[논문]경로 점유권을 이용한 AGV의 경로 제어 알고리즘

주영훈; 김종선

doi:10.5391/jkiis.2008.18.5.592

초록
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본 논문에서는 AGVS(Automated Guide Vehicle System)의 충돌 및 교착 상태를 예측 및 회피하는 방법을 제안하고 회피에 따른 AGV의 지연 시간을 분산시킬 수 있도록 경로 점유권(PO: right of Path Occupying)을 제안한다. 이를 위해 먼저, AGV의 복잡한 작업 환경을 AGVS의 필요한 요소로 분류하는 모델을 제시한다. 이후, AGV의 최단 경로 탐색 알고리즘을 그래프 탐색 기법인 A* 알고리즘을 이용하여 구현하고 경로의 소요 시간, 방향 및 방향 전환 벡터를 얻은 뒤 이를 시뮬레이션 프로그램의 입력 데이터 사용하였다. 시뮬레이션 수행은 충돌 예측과 회피를 평가하기 위해 사용되었으며 그 결과 본 논문에서 제안한 방법이 지연시간을 최소화하는데 효과적임을 입증하였다.

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This paper presents collision prediction and avoidance method for AGVS (Automatic Guide Vehicle System). Also, we propose the PO(Right of Path Occupying) with decentralized delay time for collision avoidance. Classified essential element of AGV's working environment is modeled in this paper. Using t...

This paper presents collision prediction and avoidance method for AGVS (Automatic Guide Vehicle System). Also, we propose the PO(Right of Path Occupying) with decentralized delay time for collision avoidance. Classified essential element of AGV's working environment is modeled in this paper. Using this model, we propose a new shortest path algorithm using A* search algorithm and obtain the information on AGVs travel time, coordinates and rotation vector. Finally, we use the AGVs information data as input for simulation program. The simulation practice is used in order to evaluate a collision prediction and avoidance, and it has been presented to demonstrate the applicability of the minimize delay time.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 AGV의 충돌 및 교착 상태를 예측하기 위해 역방향 중복 경로, 노드 중복의 두 가지 경우를 제안하였고 이를 회피하기 위해 선입 PO 및 지연시간 PO를 제안하고 한 개의 AGV에 과다하게 할당되는 지연시간을 방지하고자 하였다. 그림 9.
본 논문에서는 기 제안된 방법들을 개선시키기 위해 Moorthy가 제안한 충돌 및 교착 상태의 3가지 경우를 AGV의 경로별 입.출 시간과 경로 주행 방향을 비교 검토함으로써 예측 하는 방법을 제안한다.
상기의 연구와 같은 맥락으로 본 연구 또한 AGV의 최 단경로 생성에 따른 충돌 및 교착을 효과적으로 제어하는 것을 목표로 하고 있다.

제안 방법

이들은 이미 정해진 작업 환경의 변하지 않는 정적인 작업 환정요소이다. 그러나 본 연구에서는 김종선 등이 제외시킨 2가지 요소 AGV, 운송 물류를 추가로 모델링한다. 그 이유는 실제 가상의 AGVS 시뮬레이션 프로:丄램을 구현 시 운행 시간에 따른 AGV의 위치, 속도, 주행 겅로, 목표 작업장의 정보가 필요하며 운송 물류의 작업 요청 주기, 운송 물류의 목표 위치 또한 작업을 수행할 AGV의 최단 경로 생성에 영향을 미치기 때문이다.
이후 예측된 충돌 및 교착 상태를 해결하기 위해 회피 시간 및 경로 점유권을 할당한다. 또한 특정 AGV에게 회피가 집중되는 것을 방지하기 위해 지연 시간을 고려한 경로 점유권을 제안한다. 마지막으로 시뮬레이션 프로그램을 구현하여 본 논문에서 제안한 방법을 적용함으로써 본 논문의 우수성을 입증한다.
모델링 하였다[9]. 또한, AGV와 작업장간의 최단 경로 생성은 그래프 탐색 기법인 BFS (Best First Search) 및 Dijkstra, A*알고리즘 중 시스템의 자원을 가장 적게 사용하면서 최적의 최단 경로를 생성하는 A* 알고리즘을 이용하여 최단 경로 탐색 알고리즘을 구현하였다[5-7], [10], 생성된 최단 경로에서 AGV의 속도 및 가속도를 정의 하고 AGV의 시간에 따른 경로별 점유시간 및 경로 진입 방향, 경로 접합 형태를 산출하였다.
경로별 입.출 시간과 경로 주행 방향을 비교 검토함으로써 예측 하는 방법을 제안한다. 이후 예측된 충돌 및 교착 상태를 해결하기 위해 회피 시간 및 경로 점유권을 할당한다.

이론/모형

AGV의 유도 경로는 최단 거리를 갖는 최단 경로.이며 蔓래프 탐색 기법인 A* 알고리즘을 이용하여 생성힌. 다[8T이.

성능/효과

은 4절에서 제안한 AGV의 시뮬레이션을 보여준다. 따라서 본 논문에서 제안한 AGV의 충돌 예측과 회피 방법이 AGV의 지연시간을 최소화하는데 효과적임을 증명하였다.
또한 특정 AGV에게 회피가 집중되는 것을 방지하기 위해 지연 시간을 고려한 경로 점유권을 제안한다. 마지막으로 시뮬레이션 프로그램을 구현하여 본 논문에서 제안한 방법을 적용함으로써 본 논문의 우수성을 입증한다.

참고문헌 (10)

I. A. Vis, "Survey of Research in the Design and Control of Automated Guided Vehicle Systems". European Journal of Operational Research Vol. 170, No. 3, pp. 677-709, 2006, 6

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Le-Anh T, Koster, "A review of design and control of automated guided vehicle system". Eur J Oper Res, Vol. 171, pp. 1-23, 2006, 1

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R. L. Moorthy, W. H. Guan, N. W. Cheong, and T. C. Piaw, "Cyclic deadlock prediction and avoidance for zone-controlled AGV system". Int J Prod Econ, Vol. 83, pp. 309-324, 2003, 2

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R. S. Shanker and J. L. Batra, "A semi-dynamic time window constrained routing strategy in an AGV system". Int J Prod Res, Vol. 36, No. 1, pp. 35-50, 1998, 1

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G. F Luger. "Artificial intelligence structures and strategies for complex problem solving", Addison Wesley Publishers, Fifth edition, 2005
Y. Caseau, "Heuristics for Large Constrained Vehicle Routing Problems", Journal of Heuristics, Vol. 5, 281-303, 1999, 4
http://en.wikipedia.org/wiki/A*_search_algorithm
최이, 박태진, 류광렬. "가감속을 고려한 교착없는 AGV 주행경로 설정". 한국해양항만학회지, Vol. 30, No. 10, pp. 855-860, 2006, 10

원문보기 상세보기
김종선, 유영선, 김세진, 주영훈. "다중 작업환경의 AGV 경로 선정과 충돌 회피에 관한 연구". 대한전기학회 하계 학술대회 논문집, pp.1773-74, 2008, 7
김종선, 주영훈. "작업환경 모델 기반 AGV의 최단 경로 탐색 알고리즘". 퍼지 및 지능시스템 학회 논문지, Vol. 17, No. 5. pp.654-659, 2007, 10

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