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์ž„์žฅํ™˜์˜ ์นผ๋งŒ ํ•„ํ„ฐ(Kalman Filter) 1

์‰ฌ์šด ์˜ˆ์ œ๋ฅผ ํ†ตํ•œ ์นผ๋งŒ ํ•„ํ„ฐ(Kalman Filter)์˜ ์ด๋ก ์ ์ธ ๋™์ž‘ ์›๋ฆฌ๋ฅผ ์ดํ•ดํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.

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์ดˆ๊ธ‰์ž๋ฅผ ์œ„ํ•ด ์ค€๋น„ํ•œ
[์ˆ˜ํ•™] ๊ฐ•์˜์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

์ด๋Ÿฐ ๊ฑธ ๋ฐฐ์šธ ์ˆ˜ ์žˆ์–ด์š”

  • ์‰ฌ์šด ์˜ˆ์ œ๋ฅผ ํ†ตํ•œ ์นผ๋งŒ ํ•„ํ„ฐ(Kalman Filter)์˜ ์ •ํ™•ํ•œ ๋™์ž‘ ์›๋ฆฌ์˜ ์ดํ•ด

  • ํŠผํŠผํ•œ ์ˆ˜ํ•™์  ์ด๋ก ์ ‘๊ทผ

์–ด๋ ต๊ณ  ์–ด๋ ค์šด ์นผ๋งŒ ํ•„ํ„ฐ,
์˜ˆ์ œ์™€ ํ•จ๊ป˜ ํ™•์‹คํ•˜๊ฒŒ ์ดํ•ดํ•ด๋ณด์„ธ์š” โœจ

์˜ˆ์ œ๋กœ ๊ณต๋ถ€ํ•˜๋Š”
Kalman Filter์˜ ๋™์ž‘ ์›๋ฆฌ ๐Ÿ’ก

์นผ๋งŒ ํ•„ํ„ฐ (Kalman Filter)?

์นผ๋งŒ ํ•„ํ„ฐ(Kalman filter)๋Š” 1660๋…„๋Œ€์— ๋ฏธ๊ตญ์˜ ์ œ์–ด์ด๋ก  ๊ณผํ•™์ž์ธ Rudolf. E. Kalman์— ์˜ํ•ด ๊ฐœ๋ฐœ๋œ ์•Œ๊ณ ๋ฆฌ์ฆ˜์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ๊ทธ๋Š” NASA์—์„œ ๋กœ์ผ“ ๋ฐ ํ•ญ๊ณต๊ธฐ ๋น„ํ–‰ ์ œ์–ด ๋ฌธ์ œ์˜ ํ•ด๊ฒฐ์„ ์œ„ํ•ด ์ด ํ•„ํ„ฐ๋ฅผ ๊ฐœ๋ฐœํ–ˆ๋Š”๋ฐ, ์ดํ›„ ์ œ์–ด๊ณตํ•™, ๋กœ๋ด‡๊ณตํ•™, ์‹ ํ˜ธ์ฒ˜๋ฆฌ ๋“ฑ ๋‹ค์–‘ํ•œ ๋ถ„์•ผ์— ์‘์šฉ๋˜๊ณ  ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ์ง€๊ธˆ๋„ ์‚ฌ์šฉ๋ฒ”์œ„๊ฐ€ ๋งŽ์€ ์•Œ๊ณ ๋ฆฌ์ฆ˜์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

์นผ๋งŒํ•„ํ„ฐ๋Š” ์ˆ˜ํ•™์ ์œผ๋กœ ๊ฝค ๋ณต์žกํ•œ ์•Œ๊ณ ๋ฆฌ์ฆ˜์ด๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์— ์ดํ•ดํ•˜๋Š” ์ง„์ž…์žฅ๋ฒฝ์ด ๋†’์€ ํŽธ์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ์นผ๋งŒํ•„ํ„ฐ๋ฅผ ํ•™์Šตํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด์„œ๋Š” ์„ ํ˜•๋Œ€์ˆ˜ํ•™๊ณผ ํ™•๋ฅ ๋ก , ํ†ต๊ณ„ํ•™ ๋“ฑ ์ƒ๋‹นํžˆ ๋งŽ์€ ๊ธฐ์ดˆ์ง€์‹์ด ํ•„์š”ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ์‰ฝ์ง€ ์•Š์ฃ ! ์ €๋„ ๊ทธ๋žฌ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ๊ณต๋ถ€ํ•˜๋‹ค ๋ฒฝ์— ๋ถ€๋”ชํžˆ๊ธฐ๋ฅผ ์—ฌ๋Ÿฌ ๋ฒˆ ํ–ˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ์ˆ˜๋งŽ์€ ์–‘์˜ ๊ฐ•์˜๊ฐ€ ์žˆ์Œ์—๋„ ์นผ๋งŒ ํ•„ํ„ฐ๋ฅผ ์ œ๋Œ€๋กœ ์ดํ•ดํ•˜์ง€ ๋ชปํ–ˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. Kalman Filter๋ฅผ ์‚ฌ์šฉํ•˜๋Š” ๊ณณ์€ ๋‹ค์–‘ํ•ด์„œ ๋ชจ๋“  ์นผ๋งŒ ํ•„ํ„ฐ๋ฅผ ์„ค๋ช…ํ•  ์ˆ˜๋Š” ์—†์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿด ํ•„์š”๋„ ์—†๊ณ ์š”.

๊ทธ๋ž˜์„œ ๋‹จ์ˆœํ•œ ์˜ˆ์ œ ๋ช‡ ๊ฐœ๋กœ Kalman Filter์˜ ๋™์ž‘ ์›๋ฆฌ๋ฅผ ์„ค๋ช…ํ•ด ๋ณด๊ธฐ๋กœ ํ–ˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. Kalman Filter๋ฅผ ์ดํ•ดํ•˜์‹œ๋ฉด ์ด๋ฅผ ๊ฐ€์ง€๊ณ  ์ž๊ธฐ์˜ ์ „๋ฌธ ๋ถ„์•ผ์— ์ ์šฉํ•˜์‹œ๋ฉด ๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ์ด๋ก ์„ ๋ชจ๋ฅด๊ณ  ์ ์šฉํ•˜๋Š” ๊ฒƒ๊ณผ ์ด๋ก ๊ณผ ์›๋ฆฌ๋ฅผ ์•Œ๊ณ  ์ ์šฉํ•˜๋Š” ๊ฒƒ ์–ด๋Š ์ชฝ์ด ์ข‹์„๊นŒ์š”? ํ˜„๋ช…ํ•œ ์„ ํƒ์€ ์—ฌ๋Ÿฌ๋ถ„์˜ ๋ชซ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.


๊ฐ•์˜ ํŠน์ง• โœจ

์ด ๊ฐ•์˜์—์„œ๋Š” ๊ฐ€๋Šฅํ•œ ํ•œ ์ง๊ด€์ ์ธ ์ดํ•ด๋ฅผ ๋•๊ธฐ ์œ„ํ•ด์„œ ๋‹จ์ˆœํ•œ ์˜ˆ์ œ๋“ค์„ ๊ฐ€์ง€๊ณ  ์•„์ฃผ ๊ตฌ์ฒด์ ์ธ ์นผ๋งŒ ํ•„ํ„ฐ(Kalman filter)์˜ ๋™์ž‘ ์›๋ฆฌ๋ฅผ ์„ค๋ช…ํ•  ๊ฒƒ์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ๊ฐ•์˜๋ฅผ ์ž˜ ํ™œ์šฉํ•˜์‹ ๋‹ค๋ฉด Klaman Filter๋ฅผ ์ดํ•ดํ•˜๋Š” ๋ฐ ๊ฑธ๋ฆฌ๋Š” ์‹œ๊ฐ„์„ ํ™• ์ค„์—ฌ์ฃผ๋ฆฌ๋ผ ์ƒ๊ฐํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

์นผ๋งŒ ํ•„ํ„ฐ์˜ ๋™์ž‘ ์›๋ฆฌ๋ฅผ ์ˆ˜ํ•™์ ์œผ๋กœ ์ดํ•ดํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์–ด์š”.

์‰ฌ์šด ์˜ˆ์ œ๋ถ€ํ„ฐ ์นผ๋งŒ ํ•„ํ„ฐ์˜ ์™„์ „ํ•œ ์ดํ•ด๋ฅผ ๋•๋Š” ์˜ˆ์ œ๊นŒ์ง€ ํ•™์Šตํ•ด์š”. 

์ด๋ก  ์„ค๋ช…์— ํ•„์š”ํ•œ ํ™•๋ฅ ํ†ต๊ณ„ ์ด๋ก ์„ ์ œ์‹œํ•ด์š”.


์ด๋Ÿฐ ๋ถ„๋“ค๊ป˜ ์ถ”์ฒœํ•ด์š” ๐Ÿ™†โ€โ™€๏ธ

์นผ๋งŒ ํ•„ํ„ฐ๊ฐ€ ๋ญ”์ง€ ์กฐ๊ธˆ ์•Œ๊ณ  ์žˆ๋Š” ๋ถ„

์ œ์–ด๊ณตํ•™, ๋กœ๋ด‡๊ณตํ•™, ์‹ ํ˜ธ์ฒ˜๋ฆฌ, ์ปดํ“จํ„ฐ ๋น„์ „ ์ „๊ณต์ž

์นผ๋งŒ ํ•„ํ„ฐ๋ฅผ ํ™•์‹คํ•˜๊ฒŒ ์ตํžˆ๊ณ  ์‹ถ์€ ๋Œ€ํ•™์›์ƒ


ํ•™์Šต ๋‚ด์šฉ ๐Ÿ“š

     

       


์˜ˆ์ƒ ์งˆ๋ฌธ Q&A ๐Ÿ’ฌ

Q. ์นผ๋งŒ ํ•„ํ„ฐ(Kalman Filter) ์ •๋ง ์ œ๋Œ€๋กœ ์ดํ•ดํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์„๊นŒ์š”?

์‚ฌ์‹ค Kalman Filter๋ฅผ ์•„์ฃผ ์ œ๋Œ€๋กœ ๊นŠ์ด ์žˆ๊ฒŒ ์ดํ•ดํ•˜๋ ค๋ฉด ์‰ฌ์ง€ ์•Š๊ณ  ๊พธ์ค€ํžˆ ๊ณต๋ถ€ํ•˜์…”์•ผ ๋œ๋‹ค๊ณ  ๋ง์”€๋“œ๋ฆฌ๊ณ  ์‹ถ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ์ด ๊ฐ•์˜๋ฅผ ๋งŒ๋“  ๊ฒƒ์€ ์นผ๋งŒ ํ•„ํ„ฐ๋ฅผ ์ดํ•ดํ•˜๋„๋ก ์ œ๊ฐ€ ๋„์™€๋“œ๋ฆด ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค๊ณ  ์ƒ๊ฐํ•ด์„œ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

Q. ํ™•๋ฅ ํ†ต๊ณ„์— ๋Œ€ํ•œ ์–ด๋Š ์ •๋„์˜ ์„ ์ง€์‹์ด ์žˆ์–ด์•ผ ํ•˜๋‚˜์š”?

์ €๋Š” ์ผ๋‹จ ์ง€๋ฅด๊ณ  ๋ณด๋Š” ์‹์ด๋ผ ์•ฝ๊ฐ„์˜ ์ง€์‹์ด ์žˆ์œผ์‹œ๋‹ค๋ฉด ๋„์ „ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์œผ๋ฆฌ๋ผ ์ƒ๊ฐํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ๊พธ์ค€ํžˆ ํ™•๋ฅ ํ†ต๊ณ„๋ฅผ ๊ณต๋ถ€ํ•˜์…”์•ผ ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ๋˜ํ•œ ๋ชจ๋“  ๋ถ„์•ผ๋ฅผ ์•Œ์•„์•ผ ํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์€ ์•„๋‹ˆ๊ธฐ์— ๋ถ€๋ก์œผ๋กœ ํ•„์š”ํ•œ ์–‘์„ ๋งŒ๋“ค์—ˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.

Q. ์ˆ˜ํ•™์˜ ์–ด๋–ค ์ง€์‹์ด ์„ ์ˆ˜์ง€์‹์œผ๋กœ ํ•„์š”ํ•˜๋‚˜์š”?

์„ ํ˜•๋Œ€์ˆ˜, ํ™•๋ฅ ํ†ต๊ณ„, ์ตœ์ ํ™”์ด๋ก  ์ง€์‹์ด ํ•„์š”ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.


์ˆ˜๊ฐ• ์ „ ํ™•์ธํ•ด์ฃผ์„ธ์š” ๐Ÿ“ข

  • ๊ธฐ๋ณธ์ ์œผ๋กœ Python์œผ๋กœ ์ด๋ก  ๋‚ด์šฉ๋“ค์„ ๊ตฌํ˜„ํ–ˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ์ €์˜ ํ•„์š”์— ์˜ํ•ด์„œ MatLab ํ”„๋กœ๊ทธ๋žจ๋„ ์ผ๋ถ€ ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ์ œ๊ฐ€ ๊ตฌํ˜„ํ•œ ํ”„๋กœ๊ทธ๋žจ๋“ค์€ ์˜ฌ๋ ค๋“œ๋ฆฌ๋‚˜, ๊ตฌํ˜„์€ ๊ฐ์ž ์ˆ˜๊ฐ•์ƒ ๋ชซ์ž„์„ ๋ง์”€๋“œ๋ฆฌ๊ณ  ์‹ถ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.
    • ์ฐธ๊ณ ๋กœ ์ €๋Š” ์‰ฌ์šด Matlab์œผ๋กœ ํ”„๋กœ๊ทธ๋ž˜๋ฐํ•˜๊ณ  ๊ทธ๋‹ค์Œ ํŒŒ์ด์ฐธ์„ ์ด์šฉํ•˜์—ฌ ํ”„๋กœ๊ทธ๋ž˜๋ฐํ•˜์˜€์Šต๋‹ˆ๋‹ค. 
    • ์ด ๊ฐ•์˜์˜ ๋ชฉ์ ์€ Kalman Filter์˜ ์ด๋ก ์  ์„ค๋ช…์— ์ดˆ์ ์„ ๋‘๊ณ  ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ๋”ฐ๋ผ์„œ ๊ตฌํ˜„์€ ๊ฐ์ž ์ˆ˜๊ฐ•์ƒ๋ถ„๋“ค์˜ ๋ชซ์ž„์„ ์•Œ๋ ค๋“œ๋ฆฝ๋‹ˆ๋‹ค.
  • ์ˆ˜์—… ์ž๋ฃŒ๋Š” pdf, ํ”„๋กœ๊ทธ๋žจ ํŒŒ์ผ์€ text ํ˜•ํƒœ๋กœ ์˜ฌ๋ ค๋’€์Šต๋‹ˆ๋‹ค.

์ง€์‹๊ณต์œ ์ž ์†Œ๊ฐœ โœ’๏ธ

  • ํ˜„) 3D Computer Vision ์—ฐ๊ตฌ์ž
  • ํ˜„) ์œ ํŠœ๋ธŒ ์ฑ„๋„ ์šด์˜: ์ž„์žฅํ™˜: 3D Computer Vision
  • ํ˜„) Face book: SLAM KR ๊ทธ๋ฃน(์ˆ˜ํ•™์ „๋ฌธ์œ„์›)
  • ์ „) ๋…์ผ Kile๋Œ€ํ•™ ์ดํ•™๋ฐ•์‚ฌ(์œ„์ƒ๊ธฐํ•˜ํ•™ ์ „๊ณต)
  • ์ „) ์ค‘์•™๋Œ€ํ•™๊ต ์ฒจ๋‹จ์˜์ƒ ๋Œ€ํ•™์› ์—ฐ๊ตฌ๊ต์ˆ˜(3D Computer Vsion์—ฐ๊ตฌ)
  • ์ €์„œ: ์ตœ์ ํ™”์ด๋ก  

์ด๋Ÿฐ ๋ถ„๋“ค๊ป˜
์ถ”์ฒœ๋“œ๋ ค์š”!

ํ•™์Šต ๋Œ€์ƒ์€
๋ˆ„๊ตฌ์ผ๊นŒ์š”?

  • ์นผ๋งŒ ํ•„ํ„ฐ(Kalman Filter)์˜ ์ž‘๋™ ์›๋ฆฌ๋ฅผ ์ดํ•ดํ•˜๊ณ  ์‹ถ์€ ๋ถ„๋“ค

  • ๋กœ๋ด‡๊ณตํ•™, ์ œ์–ด๊ณตํ•™, ์‹ ํ˜ธ์ฒ˜๋ฆฌ ๊ณต๋ถ€ํ•˜์‹œ๋Š” ๋ถ„๋“ค

  • ๋จธ์‹ ๋Ÿฌ๋‹, ์ธ๊ณต์ง€๋Šฅ ๊ณต๋ถ€ํ•˜์‹œ๋Š” ๋ถ„๋“ค

์„ ์ˆ˜ ์ง€์‹,
ํ•„์š”ํ• ๊นŒ์š”?

  • MatLab, Python ์–ธ์–ด ๊ธฐ๋ณธ ์ง€์‹

  • ํ™•๋ฅ ํ†ต๊ณ„ ๊ธฐ์ดˆ์ด๋ก  , ์„ ํ˜•๋Œ€์ˆ˜, ๋ฏธ์ ๋ถ„ํ•™

์•ˆ๋…•ํ•˜์„ธ์š”
์ž„์žฅํ™˜์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

149

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๋ฐ•์‚ฌ ์กธ์—… ํ›„ 5๋…„ ์ •๋„ Computer vision๋ฅผ ๊ณต๋ถ€ํ•˜๊ณ  ๊ฐ€๋ฅด์น˜๋Š” ๊ณ„๊ธฐ๊ฐ€ ๋ผ์„œ

์ง€๊ธˆ๊นŒ์ง€ ์ˆ˜ํ•™์ „๊ณต๊ณผ ๊ณตํ•™์ด๋ก ์„ ์—ฐ๊ฒฐํ•œ ๊ณต๋ถ€๋“ค์„ ํ•˜๊ณ  ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.

์ „๋ฌธ๋ถ„์•ผ(๊ณต๋ถ€ ๋ถ„์•ผ)

์ „๊ณต: ์ˆ˜ํ•™(Topological Geometry), ๋ถ€์ „๊ณต(์ปดํ“จํ„ฐ ๊ณตํ•™)

ํ˜„) 3D Computer Vision(3D Reconstruction) , Kalman Filter, Lie-group(SO(3)),

Stochastic Differential Equation ์—ฐ๊ตฌ์ž

ํ˜„) ์œ ํŠœ๋ธŒ ์ฑ„๋„ ์šด์˜: ์ž„์žฅํ™˜: 3D Computer Vision

ํ˜„) facebook Spatial AI KR ๊ทธ๋ฃน (์ˆ˜ํ•™์ „๋ฌธ์œ„์›)

์ถœ์‹ ํ•™๊ต

๋…์ผ Kile ๋Œ€ํ•™ ์ดํ•™๋ฐ•์‚ฌ (Topological Geometry & Lie-group ์ „๊ณต, ์ปดํ“จํ„ฐ ๊ณตํ•™ ๋ถ€์ „๊ณต)

์ค‘์•™๋Œ€ ์ˆ˜ํ•™๊ณผ ํ•™์‚ฌ, ์„์‚ฌ(Topology ์ „๊ณต)

๊ฒฝ๋ ฅ

์ „) ๋Œ€์„ฑ๊ทธ๋ฃน ์žํšŒ์‚ฌ ๋‘๋น„๋น„์ ผ CTO

์ „) ์ค‘์•™๋Œ€ํ•™๊ต ์ฒจ๋‹จ์˜์ƒ ๋Œ€ํ•™์› ์—ฐ๊ตฌ๊ต์ˆ˜(3D Computer Vsion์—ฐ๊ตฌ)

์ €์„œ:

์ตœ์ ํ™”์ด๋ก : https://product.kyobobook.co.kr/detail/S000200518524

๋งํฌ

์œ ํŠœ๋ธŒ: https://www.youtube.com/@3dcomputervision520

๋ธ”๋กœ๊ทธ: https://blog.naver.com/jang_hwan_im

 

 

 

 

 

 

๋”๋ณด๊ธฐ

์ปค๋ฆฌํ˜๋Ÿผ

์ „์ฒด

34๊ฐœ โˆ™ (5์‹œ๊ฐ„ 10๋ถ„)

ํ•ด๋‹น ๊ฐ•์˜์—์„œ ์ œ๊ณต:

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๋ชจ๋‘์—๊ฒŒ ๋„์›€์ด ๋˜๋Š” ์ˆ˜๊ฐ•ํ‰์˜ ์ฃผ์ธ๊ณต์ด ๋˜์–ด์ฃผ์„ธ์š”!