excluding

Can be confirmed in Fig. 4 (b).

도 5는 첫 번째 경유지점을 임무지점(

)으로 설정한 경우로 도 5(c)와 같이 경로계획 시 제외할 수 있는 사용자 경유점은

로 결정된다. 도 5(b)에서 보듯이 결과적으로 최종 경로는

,

으로 생성된다.Figure 5 shows the first duel point as the mission point

5 (c), it is assumed that the route via the user can be excluded in the route planning

. As shown in FIG. 5 (b), as a result,

,

.

이에 본 발명에 의하면, 무인차량이 외부 환경변화(장애물)에 반응하여 광역경로를 재계획할 때, 다수의 운용자 경유지점 중 임무지점이 아닌 불필요한 경유지점을 판별하고, 해당 경유지점을 우회하는 광역경로를 자동으로 생성할 수 있다.According to the present invention, when an unmanned vehicle re-plans a wide-area route in response to an external environment change (an obstacle), it is possible to identify an unnecessary waypoint other than a mission point among a plurality of operators, The path can be created automatically.

또한, 본 발명은 D* lite 알고리즘을 이용하여, 작전의 신속성을 보장할 수 있어 무인차량의 자율주행 제어 방법에 최적화될 수 있다.In addition, the present invention can assure the promptness of the operation using the D * lite algorithm, and can be optimized for an autonomous drive control method of an unmanned vehicle.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무인차량의 자율주행 제어 장치의 블록도이다.3 is a block diagram of an autonomous drive control system for an unmanned vehicle according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따른 무인차량의 자율주행 제어 장치는 와 주행 제어부(200)를 포함한다.An autonomous vehicle control system for an unmanned vehicle according to another embodiment of the present invention includes an over travel control unit (200).

주행판단부(100)는 주행 가능 여부가 판단된 격자지도를 생성하는 격자지도 생성부(130); 기 입력된 지도와 지형특성, 임무 위험도를 고려하여 목표지점까지 도달하기 위해 거쳐갈 경유지점들을 생성하는 전역경로계획 수립부(110); 지형과 외부환경의 변화에 따라 생성된 경유지점을 수정하여 재생성하는 전역경로계획 수정부(120)를 포함한다.The travel determining unit (100) includes a grid map generating unit (130) for generating a grid map on which it is determined whether or not the vehicle can be traveled; A global path planning unit 110 for generating path points to reach the target point in consideration of the inputted map, topographic characteristics, and mission risk; And a global path planning unit 120 for modifying and regenerating the generated duel points according to the change of the terrain and the external environment.

격자지도 생성부(130)는 무인차량의 격자지도를 형성하는 것으로, 환경 지형에 격자를 덮은 후 위치를 이용하여 D* lite 알고리즘을 이용할 수 있도록 한 것이다. 격자지도 생성부(130)는 추후 장애물과 같은 환경변화가 발생할 경우, 장애물 정보를 운용스테이션으로부터 수신하여 격자지도를 생성하게 된다.The grid map generating unit 130 forms a grid map of the unmanned vehicle, and can use the D * lite algorithm by using the position after covering the grid on the environment topography. When an environment change such as an obstacle occurs, the lattice map generating unit 130 receives the obstacle information from the operation station and generates a lattice map.

전역경로계획 수립부(110)는 기 입력된 지도와 지형특성, 임무 위험도를 고려하여 목표지점까지 도달하기 위해 거쳐갈 경유지점들을 생성하는 것이다.The global path planning unit 110 generates routing points to reach the target point in consideration of the inputted map, topographic characteristics, and mission risk.

이 경우, 지도와 지형특성은 DEM, GPS, 사진측량의 방법으로 형성될 수 있으며, 전역경로계획 수정부(120)는 이러한 전역경로계획 수립부(110)에서 생성된 경로점을 상황에 따라 보다 합리적으로 경로생성을 수행하는 것이다.In this case, the map and the terrain characteristics can be formed by a method of DEM, GPS, photogrammetry, and the global path planner 120 can calculate the path points generated by the global path planner 110 according to the situation. It is reasonable to perform path generation.

전역경로계획 수정부(120)는 수신된 경유지점에 대한 정보를 활용하여 경로통과 경유지점들을 순차적으로 등록하는 경로통과 경유점 등록부(121);The global path planning unit 120 includes a path passing destination register 121 for sequentially registering points passing through the route using information about the received via point;

외부환경에 따라 상기 등록된 경유지점들 중 불필요 경유지점을 처리하는 불필요 경유지점 처리부(123); 및 상기 불필요 경유지점을 제외한 나머지 경유지점에 대하여 우회 경로계획을 수행하는 우회경로계획 수행부(125);를 포함한다.An unnecessary waypoint processing unit 123 for processing an unnecessary waypoint among the registered waypoints according to the external environment; And a bypass path plan execution unit (125) for performing bypass path planning for the remaining non-essential via points.

우회 경로계획 수행부(125)는 D* lite 알고리즘을 이용하여 우회 경로계획을 수행하게 된다.The bypass path plan execution unit 125 performs the bypass path plan using the D * lite algorithm.

주행 제어부(200)는 상기 전역경로계획 수정부(120)에서 생성된 경로를 추종하도록 무인차량을 제어하게 된다.The driving control unit 200 controls the unmanned vehicle so as to follow the path generated by the global path planning unit 120. [

앞서 살펴본 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시 예일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory only and are not restrictive of the invention, as claimed, and will be fully understood by those of ordinary skill in the art. The present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various substitutions, modifications and variations are possible within the scope of the present invention, and it is obvious that those parts easily changeable by those skilled in the art are included in the scope of the present invention .

100: 주행판단부
110: 전역경로계획 수립부
120: 전역경로계획 수정부
130: 격자지도 생성부
200: 주행 제어부100:
110: Global path planning section
120: Global path planning authority
130: Grid map generator
200:

Claims

운용스테이션으로부터 경유지점에 대한 정보를 수신하여 운용자 경유지점을 초기화하는 단계;
상기 수신된 경유지점에 대한 정보를 활용하여 경로통과 경유지점들을 순차적으로 등록하는 단계;
외부환경 및 임무와 비임무의 구분에 따라 상기 등록된 경유지점들 중 불필요 경유지점을 처리하는 단계; 및
상기 불필요 경유지점을 제외한 나머지 경유지점에 대하여 우회 경로계획을 수행하는 단계;를 포함하며,
상기 경로통과 경유지점들을 순차적으로 등록하는 단계는,
경유지점 시퀸스 리스트(Ws)를 설정하는 단계;
현재위치부터 운용자 지정 경유지점 간의 순차 경로를 생성하는 단계;
생성된 모든 경로에 대해 개별 경로가 통과하는 경유지점들을 순서대로 상기 경유지점 시퀀스 리스트(Ws)에 등록하는 단계; 및
상기 운용자 지정 경유지점이 목표지점인지 판별하는 단계;를 포함하며,
상기 목표지점인지 판별하는 단계에서, 상기 운용자 지정 경유지점이 목표지점이 아닌 경우, 현재위치부터 운용자 지정 경유지점 간의 순차 경로를 생성하며,
상기 불필요 경유지점을 처리하는 단계는,
등록된 상기 경유지점 시퀀스 리스트(Ws)에서 불필요 경유지점을 판별하는 단계; 및
상기 불필요 경유지점을 상기 운용자 경유지점으로부터 제외하는 단계;를 포함하며,
상기 우회 경로계획을 수행하는 단계는,
상기 불필요 경유지점을 제외한 나머지 경유지점에 대해 우회 경로계획을 수행하는 단계; 및
운용자 지정 경유지점이 목표지점인지 판별하는 단계;를 포함하는 무인차량의 자율주행 제어 방법. Receiving information on a via point from the operating station and initializing a point via the operator;
Sequentially registering the route passing points using information on the received via point;
Processing an unnecessary waypoint among the registered waypoints according to the distinction between the external environment and the task and the non-task; And
And performing a bypass path plan for the remaining non-essential via points,
The step of sequentially registering the pass-through points includes:
Setting a route point sequence list (Ws);
Generating a sequential path between a current location and an operator designated route point;
Registering, in the route point sequence list (Ws), route points through which the individual route passes for all the generated routes in order; And
Determining whether the operator designated waypoint point is a target point,
In the step of determining whether the target point is the target point, if the operator designated waypoint point is not the target point, a sequential path from the current position to the operator designated waypoint is generated,
The step of processing the unnecessary passing points includes:
Determining an unnecessary transit point from the registered transit point sequence list (Ws); And
And excluding the unnecessary transit point from the point via the operator,
Wherein performing the bypass path planning comprises:
Performing a bypass route plan for remaining non-essential via points; And
Determining whether an operator designated waypoint point is a target point A method for controlling an autonomous running of an unmanned vehicle.

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제1항에 있어서,
상기 우회 경로계획을 수행하는 단계는 D* lite 알고리즘을 이용하여 우회 경로계획을 수행하는 것을 특징으로 하는 무인차량의 자율주행 제어 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of performing the detour path planning includes performing a detour path planning using a D * lite algorithm.

제1항에 있어서,
상기 불필요 경유지점을 처리하는 단계는 주행 가능 여부가 판단된 격자지도를 이용하여 장애물에 반응하여 불필요 경유지점을 처리하는 것을 특징으로 하는 무인차량의 자율주행 제어 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of processing the unnecessary transit point processes the unnecessary transit point in response to the obstacle using the grid map judged to be possible to travel.

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