Vision-based Target Tracking for UAV and Relative Depth Estimation using Optical Flow

Recently, UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) are expected much as the Unmanned Systems for various missions. These missions are often based on the Vision System. Especially, missions such as surveillance and pursuit have a process which is carried on through the transmitted vision data from the UAV. In case of small UAVs, monocular vision is often used to consider weights and expenses. Research of missions performance using the monocular vision is continued but, actually, ground and target model have difference in distance from the UAV. So, 3D distance measurement is still incorrect. In this study, Mean-Shift Algorithm, Optical Flow and Subspace Method are posed to estimate the relative depth. Mean-Shift Algorithm is used for target tracking and determining Region of Interest (ROI). Optical Flow includes image motion information using pixel intensity. After that, Subspace Method computes the translation and rotation of image and estimates the relative depth. Finally, we present the results of this study using images obtained from the UAV experiments.

무인 항공기의 영상기반 목표물 추적과 광류를 이용한 상대깊이 추정

최근 무인 항공기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)는 다양한 임무수행이 가능한 무인 시스템이라는 점에서 크게 주목받고 있다. 특히 정찰, 추적 등의 임무는 영상을 이용하여 임무 수행이 이루어진다. 소형 무인 항공기의 경우 중량과 비용을 고려하여 단안 영상을 이용하는 임무 수행 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 그러나 실제 지표면과 목표물이 고도 차이를 가지고 있어, 영상의 상대깊이를 고려하지 않은 3차원 거리는 임무 수행 시 오차 요인으로 작용 할 수 있다. 본 연구에서는 상대 깊이 추정을 위한 평균이동 알고리즘, 광류, 부분 공간법에 관하여 차례로 제시한다. 평균이동 알고리즘은 영상 내 목표물 추적과 관심영역을 결정하며 광류는 영상의 자기를 이용한 영상 이동 정보를 포함한다. 마지막으로 부분 공간법은 영상안의 움직임을 추정하며 각 영역의 상대깊이를 결정한다.