Ceres Solver는 크고 복잡한 최적화 문제를 해결하기 위한 오픈 소스 C++ 라이브러리입니다. 이는 매우 다양한 목적으로 사용되며, 비선형 최소 제곱 문제, 번들 조정, 포즈 그래프 최적화 및 컴퓨터 비전, 로봇 공학 및 과학 계산에서 흔히 발생하는 최적화 문제를 해결하는 데 널리 사용됩니다.
Ceres Solver의 주요 기능 및 특징은 다음과 같습니다:
비선형 최적화: Ceres Solver는 비선형 최적화 문제를 해결하는 데 특화되어 있으며, 목적 함수와 제약 조건이 비선형인 경우에 적합합니다.
모듈식 설계: 이 라이브러리는 사용자가 특정한 문제 도메인에 맞게 사용자 정의 및 확장할 수 있도록 모듈식 설계가 되어 있습니다. 사용자는 자체 비용 함수와 제약 조건을 정의할 수 있습니다.
자동 미분: Ceres Solver는 비용 함수의 그래디언트 및 헤시안을 계산하기 위해 자동 미분을 활용합니다. 이를 통해 수치적으로 파생값을 계산하는 것보다 훨씬 효율적으로 최적화 문제를 해결할 수 있습니다.
로버스트 손실 함수: 이는 데이터의 이상치를 다루기 위해 사용할 수 있는 다양한 로버스트 손실 함수를 제공하므로, 노이즈가 있는 또는 손상된 측정을 처리하는 데 더 강력하게 작용합니다.
희소 선형 대수: Ceres Solver는 희소 행렬을 사용하는 대규모 최적화 문제에 특화된 선형 솔버와 선형 대수 루틴 모음을 포함하고 있어 효율적으로 처리할 수 있습니다.
유연한 최적화 프레임워크: 사용자는 비용 함수와 제약 조건을 정의하기 위한 유연한 프레임워크를 제공합니다.
활발한 커뮤니티: Ceres Solver는 활발한 사용자 및 기여자 커뮤니티를 보유하고 있으며, OpenCV 및 ROS와 같은 다른 컴퓨터 비전 및 로봇 공학 라이브러리와 함께 사용되는 경우가 많습니다.
Ceres Solver의 일반적인 사용 사례는 다음과 같습니다:
번들 조정: 컴퓨터 비전 응용 프로그램에서 카메라 포즈와 3D 구조를 미세 조정합니다. Structure from Motion (SfM) 및 Visual SLAM과 같은 응용 프로그램에서 사용됩니다.
포즈 그래프 최적화: 로봇 또는 카메라의 포즈를 그래프 기반 SLAM 시스템에서 최적화합니다.
등록: 포인트 클라우드 또는 3D 스캔을 정렬합니다.
보정: 카메라 파라미터, 즉 내재 및 외재 파라미터를 보정합니다.
곡선 및 표면 맞춤: 데이터 포인트에 곡선 또는 표면을 맞출 때 사용됩니다.
Ceres Solver는 최적화 문제를 해결하는 강력한 도구로, 비선형 최적화가 필요한 다양한 응용 분야에서 널리 사용됩니다. 그 유연성, 효율성 및 대규모 문제 지원 능력으로 인해 수치 최적화 분야에서 중요한 자원 중 하나입니다.
