쿼드콥터 소모 에너지를 비용함수로 하는 3차원 경로계획

• Published in: 항공우주시스템공학회지 Vol. 14; no. 5; pp. 9 - 17
• Main Authors: 김효원(Hyowon Kim), 정진석(Jinseok Jeong), 강범수(Beomsoo Kang)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 항공우주시스템공학회 2020
• Subjects: Quadcopter UAV(쿼드콥터 무인항공기); 3D Path Planning(3차원 경로계획); Heuristic(휴리스틱); D Lite; Energy Consumption(에너지 소모); 3
• ISSN: 1976-6300; 2508-7150

Mobile robots, including UAVs perform missions with limited fuel. Therefore, the energy-aware path planning is required to maximize efficiency when the robot is operated for a long time. In this study, we estimated the power consumption for each maneuver of a quadcopter UAV in the 3D environment and applied to the cost functions of D⁎ Lite. The simulations were performed in a 3D environment that is similar to the industrial sites. The efficiency of path generation was high when the energy-aware path planning with simplified heuristic was applied. In addition, the energy-aware path was generated 19.3 times faster than the shortest path with a difference within 3.2%. 무인항공기를 비롯한 다수의 이동로봇은 제한된 연료로 임무를 수행하므로 장시간 운용시 효율을 극대화 하기위해 에너지를 고려한 경로계획이 요구된다. 본 연구에서는 3차원 환경에서 쿼드콥터 무인항공기 비행에 따른 소모 에너지를 근사화하여 기존 D⁎ Lite 알고리즘의 비용함수에 적용하였다. 산업현장과 유사한 3차원 환경에서 시뮬레이션을 수행한 결과 에너지를 비용함수로 하고 휴리스틱 계산을 3 단순화 하였을 때 경로 생성 효율이 높았으며, 최단경로와 약 3.2% 이내의 차이를 갖는 경로를 최대 19.3배 빠르게 도출했다.