수치 지도와 무인기 영상 매칭에 기반한 무인기 위치 추정

Abstract

위치 인식 기술은 무인기를 활용하기 위해서 필요한 가장 중요한 기술 중 하나이다. 현재는 대부분의 무인기가 GPS를 기반으로 위치를 추정한다. 이러한 점을 악용하여 최근에는 GPS 신호를 교란시키거나 가짜 GPS 신호를 송출하는 방식으로 무인기를 납치하는 등의 공격이 발생하고 있다. 본 학위논문에서는 GPS를 사용하지 않고 무인기의 위치를 추정하는 방법에 대해 다루고자 한다. 기존에 존재하는 수치 지도와 무인기 영상을 매칭하여 무인기 위치를 추정하는 방법을 제안한다. 무인기 영상에서 건물 영역을 추출하고 해당 이미지 프레임 (frame)에서 건물이 차지하는 비율을 수치지도의 건물 정보와 매칭하는 방법을 사용한다. 수 ${\mathbf km}^2$ 범위로 초기 위치가 주어졌을 때부터 위치 추정을 시작하여 정확한 초기 좌표를 모르더라도 위치 추정을 할 수 있도록 한다. 위치 추정 및 학습 데이터 제작에는 무료로 제공되는 일반 화질의 지도만 사용한다. 마지막으로 무인기를 이용해 영상, IMU 데이터 및 GPS 데이터를 직접 획득하여 알고리즘 동작을 확인한다.