With the recent development of cooperative systems consisting of unmanned vehicles and intelligent robots, the demand for automated planning for large-scale and long-term mission performance is growing. As a generalized problem of such missions, this study addresses the mission planning problem for numerous tasks distributed over a wide area using heterogeneous cooperative systems. The objective of this mission planning problem is to minimize the makespan, considering concurrent actions for the efficient operation of long-term missions. Reflecting these conditions, the mission planning problem is defined and plans are generated using the traditional planning method, PDDL (Planning Domain Definition Language). While PDDL offers flexibility in handling various constraints, it faces a significant limitation in optimization performance as the problem size increases. Therefore, this paper proposes a hierarchical mission planning method that reduces the complexity of the problem using mission decomposition techniques and enhances the optimization performance for concurrent actions, ensuring efficient mission planning even as problem size grows. Furthermore, by extending its application to multi-fleets, the proposed mission planning methods demonstrates high scalability. To evaluate the generated plans, a simulator is developed and utilized for visualization, thereby verifying the performance of the proposed mission planning method.
최근에 무인 차량과 지능형 로봇으로 구성된 협력 시스템 개발이 많이 이루어짐에 따라 대규모 장기간 임무 수행을 위한 자율 계획에 대한 수요가 커지고 있다. 본 연구에서는 이러한 임무의 일반화된 문제로서 이종 협력 시스템의 넓은 영역에 분산되어 있는 다수의 작업 수행을 위한 임무 계획 문제를 다룬다. 해당 임무 계획 문제는 전체 임무 수행 시간을 최소화는 것을 목표로 하며 장기간 임무의 효율적인 운용을 위해 동시 행동을 고려한다. 이러한 조건들을 반영하여 임무 계획 문제를 정의하고 계획을 수립하기 위한 방법으로 전통적 계획 수립 방식인 PDDL(Planning Domain Definition Language)을 사용한다. PDDL은 다양한 제약조건들을 고려할 수 있는 유연성을 제공하지만 문제의 크기가 커지면 급격하게 최적화 성능이 떨어진다는 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 임무분할기법을 활용해 문제의 복잡도를 낮추고 동시행동에 대한 최적화 성능을 높임으로써 문제의 크기가 커져도 효율적인 임무 계획이 가능하도록 하는 계층적 임무 계획 방법을 제안한다. 더 나아가 다중 시스템에 확장 적용함으로써 개발한 임무 계획 시스템이 높은 확장성을 가짐을 보인다. 수립된 계획을 분석하고 평가하기 위해 시뮬레이터를 개발하고 시각화하였으며 이를 통해 제안하는 임무 계획 방법의 성능을 검증하였다.
