벡터기반 수중 레이저 스캐너와 자율 무인 잠수정을 이용한 수중 3차원 복원 실험

Abstract

본 논문은 수중 카메라와 레이저를 이용한 수중 3차원 정보 획득을 위한 카메라-레이저 보정 기법과 이를 수중로봇에 장착하여 복원을 수행한 결과를 소개한다. 본 시스템은 로봇팔을 이용한 자율작업을 목표로 하기 때문에 정밀한 복원을 통한 정확한 물체위치 인식이 필요하다. 이를 위해 3차원 정보를 측정하는 카메라-레이저 시스템은 정밀한 보정과정이 필요하다. 레이저 벡터 기반 보정 방법은 삼각법(triangulation)에 기반한 카메라-레이저 보정방법이다. 카메라에서 얻어진 레이저 영상으로부터 영상 평면에서 3차원 공간으로 투영행렬(projection matrix)를 얻는 방법으로, 이 과정을 통해 수중로봇의 임의의 위치에 장착된 카메라와 레이저 방사기로부터 정밀한 3차원 정보 값을 획득할 수 있다. 이러한 시스템을 바탕으로 실제 수중로봇에 탑재하여 수중 3차원 정보 획득 검증 실험을 수행하여 보고 그 성능을 분석하였다.