나비프라, 실내 로봇 재위치 인식용 VPS 개발

[이데일리 신영빈 기자] 자율주행 로봇 소프트웨어 기업 나비프라가 대규모 실내 공간에서 로봇의 위치와 자세를 스스로 찾아내는 비전 측위 시스템을 선보였다.

나비프라는 로봇 재위치 추정 문제를 해결하기 위한 비전 측위 시스템 ‘나비 VPS’를 개발했다고 7일 밝혔다.

Navi-VPS 모듈 (사진=나비프라)

로봇 자율주행에서 위치 인식은 핵심 기술 과제로 꼽힌다. 특히 제조·물류 현장에서는 로봇의 전원을 껐다 켜거나 주행 중 위치를 놓쳤을 때 로봇이 스스로 현재 위치를 다시 찾아내야 한다. 이른바 재위치 추정 문제다.

현재 현장에서는 작업자가 로봇을 지정된 지점으로 옮긴 뒤 초기 위치를 수동으로 지정하는 방식이 활용되고 있다. 실내에서는 위성항법장치(GPS)를 사용할 수 없고, 넓고 반복적인 구조의 공간에서는 라이다 센서만으로 유사한 형태의 구역을 구분하기 어렵기 때문이다.

나비프라는 카메라 영상을 활용하는 VPS로 이 문제를 해결하겠다는 구상이다. VPS는 로봇에 장착된 카메라 영상을 사전에 구축한 3차원 시각 지도와 대조해 현재 위치를 찾아내는 기술이다.

나비프라의 VPS는 여러 위치와 각도에서 촬영한 영상의 카메라 포즈 정보와 3차원 포인트 클라우드를 정합한 뒤, 3D 가우시안 스플래팅 기법을 적용해 실제 공간의 형상과 시각적 특징을 담은 고정밀 시각 지도를 만든다.

주행 중에는 입력된 영상과 유사한 지도 후보를 탐색한다. 이후 영상 속 특징점과 3차원 지도의 대응 관계를 계산해 위치와 롤·피치·요를 포함한 6자유도 자세를 산출한다.

나비프라는 자체 테스트베드에서 76m×43m 규모의 실내 공간 지도를 구축해 내부 시험을 진행했다. 지도 제작 시점과 동일한 환경 조건에서 측정한 위치 오차는 약 5cm, 회전 오차는 약 3도였다.

나비프라는 조명과 주차 차량, 적재물 배치가 수시로 바뀌는 실내 환경에서도 기존 지도와의 대응을 통해 위치를 복원할 수 있음을 확인했다고 설명했다. 회사는 올해 말까지 성능 검증을 마치고 내년부터 무인지게차에 VPS를 본격 적용할 계획이다.

정민국 나비프라 최고기술책임자(CTO)는 “위치 인식은 자율주행 로봇의 현장 도입을 가로막는 가장 큰 장벽 중 하나”라며 “추정 속도 개선과 이상치 제거, 환경 변화 대응 알고리즘 고도화를 거쳐 무인지게차를 시작으로 자율주행 로봇과 물류 모빌리티 전반에 적용 범위를 넓히겠다”고 말했다.