1. 수행배경

• 드론의 기계적 메커니즘은 궤도에 올랐기 때문에 다른 기술과 결합하여 새로운 부가가치를 창출 할 수 있는 개발을 해야 한다. 다기능을 갖춘 드론 자체에 대한  관심은 폭증하고 있으나 그 기능을 실제로 가능케 하는 데이터 수집 솔루션과 관련 산업은 실제로 발전이 더딘 편이다. 이러한 현실을 타개하기 위해서 '드론, 가상현실,  탐색' 3가지를 하나로 묶어 파노라마 이미지 촬영 아이디어를 생각했다.

2. 수행기간

3. 개발작품 설명

• 드론을 안정적으로 제어하는 알고리즘 및 기술을 적용하여 드론이 공중에서 안정적으로 360도 제자리 회전을 하며 동시에 한 대의 카메라로 이미지를 촬영하여 최종 결과물로 파노라마 이미지를 획득 한다.

• ㄱ.촬영 위치로 이동

  최종 목표는 사용자가 PC 어플리케이션을 이용하여 목적지를 입력하면 드론이 신호를 전달받아 목적지로 이동 한다.

   

  ㄴ.안정적 회전 및 이미지 촬영

  고전적인 제어 알고리즘 중 하나인 PID제어는 다른 최근 제어 알고리즘들과 비교하면 속도가 빠르고 성능에서 경제적이기 때문에 대부분의 드론은 PID 알고리즘을 사용하게 된다. 이때, 드론의 안정적인 회전을 위해 회전 하는 동안 그 동작에 맞는 적절한 PID 계수의 빠른 선정이 필요하다. 이것을 기존의 드론 PID알고리즘과 많은 실험에의한 데이터를 회전하는 동안 PID계수를 선정하는데 이용 하고자 한다. 이때 데이터 가공은 퍼지모델이나 신경망 등의 알고리즘을 적용하고 최적의 방법으로 처리한다.

  ㄷ.이미지 정합

  드론이 회전하면서 촬영한 여러 각도의 이미지는 정합 과정을 거쳐 하나의 파노라마 이미지로 만들어지게 되는데, 이때 병합에 이용되는 주요 알고리즘은 SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)와 RANSAC(RANdom SAmple Consensus)을 이용한다. SIFT를 이용하여 특징 점들을 추출한 후에 특징을 정합하게 되면 영상 정렬을 하는데 RANSAC를 이용하게 된다. 이 과정을 거쳐 파노라마 이미지가 생성되면 , PC어플리케이션에서 간편하게 볼 수 있도록 구성한다.

4. 활용방안

드론에 장착된 1개의 카메라로 프로그램을 실행하기 때문에 별도의 카메라 부착 행동이 필요 없어 전문가가 아닌 사람들도 쉽고 편리하게 다룰 수 있다. 추가로 가상현실(VR) 헤드셋을 이용하여 파노라마 사진을 감상할 수 있다.

 

여러 대의 카메라를 부착하여 여러 장의 이미지를 찍는 기존의 드론과 달리, 제품에 달려있는 한 대의 카메라만으로 파노라마 이미지를 만들기 때문에 가격경쟁력에서 우위에 있을 수 있는 장점이 기대된다.

 

드론이 회전하여 여러 장의 이미지를 찍고 컴퓨터에 전송하여 파노라마 이미지를 만드는 과정이 자동적으로 이루어지기 때문에 별도의 이미지 정합 프로그램을 사용할 필요 없는 간단함과 차별성이 장점이 된다.

 

◦ 경제. 산업적 측면

파노라마 항공 뷰를 촬영함으로써 홍보와 조사, 데이터베이스 구축, 축제 지원, 공사 관련 감사 등의 각종 행정업무 추진으로 효율적인 영상콘텐츠 이용이 가능할 것이다. 도시개발 사업에서는 토지보상 현장조사와 불법보상투기 방지, 공공시설물 시공 및 유지관리 업무에 활용될 수 있으며 산림과 농업분야에서도 벌목과 개간허가 사후 확인 등에 이용될 수 있다.

 

재난 재해 관련 분야에서 홍수와 태풍 등에 의한 재난피해 발생지역에 드론을 활용하면 정확한 현장 조사를 할 수 있어 빠른 복구와 지원 계획 수립에 도움이 될 것이다. 재난 현장 사각 지대 상황을 파악해서 신속한 인명구조를 가능하게 해줌으로써 시간, 경제적 비용이 크게 절감될 것으로 예상된다.