• 제목/요약/키워드: Optimal smooth path

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천장크레인의 무인운전 시스템을 위한 운동제어 알고리즘 개발 (Development of a Motion Control Algorithm for the Automatic Operation System of Overhead Cranes)

  • 이종규;박영조;이상룡
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제20권10호
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    • pp.3160-3172
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    • 1996
  • A search algorithm for the collision free, time optimal transport path of overhead cranes has been proposed in this paper. The map for the working environment of overhead cranes was constructed in the form of three dimensional grid. The obstacle occupied region and unoccupied region of the map has been represented using the octree model. The best-first search method with a suitable estimation function was applied to select the knot points on the collision free transport path to the octree model. The optimization technique, minimizing the travel time required for transporting objects to the goal while subjected to the dynamic constraints of the crane system, was developed to find the smooth time optimal path in the form of cubic spline functions which interpolate the selected knot points. Several simulation results showed that the selected estimation function worked effectively insearching the knot points on the collision free transport path and that the resulting transport path was time optimal path while satisfying the dynamic constraints of the crane system.

유전 알고리즘과 가시도 그래프를 이용한 이동로봇의 최적경로 계획 (Optimal Path Planning for Mobile Robots based on Genetic Algorithms and Visibility Graph)

  • 정연부;이민중;전향식;최영규
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2732-2734
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    • 2000
  • This paper proposes a path planning algorithm for mobile robots. To generate a minimum-distance path for mobile robots, we use the Genetic Algorithm(GA) and Visibility Graph. After finding a minimum-distance path between a start and a goal point, the path is revised to find the smooth subminimum-distance path by a path-smoothing algorithm. Simulation results show that the proposed algorithms are effective.

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동적프로그래밍을 이용한 자율이동로봇의 동작계획 (Motion Planning of Autonomous Mobile Robot using Dynamic Programming)

  • 윤희상;박태형
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.53-60
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    • 2010
  • We propose a motion planning method for autonomous mobile robots. In order to minimize traveling time, a smooth path and a time optimal velocity profile should be generated under kinematic and dynamic constraints. In this paper, we develop an effective and practical method to generate a good solution with lower computation time. The initial path is obtained from voronoi diagram by Dijkstra's algorithm. Then the path is improved by changing the graph and path simultaneously. We apply the dynamic programming algorithm into the stage of improvement. Simulation results are presented to verify the performance of the proposed method.

3D게임에서 이동 장애물을 고려한 동적 경로 탐색 기법 (A Dynamic Path-Finding Method Avoiding Moving Obstacles in 3D Game Environment)

  • 권오익;황보택근
    • 한국게임학회 논문지
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    • 제6권3호
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    • pp.3-12
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    • 2006
  • 게임 인공지능 분야중 하나인 경로탐색은 좀더 사실적인 게임을 만들기 위한 중요한 요소이다. 경로탐색 시스템은 한정된 자원을 소비해야만 하는 제약사항 때문에 때때로 단순하게 처리되어 사실적이지 못한 경로를 생성하였다. 기존 연구에서는 정적인 지형과 장애물들을 이용하여 자연스럽게 회피하는 경로생성에 집중하였다. 하지만, 게임 공간에서는 다양한 종류의 움직이는 장애물들이 존재한다. 따라서 이러한 움직이는 장애물을 자연스럽게 회피하는 경로를 생성하는 시스템 이 필요하다. 본 논문에서는 네비게이션 메시(Navigation Mesh)로 공간을 표현하며 지형의 특성을 고려한 경로 탐색 방법을 적용하고, 움직이는 물체를 회피하기 위하여 지능적인 밀개와 끌개의 방법을 사용하여 경로 탐색을 수행한다. 제안된 시스템을 통하여 생성된 경로를 살펴보고 실제 게임에서의 활용성을 검증한다.

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절삭가공 시 출구 버어의 최소화를 위한 최적 가공계획 알고리즘의 개발 (Development of Optimal Process Planning for Exit Burr Minimization in Milling Operation)

  • 김영진;김지환;정희철
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.33-39
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    • 2007
  • One of the most important processes is the face milling in processing task. It makes the smooth surface of processed goods. In processing stage, the formation of burr is inevitable. The formed burr decreases a detailed drawing and effects the safety of workers. So, it causes a deburring process for removing and a bottle-neck condition. Therefore, the study which can minimize the generation of burr is needed. In this paper, complex feature, such as line, arc, circle, spline is studied more reality than any other papers. And also, the algorithm which can predict the path of generated burr is established. Moreover, the finality goal is that the system which can produce tool-path minimized has to be developed.

Lidar 센서를 활용한 최적 경로 안내 알고리즘 (Optimal Route Guidance Algorithm using Lidar Sensor)

  • 최승진;김도훈;임지후;박상현
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2021년도 추계학술대회
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    • pp.400-403
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    • 2021
  • 최근 자율주행 기술의 발전과 더불어 차량의 최적 경로를 예측하기위한 알고리즘이 활발하게 연구되고 있다. 기존 국내에서는 SK, Kakao, Naver등과 같은 기업들에서 차량의 최적 경로를 알려주는 서비스를 시행하고 있다. 언급된 기업들에서 사용하는 기술은 해당 어플리케이션 사용자들의 정보를 실시간으로 입력받아 최적 경로를 예측해준다. 하지만 이러한 방법은 최적 경로를 예측할 수는 있으나 최적 차선경로 까지는 예측할 수 없다. 본 논문에서는 최근 자율주행 차량에 부착된 Lidar 센서를 활용하여 주변 차량의 좌표를 취득 후 최적 차선 경로를 안내하는 시스템을 제안한다. 제안된 방법은 Lidar기반 object detection 방법을 수행한 후 차량의 시계열 좌표 데이터를 취득하여 원활한 차선을 안내하는 시스템이다. 제안하는 방법은 실험결과에서 실제 취득된 데이터를 사용하여 제안하는 방법의 성능을 입증한다.

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동적 환경을 위한 A* 알고리즘 기반의 경로 및 속도 프로파일 설계 (A Path & Velocity Profile Planning Based on A* Algorithm for Dynamic Environment)

  • 권민혁;강연식;김창환;박귀태
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.405-411
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    • 2011
  • This paper presents a hierarchical trajectory planning method which can handle a collision-free of the planned path in complex and dynamic environments. A PV (Path & Velocity profile) planning method minimizes a sharp change of orientation and waiting time to avoid a collision with moving obstacle through detour path. The path generation problem is solved by three steps. In the first step, a smooth global path is generated using $A^*$ algorithm. The second step sets up the velocity profile for the optimization problem considering the maximum velocity and acceleration. In the third step, the velocity profile for obtaining the shortest path is optimized using the fuzzy and genetic algorithm. To show the validity and effectiveness of the proposed method, realistic simulations are performed.

uDEAS를 이용한 이동 로봇의 최적 전역 경로 계획 (Optimized Global Path Planning of a Mobile Robot Using uDEAS)

  • 김조환;김만석;최민구;김종욱
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.268-275
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    • 2011
  • 본 논문에서는 uDEAS(Univariate Dynamic Encoding Algorithm for Searches)를 이용하여 두 가지의 이동 로봇 최적 전역 경로 계획을 제안한다. 이동 로봇의 자율 주행을 위해서는 빠른 시간 내에 작업 공간에서의 최적 경로를 생성해야 한다. 따라서 본 논문에서는 이동 로봇의 실시간 최적 경로 계획을 위해 전역 경로 계획을 도입하여 장애물 지역과 비장애물 지역을 확인하고, 지도상의 노드점과 노트점을 이용하여 출발 지점과 도착 지점 사이의 기본 경로를 생성한다. 그리고 기본 경로를 사용하여 두 가지의 방법으로 경로를 생성하게 된다. 첫 번째 방법은 기본 경로에서 세 개의 노드점을 이용하여 대각선 경로를 생성하는 방법이다. 두 번째는 혼합 다항식의 파라미터를 uDEAS를 이용하여 탐색하고, 곡선 궤적을 생성하는 방법이다. 시뮬레이션을 통해 두개의 방법에 대해 비교 분석하였다.

실제지형을 고려한 고정익 무인항공기의 최적 경로계획 (Optimal Path Planner Considering Real Terrain for Fixed-Wing UAVs)

  • 이다솔;심현철
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제20권12호
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    • pp.1272-1277
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    • 2014
  • This article describes a path planning algorithm for fixed-wing UAVs when a real terrain should be considered. Nowadays, many UAVs are required to perform mission flights near given terrain for surveillance, reconnaissance, and infiltration, as well as flight altitude of many UAVs are relatively lower than typical manned aerial vehicles. Therefore, real terrain should be considered in path planning algorithms of fixed-wing UAVs. In this research, we have extended a spline-$RRT^*$ algorithm to three-dimensional planner. The spline-$RRT^*$ algorithm is a $RRT^*$ based algorithm, and it takes spline method to extend the tree structure over the workspace to generate smooth paths without any post-processing. Direction continuity of the resulting path is guaranteed via this spline technique, and it is essential factor for the paths of fixed-wing UAVs. The proposed algorithm confirm collision check during the tree structure extension, so that generated path is both geometrically and dynamically feasible in addition to direction continuity. To decrease degrees of freedom of a random configuration, we designed a function assigning directions to nodes of the graph. As a result, it increases the execution speed of the algorithm efficiently. In order to investigate the performance of the proposed planning algorithm, several simulations are performed under real terrain environment. Simulation results show that this proposed algorithm can be utilized effectively to path planning applications considering real terrain.

A Review on Path Selection and Navigation Approaches Towards an Assisted Mobility of Visually Impaired People

  • Nawaz, Waqas;Khan, Kifayat Ullah;Bashir, Khalid
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제14권8호
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    • pp.3270-3294
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    • 2020
  • Some things come easily to humans, one of them is the ability to navigate around. This capability of navigation suffers significantly in case of partial or complete blindness, restricting life activity. Advances in the technological landscape have given way to new solutions aiding navigation for the visually impaired. In this paper, we analyze the existing works and identify the challenges of path selection, context awareness, obstacle detection/identification and integration of visual and nonvisual information associated with real-time assisted mobility. In the process, we explore machine learning approaches for robotic path planning, multi constrained optimal path computation and sensor based wearable assistive devices for the visually impaired. It is observed that the solution to problem is complex and computationally intensive and significant effort is required towards the development of richer and comfortable paths for safe and smooth navigation of visually impaired people. We cannot overlook to explore more effective strategies of acquiring surrounding information towards autonomous mobility.