ROI와 병렬처리를 이용한 UAV 자세정보추정 처리속도 향상
Improvement of Processing Speed for UAV Attitude Information Estimation Using ROI and Parallel Processing
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초록
최근 UAV를 활용하는 정밀 추적이나 임무완수 등의 군사 목적의 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히 앞서가는 유도 UAV의 자세 정보를 추정하고 이 정보를 이용하여 임무 UAV가 스텔스로 따라가서자신의 임무를 완수하는 기능이 필요한 경우에는 유도 UAV의 자세 정보 추정 속도를 실시간으로 처리해야만 한다. 최근까지 영상처리와 칼만 필터를 사용해서 앞서가는 유도 UAV의 자세정보를 정밀하게추정하는 연구가 수행되어 왔으나 처리과정의 순차처리로 인해 처리속도에 있어 문제점이 있어왔다. 따라서 본 연구에서는 영상 처리에 있어 처리영역을 전체영역이 아닌 물체를 포함하는 ROI 영역으로한정하고 또한 연속적인 처리 과정을 OpenMP 기반의 멀티스레드로 분배하고 스레드동기를 맞추어서병렬 형태로 처리함으로써 자세정보 추정 속도를 향상시킬 수 있는 방법을 제안한다. 구현 결과를통해서 기본의 처리에 비해 45%이상 처리 속도를 향상시킴으로써 실시간처리가 가능하게 되어 임무UAV의 추적 기능 향상을 통한 임무 완수 가능성을 증가시킬 수 있음을 확인하였다.
Abstract
Recently, researches for military purposes such as precision tracking and mission completion using UAVs have been actively conducted. In particular, if the posture information of the leading UAV is estimated and the mission UAV uses this information to follow in stealth and complete its mission, the speed of the posture information estimation of the guide UAV must be processed in real time. Until recently, research has been conducted to accurately estimate the posture information of the leading UAV using image processing and Kalman filters, but there has been a problem in processing speed due to the sequential processing of the processing process. Therefore, in this study we propose a way to improve processing speed by applying methods that the image processing area is limited to the ROI area including the object, not the entire area, and the continuous processing is distributed to OpenMP-based multi-threads and processed in parallel with thread synchronization to estimate attitude information. Based on the experimental results, it was confirmed that real-time processing is possible by improving the processing speed by more than 45% compared to the basic processing, and thus the possibility of completing the mission can be increased by improving the tracking and estimating speed of the mission UAV.
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