무인선의 단안카메라를 이용한 상대 선박의 경로추정

Abstract

본 논문에서는 무인선에 장착된 단안 카메라(monocular camera)를 이용하여 접근하는 상대 선박을 자동으로 탐지하고,탐지한 선박의 경로를 추정하기 위한 추적필터 기법을 제안한다. 영상기반의 정확한 경로 추정을 위해서는 상대적인 방위와 거리정보의 계측이 필요하나, 단일 카메라 영상만으로는 상대 거리정보를 직접적으로 계측할 수 없다. 따라서, 이미지 평면에 투영된 선박과 수평선간의 픽셀거리 정보를 이용하여 상대 거리정보 추정하는 방법을 제시하였다. 접근하는 선박에 대한 사전정보 없이 자동으로 탐지하기 위해 특징점 기반(feature-based)의 영상처리기법을 설계하였으며, 영상처리를 통해 추출된 특징점들을 이용하여 타선과의 상대 방위정보와 거리정보를 계측하였다. 그리고 계측한 상대정보와 무인선의 운동정보를 융합하여 타선의 경로를 추적하기 위한 확장칼만필터(extended Kalman filter)기반의 추적필터를 설계하였다.제안하는 알고리즘을 실해역 시험 영상에 적용하여 타당성을 검증하였다.측이 필요하나, 단일 카메라 영상만으로는 상대 거리정보를 직접적으로 계측할 수 없다. 따라서, 이미지 평면에 투영된 선박과 수평선간의 픽셀거리 정보를 이용하여 상대 거리정보 추정하는 방법을 제시하였다. 접근하는 선박에 대한 사전정보 없이 자동으로 탐지하기 위해 특징점 기반(feature-based)의 영상처리기법을 설계하였으며, 영상처리를 통해 추출된 특징점들을 이용하여 타선과의 상대 방위정보와 거리정보를 계측하였다. 그리고 계측한 상대정보와 무인선의 운동정보를 융합하여 타선의 경로를 추적하기 위한 확장칼만필터(extended Kalman filter)기반의 추적필터를 설계하였다.제안하는 알고리즘을 실해역 시험 영상에 적용하여 타당성을 검증하였다.