소나방정식 기반의 초음파카메라 모델링 알고리즘 개발
Development of an acoustic camera modeling algorithm based on a sonar equation
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초록
무인수중체에 대한 연구가 활발해 짐에 따라 무인수중체의 안정적인 기동을 위한 관심이 높아지고 있다. 초음파카메라는 안정적인 기동을 위한 장비 중 하나로서 수중환경에서 기동방향 전방에 대한 영상을 취득하기 위한 장비이며, 탁도로 인해 광학 영상을 취득하기 어려운 상황에서 전방에 존재하는 장애물을 탐지하고 회피하기 위한 필요한 장비이다. 초음파카메라를 통해 취득된 영상자료를 이용하여 장애물 탐지, 기동회피 알고리즘을 개발하기 위해서는 다양한 지형환경에서의 실험이 필요하며, 장애물의 종류와 크기 형태에 따른 준비가 필요 할 뿐만 아니라 초음파카메라의 운용조건에 따른 많은 영상이 필요하다. 본 논문에서는 초음파카메라 장비의 취득 자료 모사를 위한 모델링 알고리즘을 개발 하였으며, 각 알고리즘 구성에 대한 설명과 수치예제를 통한 취득 영상의 적합성을 확인하였다. 개발된 모델링 알고리즘은 초음파카메라 취득 자료를 이용한 실시간 장애물 탐지, 기동회피를 위한 알고리즘 개발에 보조수단으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
Abstract
With the increase in research on unmanned underwater vehicles (UUVs), interest in stable movement of UUVs is also increasing. An acoustic camera is a device used to ensure the stable movement of a UUV. Specifically, it is used to acquire images in front of the UUV as the vehicle moves through an underwater environment, which helps in detecting and avoiding obstacles in situations where acquiring optical images is difficult owing to turbidity. To develop an algorithm for detecting and avoiding obstacles using an acoustic camera, performing experiments in various topographic regions and with obstacles of different types and sizes is necessary. In addition, several types of images are required for the operation of an acoustic camera. In this study, we developed a modeling algorithm to simulate images acquired from an acoustic camera. We confirmed the suitability of the acquired images by describing the algorithm’s composition and providing numerical examples. It is expected that the proposed modeling algorithm can be used as an auxiliary model to develop algorithms for real-time detection and avoidance of obstacles using simulated data.
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