• 제목/요약/키워드: 2D/3D map navigation

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Deep Learning-based Depth Map Estimation: A Review

  • Abdullah, Jan;Safran, Khan;Suyoung, Seo
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권1호
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    • pp.1-21
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    • 2023
  • In this technically advanced era, we are surrounded by smartphones, computers, and cameras, which help us to store visual information in 2D image planes. However, such images lack 3D spatial information about the scene, which is very useful for scientists, surveyors, engineers, and even robots. To tackle such problems, depth maps are generated for respective image planes. Depth maps or depth images are single image metric which carries the information in three-dimensional axes, i.e., xyz coordinates, where z is the object's distance from camera axes. For many applications, including augmented reality, object tracking, segmentation, scene reconstruction, distance measurement, autonomous navigation, and autonomous driving, depth estimation is a fundamental task. Much of the work has been done to calculate depth maps. We reviewed the status of depth map estimation using different techniques from several papers, study areas, and models applied over the last 20 years. We surveyed different depth-mapping techniques based on traditional ways and newly developed deep-learning methods. The primary purpose of this study is to present a detailed review of the state-of-the-art traditional depth mapping techniques and recent deep learning methodologies. This study encompasses the critical points of each method from different perspectives, like datasets, procedures performed, types of algorithms, loss functions, and well-known evaluation metrics. Similarly, this paper also discusses the subdomains in each method, like supervised, unsupervised, and semi-supervised methods. We also elaborate on the challenges of different methods. At the conclusion of this study, we discussed new ideas for future research and studies in depth map research.

후방 카메라 영상과 3차원 도로지도를 이용한 이동차량의 위치인식 (Localization of A Moving Vehicle using Backward-looking Camera and 3D Road Map)

  • 최성인;박순용
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권3호
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    • pp.160-173
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    • 2013
  • 본 논문에서는 실외 도로환경에서 주행하는 차량의 위치를 추정하기 위한 비쥬얼 오도메트리 기술을 제안한다. 제안하는 방법은 운전자의 이동계획에 따라 차량의 초기위치에서 원거리에 위치한 특정 목적지를 방문한 후 지나온 경로를 따라 다시 초기위치로 정확하게 복귀해야 하는 차량의 위치인식을 위해 사용된다. 위치인식에는 차량 전방의 3차원 정보획득을 위한 스테레오 카메라와 후방의 영상을 획득하는 단일 카메라를 사용한다. 차량이 목적지를 향해 순방향 주행할 때는 전방 스테레오 비쥬얼 오도메트리(stereo visual odometry)를 이용하여 이동차량의 위치를 추정하고 동시에 도로 및 주변 환경에 대한 3차원 전역지도를 그래프 구조로 생성한다. 차량이 목적지에 도달하여 복귀할 때는 후방의 단일 카메라에서 획득한 2차원 영상과 전역지도를 바탕으로 모노 비쥬얼 오도메트리(monocular visual odometry)로 위치를 추정한다. 복귀하는 차량의 위치를 정확하게 추정하기 위해서는 효과적인 전역지도의 노드 탐색방법이 요구된다. 후방 카메라의 영상 특징과 전역지도의 각 노드의 영상 특징을 정합하고 지도에 저장된 3차원 좌표를 이용하여 차량의 위치를 추정하였다. 또한 3차원 위치추정에 성공한 이전노드들의 정보를 바탕으로 매 영상 프레임마다 적응적으로 탐색영역을 확장하거나 줄이도록 하였다. 두 개의 서로 다른 경로에 대한 실험을 통하여 제안하는 방법의 성능을 검증하였다.

센서융합 기반 의미론적 SLAM 및 내비게이션 (Semantic SLAM & Navigation Based on Sensor Fusion)

  • 이기현;안승현;신수현;류혜선;홍유나
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2023년도 추계학술발표대회
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    • pp.848-849
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    • 2023
  • 본 논문은 로봇의 실내 환경에서의 자율성을 높이기 위한 SLAM과 내비게이션 방법을 제시한다. 2D LiDAR와 카메라를 이용하여 위치를 인식하고 사람과 장애물을 의미론적으로 검출하며, ICP와 RTAB-map, YOLOv3를 통합하여 Semantic Map을 생성하고 실내 환경에서 자율성을 유지한다. 이 연구를 통해 로봇이 복잡한 환경에서도 높은 수준의 자율성을 유지할 수 있는지 확인하고자 한다.

맵 기반의 부분시간 공통 중간주파수 제거방식을 이용한 GNSS 신호의 상관 기법 (A GNSS Signal Correlation Using Map-based Partial-time Common Intermediate Frequency Removal Method)

  • 임성혁;지규인
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제14권7호
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    • pp.695-701
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    • 2008
  • In this paper, we propose the efficient Doppler removal method using map-based partial-time common intermediate frequency removal technique. In the proposed algorithm, the 2-stage carrier removal process was used. First, the component of common intermediate frequency is removed. Next the component of Doppler was removed with averaging and approximation. For the evaluation of the proposed algorithm, The real-time software GPS L1 C/A-code receiver was implemented. When the proposed algorithms are used, 12 tracking channels with 3 track arm(early, prompt, late) is operated real-time on PC using a Intel Pentium-III 1.0GHz CPU. Also, the requirement of memory was less than 2Mbytes. The real-time software GNSS receiver using the proposed algorithms provides the navigation solution with below 10 meter rms error. Especially, in spited of using the various approximations for implementing the algorithms, the high sensitivity capability (able to track the weak signal with -159dBm) was achieved.

Big Data Architecture Design for the Development of Hyper Live Map (HLM)

  • Moon, Sujung;Pyeon, Muwook;Bae, Sangwon;Lee, Dorim;Han, Sangwon
    • 한국측량학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.207-215
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    • 2016
  • The demand for spatial data service technologies is increasing lately with the development of realistic 3D spatial information services and ICT (Information and Communication Technology). Research is being conducted on the real-time provision of spatial data services through a variety of mobile and Web-based contents. Big data or cloud computing can be presented as alternatives to the construction of spatial data for the effective use of large volumes of data. In this paper, the process of building HLM (Hyper Live Map) using multi-source data to acquire stereo CCTV and other various data is presented and a big data service architecture design is proposed for the use of flexible and scalable cloud computing to handle big data created by users through such media as social network services and black boxes. The provision of spatial data services in real time using big data and cloud computing will enable us to implement navigation systems, vehicle augmented reality, real-time 3D spatial information, and single picture based positioning above the single GPS level using low-cost image-based position recognition technology in the future. Furthermore, Big Data and Cloud Computing are also used for data collection and provision in U-City and Smart-City environment as well, and the big data service architecture will provide users with information in real time.

해양환경에서 강건한 물표 추적 알고리즘 (Robust Object Extraction Algorithm in the Sea Environment)

  • 박지원;정종면
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제24권3호
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    • pp.298-303
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    • 2014
  • 본 논문에서는 해양환경에서 취득한 열상 영상에서 물표를 강건하게 탐지하고 추적하는 알고리즘을 제안한다. 먼저 2-D 이산 Harr 웨이블렛 변환(DHWT) 기법을 이용하여 수평, 수직에지를 얻은 다음 수직 및 수평 에지들을 서로 곱하여 하나의 영상으로 결합해 돌출지도를 생성한다. 그런 다음 돌출지도를 이진화하여 물표를 추출한다. 물표를 추적하기 위하여 인접한 프레임에 존재하는 물체간의 가중치가 부여된 유클리디언 거리를 정합척도로 사용하였으며, 정합결과에 대해 물체의 나타남, 사라짐, 잘못된 물체 추출 등을 고려한 궤적관리를 통하여 최종적인 물체 궤적을 얻는다. 실험결과는 제안하는 알고리즘이 물체를 강건하게 추적함을 보인다.

보행 프리미티브 기반 휴머노이드 로봇의 퍼지 보행 계획 (Fuzzy Footstep Planning for Humanoid Robots Using Locomotion Primitives)

  • 김용태;노수희;한남이
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2007년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제17권 제1호
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    • pp.7-10
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    • 2007
  • This paper presents a fuzzy footstep planner for humanoid robots in complex environments. First, we define locomotion primitives for humanoid robots. A global planner finds a global path from a navigation map that is generated based on a combination of 2.5 dimensional maps of the 3D workspace. A local planner searches for an optimal sequence of locomotion primitives along the global path by using fuzzy footstep planning. We verify our approach on a virtual humanoid robot in a simulated environment. Simulation results show a reduction in planning time and the feasibility of the proposed method.

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양안식 영상을 이용한 신뢰도 기반의 다시점 영상 생성 방법 (Confidence Map based Multi-view Image Generation Method from Stereoscopic Images)

  • 김도영;호요성
    • 스마트미디어저널
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    • 제2권4호
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    • pp.27-33
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    • 2013
  • 다시점 영상 시스템은 실감나는 3차원 입체감을 제공하고, 사용자로 하여금 자유로운 시점을 선택할 수 있게 한다. 하지만 한 번에 많은 양의 데이터를 전송하는 것은 어려운 일이므로 두 시점 흑은 세 시점의 영상을 전송하고, 깊이 정보를 이용하여 중간 시점의 영상을 합성하여 제공한다. 본 논문에서는 양안식 영상으로부터 고품질의 다시점 영상을 생성하는 방법을 제안한다. 먼저 스테레오 정합은 폐색 영역을 비롯한 모든 화소들의 정확한 변위 값을 찾을 수 없기 때문에, 배경 값을 이용하여 폐색 영역의 화소들을 처리하는 방법을 제안한다. 또한 합성 영상의 품질을 저하시키는 변위 영상 내의 물체 경계선 불일치 문제점 해결을 위해 결합형 양방향 필터를 적용한다. 마지막으로 불량 화소와 빈 공간때문에 발생하는 오류를 줄이기 위해 신뢰 영상을 이용하여 중간 시점의 영상을 생성한다. 실험을 통해 제안한 방법을 이용할 때 기존의 방법보다 합성 성능이 뛰어남을 확인했다.

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저가형 드론영상을 이용한 수치지형도 수정·갱신업무 적용 가능성 실험 평가 (Experimental Applicability Evaluation for Renewal and Modification Task of Digital Topographic Map by Low-Cost Drone Acquired Images)

  • 윤부열
    • 한국지리정보학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.115-125
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    • 2017
  • 현재 국가기본도는 국토 전역에 동일한 축척과 정확도로 제작하여 배포됨으로서 국토개발 GIS, 차량용 내비게이션 등 각종 주제도 및 신속한 공간정보 산업에 의사결정용으로 다양한 분야에 활용되고 있으며 공간정보 산업의 전반적인 확대를 위해 많은 연구와 정책을 제시하고 있다. 이에 따른 일환으로 공간정보의 최신성에 대한 문제점을 해소하기 위해 전국을 권역으로 나누어 기본도를 수정했던 것을 2013년부터는 상시 수정으로 정책 변경하여 공간정보의 최신성 확보에 일조하고 있다. 따라서 본 연구에서는 현재 많은 연구와 다양한 산업에서 각광받고 있는 드론(Drone)을 활용하여 국가기본도의 수정 및 갱신 가능성을 평가하였다. 특히 저가형 드론에서 취득한 정사영상정보와 3차원 점군(Point Clouds)을 수치지형도와 중첩하여 3차원 위치정보를 동시에 취득하여 수정 갱신업무에 적용한 결과 0.2m 정밀도와 0.1m의 정확도를 나타내고 있다. 이는 국가 기본도(축척: 1/5,000) 제작 작업규정의 오차범위를 준수하고 있어 수치지도 수정 갱신 업무까지도 충분이 활용이 가능한 것으로 판단된다.