The Design of the Obstacle Avoidances System for Unmanned Vehicle Using a Depth Camera

깊이 카메라를 이용한 무인이동체의 장애물 회피 시스템 설계

With the technical development and rapid increase of private demand, the new market for unmanned vehicle combined with the characteristics of 'unmanned automation' and 'vehicle' is rapidly growing. Even though the pilot driving is currently allowed in some countries, there is no country that has institutionalized the formal driving of self-driving cars. In case of the existing vehicles, safety incidents are frequently happening due to the frequent malfunction of the rear sensor, blind spot of the rear camera, or drivers' carelessness. Once such minor flaws are complemented, the relevant regulations for the commercialization of self-driving car and small drone could be relieved. Contrary to the ultrasonic and laser sensors used for the existing vehicles, this paper aims to attempt the distance measurement by using the depth sensor. A depth camera calculates the distance data based on the TOF method calculating the time difference by lighting laser or infrared light onto an object or area and then receiving the beam coming back. As this camera can obtain the depth data in the pixel unit of CCD camera, it can be used for collecting depth data in real-time. This paper suggests to solve problems mentioned above by using depth data in real-time and also to design the obstacle avoidance system through distance measurement.

기술의 발전과 민간수요 급증으로 '무인 자율화', '이동체' 특성이 결합된 무인이동체 신시장이 급성장하고 있다. 현재 일부 국가들이 시범주행을 허용하고 있으나, 자율주행차의 정식 운행을 제도화 한 나라는 없다. 기존 차량의 경우에도 후방감지기의 잦은 오작동이나, 후방카메라의 사각지대 또는 운전자의 부주의 때문에 안전사고가 자주 일어나고 있다. 이러한 사소한 결함들을 보완이 되어야 자율주행차, 소형드론의 상용화를 위한 관련 규제를 완화 할 수 있을 것이다. 본 논문에서는 기존의 이동체에서 사용되었던 초음파, 레이저 센서와는 다르게 깊이 카메라를 이용하여 거리측정을 시도해보려 한다. 깊이 카메라는 레이저나 적외선을 객체나 대상 영역에 비추어 되돌아오는 광선을 받아 시간 차이를 계산하는 TOF 방식으로 거리 정보를 계산한다. 이런 카메라는 CCD 카메라 영상 화소 단위로 깊이 정보를 얻을 수 있어 실시간 깊이 정보를 모으는 데 활용할 수 있다. 이런 실시간 깊이 정보들을 이용하여 앞서 말한 문제점을 해결하고, 거리측정을 통한 장애물 회피 시스템 설계를 제안한다.