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스테레오 카메라 기반 두둑 감지 및 승용관리기 조향 제어 모델 개발
윤창호 ( Chang-ho Yun ),김학진 ( Hak-jin Kim ),전찬우 ( Chan-woo Jeon ),강민석 ( Min-suk Gang ),이원석 ( Won-suk Lee ),한종규 ( Jong-kyu Han ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.1
비전 기반의 농업환경 자율주행은 GNSS의 위치로는 보장하기 작물열 사이와 같은 정교한 위치제어가 필요한 환경에서 적용되어왔다. 국내 환경의 밭 환경에서 흔히 쓰이는 고랑관개에서 나타나는 지형의 특징인 두둑은 작물열과 같이 평행한 형태를 지녔지만, 색상 차이가 뚜렷하지 않고 다만 높낮이의 차이를 통해 구분할 수 있다. 본 연구의 목적은 3차원 정보를 이용하여 두둑과 고랑 사이의 주행 경로를 감지하고 자율주행 승용관리기의 조향 제어 모델을 개발하는 데 있다. 스테레오 카메라를 통해 얻어진 두둑 표면의 깊이 이미지가 밭의 거친 표면과 트랙터의 거동에 의해 나타나는 카메라와 지면의 상대적인 변화값을 보정하고 농업 환경 적용에 적합하도록 개발된 이미지 프로세싱 알고리즘을 통해 주행 기준선을 추출하여 실시간으로 주행 경로를 생성한다. 이미지에서 추출된 주행 기준선과 실제 환경과의 기하학적인 관계를 통한 pure pursuit 기반의 차량 조향 생성 모델을 개발하였다. 개발된 주행 기준선 추출 알고리즘을 검증하기 위하여 실제 두둑 환경에서 취득한 영상 데이터를 토대로 이미지 검출률 분석과 횡변위 오차 분석을 수행 결과 두둑 검출율 분석 결과 평균 94.2%의 정확도를 보였으며 개발된 조향 제어 모델을 15kW 자율주행 승용관리기에 적용 결과 4.05cm의 추종 오차 성능을 보였다.
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