SIFT 매칭을 이용한 수중 로봇의 정위치 자세유지에 관한 실험적 고찰

Abstract

정교한 수중 임무를 수행하기 위해 수중 로봇에 기본적으로 요구하는 기능은 정자세 위치 유지이다. 특히 수중 구조물의 고화질 영상을 얻기 위해 매우 근접하여 자세를 유지하는 경우, 구조물의 주변에서 흔히 발생하는 자력의 왜곡으로 인하여 일반적인 나침판을 이용한 선수각 센서의 기능을 신뢰할 수 없고 자세를 유지하는 제어는 매우 어려울 수밖에 없다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 취득한 고화질 영상 정보를 활용하여 자세 제어에 필요한 정보를 추출하는 방법을 제안한다. 이는 로봇영상 처리 분야에 일반적으로 사용하는 연속적인 프레임 간에 SIFT 매칭과 기본 행렬(essential matrix) 방법을 적용하여 카메라의 위치 이동 및 회전에 관련된 정보를 추정하는 기법을 적용하였다. 제안한 방법의 신뢰성 검증을 위해, 간단한 실험 장치를 활용하여 수중 환경에서 카메라 보정을 수행한 후 카메라 내/외부 파라미터를 획득하였고 이를 기반으로 실험을 수행하였다. 실험 결과는 AHRS(Attitude Heading Reference System) 자세 정보와 비교하여 오차 정도를 분석하였다.침판을 이용한 선수각 센서의 기능을 신뢰할 수 없고 자세를 유지하는 제어는 매우 어려울 수밖에 없다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 취득한 고화질 영상 정보를 활용하여 자세 제어에 필요한 정보를 추출하는 방법을 제안한다. 이는 로봇영상 처리 분야에 일반적으로 사용하는 연속적인 프레임 간에 SIFT 매칭과 기본 행렬(essential matrix) 방법을 적용하여 카메라의 위치 이동 및 회전에 관련된 정보를 추정하는 기법을 적용하였다. 제안한 방법의 신뢰성 검증을 위해, 간단한 실험 장치를 활용하여 수중 환경에서 카메라 보정을 수행한 후 카메라 내/외부 파라미터를 획득하였고 이를 기반으로 실험을 수행하였다. 실험 결과는 AHRS(Attitude Heading Reference System) 자세 정보와 비교하여 오차 정도를 분석하였다.