본 논문은 50g 미만의 초소형 자율 비행 드론을 위한 경량의 시각 기반 자율 주행 시스템을 제시한다. 기존의 대형 드론과 달리 제한된 연산 능력과 메모리를 가진 초소형 드론의 특성을 고려하여, 단안 카메라만을 이용한 실시간 심층 학습 기반 게이트 탐지와 효율적인 시각 서보 제어를 결합한 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 프레임당 24M MAC 연산으로 30Hz의 제어 성능을 달성하며, 약 2만 장의 실제 이미지 데이터셋에서 1.4 픽셀의 게이트 탐지 RMSE를 기록했다. 실제 비행 실험에서 15개의 게이트를 4분 안에 통과하며 100m 이상을 비행하는 성능을 보였고, 미지의 환경에서도 4분 이상 비행에 성공하였다.