[Tech Review] Skydio 3D Scan, 드론을 이용하여 수집한 이미지를 바탕으로 물체 복원하기

Why we need 3d scan? (영상 05:20초 부근)

3D 스캔의 핵심은 드론이 비행하는 동안 고품질의 3D model을 생성하는 컴퓨팅 엔진이다. 그리고 이후에 적절한 카메라의 위치와 각도를 찾아내어 경로를 계획하는 것이다. 전문 조종 인력일지라도, 데이터를 캡쳐하는 데 필요한 정확성과 인내심으로 비행을 완료하는데는 어려움을 겪는다. 

 

How to use? (영상 07:18~)

1. 조종자가 직접 드론을 공중에 띄운다.

2. 측정해야 할 부피의 가장 낮은 부분에 인접하게 '바닥면(floor)'을 설정한다. 가상현실로 이 면이 보이게 된다.

3. 측정해야 할 부피의 가장 높은 부분에 인접하게 '천장면(ceiling)'을 설정한다. 가상현실로 이 면이 보이게 된다.

4. 세로축 기둥을 이용하여 측면의 pillar volume을 완성해준다. (Region of Interest를 설정하는 작업의 완료)

5. 이 작업이 끝나면, 드론을 exploration 모드에 돌입시킨다.

6. 드론은 이때부터 실시간 계산을 통해 방문할 위치와 각도를 찾고, 물체의 3D 모델을 복원해 나간다. 

7. 조종자는 모든 탐색이 끝날 때까지 기다린다.

 

Keywords

1. GSD : 이미지 픽셀하나가 현실에서 측량하는 길이의 단위 (mm/pixel).

- 값이 높아질 경우 하나의 픽셀당 투영하는 길이가 길어지면서 (해상도가 낮아지고) 더 빠른 검사 가능.

- 값이 낮아질 경우 하나의 픽셀당 투영하는 길이가 짧아지면서 (해상도가 높아지고) 더 퀄리티가 높은 검사 가능.

2. Overlap : 두개의 인접한 이미지가 겹쳐지는 면적의 비율 (%)

 

Pros

1. 실시간 Coverage를 색상으로 나타낸다. overlap이 많이 일어난 영역과 관측이 덜 된 영역을 동시에 색상 정보로 모니터링할 수 있다.

2. CCTV처럼 현재 검사되고 있는 상황을 드론이 아닌 제 3자의 시점에서도 보여준다. 전지적 뷰에서 모니터링 할 수 있다.

3. 배터리가 낮아졌을 때, autonomous return to home 기능이 있다. 조종자가 할 것은, 드론의 배터리르 교체하는 것 뿐이다.

 

Tech Deep Dive (영상 13:00~)

드론 1개당 6개의 네비게이션 카메라를 사용한다. 이를 이용해 CV, DNN 기술로 주변 환경을 이해한다. 위에서 설명한 것 같이 스캔 볼륨을 설정하고 나면 드론이 exploration 단계에 들어가 주변을 빠르게 돌아다닌다. 이때 수집한 사진을 Nonlinear Optimization 문제로 만들어, 다음에 방문할 위치와 각도를 계산하고 3d 모델을 점진적으로 업데이트해나간다. 

 

 

References

https://www.youtube.com/watch?v=1L8vtKaR77o