광학방식 헤드 트랙커를 위한 맵 생성 알고리즘과 초기자세 추정기법

Abstract

This paper presents map creation algorithm and initial attitude estimation method for the proposed optical head tracker system The optical head tracker system consists of the IR stereo cameras and infrared LEDs as features on the helmet. In order for the stereo camera to track the luminous LEDs, it must take in to account the light radiation from the LEDs to determine the position of the center points. The proposed map creation algorithm makes map data about the position of features center points on the helmet frame. Also, initial attitude estimation method is proposed to estimate the initial attitude and position of a pilot head from the camera frame by the use of the feature pattern on the helmet. Therefore, the head motion can be expressed with respect to the body frame of a flight.

본 논문에서는 광학방식 헤드 트랙커를 위한 맵 생성 알고리즘과 초기자세 추정기법을 제안한다. 제안한 광학방식 헤드 트랙커는 적외선 스테레오 카메라와 특징점으로 사용되는 적외선 다이오드가 부착된 헬멧으로 구성된다. 광학방식 헤드 트랙커의 경우 발광된 특징점의 중심점을 추적하여 조종사 머리의 자세 및 위치를 추정하기 때문에 이를 고려한 특징점의 정확한 위치정보가 요구된다. 제안한 맵 생성 알고리즘은 적외선 다이오드의 방사 형태를 고려하여 정밀한 특징점의 위치 정보가 포함된 맵 데이터와 머리 좌표계를 생성한다. 또한 초기자세 추정 기법은 헬멧에 부착된 특징점의 패턴을 이용하여 카메라와 머리 사이의 초기 자세와 위치를 빠르게 추정하며 이를 바탕으로 동체인 전투기를 기준으로 하는 머리 움직임을 정확하게 추정할 수 있다.