단안 카메라와 6축 관성 센서를 이용한 회전하는 정지 플랫폼의 자세 추정 기법

이호형; 안형주; 임석재; 장광우; 박준우; 임철수; 한지호; 허준회; 한유근; 방효충

doi:10.5139/JKSAS.2024.52.9.699

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저자정보: 이호형 (Korea Advanced Institute of Science and Technology) 안형주 (Korea Advanced Institute of Science and Technology) 임석재 (Korea Advanced Institute of Science and Technology) 장광우 (Korea Advanced Institute of Science and Technology) 박준우 (Korea Advanced Institute of Science and Technology) 임철수 (Korea Advanced Institute of Science and Technology) 한지호 (Korea Advanced Institute of Science and Technology) 허준회 (Poongsan R&D Institute) 한유근 (Poongsan R&D Institute) 방효충 (Korea Advanced Institute of Science and Technology)

저널정보: 한국항공우주학회 한국항공우주학회지 한국항공우주학회지 제52권 제9호

발행연도: 2024.9

수록면: 699 - 707 (9page)

DOI: 10.5139/JKSAS.2024.52.9.699

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본 연구에서는 기존의 GNSS 보조 관성 항법 또는, 지자계 보조 관성 항법의 사용이 불가능한 환경에서 단안 카메라와 6축 관성 센서를 융합한 회전하는 정지 플랫폼의 자세 추정 기법을 제안한다. 제안하는 추정 기법은 약결합 방식의 확장 칼만 필터 구조를 취하고 있으며, 이미지 간의 특징점 정합을 통해 획득한 방위각 측정치를 필터의 상태 보정에 사용한다. 추정 기법의 성능 검증을 위해 단안 카메라와 관성 센서 측정치를 획득하여 자세 추정에 적용한 결과 관성 센서 단독 운용 대비 오차가 크게 감소하는 것을 확인하였다. 또한 상용 지자계 보조 관성 항법 센서 대비 기울기 자세 추정 오차는 비슷한 수준이며, 방위각 자세 추정 오차는 작음을 확인하였다.

#Monocular Camera(단안 카메라) #Feature Matching(특징점 정합) #Inertial Measurement Unit(관성 센서) #Extended Kalman Filter(확장 칼만 필터)

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Scaramuzza, D. and Zhang, Z., “Visual-Inertial Odometry of Aerial Robots,” arxiv: 1906.03289, June 2019.

Hartley, R. I. and Sturm, P., “Triangulation,” Computer Vision and Image Understanding, Vol. 68, No. 2, 1997, pp. 146~157.

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