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3차원 직선을 이용한 위치 추적 및 지도 작성

Title
3차원 직선을 이용한 위치 추적 및 지도 작성
Author
서일홍
Keywords
6dof로봇motion모델; 컴퓨터공학
Issue Date
2011-11
Publisher
대한전자공학회
Citation
대한전자공학회 학술대회, 2011-11, P954-955
Abstract
이동 로봇이 자신의 위치를 인식하고, 동시에 주변 환경에 대한 지도를 작성하는 것을 SLAM이라고 한다. 특히, 영상 정보를 이용하여 SLAM을 적용하는 분야를 Visual SLAM이라고 하고, 이 분야는 최근 몇 년간 많은 발전을 이루었다. 그 중에서 직선 정보를 기반으로 하는 SLAM은 실내의 복도 환경에서 더 풍부하고 구조적인 정보를 제공한다. 앞서 본 연구실에서 진행되어진 단일 카메라를 사용한 경우 수직 직선과 바닥 직선에 대해서만 SLAM을 진행하였다. 바닥 직선과 수직 직선에 대해서만 SLAM을 하였을 경우, 인간이 얻는 시각적인 정보를 잘 표현 하는 것이 불가능하였다. 본 논문에서는 stereo 카메라를 이용할 경우 disparity를 이용하여 직선의 depth정보를 바로 이용할 수 있는 점과 실내 환경에서 모든 직선을 처리할 수 있는 Plcker line coordinates를 이용하였다. Line feature initialization과정은 Plcker line coordinates와 dual Plcker matrix의 duality를 이용하여 구한 Plcker line coordinates에서 무한한 직선일 경우 inverse depth의 특성을 적용시켜고 무한한 직선이 아닐 경우 Plcker line coordinates와 dual Plcker matrix의 duality를 이용하여 구한 Plcker line coordinates를 그대로 적용하여 복도 환경에서 얻어진 모든 직선에 대하여 EKF-SLAM에 대하여 적용하였다. Correction과정은 좌우 카메라에 대하여 동일하게 correction과정을 적용하되, 좌측 카메라 먼저 correction한 다음 우측 카메라에 대하여 correction 과정을 적용하였다. 이렇게 할 경우 동시에 correction과정을 하는 것보다 각각 correction을 하였을 경우가 더 나은 성능을 보여줬다. 실험 환경은 한양대학교 IT/BT관 6층 복도 환경에서 Pioneer P3-AT위에 stereo 카메라를 탑재하여 실험하였다. 실험 결과 본 논문에서 제안한 방법은 단일 카메라보다 더 향상되고 실용적인 측면에서 나은 결과를 보여준다는 것을 확인하였다.This paper presents 6-DOF stereo EKF-SLAM using 3D lines as SLAM features. When extracting dual Pl‥u cker matrix through two planes meeting each other, there exists duality between the dual Pl‥u cker matrix and Pl‥u cker line coordinates. In turn, the matrix is transformed to the Pl‥u cker line coordinates. The line’s end points extracted by Pl‥u cker line coordinates quickly converge due to stereo camera. Although robot moves, lines are constantly retro-projected from left and right images. We experiment real stereo data images via this method in Hanyang university at IT/BT 6th floor.
URI
http://www.dbpia.co.kr/Journal/ArticleDetail/NODE02339146http://hdl.handle.net/20.500.11754/57278
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