Data Gloves를 이용한 드론과 이동 로봇의 협업 시스템

Abstract

드론은 일반적인 이동로봇과 달리 지상뿐만 아니라 공중에서 자유자재로 움직일 수 있어 다양한 산업에 응용되어 왔다. 또한, 고정익을 가진 드론에 비해 다수의 회전 날개를 가진 드론은 저속 비행 시 안정성이 뛰어나고 제자리 비행인 호버링이 가능하기 때문에 사용 분야가 확대되고 있다[1]. 드론의 응용 분야가 확대되면서 드론과 다른 로봇과 함께 작업을 수행하는 협업 시스템이 발전하고 있으나, 드론의 자율주행 한계와 주변 환경의 불확실성과 기존 방식의 드론 제어는 익숙하지 않은 사람들은 조종하기 어렵기 때문에 드론이 추락하는 경우도 발생하게 된다. 따라서 기존 드론의 제어방식을 보다 안정적이고 직관적으로 제어 할 수 있는 방법에 대한 연구가 꾸준히 수행되고 있다. 본 논문에서는 Data Gloves을 이용해 드론과 이동로봇의 동작을 제어할 수 있고 영상 추적 기법을 이용해 모바일 로봇이 자율 주행할 수 있는 시스템을 제안한다. 드론이 주변 환경에서 목표물을 발견하고 추적 할 때 사용한 영상 추적 알고리즘은 다양한 추적, 탐지 알고리즘 중 추적과 탐지 둘 다 수행하여 주변 환경 요인에 강인한 TLD algorithm을 사용하였다. TLD algorithm은 오픈소스 소프트웨어 OpenCv3.2를 이용하여 구현하였다. 드론과 이동로봇을 제어하는 Data Gloves은 웨어러블 디바이스로 사람이 직접 착용하여 사용하기 때문에 사용자의 손동작 및 수신호를 토대로 드론과 이동로봇을 제어할 수 있다. Data Gloves는 구부림 센서와 기울기 센서를 이용하여 사용자의 수신호와 손의 기울기를 인식할 수 있도록 제작하였다. 2장에서는 영상 추적 알고리즘인 TLD algorithm을 사용하여 드론이 물체를 추적 하도록 제어하는 방법 및 결과를 소개한다. 3장에서는 드론의 물체 추적 시스템을 토대로 이동로봇과 협업하는 방법을 소개하고 마지막으로 4장에선 웨어러블 디바이스인 Data gloves를 이용한 드론과 이동로봇의 협업 시스템을 소개한다.