과학연구

자률이동로보트에서 화상정보와 거리정보를 결합한 국부지도구축

 2019.7.12.

경애하는 김정은동지께서는 다음과 같이 말씀하시였다.

《과학연구부문에서는 나라의 경제발전과 인민생활향상에서 전망적으로 풀어야 할 문제들과 현실에서 제기되는 과학기술적문제들을 풀고 첨단을 돌파하여 지식경제건설의 지름길을 열어놓아야 합니다.》

자률이동로보트에 대한 연구는 인간생활의 모든 령역에서 사람과 로보트사이의 관계를 밀접히 하는 중요한 공간으로 되고있으며 이를 위해서는 기계공학, 전자공학, 무선공학, 콤퓨터공학과 함께 높은 수준의 인공지능을 갖추고있어야 한다. 이로부터 세계 여러나라들에서는 자률형이동로보트의 첨단이라고 할수 있는 여러가지 류형의 지능형이동로보트들을 적극적으로 개발하여 상업봉사와 관광안내, 교육용로보트로 널리 리용하고있다.

우리는 교육용의 관점에서 사람과의 간단한 대화를 진행하기 위한 음성인식기능과 사람을 식별하여 같이 따라 움직이기 위한 화상처리기능을 가진 자률이동로보트를 개발하기 위하여 화상정보와 거리정보를 융합시켜 국부지도를 구축하는 방법에 대하여 연구하였다.

환경상에서 대상물까지의 거리에 대한 정보는 레이자범위수감부를 리용하여 획득하고 광학정보는 촬영기를 리용하여 얻는데 이때 수감자료획득의 불일치성으로 하여 화상정보와 거리정보는 서로 다른 자료로 된다.

수감기의 교정문제는 서로 다른 수감자료를 같은 자리표계에서 표시한다는것을 의미하는것으로서 레이자범위수감정보를 자리표변환을 통해 화상평면에 투영하는 문제로 된다.

표본화상에서 레이자범위수감기의 레이자빛이 화상평면에서 보이는 실지의 화소점의 위치를 구하기 위해서는 비선형함수최량화문제를 풀어야 하며 이때 적어도 표본화상이 11개이상일것을 요구한다. 레이자범위수감기와 촬영기에 대한 교정이 진행된 다음에는 실내환경에서의 구석이나 문과 같이 주위환경에 대한 기하학적특징에 기초하여 국부지도(거리지도)를 구축해야 한다.

촬영기로부터 얻어진 화상정보로부터는 변두리연산자를 리용하여 변두리를 검출할수 있는데 잡음의 영향을 줄이고 화상처리에 유리한 자료만을 추출하기 위하여 수직방향변두리만을 선택한다. 문이나 구석을 나타내는 수직변두리를 얻은 다음에는 레이자범위수감기로부터 획득된 거리정보를 리용하여 수평방향의 거리지도를 구축하게 된다.

화상정보와 거리정보를 결합하여 얻어진 국부지도를 리용하여 자률이동로보트는 주위환경을 식별하고 사람을 추적하여 해당한 동작을 수행할수 있는 기능을 가지게 된다.

앞으로 우리는 음성인식기능을 로보트에 심어주어 사람과의 간단한 대화를 진행하고 사람의 몸짓과 언어를 분석하여 필요한 동작을 수행할수 있는 지능형이동로보트를 개발하려고 한다.