• 제목/요약/키워드: Dijkstra Algorithm

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Passage Planning in Coastal Waters for Maritime Autonomous Surface Ships using the D* Algorithm

  • Hyeong-Tak Lee;Hey-Min Choi
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.281-287
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    • 2023
  • Establishing a ship's passage plan is an essential step before it starts to sail. The research related to the automatic generation of ship passage plans is attracting attention because of the development of maritime autonomous surface ships. In coastal water navigation, the land, islands, and navigation rules need to be considered. From the path planning algorithm's perspective, a ship's passage planning is a global path-planning problem. Because conventional global path-planning methods such as Dijkstra and A* are time-consuming owing to the processes such as environmental modeling, it is difficult to modify a ship's passage plan during a voyage. Therefore, the D* algorithm was used to address these problems. The starting point was near Busan New Port, and the destination was Ulsan Port. The navigable area was designated based on a combination of the ship trajectory data and grid in the target area. The initial path plan generated using the D* algorithm was analyzed with 33 waypoints and a total distance of 113.946 km. The final path plan was simplified using the Douglas-Peucker algorithm. It was analyzed with a total distance of 110.156 km and 10 waypoints. This is approximately 3.05% less than the total distance of the initial passage plan of the ship. This study demonstrated the feasibility of automatically generating a path plan in coastal navigation for maritime autonomous surface ships using the D* algorithm. Using the shortest distance-based path planning algorithm, the ship's fuel consumption and sailing time can be minimized.

조선 CAD에서 선박의 Cable 점유율을 기반으로 Cable 경로 및 Overfill 가시화 구현 (The implementation of cable path and overfill visualization based on cable occupancy rate in the Shipbuilding CAD)

  • 김현재;김봉기
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권11호
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    • pp.740-745
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    • 2016
  • 선박에는 아주 많은 기계와 장비들이 설치가 되고 이를 운용하고 제어하기 위해 수천에서 수만 가닥의 cable이 설치된다. 이러한 cable들이 복잡하게 설치되기 때문에 정확한 최단 경로 데이터가 필요하다. 하지만 cable 최단 경로를 찾기 위한 일반적인 방법인 다익스트라 알고리즘을 사용하더라도 최단 경로 내에는 반드시 overfill 구간이 생기게 마련이다. 이를 해결하기 위해 설계자는 각 구간마다 cable 점유율을 확인하지만 점유율은 data sheet 형태로 존재하기 때문에 3D cable way 모델상의 육안 식별이 어렵다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 3D CAD 상에서 cable 점유율 범위에 따라 cable 경로 색상을 다르게 표현함으로써 시각적으로 overfill 구간과 cable 경로를 바로 확인이 가능하도록 cable 경로 및 overfill 가시화 시스템을 제안 구현 하였다. 이를 통해 설계단계에서 overfill 구간을 쉽게 확인할 수 있고 정확한 회피경로의 산출과 최단경로 검증이 이루어져 설치 현장에 정확한 정보가 전달됨에 따라 재작업 비율이 감소하여 작업시간이 전체 7,000 시간에서 5,600 시간으로 단축 되었고 추가로 자재비 절감 효과를 얻을 수 있다.

최단경로 탐색영역 축소 알고리즘 개발 (Development of Shortest Path Searching Network Reduction Algorithm)

  • 유영근
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.12-21
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    • 2013
  • 본 연구에서는 최단경로 탐색 소요시간을 줄이기 위한 목적으로 탐색영역을 축소하는 알고리즘을 개발하였다. 개발된 알고리즘은 출발노드와 목적노드를 최소의 노드 수로 연결하면서 직선거리의 합이 최소인 임시경로를 구축하고, 구축된 임시경로의 부하량 보다 적은 부하량의 경로를 연결할 가능성이 있는 노드들을 찾는 것이다. 하나의 노드에서 출발노드까지의 직선거리와 목적노드까지의 직선거리 합이 임시경로의 부하량을 최소 가로 부하량 원단위로 나눈 값보다 적을 경우, 그 노드는 임시경로 보다 더 적은 부하량을 가질 수 있는 경로를 구성할 가능성이 있는 노드가 된다. 이와 같은 노드들만을 탐색영역으로 하면 탐색영역이 축소됨에 따라 최단경로 탐색 소요시간을 줄일 수 있게 된다. 개발된 알고리즘은 큰 탐색영역에서 출발노드와 목적노드가 가까울 경우 더욱 효과적이다.

복잡도가 높고 대규모 실제 교통네트워크에서 다수 최적경로들을 탐색할 수 있는 진화 프로그램의 개발 (Development of Evolution Program to Find the Multiple Shortest Paths in High Complex and Large Size Real Traffic Network)

  • 김성수;정종두;민승기
    • 산업기술연구
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    • 제22권A호
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    • pp.73-82
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    • 2002
  • It is difficult to find the shortest paths using existing algorithms (Dijkstra, Floyd-Warshall algorithm, and etc) in high complex and large size real traffic networks The objective of this paper is to develop an evolution program to find the multiple shortest paths within reasonable time in these networks including turn-restrictions, U-turns, and etc.

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카디널스플라인을 이용한 자율이동로봇의 곡선경로 생성방법 (Smooth Path Planning Method for Autonomous Mobile Robots Using Cardinal Spline)

  • 윤희상;박태형
    • 전기학회논문지
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    • 제59권4호
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    • pp.803-808
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    • 2010
  • We propose a smooth path planning method for autonomous mobile robots. Due to nonholonomic constraints by obstacle avoidance, the smooth path planning is a complicated one. We generate smooth path that is considered orientation of robot under nonholonomic constraints. The proposed smooth planning method consists of two steps. Firstly, the initial path composed of straight lines is obtained from V-graph by Dijkstra's algorithm. Then the initial path is transformed by changing the curve. We apply the cardinal spline into the stage of curve generation. Simulation results show a performance of proposed smooth path planning method.

고속탈출유도로 최소 갯수 및 위치 결정 모형 (A Model for Determining the Minimum Number of High Speed Exits and Their Locations for Airports)

  • 김병종
    • 대한교통학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.53-65
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    • 1995
  • Proposed are model and its solution algorithm for determining the minimum number of high speed exits and their locations. While the previous researches on exit location aimed to minimize the average runway occuancy time (ROT) of an aircraft mix, the proposed approach is to find the minimum number of exits required to meet maximum allowable ROT. The rationale behind the approach is that the capacity of a runway increases as the ROT decreases down to some value, but not any more even though the ROT keep decreasing below the value. Hence, a maximum allowable ROT might be set up without declining the capacity. The problem is transformed into a shortest path problem on a specially constructed network and Dijkstra's labeling algorithms is employed to solve the problem A hypothetical example is provided to illustrate how the algorithms solves the problem.

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노드링크 모델 기반 항공기 공항 지상이동 경로 추출 기법에 대한 연구 (A Study on Taxi Route Extraction Based on a Node-Link Model for Aircraft Movements on Airport Surface)

  • 정명숙;은연주;김현경;전대근
    • 한국항공운항학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.51-60
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    • 2017
  • Estimation of the taxi-out and taxi-in times of aircraft on a airport surface is one of the essential features of Departure Manager (DMAN). Especially for an airport with multiple runways and large ramp areas, estimation of the taxi-out and taxi-in times are mainly dependent on the taxi routes on airport surface. This paper described the method of automatic extraction of the the taxi routes using the ASDE track data and the Dijkstra algorithm based on the node-link model of a airport surface movements. In addition, we analyzed the ground operation status of Incheon International Airport using the extracted taxi routes.

자율주행로봇의 최소경로계획을 위한 그래프 탐색 방법 (A Graph Search Method for Shortest Path-Planning of Mobile Robots)

  • 유진오;채호병;박태형
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.184-186
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    • 2006
  • We propose a new method for shortest path planning of mobile robots. The topological information of the graph is obtained by thinning method to generate the collision-free path of robot. And the travelling path is determined through hierarchical planning stages. The first stage generates an initial path by use of Dijkstra's algorithm. The second stage then generates the final path by use of dynamic programming (DP). The DP adjusts the intial path to reduce the total travelling distance of robot. Simulation results are presented to verify the performance of the proposed method.

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Joint Routing and Channel Assignment in Multi-rate Wireless Mesh Networks

  • Liu, Jiping;Shi, Wenxiao;Wu, Pengxia
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제11권5호
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    • pp.2362-2378
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    • 2017
  • To mitigate the performance degradation caused by performance anomaly, a number of channel assignment algorithms have been proposed for multi-rate wireless mesh networks. However, network conditions have not been fully considered for routing process in these algorithms. In this paper, a joint scheme called Multi-rate Dijkstra's Shortest path - Rate Separated (MDSRS) is proposed, combining routing metrics and channel assignment algorithm. In MDSRS, the routing metric are determined through the synthesized deliberations of link costs and rate matches; then the rate separated channel assignment is operated based on the determined routing metric. In this way, the competitions between high and low rate links are avoided, and performance anomaly problem is settled, and the network capacity is efficiently improved. Theoretical analysis and NS-3 simulation results indicate that, the proposed MDSRS can significantly improve the network throughput, and decrease the average end-to-end delay as well as packet loss probability. Performance improvements could be achieved even in the heavy load network conditions.

모바일 기반의 지하철 역 정보 및 알람 기능에 관한 연구 (A Study on Subway Station Information and Alarm function of Based on Mobile)

  • 주헌식
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2010년도 제42차 하계학술발표논문집 18권2호
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    • pp.265-268
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    • 2010
  • 본 논문에서는 지하철 정보를 제공하는 모바일 응용 프로그램을 제안하였다. 윈도우 모바일 6.0을 기반으로 한 이 응용프로그램은 지하철 역정보와 관련된 사용자의 편의성을 증대시키기 위하여 설계 및 구현되었다. 이 프로그램에서 지하철 노선도와 부가기능이 성공적으로 실행될 수 있도록 UI 인터페이스, 맵 모듈, 최단거리 모듈, 메모 모듈, 다익스트라 알고리즘 등을 설계하였다. 특히 다익스트라 알고리즘은 프로그램 내의 알람 기능과 역 정보에 적용되었고, 또한 역 정보와 같은 방대한 정보와 데이터를 인접 행렬을 이용하여 구축하였다. 이 응용프로그램은 보다 쉽게 조작하기 위해 6개의 메뉴들로 구성되어있다. 지하철의 종합 관제 센터로부터 신호를 받아 이 프로그램에 적용된다면, 많은 유저들이 보다 정확한 정보를 제공 받을 수 있다고 사료한다.

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