고정경로 환경에서 다중 AGV의 충돌 없는 경로계획의 안정성 향상에 대한 연구
A Study on the Stability Improvement of Conflict-free Routing for Multiple AGVs on Fixed Paths
- 주제(키워드) 아주대학교 , AGV , 무인운반차 , AGV 경로계획 , AGV 경로탐색 , 동적 경로탐색 , 충돌회피 , Conflict-free , Conflict free , Dynamic Routing
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 박성진
- 발행년도 2021
- 학위수여년월 2021. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 IT융합대학원 IT융합공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000030576
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
AGV는 화물을 자동으로 운반하는 무인반송 장치로서, 제조산업의 핵심요소인 유연생산시스템에서 자동 반송 역할을 수행하며 물류 최적화에 있어서 가장 중요한 시스템으로 자리잡고 있다. AGV의 이동경로가 정해진 고정경로 방식에서 다수의 AGV가 안정적으로 운영되기 위해서는 최적의 경로계획과 더불어 AGV간 교통흐름을 통제하기 위한 중앙제어시스템이 필요하며, 이러한 중앙제어시스템은 AGV의 경로계획을 수립하는 과정에서 충돌을 방지할 수 있는 강인한 제어 알고리즘을 제공하여야 한다. 기존의 충돌방지 기법은 충돌예측을 통해 AGV를 정지하는 방법들에 대해서 주로 다루어져 왔으나 통신지연이나 기타 외란 발생 시 정지하는 시점이 지연되어 충돌이 발생할 수 있고, 충돌탐지 시에는 AGV를 정지했다가 출발해야 하므로 전체 주행시간에 손실이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 AGV의 전체경로를 분할하여 중간 목적지를 경유하며, 동적경로 탐색을 통해 최종 목적지까지 점증적으로 도달하는 경로분할 기법을 제안한다. 경로분할 기법은 경로분할 후 점유영역을 설정하여 다른 AGV가 해당영역으로 침범하지 못하게 함으로써 충돌을 방지하고 중간 목적지를 경유하는 동안 등속을 유지하여 감속이나 정지를 최소함으로써 총 주행시간을 단축한다. 이러한 방법은 별도의 충돌예측 알고리즘 및 AGV 강제정지가 불필요하다. 시뮬레이션에서는 기존의 충돌예측 기법과 경로분할 기법을 충돌발생 여부 및 주행시간 관점에서 비교하였으며, 시뮬레이션 결과 제안하는 기법이 기존 기법에 비해 외란이 발생하더라도 충돌이 발생하지 않고, 정지나 감속없이 우회경로를 탐색함으로써 주행시간이 개선됨을 확인하였다. 이로써 제안하는 기법이 시스템 환경의 예측치 못한 불안정한 상황을 감안하였을 때 기존 기법에 비해 안정성이 뛰어남을 검증하였다.
more초록/요약
In this paper, we present a route segmentation technique that divides the entire route of AGV and passes through an intermediate destination, and incrementally reaches the final destination through dynamic route search in order to stably operate multipe AGVs on fixed paths. Conventional collision-free techniques have mainly dealt with methods of stopping AGV through collision prediction, but when communication failure or unexpected disturbances occur, the stopping point may be delayed, resulting in a collision. In addition, when a collision detected, it is necessary to stop, so the transport time may be delayed. In route segmentation techinuque, collision is prevented by setting a segmented path as occupied area where cannot be invaded by other AGVs. Also, transport time can be shortened by minimizing deceleration or stopping by maintaining a constant speed while passing through an intermediate destination. In the simulation, the conventional collision prediction technique and the route segmentation technique were compared in terms of collision occurrence and transport time. As a result of the simulation, the proposed tehcnique does not cause a collision even if a communication failur or unexpected disturbance occur, and the transport time is shortend by searching the bypass route without stopping or deceleration. Finally, it was verified that the proposed technique has superior stability compared to the conventional technique in consideration of the unexpected unstable situation of the system environment.
more목차
1. 서론 1
1.1. 배경 1
1.2. 동기 1
1.3. 관련연구 2
2. 문제설정 3
2.1. AGV 주행방식 및 작업환경 3
2.2. AGV 경로 네트워크 모델 5
2.3. AGV 시스템 7
2.4. 문제 8
3. 제안하는 알고리즘 10
3.1. 경로분할 탐색기법 개요 10
3.1.1. 경로분할 탐색기법 기본개념 10
3.1.2. AGV Claim 및 경로분할 11
3.1.3. 경로분할 탐색의 예 15
3.2. 경로분할 탐색 알고리즘 17
3.2.1. 알고리즘 Flow Chart 17
3.2.2. 경로탐색 알고리즘 19
3.2.3. 경로 네트워크 갱신 알고리즘 21
4. 시뮬레이션 26
4.1. 시뮬레이션 프로그램 구성 26
4.2. 시뮬레이션 환경설정 및 가정 27
4.3. 시뮬레이션 결과 29
4.3.1. 충돌예측에 의한 충돌회피 시뮬레이션 29
4.3.2. 경로분할 탐색기법에 의한 충돌회피 시뮬레이션 32
5. 결론 및 향후 연구 35
참고문헌 36
