코스트맵 (Costmap)
한 줄 정의: 이동 로봇이 경로를 계획할 때 각 격자 칸을 지나가는 비용을 숫자로 적어 둔 지도입니다.
쉽게 풀면
지도를 바둑판처럼 나누고, 각 칸에 "여기를 지나가면 얼마나 위험하거나 불편한가"를 점수로 적어 둔 것이 코스트맵입니다. 벽이나 장애물 칸은 지나갈 수 없는 큰 값을, 그 주변은 조금 낮은 값을 주어 로봇이 장애물과 거리를 두도록 합니다. 경로 계획기는 이 점수의 합이 작은 길을 찾습니다.
왜 중요한가
실내외 이동 로봇 내비게이션에서 센서 정보와 경로 계획을 이어 주는 표준 자료 구조입니다. ROS 내비게이션 스택이 전역·지역 코스트맵을 나누어 쓰면서 널리 퍼졌고, 관련 논문과 시스템 설명에 자주 등장합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"라이다 점군으로 갱신되는 지역 코스트맵에 장애물 팽창 반경 0.3 m를 적용하여 충돌 여유를 확보하였다."
팽창 반경 같은 코스트맵 설정을 밝힌 예입니다.
조금 더 깊게 보면
코스트맵은 보통 점유 격자 지도를 바탕으로 장애물 칸 주변에 로봇 반경만큼 비용을 퍼뜨리는 팽창(inflation) 과정을 거칩니다. 정적 지도층, 센서 장애물층, 팽창층처럼 여러 층을 겹쳐 하나의 비용을 만드는 계층형 구조가 널리 쓰입니다. 지형 기울기, 사람의 위치, 통행 규칙 같은 정보를 비용으로 더해 사회적 내비게이션이나 험지 주행에 활용하기도 합니다.
주의할 점
점유 격자 지도는 각 칸이 점유되었을 확률을 담지만, 코스트맵은 경로 계획을 위한 이동 비용을 담는다는 점이 다릅니다. 팽창 반경을 너무 크게 잡으면 좁은 통로를 지나가지 못하게 됩니다.