레이저포인터와 단일카메라를 이용한 거리측정 시스템

Abstract

최근에 소형무인기(small UAV)에 대한 관심이 증대되고 있는데, 이는 소형무인기가 비용대비 효율적이고 사람의 접근이 어려운 재난 환경 등에 적합하기 때문이다. 이러한 소형무인기에서 거리측정을 통한 매핑(mapping)은 필수적인 기술이다. 기존의 무인시스템 연구에서 거리 측정 센서는 주로 레이저 센서와 스테레오 비전 센서를 많이 사용하였다. 레이저 센서는 정확도와 신뢰성이 우수하지만 대부분 고가의 장비이고 스테레오 비전 센서는 구현이 용이하지만 무게 측면에서 소형무인기에 탑재하여 사용하기에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 레이저 포인터와 단일 카메라를 사용하여 저가의 거리측정기를 구성하는 방안을 소개한다. 제안한 시스템을 이용하여 거리를 측정하고 이로부터 맵을 구성하는 실험을 수행하였고 실제 데이터와 비교 분석하여 시스템의 신뢰성을 검증하였다. Recently, many unmanned aerial vehicle (UAV) studies have focused on small UAVs, because they are cost effective and suitable in dangerous indoor environments where human entry is limited. Map building through distance measurement is a key technology for the autonomous flight of small UAVs. In many researches for unmanned systems, distance could be measured by using laser range finders or stereo vision sensors. Even though a laser range finder provides accurate distance measurements, it has a disadvantage of high cost. Calculating the distance using a stereo vision sensor is straightforward. However, the sensor is large and heavy, which is not suitable for small UAVs with limited payload. This paper suggests a low-cost distance measurement system using a laser pointer and a monocular vision sensor. A method to measure distance using the suggested system is explained and some experiments on map building are conducted with these distance measurements. The experimental results are compared to the actual data and the reliability of the suggested system is verified.