• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제4권5호
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• pp.225-230
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• 2015

본 논문에서는 키 프레임 영상과 SURF 특징점 기반의 시각 단어들을 이용한 효과적인 실시간 시각 루프 결합 탐지기 VILODE를 제안한다. 시각 루프 결합 탐지기는 과거에 지나온 위치들 중 하나를 다시 재방문하였는지를 판단하기 위해, 새로운 입력 영상을 이미 지나온 위치들에서 수집한 과거 영상들과 모두 비교해보아야 한다. 따라서 새로운 위치나 장소를 방문할수록 비교 대상 영상들이 계속해서 증가하기 때문에, 일반적으로 루프 결합 탐지기는 실시간 제약과 높은 탐지 정확도를 동시에 만족하기 어렵다. 이러한 문제점을 극복하기 위해, 본 시스템에서는 입력 영상들 중에서 의미 있는 것들만을 선택해 이들만을 비교하는 효과적인 키 프레임 선택 방법을 채택하였다. 따라서 루프 탐지에 필요한 영상 비교를 대폭 줄일 수 있다. 또한 본 시스템에서는 루프 결합 탐지의 정확도와 효율성을 높이기 위해, 키 프레임 영상들을 시각 단어들로 표현하고, DBoW 데이터베이스 시스템을 이용해 키 프레임 영상들에 대한 색인을 구성하였다. TUM 대학의 벤치마크 데이터들을 이용한 실험을 통해, 본 논문에서 제안한 시각 루프 결합 탐지기의 높은 성능을 확인할 수 있었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.438-444
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• 2004

가까운 미래에 필요로 하게 될 지능형 로봇은 인간과 공존하고 효과적으로 인간을 도울 수 있는 인간 친화적인 로봇이다. 이러한 목적을 실현하기 위해서 무엇보다 로봇은 주어진 환경에서만 아니라 미지의 환경에서도 주행중인 자신의 위치와 자세를 인식할 수 있어야 한다. 더욱이, 자신의 위치가 자연스럽게 인식될 수 있어야 할 것이다. 그래서 이동로봇의 주행에서 발생되는 불확실을 해결함으로써 로봇의 위치를 추정할 수 있어야 할 것이다. 본 논문에서는 이동물체의 영상정보를 이용하여 이동로봇의 자기위치추정을 위한 방법을 제시하고 있다. 이것은 엔코더의 관측 위치정보와 이동로봇의 위치정보를 추정하기 위한 카메라영상에서의 추정된 위치정보를 결합하는 방법이다. 기준좌표계상에 이동물체의 사전 경로정보와 투영된 카메라 모델, 기하학적 구속식을 이용함으로써 이동물체에 대한 영상 좌표와 추정된 이동로봇의 위치 정보간의 관계를 표현 할 수 있다. 제시된 식은 추정된 위치에 근거하기 때문에 측정오차를 항상 가지게 된다. 제안된 방법은 관측되고 추정된 영상좌표간의 오차정보를 이용하여 이동로봇의 위치를 추정할 수 있었다. 이러한 추정을 위해서 칼만필터를 적용하였으며 제안된 방법의 성능은 시뮬레이션과 실험을 통하여 제시하고 있다.

• 한국항행학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.48-55
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• 2005

본 논문에서는 다중 카메라 감시 시스템에서의 효율적인 이동물체 추적기법을 제안한다. 시스템에 사용된 컬러 CCD 카메라는 고유의 IP를 할당받는 네트워크 카메라이며, 입력영상은 미디어 서버와 브릿지, 그리고 AP(Access Point)와의 무선통신을 통해 전송된다. 감시시스템은 네트워크를 통해 전송된 영상을 트래킹 모듈에 전달하게 되며, 컬러 매칭 기법을 이용하여 이동물체를 실시간으로 추적한다. 두 개의 트래킹 세트를 구성하여 이동물체가 특정 카메라의 FOV(Field of view)를 벗어날 경우, 카메라 간에 핸드 오버가 가능케 함으로써 계속해서 이동물체를 추적하도록 한다. 핸드 오버 발생시에 타깃이 되는 정확한 이동물체 추적을 위하여 배경 정보 처리와 컬러 정보를 이용한 MHI(Motion History Information)와 M-bin histogram 기법을 제안한다. MHI를 이용하여 이동물체의 운동방향과 속도를 계산해 낼 수 있으며, 이러한 정보를 바탕으로 예상 이동위치를 판단할 수 있다. MHI를 이용한 결과, 단순히 M-bin histogram 기법을 이용하여 템플릿 매칭을 했을 경우 보다 속도와 안정성에 있어서 성능 향상을 가져옴을 실험을 통해 확인할 수 있었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.452-458
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• 2010

전원이나 CPU 같은 컴퓨팅 자원의 제약을 받는 임베디드 시스템의 경우, 데이터의 컴퓨터 화면 디스플레이로 인한 오버헤드는 시스템의 성능에 지대한 영향을 줄 수 있다. 본 논문은 ARM9 방식의 S3C2440A 마이크로프로세서가 내장된 LN2440SBC 시스템에서, LCD(liquid crystal display)의 구동을 위해 필요한 ARM 코어, LCD 컨트롤러, SPI(serial peripheral interface) 같은 LCD-구동 요소들의 초기화 방법을 설명한다. 또한 픽셀 디스플레이 함수와 디스플레이로 인한 오버헤드를 줄이기 위한 가상스크린을 이용한 디스플레이 방법을 소개한다. 가상스크린은 한 LCD 화면 디스플레이에 필요한 메모리 용량보다 매우 큰 용량의 메모리 공간으로서, 가상스크린 내의 특정 영역 디스플레이는 그 영역을 뷰포트(view port) 영역으로 지정함으로서 행해진다. 이 같은 가상스크린을 이용한 디스플레이는 임베디드 시스템에서 동시에 수행되는 여러 태스크들이 자신의 수행 결과를 생성하고 그 결과를 각기 화면에 출력하는 경우에 유용하며, 특히 각 태스크의 수행 결과 데이터가 모두 변경되지 않고 일부분만 변경되어 디스플레이 되는 경우에 더욱 그러하다. 이런 임베디드 시스템의 경우, 각 태스크들이 가상스크린의 메모리 영역을 효율적으로 나누어 사용할 경우 디스플레이 오버헤드를 최소화 할 수 있다. 가상스크린을 사용하는 경우와 아닌 경우의 성능 비교를 위해 두 개의 다른 이미지를 번갈아 가며 디스플레이하고 소요 시간을 측정했다. 그 결과 가상 스크린을 사용할 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 약 5배의 빠른 출력 속도를 보인다.

• 감성과학
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• 제18권1호
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• pp.27-38
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• 2015

전정안구반사(VOR; vestibulo-ocular reflex)는 머리가 움직이는 동안 안정된 망막상을 얻기 위해 일어나는 안구의 보상적 움직임이다. 망막정보와 전정신호가 감각갈등(sensory conflict)을 일으키면 멀미가 일어나며, VOR 이득(gain)이 변한다는 것이 알려져 있다. 본 보고에서는 VOR을 측정할 수 있는 실용적이고 저렴한 시스템을 LabVIEW와 Arduino를 이용하여 구현하였다. 그리고 이 시스템을 사용하여 VOR의 특징적 변화를 두 가지 실험을 통해서 측정하였다. 실험 1에서는 자기회전검사법을 이용하여 실험참가자(n = 4)의 수평 및 수직 전정안구반사의 특성을 살펴보았다. 실험 2에서는 가상환경 하에서 실험참가자(n = 8)가 정지된 화면을 볼 때와 사이버멀미(cybersickness)를 경험하는 3D 가상주행 영상에 노출되었을 때의 머리 움직임과 안구 운동을 측정하였다. 그 결과, 가상주행을 경험할 때 특징적인 머리 움직임과 안구 운동이 측정되었다. 본 보고에서 소개한 전정안구반사 측정 시스템은 가상환경에서의 사이버멀미 경감을 위한 심리생리학적 연구에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.597-606
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• 2020

무인수상정은 해상에서 원격 제어 또는 자율항해가 가능한 선박으로 미래 전투 환경에서 인명 손실을 최소화하면서도 전투력 우위를 확보할 수 있는 수단이다. 무인수상정 개발에 필요한 기술을 기획하기 위해서 관련 기술의 동향분석 및 유망기술 선정이 선행되어야 하나, 관련된 연구가 미흡하다. 본 연구의 목적은 무인수상정 관련 기술 동향을 정량적으로 분석하는 것으로, 토픽모델링을 이용하여 무인수상정 관련 세부기술을 도출하고, 유망/쇠퇴기술을 선정하였다. 분석 결과 유망기술로는 제어, 항법을 비롯하여 확인/검증, 자율수준, 임무 모듈, 활용 기술이, 쇠퇴기술로는 수중통신, 이미지 처리 기술이 선정되었다. 또한 기존 기술분류에 포함되지 않는 신기술 영역을 식별하였다. 여기에는 무인수상정 연구개발에 관련된 기술, 인공지능 기술, 유·무인체계와 협동 등 운용과 관련된 기술 그리고 진·회수 기술이 포함된다. 본 연구를 통해 파악된 기술 동향과 신기술 영역이 무인수상정과 관련된 핵심기술을 도출하고 연구개발 관련 정책 수립에 효과적으로 활용되기를 기대한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.20-26
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• 2018

본 논문에서는 오인식률 감소를 위한 다중 프레임 특징점 추적 정보 기반 이동 물체 검출 및 추적 알고리즘을 제안한다. 기존의 연구에서는 이동 물체 탐지의 오인식과 추적의 속도 문제가 존재 하였다. 본 연구에서는 이를 보완하기 위해 먼저, 카메라 이동 보상과 물체의 추적을 위해 다중 프레임의 코너 특징점과 옵티컬 플로우를 계산한다. 다음으로 다중 프레임 전-후방향 추적으로 옵티컬 플로우의 추적 오류를 감소시키고, 카메라 이동 보상을 위해 호모그래피와 RANSAC 알고리즘 기반으로 추적된 코너 특징점을 배경영역과 이동 물체 후보 영역으로 구분한다. 변환된 코너 특징점들 중 RANSAC에 의해 제거되는 이상점들을 군집화하고 일정 크기 이상의 이상점 군집 영역을 이동 물체 후보군으로 구분한다. 이동 물체 후보군으로 구분된 물체는 라벨 추적 기반 데이터 상관 분석에 따라 라벨 번호를 할당하고 추적한다. 이동 물체 후보군으로 구분된 물체는 라벨 추적 기반 데이터 상관 분석에 따라 라벨 번호를 할당하고 추적한다. 본 논문에서는 제안한 알고리즘이 기존 알고리즘에 비해 Precision과 Recall 모두 향상됨을 쿼드로터 영상기반 탐지 및 추적 성능 실험으로 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제40권4호
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• pp.207-212
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• 2016

현재까지 이미지의 복잡성을 추정하기 위하여 여러 가지 프랙탈 차원 추정법들이 제안되어 왔으나, 그 중에서도 박스 계수법이 단순하면서도 신뢰성이 높아 공학, 과학, 의료, 지질학 등 많은 분야에 응용되고 있다. 박스 계수법은 스텝크기 ${\delta}$를 변경해가면서 이미지를 ${\delta}{\times}{\delta}$ 크기의 박스로 분할하고 프랙탈 도형이 포함된 박스를 계수하여 프랙탈 차원을 추정하게 되며, 이때 분할되는 박스의 개수가 정수가 되도록 이미지의 크기가 2의 거듭제곱인 정사각형을 사용하게 된다. 그러나 이미지 크기가 다르면 ${\delta}{\times}{\delta}$ 크기가 아닌 박스는 버리게 되고 여기에 프랙탈 도형이 있으면 정밀도 저하의 원인이 된다. 이런 문제점을 개선하기 위하여 본 논문에서는 버리는 박스에 프랙탈 도형이 포함되면 실수 계수하여 정수 계수에 합산하는 한 방법을 제시한다. 제안된 방법을 프랙탈 차원이 잘 알려진 두 결정형 이미지에 적용시켜 절대오차의 평균값을 얻고 기존의 박스 계수법과 삼각 박스 계수법의 결과와 비교한다. 제안된 방법은 이미지의 크기가 달라도 안정한 값을 얻을 뿐만 아니라 다른 두 방법과 비교하였을 때 더 만족스러운 결과를 보임을 밝힌다. 또 구글맵에서 취한 우리나라 해안선과 조도 해안선 이미지에 적용시켜 그 복잡성을 계량한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제42권3호
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• pp.237-244
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• 2018

수중에서 로봇으로 사석 고르기 작업을 실시할 경우 로봇 주위의 지형 정보를 실시간으로 제공해야 원격조종이 가능하다. 현 위치로부터 주변지형의 높낮이를 보여줘야 운전자가 작업 계획을 수립하고, 전복과 같은 사고도 예방할 수 있다. 지금까지 지형인식은 멀티 빔 소나에 의해 이뤄졌는데 이는 작업 전후의 품질을 평가하는 용도만 사용되었지 원격조종에서 필요한 실시간 정보로는 사용될 수 없었다. 본 연구는 수중 사석 고르기 작업을 위한 실시간 지형인식 방법을 개발한다. 버킷이 지면을 누를 때 전달되는 힘을 측정해 접촉여부를 판단하고, 실린더의 길이를 읽어 접촉위치를 계산한다. 버킷의 위치제어를 위해 가변 뱅뱅제어 알고리즘을 적용하고 숙련된 굴삭기 운전자의 작업패턴을 프로그램화해 지형인식, 긁기, 밀기, 전진 등의 작업을 자동으로 수행하도록 한다. 개발된 방법은 로봇 몸체로부터 버킷의 거리에 따라 3차원 격자 지형을 상대적으로 보여줌으로써 작업자가 쉽게 지형을 인식하고 지형에 따라 작업계획을 세우도록 한다.

• 한국광학회지
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• 제29권5호
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• pp.204-214
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• 2018

LIDAR는 정밀 측정이 가능한 특성을 기반으로 정확한 정보 획득과 고해상도 3차원 영상 구현에 유리하기 때문에 사용자의 개입 없이 정확한 정보 획득과 판단이 요구되는 자율 주행 시스템에 필수적으로 적용되고 있다. 최근 LIDAR를 접목한 자율 주행 시스템이 인간의 생활권 안에서 활용되면서 시각안전 문제에 대한 해결과 함께 다양한 환경에서 정확한 장애물 인식을 통한 신뢰성 있는 판단이 요구되고 있다. 본 논문에서는 1550 nm 시각안전 광원을 활용한 Single-Shot LIDAR system (SSLs)을 구성하고 다양한 측정 환경, 반사 물질, 물질의 각도에 대한 LIDAR 신호 분석 방법과 결과를 보고한다. 실내, 주간, 야간의 환경에서 25 m 거리에 위치한 5% 알루미늄 반사판과 건물 벽을 활용하여 각 측정 환경에서 반사율이 다른 물질에 대한 신호를 분석하고, 다양한 각도를 갖는 실제 장애물을 고려하여 반사 물질의 각도 변화에 대한 신호 분석도 진행하였다. 이러한 신호 분석은 수신 정보의 신뢰도 판별을 위한 SNR과 거리 정보 정확성의 지표인 타이밍 지터를 활용하여 측정 환경 및 반사 조건과 LIDAR 신호 간의 상관관계 확인이 가능한 장점이 있다.