DGIST Scholar: 스테레오 비전 기반 가상 모델 확장형 칼만 필터를 이용한 안정된 상태 추정 방법

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스테레오 비전 기반 가상 모델 확장형 칼만 필터를 이용한 안정된 상태 추정 방법

Alternative Title: Reliable State Estimation Method using Stereo Vision-Based Virtual Model Extended Kalman Filter

Subject: stereo vision ; state estimation ; sub-pixel interpolation ; Kalman filter ; maneuver ; stereo vision ; state estimation ; sub-pixel interpolation ; Kalman filter ; maneuver

Abstract: 본 논문은 스테레오 비전 시스템에서 객체의 기동 상태에 상관없이 안정된 거리 및 속도를 추정할 수 있는 방법을 제안한다. 스테레오 비전은 좌우 영상의 시차를 이용하여 거리를 추정할 수 있지만, 영상 화소의 양자화 오차로 인해 거리 오차가 발생할 수 있다. 부화소 보간법은 이러한 양자화 오차를 최소화하여 실수를 갖는 정밀 시차를 추정할 수 있다. 확장형 칼만 필터는 추정된 정밀 시차의 공분산을 최소화하고 객체의 속도를 추정하기 위하여 사용되어진다. 하지만, 시스템 모델의 불확실성으로 인해 기동이 발생했을 때, 발산 문제가 생기고 이는 오히려 추정 오차를 증가시킨다. 본 논문에서는 연산 시간을 최소화하면서, 객체의 기동 상태에 상관없이 안정된 상태 추정 성능을 제공할 수 있는 가상 모델 확장형 칼만 필터를 제안한다. 모의실험 및 실제 도로 환경에서의 실험 결과는 제안한 방법이 기존 추정 필터들에 비하여, 다양한 기동 상태에서 안정된 추정 성능과 향상된 연산시간을 제공한다는 것을 보여준다.