• 제목/요약/키워드: 경로 탐색 알고리즘

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추상 그래프를 활용한 경로 탐색 알고리즘의 구현 및 성능 평가 (Implementation and Evaluation of Path-Finding Algorithm using Abstract Graphs)

  • 김지수;이지완;조대수
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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    • pp.245-248
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    • 2009
  • 최근 단말기 기반의 경로 탐색에서도 동적인 정보를 반영하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그러나 제시하는 대부분의 알고리즘은 $A{\ast}$알고리즘을 기반으로 한다. 휴리스틱을 이용한 알고리즘에서는 다음과 같은 탐색 비용이 증가하는 문제가 발생할 수 있다. 휴리스틱에 의해 결정된 추정 경로에 실제 경로가 존재하지 않을 경우, 휴리스틱 가중치 값이 비슷한 2가지 이상의 경로가 존재할 경우 탐색 비용이 증가한다. 이 논문에서는 생성 방법이 다른 추상 그래프의 성능을 평가 하였다. 추상 그래프는 실제 도로 네트워크를 단순화한 그래프로, 휴리스틱의 의존성과 탐색 비용을 줄이기 위해 제안된 방법이다. 추상 그래프는 생성 방법에 따라 동일 특성 노드 합병을 통한 추상 그래프($AG^H$)와 연결 노드 합병을 통한 추상 그래프($AG^C$)로 구별된다. 성능 실험 결과 생성 비용 측면에서 $AG^C$가 좋은 성능을 보였지만, 탐색 성능 측면에서는 $AG^H$가 좋은 성능을 보였다.

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자율이동로봇의 경로탐색 및 방향제어에 관한 연구 (Study of Mobile Robot using A*Algorithm and Driving Direction Control)

  • 김상헌;최승진;신창훈;이동명;정재영;김관형
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2002년도 추계학술대회 및 정기총회
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    • pp.215-218
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    • 2002
  • 본 논문에서 구현한 시스템은 비젼(vision)시스템을 이용하여 자율 이동로봇의 경로를 탐색하고 추출된 정보로부터 자율 이동로봇의 위치제어 성능을 제시하고자 한다. 일반적인 로봇시스템은 자신이 이동해야 할 목표 지점을 자율적으로 생성할 수 없으므로 기타 다른 시스템의 정보를 이용하여 미로를 탐색하거나 장애물을 인식하고 식별하여 자신의 제어전략을 수립한다. 그리고, 본 연구에서 제시한 시스템은 자율이동로봇의 행동 환경을 호스트 PC인 비젼시스템이 로봇의 현재 위치, 로봇이 이동해야 할 목표위치, 장애물의 위치와 형태 둥둥을 분석한다. 분석된 결과값을 RF-Module을 이용해서 로봇에 전송하면 로봇은 그 데이터를 받아서 동작하게 되며 로봇이 오동작 또는 장애물로 인해 정확한 목적지까지 도달하지 못할때 호스트 PC는 새로운 최단경로를 만들거나 장애물을 회피 할 전략을 로봇에게 보내준다. 본 연구에 적용한 알고리즘은 A* 알고리즘을 사용하였으며, 본 알고리즘은 매우 단순하면서도 실시간 처리에 적용가능하며, 자율 이동로봇의 충돌회피, 최단 경로 생성에 대한 성능을 실험을 통하여 제시한다.

네트워크 분석을 위한 유전 알고리즘 기반 경로탐색 시스템 (Genetic Algorithm based Pathfinding System for Analyzing Networks)

  • 김준우
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.119-130
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    • 2014
  • 본 논문은 다양한 네트워크를 편리하게 분석할 수 있는 실용적인 유전 알고리즘 기반 경로탐색 시스템인 GAPS를 제안하고자 한다. 이러한 목적을 위해 GAPS는 네트워크 모델링을 위한 직관적인 그래픽 사용자 인터페이스와 모델링 및 탐색 과정에서 발생하는 데이터들을 관리하기 위한 데이터베이스 관리 시스템, 다양한 네트워크를 분석하기 위해 개발된 간단한 유전 알고리즘을 결합하여 개발되었다. 특히, 기존의 유전 알고리즘들이 단락이 많고 두 개 노드 간 실행가능 경로 수가 많지 않은 네트워크를 분석하는데 적합하지 않았던 반면, GAPS는 실행가능 경로와 실행불가능 경로를 모두 적절히 평가할 수 있는 적합도 함수를 사용하는 유전 알고리즘에 기반하고 있어 해 집단의 다양성을 유지하면서 다양한 네트워크들을 분석할 수 있다. 실험결과, GAPS를 통해 단락이 많은 네트워크와 단락이 적은 네트워크를 모두 편리하게 분석할 수 있다는 점과, GAPS가 기존의 경로탐색문제를 위한 유전 알고리즘들과 대비되는 장점을 갖고 있음을 확인할 수 있었다.

게임 환경에서의 유전 알고리즘과 인공신경망을 이용한 경로탐색에 관한 연구 (A Study on Pathfinding in Game Environment Using Genetic Algorithm and Neural Network)

  • 오동화
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2016년도 추계학술발표대회
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    • pp.607-608
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    • 2016
  • 진화 알고리즘과 인공신경망은 생물학에서 비롯되어 컴퓨터과학 분야에서 응용되고 있는 문제해결 방법이다. 본 연구는 게임 환경에서 크기를 자율적으로 설정하여 생성할 수 있는 미로를 구성하고, 주어진 미로의 시작점으로부터 목적지까지 유전 알고리즘과 인공신경망을 이용하여 경로탐색을 하는 것에 대한 연구이다. 자동 생성된 미로가 특정 크기 이상으로 커지게 되면, 진화 알고리즘은 무작위적인 값에 의해서 결정되는 것으로 수렴한다는 결론을 얻었고, 인공신경망을 이용한 결과는 진화알고리즘 보다 미로의 경로탐색 문제해결에 적합한 결과를 보여주었다. 또한 어떤 방향이 최적경로인지 아닌지를 미리 알 수 있는 특수한 조건에서는 각 유전인자를 최적값인지 아닌지 표현하는 방법으로 효율적인 진화 알고리즘을 사용할 수 있다는 것을 제안하였다.

휴대폰에서의 최적 경로 약도화 알고리즘 (Algorithm for Generating Sketch Map of Optimal Path on Mobile Phone)

  • 소용욱;이기정;황보택근;양영규
    • 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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    • 한국멀티미디어학회 2004년도 춘계학술발표대회논문집
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    • pp.322-325
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    • 2004
  • 인터넷 통신과 무선 이동 통신의 발달은 최적 경로 탐색이 인터넷 웹 페이지를 통하여 서비스될 수 있도록 하였으며, CNS(Car Navigation System)를 이용한 서비스도 가능하도록 하였다. 더욱이 개인용 휴대통신 장비인 PDA나 휴대폰을 이용하여서도 그 서비스가 제공되고 있지만, 휴대폰에서의 최적 경로 표현은 화면 크기의 제약성 때문에 많은 정보를 나타내기 어려우며, 휴대폰의 환경에 맞도록 기존의 공간 DB를 수정하는 것 또한 많은 비용과 시간이 필요하다. 이에 본 논문에서는 기존의 DB를 이용하면서 사용자가 입력한 출발지와 목적지 정보를 이용하여 최적 경로 탐색을 수행하고, 탐색된 최적 경로를 일반화 알고리즘을 이용하여 휴대폰의 작은 화면에서 사용자가 쉽게 인지할 수 있도록 약도화 하는 알고리즘을 제안한다.

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복합교통망에서의 동적K최소시간경로탐색 (Finding the Time Dependent K Least Time Paths in Intermodal Transportation Networks)

  • 조종석;신성일;임강원;문병섭
    • 대한교통학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.77-88
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    • 2006
  • 본 연구는 복합교통망의 실시간적 운영전략에 활용 가능한 동적 K최소시간경로탐색알고리즘을 제안하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 정적 K경로탐색에 적용되었던 전체경로삭제방안을 동적 최적경로탐색알고리즘에 확장 적용함으로써 복합교통망에서 시간종속적으로 변화하는 수단-링크 통행시간과 수단-링크간의 환승비용에 기초하여 경로를 순차적으로 탐색하는 K경로알고리즘을 제시하였다. 특히, 링크기반동적표지를 적용함으로써 수단간 환승시 발생되는 환승이동, 환승대기 및 기타 환승행태를 용이하게 모사하면서 최적해를 도출하도록 하였다. 최적식과 함께 제시된 알고리즘은 복잡도계산을 통해 효율성을 살펴보았으며. 버스와 지하철로 구성된 소규모 가상네트워크에 대해 적용해 봄으로써 알고리즘의 검증 및 활용성을 검토해 보았다.

동적 경로 선정을 위한 효율적인 탐색 기법 (An Efficient Search Mechanism for Dynamic Path Selection)

  • 최경미;박화진;박영호
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.451-457
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    • 2012
  • 최근, ITS(Intelligent Transportation Systems)의 개발과 함께 차량용 내비게이션의 실시간 교통 정보를 이용하는 수요가 급증하면서, 경로탐색의 중요성이 더욱 가속화되고 있다. 그러나 기존의 경로탐색 알고리즘의 대부분은 최단경로 탐색을 위한 알고리즘으로, 정적인 거리 및 운행 시간정보를 사용하여 최적 경로를 계산하여 운전자에게 제공하기 때문에 교통량에 따라 동적으로 변하는 현 시점에서의 최적의 경로를 제공하지 못하는 문제가 있다. 따라서 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 감속률과 거리에 기반한 동적 경로 선정을 위한 의미적 최단거리 알고리즘(Semantic Shortest Path algorithm with Reduction ratio & Distance, SSP_RD)과 감속률과 거리에 기반한 이동 경로 예측 모형화 및 동적 이동 경로 링크 맵을 제안한다.

환승 저항을 고려한 운행시간표 기반 대중교통 다중 경로 탐색 알고리즘 (A schedule-based Public Transit Routing Algorithm for Finding K-shortest Paths Considering Transfer Penalties)

  • 전인우;남현우;전철민
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.72-86
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    • 2018
  • 운행시간표 기반 대중교통 경로 탐색 알고리즘은 운행계획에 따른 정류장별 출 도착 시각을 이용하여 최소 이동 시간이 소요되는 단일 경로를 산출한다. 다만, 경로 계산 과정에서 환승 저항, 대안 경로 선택 등의 추가 요소들을 반영하는데 한계가 있다. 본 연구는 환승 저항 및 다중 경로 탐색이 반영된 개선된 RAPTOR 알고리즘을 제안한다. 환승 저항은 환승 시점에 적용되며, 교통수단 유형을 구분하여 적용하였다. 본 연구에서는 수도권 대중교통 이용승객의 실제 이동 경로를 기준으로 개선 전 후의 알고리즘 결과를 분석하였다. 이를 통해 제시한 알고리즘이 승객의 다양한 경로 선택 기준을 반영한다는 것을 확인하였다.

실내 빌딩 환경에서 부하 균등을 고려한 대피경로 산출 (Planning Evacuation Routes with Load Balancing in Indoor Building Environments)

  • 장민수;임경식
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제5권7호
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    • pp.159-172
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    • 2016
  • 본 연구는 복층 건물에서 실내 재난상황이 발생했을 때 적절한 대피경로들을 산출하기 위한 새로운 알고리즘을 제안한다. 제안된 방안은 Disaster Evacuation Graph(DEG)를 도입하여, 탐색시간을 크게 단축시킨다. 또한, 대피 경로 상의 인원수용능력과 그에 따른 인원 분산을 동시에 고려한다. 경로를 탐색하는 과정은 크게 두 단계로 구성된다. 이 때 각 단계는 Horitzontal Tiering(HT)과 Vertical Tiering(VT) 단계라 한다. HT 단계에서는 특정 층 임의의 공간으로부터 계단으로 향하는 가능한 최적의 경로를 산출한다. 그리고 모든 층에 대해 HT 단계를 수행한 이후, 각 층의 모든 공간으로부터 건물 입구나 옥상과 같은 안전지대로 향하는 경로를 결정하기 위해, VT 단계에서 HT 단계의 결과들을 통합한다. 이러한 단계별 과정에서 각각, 층 내 모든 공간으로부터 계단으로 향하는 경로와 각 계단으로부터 안전지대로 향하는 경로가 산출된다. 그리고 이러한 과정에서 경로를 탐색하기 위한 그래프의 범위를 결정하기 위해 티어링(tiering) 기법이 이용된다. 제안된 알고리즘의 성능을 평가하기 위하여, 빠른 탐색과 인원 분산을 위해 기존에 연구되었던 경로탐색 알고리즘들과, 경로탐색에 소요된 시간 및 사용자 대피시간을 비교한다. 제안된 알고리즘은 기존에 비해 더 짧은 시간 내에 빠르게 대피할 수 있는 경로를 산출한다. 특히 경로탐색을 위한 시간복잡도 성능이 뛰어나기 때문에, 높은 층으로 구성된 큰 규모의 건물에서 유용하게 활용할 수 있다.

다양한 경로속성을 고려한 최적경로 탐색 (Search for an Optimal-Path Considering Various Attributes)

  • 한진석;전경수
    • 대한교통학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.145-153
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    • 2008
  • 기존의 최단경로 탐색모형들은 주로 경로의 단일 속성만을 고려한다. 그러나 실제로 통행자가 단일 속성만을 고려하여 경로를 선택하는 경우는 드물며, 대부분의 경로는 통행시간이나 경로길이 또는 통행자의 개인적인 선호 등과 같은 다양한 속성들이 종합적으로 고려되어 선택되어진다. 따라서 최적경로를 탐색하기 위해서는 이와 같은 다양한 속성들을 종합적으로 고려하여야 한다. 본 논문에서는 다양한 경로속성들을 고려하기 위하여 이산선택모형을 사용하여 네트워크의 노드별 효용을 산출하고, 이를 이용하여 최대의 효용을 가지는 경로를 탐색한다. 경로선택모형을 구축하기 위하여 경로선택에 영향을 미치는 요소들을 통행시간, 지체시간, 경로길이, 신호교차로수, 회전수, 전용도로의 포함비율 6가지로 선정하고, 모형의 모수를 추정하기 위한 현시선호자료를 구하기 위하여 서울시와 인접 신도시 간의 기종점 5개에 대한 경로를 선정하여 설문조사를 실시하였다. 경로선택모형의 함수형태로는 다항로짓모형을 사용하였으며, 모수추정 결과 통행시간과 신호 교차로수, 전용도로의 포함비율을 제외한 경로길이, 지체시간, 회전수를 가지고 모수를 추정한 결과가 통계적 유의성이 가장 높은 모형으로 도출되었다. 경로탐색 알고리즘으로는 도심부에서 U-turn과 회전제한의 반영이 가능한 기존의 수정형 덩굴망 알고리즘을 사용하였으며, 이를 구현하여 실제 네트워크에 적용하였다.