단안 카메라와 6축 관성 센서를 이용한 회전하는 정지 플랫폼의 자세 추정 기법 (Pose Estimation of Rotational Stationary Platform Using Monocular Camera and 6-Axis Inertial Measurement Unit)

서지정보

· 발행기관 : 한국항공우주학회
· 수록지 정보 : 한국항공우주학회지 / 52권 / 9호 / 699 ~ 707페이지
· 저자명 : 이호형, 안형주, 임석재, 장광우, 박준우, 임철수, 한지호, 허준회, 한유근, 방효충

초록

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.

영어초록

In this research, we propose a pose estimation technique for a rotational stationary platform that fuses a monocular camera and 6-axis inertial measurement unit in environments where conventional GNSS-aided inertial navigation system or magnetometer-aided inertial navigation system is not feasible. The proposed estimation technique adopts an extended Kalman filter structure with loosely coupled approach, utilizing azimuth measurements obtained through feature point matching between images for state correction. As a result, the pose estimation error was significantly reduced compared to the case where only the inertial measurement unit was used. In addition, when comparing the results of the proposed method with those obtained from a commercial magnetometer-aided inertial navigation system, the azimuth estimation error was small, and the tilting error was similar.

참고자료

· 없음