초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 휴머노이드 로봇이 복잡하고 난이도가 높은 환경에서의 인식 과정을 개선하는데 필요한 기반 기술을 제안하고 구현한다. 먼저 다양한 굴곡지형에 대한 CPG와 GA를 결합한 휴머노이드 보행기법을 구현하고, 그리고, 색과 HOG를 진화적으로 결합하여 다중 특징 기반의 복합검출 기법을 시도한다. 이와 더불어 자동적인 특징 인식을 가지는 딥러닝 기반의 인식으로 확장하여 다양한 환경에서의 인식 문제에 대응할 수 있는 기법을 확보한다. 더불어 제한된 자원을 가지는 임베디드 환경에서의 딥러닝 인식을 위하여 진화연산 기

□ 연구개요
본 연구에서는 휴머노이드 로봇이 복잡하고 난이도가 높은 환경에서의 인식 과정을 개선하는데 필요한 기반 기술을 제안하고 구현한다. 먼저 다양한 굴곡지형에 대한 CPG와 GA를 결합한 휴머노이드 보행기법을 구현하고, 그리고, 색과 HOG를 진화적으로 결합하여 다중 특징 기반의 복합검출 기법을 시도한다. 이와 더불어 자동적인 특징 인식을 가지는 딥러닝 기반의 인식으로 확장하여 다양한 환경에서의 인식 문제에 대응할 수 있는 기법을 확보한다. 더불어 제한된 자원을 가지는 임베디드 환경에서의 딥러닝 인식을 위하여 진화연산 기반의 CNN 모델 압축 기법을 추가한다. 개발된 기법을 적용하기 위해서 휴머노이드 실험 환경 및 유사한 환경을 구축하고 실험한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1) CPG 기법의 우수한 적응성에 보다 최적화하기 쉬운 GA 연산을 결합한 방법으로 다양한 굴곡 지형에 대한 휴머노이드 로봇 Nao의 보행 시뮬레이션 실험을 진행하여 안정적인 결과를 얻었다. 2) 색과 HOG를 진화적으로 결합하여 다중 특징 기반의 복합검출 기법을 구현하였고, 이를 GP(Genetic Programming) 기반의 탐색으로 최적화함으로써, 타 기법에 비해 우수한 검출 성능을 얻었다. 3) 자동적인 특징 인식을 가지는 딥러닝 기반의 인식으로 확장하여, 다양한 환경에서의 인식 문제에 대응할 수 있는 CNN 기반 인식 기법을 구현하였다. 이를 표면 결함 검출 실험에 응용하여 만족할 만한 성능을 획득하였다. 4) YOLO 물체 검출 알고리즘을 휴머노이드 로봇 보행시에 얻는 다양한 로봇과 물체들로 구성된 환경에 대해서 HoG-SVM 알고리즘의 인식 성능과 비교하여 우수한 성능을 보였다.
대부분의 연구 목표를 달성하였으며, 로봇 외에 드론 인식에 대한 추가 연구를 수행하였다. 또한 기존 연구 목표에는 없었던 CNN 모델 압축을 위한 진화연산 기반의 가지치기(pruning) 기법을 제안하고 실험을 통해 우수한 결과를 입증하는 심층 연구도 추가하였다. 부가적으로 eigen vector 기반 유효 데이터 재생성 기법도 제안하고 유용성을 검증하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
- 색과 HOG 정보를 결합한 다중 특징 기반의 강인한 물체 인식 기법 확보
- CNN 기반의 다양한 딥러닝 기법의 변형 적용 및 로봇 보행을 통한 환경 인식 실험 수행 및 HoG-SVM 알고리즘과의 비교를 통한 실용적 인식 접근법 확보
- 진화연산을 이용한 CNN 네트워크의 가지치기(pruning) 구현 기술 차별화
- 임베디드 로봇 환경 적용을 위한 딥러닝 압축 기술 확보

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 3
• 1) 다양한 굴곡지형에 대한 CPG+GA 결합 휴머노이드 보행 ... 3
• 2) Genetic Programming 기반의 색과 HOG를 결합한 복합검출 ... 4
• 3) 딥러닝 알고리즘 분석 및 딥러닝 기법 구현 및 결함 검출 ... 6
• 4) Eigen vector 이용 유효 데이터의 확장 기법 ... 8
• 5) 휴머노이드 로봇 보행시 YOLO와 HoG-SVM 알고리즘의 인식 성능 비교 ... 9
• 6) YOLOv2 기법을 이용한 다양한 환경에서의 드론 검출 실험 ... 12
• 7) GA 기반 가지치기 기법을 이용한 CNN 모델 압축 ... 14
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 16
• 4. 참고문헌 ... 17
• 5. 연구성과 ... 21
• 끝페이지 ... 21