Generation of Feature Map for Improving Localization of Mobile Robot based on Stereo Camera

This paper proposes the method for improving the localization accuracy of the mobile robot based on the stereo camera. To restore the position information from stereo images obtained by the stereo camera, the corresponding point which corresponds to one pixel on the left image should be found on the right image. For this, there is the general method to search for corresponding point by calculating the similarity of pixel with pixels on the epipolar line. However, there are some disadvantages because all pixels on the epipolar line should be calculated and the similarity is calculated by only pixel value like RGB color space. To make up for this weak point, this paper implements the method to search for the corresponding point simply by calculating the gap of x-coordinate when the feature points, which are extracted by feature extraction and matched by feature matching method, are a pair and located on the same y-coordinate on the left/right image. In addition, the proposed method tries to preserve the number of feature points as much as possible by finding the corresponding points through the conventional algorithm in case of unmatched features. Because the number of the feature points has effect on the accuracy of the localization. The position of the mobile robot is compensated based on 3-D coordinates of the features which are restored by the feature points and corresponding points. As experimental results, by the proposed method, the number of the feature points are increased for compensating the position and the position of the mobile robot can be compensated more than only feature extraction.

스테레오 카메라 기반 모바일 로봇의 위치 추정 향상을 위한 특징맵 생성

본 논문은 스테레오 카메라를 이용한 모바일 로봇의 위치 추정 정확도 향상을 위한 방법을 제안한다. 스테레오 카메라로 획득한 스테레오 이미지로부터 위치 정보를 복원하기 위해서는 왼쪽 영상의 각 픽셀에 대응하는 대응점을 오른쪽 영상에서 찾아야 한다. 일반적으로 에피폴라 라인 위의 점들과 픽셀 유사도를 연산하여 대응점을 찾는 방법이 있다. 하지만 모든 에피폴라 라인 위의 점들을 다 탐색해야한다는 단점이 있고, 픽셀 값에 의해서만 유사도가 계산된다는 단점이 있다. 이를 보완하기 위해 본 논문에서는 좌/우 영상의 특징점을 추출 및 매칭하여 대응하는 점들이 같은 y축 상에 있을 경우, x좌표 값의 차를 구함으로 대응점 탐색방법을 간략하게 구현하였다. 또한 매칭이 되지 않아 소실되는 점들의 정보는 기존 알고리즘을 통해 대응점을 구함으로 특징점 수를 최대한 보존하고자 하였다. 특징점 및 대응점의 좌표를 통해 복원된 특징점의 3D 좌표를 기반으로 모바일 로봇의 위치를 보정하였다. 실험 결과, 제안하는 방법을 통해 좌표 보정을 위한 특징점 수를 증가시켰고, 특징점 추출만 수행한 경우보다 모바일 로봇의 위치도 보정 가능함을 확인하였다.