무인 자율주행을 위한 스테레오 비전 기반의 장애물 검출 시스템 = (An) Obstacle Detection System for Autonomous Navigation Based on Stereo Vision

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 물류창고 환경에서 무인 자율 주행 지게차가 주행하는데 방해되는 전방의 장애물을 스테레오 비전 기반으로 검출하는 시스템을 제안한다. 지게차의 주행중 전방에 나타나는 장애물을 측정하기 위한 스테레오 비전 시스템을 설계하고 스테레오 비전 기법을 이용하여 장애물의 위치, 크기를 측정한다. 측정된 정보를 지게차의 제어 시스템에 제공하여 원활한 자율주행을 가능하게 할 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently, many reasons, such as reduction of accident, smooth flow of product, efficiency of inventory control, etc., result gradual increase of automated warehouse. According to this, researches on AGV(Automatic Guided Vehicle) have been actively studied. An obstacle detection system for autonomous navigation based on stereo vision is proposed in this paper. The proposed system consists of stereo camera design which is proper to observe obstacles for unmanned forklift and obstacle detection technique for estimating relative location and size of obstacles by using stereo vision method such as bidirectional stereo matching and u/v-disparity map. In process of stereo matching, disparity map is effectively updated by removing improper matching area caused by multi-matching pixel, noise, object of non-interest, or phantom object. Through experiments, we verified the proposed system can accurately measure location and size of obstacles regardless of the type of obstacle or camera movement. The proposed method is expected to guarantee safe and efficient autonomous navigation of unmanned AGV, such as forklift, with accurate mechanical control system.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 1.1 연구 배경 1
• 1.2 연구 개요 4
• 2. 관련 연구 6
• 3. 무인 자율주행을 위한 스테레오 비전 기반의 장애물 검출 시스템의 개요 9
• 4. 무인 자율주행을 위한 스테레오 비전 시스템설계 12
• 5. 스테레오 비전 기법을 이용한 장애물 검출 16
• 5.1 카메라 캘리브레이션 및 영상 교정 17
• 5.2 스테레오 정합 19
• 5.2.1부적합한 정합 영역 제거 21
• 5.2.2 양방향 스테레오 정합 24
• 5.2.3 변이 맵 보정 26
• 5.3 V/U-DISPARITY 맵을 이용한 장애물 추출 28
• 5.3.1 v-disparity 맵 29
• 5.3.2 u-disparity 맵 31
• 5.4 장애물 추출 및 위치, 크기 측정 33
• 6. 실험 및 토의 36
• 6.1 카메라 설치 및 영상 획득 36
• 6.2 스테레오 정합 및 V/U-DISPARITY 맵 37
• 6.3 장애물 추출 및 위치, 크기 측정 38
• 6.4 장애물 위치 및 크기 측정 오차 실험 42
• 7. 결론 47
• 참고문헌 48
• [영문요약(ABSTRACT)] 51