｢드론 보조 다중 카메라 ３차원 추적 기술 개발｣

 

POSTECH 기계공학과 김진태 교수 연구팀은 드론과 다중 카메라를 이용하여 대규모 야외 공간에서 움직이는 물체의 3차원 궤적을 정밀하게 측정할 수 있는 드론 보조 다중 카메라 3차원 추적(DAM3T, Drone-Assisted Multicamera 3D Tracking) 기술을 개발했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 Science Advances에 게재됐다.

대기 중 입자와 오염물질의 이동, 드론과 같은 비행체의 움직임, 다수 개체의 집단 운동 등 다양한 자연 및 공학 현상을 이해하기 위해서는 넓은 야외 공간에서 움직임을 3차원으로 정확하게 측정하는 기술이 필요하다. 그러나 기존 다중 카메라 기반 측정 기술은 넓은 야외 공간에서 카메라를 정확하게 보정하기 어렵고, 별도의 대형 보정 장치가 필요하다는 한계가 있었다.

연구팀은 별도의 보정 장치 대신 드론의 비행 궤적 자체를 카메라 보정 기준으로 활용하는 DAM3T 기술을 개발했다. 여러 카메라가 동시에 관측한 드론의 궤적을 이용해 카메라의 위치와 방향을 자동으로 보정하고, 이를 RTK-GPS 정보와 결합해 측정된 3차원 궤적을 실제 위도, 경도 및 고도와 연결할 수 있다. 실내 모션캡처 및 야외 RTK-GPS 실험을 통해 대규모 공간에서도 2% 이하의 궤적 오차로 정밀한 측정이 가능함을 확인했다.

연구팀은 개발한 기술을 이용해 야외에서 비행하는 다수의 드론뿐 아니라 바람을 따라 이동하는 수동형 추적 입자와 농구 경기 중 선수 및 공의 움직임까지 3차원으로 측정했다. 이를 통해 DAM3T가 향후 대기 유동 및 환경 모니터링, 저고도 비행체 추적, 다중 드론 시스템, 스포츠 및 집단 운동 분석 등 기존 실험실 기반 측정 기술의 적용이 어려웠던 다양한 야외 환경에서 활용될 가능성을 입증했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단(NRF) 사업과 미국 해군연구청(ONR)의 지원을 받아 수행되었다.

 

 

DOI: 10.1126/sciadv.aeh8352