[논문]CAFFE 모델을 이용한 수량 측정 및 스테레오 비전을 이용한 거리 및 너비측정

손원섭; 김응곤

doi:10.13067/jkiecs.2019.14.4.679

CAFFE 모델을 이용한 수량 측정 및 스테레오 비전을 이용한 거리 및 너비측정
Quantity Measurement by CAFFE Model and Distance and Width Measurement by Stereo Vision 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.14 no.4, 2019년, pp.679 - 684

초록
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CAFFE 모델을 이용하여 클래스의 특정 종의 수량 측정하는 방법과 스테레오 비전을 이용하여 물체의 길이와 너비를 측정하는 방법을 제안한다. 물체의 너비를 구하는 방법은 좌측 센서와 우측 센서의 대상의 좌표 값을 비교하여 센서부터 물체까지의 거리를 계산한다. 그 후 거리와 영상 속의 대상의 길이를 구해 물체의 실제 길이의 근사 값을 계산한다.

We propose a method to measure the number of specific species of class using CAFFE model and a method to measure length and width of object using stereo vision. To obtain the width of an object, the location coordinates of objects appearing on the left and right sensor is compared and the distance from the sensor to the object is obtained. Then the length of the object in the image by using the distance and the approximate value of the actual length of the object is calculated.

주제어

표/그림 (9)

그림 그림 1. 시스템 흐름도 Fig. 1 System flowchart
그림 그림 2. 수량 측정 흐름도 Fig. 2 Quantity measurement flowchart
그림 그림 3. 스테레오 비전 시스템 구상도 Fig. 3 Stereo vision system concept
그림 그림 4. 너비 및 거리 측정 도식화 Fig. 4 Schematic of width and distance measurement
그림 그림 5. 스테레오 비전 시스템 흐름도 Fig. 5 Stereo vision system flowchart
그림 그림 6. 실험 환경 Fig 6. Experiment environment
표 표 1. 장치 사양 Table. 1 Device Specifications
표 표 2. 보정상수 계산 Table. 2 Calibration constant calculation
표 표 3. 거리 및 너비측정 Table. 3 Measure distance and witdh

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서 제안하는 시스템은 CAFFE 모델을 이용하여 관심 대상의 수량을 측정하고 스테레오 비전 센서를 이용하여 물체의 너비를 측정한다.

제안 방법

스테레오 카메라의 종류에는 평행 축 스테레오 카메라와 교차 축 스테레오 카메라가 있다. 평행 축은 교차 축과 비교하여 주 시각제어가 필요 없으며 관련 수식도 고정적이고 거리 측정에 쉬우므로 본 연구에선 평행 축 스테레오 비전 센스를 사용한다[6].

이론/모형

수량 측정의 실험은 caffe을 이용해 학습한 모델인 SSD(Single Shot MultiBox Detector)를 이용하여 진행 하였다[8].

성능/효과

1000mm 이내의 거리에 대한 평균 3% 오차율과 너비에 대한 평균 2% 오차율이 나타났기에 거리 및 너비 측정에 대해 만족할 만한 성과를 거두었다.

후속연구

본 연구에서 제안하는 시스템을 양식 환경에서 사용한다면 두 개의 카메라로 양식하고 있는 물고기의 수량과 너비를 측정할 수 있어 양식업에 종사하는 사람에게 많은 도움이 될 수 있다고 사료한다.
현재 수량 측정은 프레임 속에 나타난 대상의 수만 측정하는데 연속된 영상에서 가려지거나 다른 요인으로 인해 측정하지 못한 대상이 다음 프레임에 나오거나 화면 밖으로 나가거나 새로 들어온 대상들을 추적하여 수량 측정을 하여 보다 정확한 수량을 측정 할 수 있도록 개선할 필요가 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	CAFFE는 어떠한 알고리즘인가?	CAFFE는 SVM과 같은 간단한 이진 분류 알고리즘으로 다른 객체와 장면을 쉽게 구별할 수 있게 변환한다. 이미지를 일련의 레이어로 전달하여 각 레이어가 그 아래의 레이어 출력을 계산한다.
	스테레오 비전이란 무엇인가?	두 장 이상의 영상으로부터 거리정보를 구하는 것을 스테레오 비전이라 한다. 좌우 영상 정보를 정합하여 그 시차 정보를 추출하고 이를 이용하여 영상촬영 위치로부터 물체까지의 길이를 구하는 것이다[5].
	CAFFE 이미지를 어떻게 계산하는가?	CAFFE는 SVM과 같은 간단한 이진 분류 알고리즘으로 다른 객체와 장면을 쉽게 구별할 수 있게 변환한다. 이미지를 일련의 레이어로 전달하여 각 레이어가 그 아래의 레이어 출력을 계산한다.

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