실내 복도환경에서의 컨벌루션 신경망을 이용한 드론의 자율주행 연구

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저자 : 조정원, 이민혜, 남광우, 이창우
원문수록처 : VOL 23 NO. 08 PP. 0936 ~ 0942 (2019. 08)

 

주요내용

실내 자율 주행은 실외 환경에서의 자율 주행과는 다른 환경적인 요소가 주어진다. 폐쇄된 환경에서 좁은 길을 따라 주행해야 하며, 불규칙한 조명, 계단과 같은 지형의 특성, 바닥에 산재한 장애물 등 실외 환경과 다른 요소를 극복해야 한다. 또한 실내 복도에서의 주행은 텍스처가 유사하거나 다양성이 적은 환경의 경우 복잡한 환경에 비해 인식에 어려움이 있다. 본 논문에서는 다양성이 적은 실내 복도환경에서의 컨벌루션 신경망(CNN)을 이용한 자율 주행 드론을 연구한다. 설계한 신경망은 드론의 전면 카메라로부터 이미지를 받아온 후, 그 이미지를 바탕으로 다음 경로를 예측하여 드론을 조향한다. 총 38번의 주행 테스트 결과, 복도 주변의 벽이나 문에 부딪히지 않고 직선 구간을 완주하여 다양성이 적은 실내 환경에서의 주행 성능을 확인할 수 있었다.

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1. 이 논문에서 사용한 컨벌루션 신경망의 구조는 어떻게 되나요

이 구조는 드론의 전면 카메라에서 촬영한 이미지를 해석하여 조향 명령을 내리는 역할을 수행합니다. 이 구조를 통해 3개의 출력을 얻게 되며, 본 연구에서는 적은 이미지 데이터를 학습하기 때문에 신경망 구조를 작게 설계하였습니다.

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2. 드론의 전면 카메라로부터 받아온 이미지를 어떻게 처리하여 다음 경로를 예측하는 건가요?

드론 자율주행 시스템은 드론의 전면 카메라로부터 받아온 이미지를 컨벌루션 신경망을 통해 처리합니다. 이러한 비전 기반 시스템은 드론이 장애물과 충돌하지 않고 주행할 수 있도록 도와줍니다. 컨벌루션 신경망은 이미지 데이터를 받아서 조향 명령을 내리는 역할을 수행하며, 수신 영상을 바탕으로 데스크톱 환경에서 학습시킨 컨벌루션 신경망을 통해 드론 기체를 조향하게 됩니다.

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3. 드론의 자율주행 기술은 실제로 어떤 분야에서 활용될 수 있을까요?

이 논문에서 제안하는 드론 자율주행 기술은 실내 환경에서의 야간 경비, 화재 시 내부 탐색, 인명 수색 등에 사용될 수 있습니다. 이러한 분야에서는 드론이 장애물과 충돌하지 않고 안전하게 주행할 수 있어야 하므로, 이 논문에서 제안하는 자율주행 기술이 유용하게 활용될 수 있을 것입니다. 또한, 이러한 기술은 배달 서비스나 건물 외벽 청소 등 다양한 분야에서도 활용될 수 있을 것으로 예상됩니다.

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출처 : 전자정보연구정보센터

실내 복도환경에서의 컨벌루션 신경망을 이용한 드론의 자율주행 연구.pdf

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