Obstacle Avoidance of Indoor Mobile Robot using RGB-D Image Intensity

Abstract

주어진 실내 환경에 위치한 여러 장애물에 대한 정보를 사전에 훈련하고 인식하여 로봇의 인지 능력을 향상시키기 위해 스테레오비전 센서의 RGB-D 이미지에서 인텐시티를 기반으로 일정 거리 안에 있는 장애물을 검출하는 기법을 제시한다. RGB-D 인텐시티 정보에 대해 PCA, ICA, LDA, SVM의 주요 패턴인식 알고리즘을 적용하여 인식률 및 실행시간을 구하고, 여러 패턴인식 알고리즘 중에서 어떤 알고리즘이 인식률 및 실행시간 측면에서 적용이 가능한지를 제시한다. 실험결과, RGB-D 데이터와 인텐시티 데이터를 비교한 결과 정확도면에서는 RGB-D 데이터가 4.2% 높은 인식률을 보였으나 훈련시간은 인텐시티 데이터가 RGB-D 이미지에 비해 LDA의 경우 29%, SVM의 경우 31% 빠르게 처리되었으며 테스트시간은 LDA의 경우 70%, SVM의 경우 33% 빠르게 처리되어 모바일 로봇 장애물 인식에 인텐시티 데이터를 사용하는 것이 정확도면에서도 우수하고 처리 속도 면에서 높은 개선효과가 있다. It is possible to improve the obstacle avoidance capability by training and recognizing the obstacles which is in certain indoor environment. We propose the technique that use underlying intensity value along with intensity map from RGB-D image which is derived from stereo vision Kinect sensor and recognize an obstacle within constant distance. We test and experiment the accuracy and execution time of the pattern recognition algorithms like PCA, ICA, LDA, SVM to show the recognition possibility of it. From the comparison experiment between RGB-D data and intensity data, RGB-D data got 4.2% better accuracy rate than intensity data but intensity data got 29% and 31% faster than RGB-D in terms of training time and intensity data got 70% and 33% faster than RGB-D in terms of testing time for LDA and SVM, respectively. So, LDA, SVM have good accuracy and better training/testing time to use for obstacle avoidance based on intensity dataset of mobile robot.