KR100926331B1 - 무인 항공기용 추적 안테나 시스템 및 그의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 GPS를 통하여 추적된 범위내에서, 영상 센서를 이용하여 화면에 들어온 목표물의 위치를 추정하는 것에 의해 안테나의 추적 성능을 높일 수 있도록 한 무인 항공기용 추적 안테나 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 이동체와 안테나의 GPS 정보를 전달받아 안테나의 지향각의 계산에 필요한 정보를 전달하는 GPS 처리 모듈(GPS Process Module);안테나에 설치되는 영상 센서로부터의 영상 및 상기 GPS 처리 모듈로부터 받은 이동체와 안테나의 GPS 좌표를 이용하여 지향각을 계산하여 안테나 구동 명령을 만들어내는 PCU(Pedestal control Unit);PCU로부터 받은 구동 명령에 의해 안테나를 구동시키는 안테나 구동부;를 포함하고,GPS를 통하여 추적된 범위 내에서 영상 센서를 이용하여 화면에 들어온 목표물의 위치를 칼만 필터를 이용하여 산출하여 목표물을 추적하는 것이다.
추적 안테나, 무인 항공기, GPS, 영상 센서, 칼만 필터, 광류, 안테나회전각

Description

무인 항공기용 추적 안테나 시스템 및 그의 제어 방법{Tracking Antenna System for ＵＡＶ and Method for controlling the same}
본 발명은 추적 안테나 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 GPS(Global Positioning System)를 통하여 추적된 범위 내에서, 영상 센서를 이용하여 화면에 들어온 목표물의 위치를 추정하는 것에 의해 안테나의 추적 성능을 높일 수 있도록 한 무인 항공기용 추적 안테나 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
무인 항공기 시스템에 대한 진일보된 기술의 지속적인 요구와 더불어 무인 항공기 시스템의 통신체계에 대한 관심 또한 증대되고 있다.
이에 보다 안정적이고 정확한 임무 데이터를 확보하기 위한 통신체계시스템에 대한 관심은 통신체계에서 중추적인 역할을 맡고 있는 안테나에 대한 관심으로 옮겨가고 있다. 또한 안정적인 데이터 수집을 위한 추적 안테나의 필요성이 증대되고 있으며, 그에 따른 고성능의 추적 안테나를 요구하게 되었다.
특히 원거리 안테나의 경우 지향성 안테나의 방향의 변화가 크지 않지만 근거리로 바뀌면 안테나의 지향방향의 변화가 커지게 된다. 즉 근거리 추적 안테나는 기존의 특성과 확연히 구분되기 때문에 그에 맞는 안테나 시스템의 구성이 요구된 다.
이하에서 무인 항공기 시스템 및 추적 안테나 시스템 그리고 무인 항공기 추적 안테나에 관하여 설명한다.
무인 항공기 시스템은 크게 무인 항공기 기체, GCS(Ground Control System), 통신 체계로 구분할 수 있다. 이 중에서도 통신 체계는 데이터 수집과 직결된다.
데이터 수집은 안테나를 중심으로 하고 있으며, 안테나의 성능은 곧 임무 수행을 결정짓게 된다. 무인 항공기의 임무장비가 늘어남에 따라 정보 획득량 또한 증가하므로 데이터 수집은 무엇보다 우선시 되어야 한다.
그리고 이동 무선 통신은 항공기나 선박 자동차와 같이 움직이고 있는 이동체와 정보를 주고받는 무선 통신을 뜻하는 것으로, 이전의 고정좌표에서의 양방향 통신과는 달리 이동체 움직임에 대한 안테나 위치 안정화 장치, 이동체간 신호 적합 추적, 이동체에 적합한 조건, 전파 전달의 조건, 통신시스템에 요구되는 조건, 환경조건 등, 서로 관련되는 사항을 총체적으로 고려하여 설계된다.
미국, 일본, 유럽 등의 선진 각국 연구소는 1980년부터 위성 이동통신, 디지털 위성방송 서비스, 위성 통신 및 기타 위성 이동 서비스 분야의 핵심요소 기술로서 능동 안테나 시스템 개발에 집중 투자하여 기술을 선점하고자 하고 있다.
이들 연구에서 상용화를 위한 연구의 경우, 정지위성 수신전용 서비스를 위한 상용화 시스템 또는 실험용 이동체 위성 통신 서비스의 능동 안테나 개발이 일반적이며, 특히 경제성 및 시장성을 고려하는 경우 위성방송 수신용 능동 안테나 기술이 연구되고 있다.
그리고 무인 항공기 시스템의 영역은 광범위 해지고 전문화 되어가고 있는데, 이러한 무인 항공기 시스템에서 무엇보다 중요한 사항은 정보 획득이다. 무인 항공기의 목표가 주로 정찰 및 감시이므로 그에 따른 데이터를 지상관제 시스템으로 전송해야 한다. 그러한 통신체계의 핵심은 정보를 전달받는 안테나에 달려 있다고 할 수 있기 때문에 안테나의 성능이 정보 획득과 직접적인 관계를 가진다고 할 수 있다.
그러나 근거리에서 운용되는 무인 항공기 시스템에서는 무지향성 안테나, 또는 신호강도(AGC)를 이용하는 지향성 추적 안테나를 사용하는데, 무지향성 안테나의 경우 신호가 약하게 들어오고, 신호강도를 이용한 추적 안테나의 경우는 근거리 비행에서 좋은 추적 성능을 가지지 못한다.
그리고 실제 사용되는 안테나의 대부분이 위성방송을 위한 인공위성 추적 안테나인데, 이와 같은 원거리 안테나인 인공위성 추적 안테나는 적은 움직임으로 인공위성을 지향할 수 있으며, 지향하기 위한 구동 속도 또한 빠르지 않다. 그렇기 때문에 인공 위성 추적 안테나는 인공위성으로부터 나오는 전파수신강도를 이용하여 안테나를 지향한다.
그러나 이러한 추적 안테나는 추적 환경 조건이 다른 무인 항공기용으로 사용되기에는 무리가 있다.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해 GPS를 이용한 이동체의 안테나 추적 방식이 사용되고 있다.
이와 같이 GPS를 이용하는 경우에는 다른 환경적 요소에 의한 오류를 최소화 시킬 수 있으며, 안테나와 이동체 사이의 정확한 좌표를 알고 있다면 안테나의 지향의 정밀성을 높일 수 있었다.
하지만 GPS를 이용하는 방법은 고도에 대한 오차 값과 제한적인 GPS의 자료 갱신 속도의 문제점을 가진다.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 위치 정보를 이용한 추적 안테나를 무인 항공기용으로 사용하기 어려운 문제를 해결하기 위한 것으로, GPS를 통하여 추적된 범위내에서, 영상 센서를 이용하여 화면에 들어온 목표물의 위치를 추정하는 것에 의해 안테나의 추적 성능을 높일 수 있도록 한 무인 항공기용 추적 안테나 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 GPS를 이용한 방식으로 무지향성 안테나와 종래 기술의 지향성 추적 안테나의 문제를 해결하고, GPS가 갖는 고도에 대한 오차 값과 제한적인 GPS의 자료 갱신 속도의 문제점을 영상 센서를 사용하여 영상처리와 칼만 필터를 이용하여 해결하여 안테나의 추적 성능을 높일 수 있도록 한 무인 항공기용 추적 안테나 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 GPS와 영상센서를 이용한 데이타 링크(Data Link) 추적 안테나 시스템을 개발하여 종래 기술의 추적 안테나가 가지는 문제를 해결하는 동시에 저가의 GPS 장비를 사용하고, 영상센서를 이용하여 고성능의 추적 안테나를 설계/제작 할 수 있도록 한 무인 항공기용 추적 안테나 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무인 항공기용 추적 안테나 시스템은 무인 항공기 추적 안테나 시스템에 있어서,이동체와 안테나의 GPS 정보를 전달받아 안테나의 지향각의 계산에 필요한 정보를 전달하는 GPS 처리 모듈(GPS Process Module);안테나에 설치되는 영상 센서로부터의 영상 및 상기 GPS 처리 모듈로부터 받은 이동체와 안테나의 GPS 좌표를 이용하여 지향각을 계산하여 안테나 구동 명령을 만들어내는 PCU(Pedestal control Unit);PCU로부터 받은 구동 명령에 의해 안테나를 구동시키는 안테나 구동부;를 포함하고,GPS를 통하여 추적된 범위 내에서 영상 센서를 이용하여 화면에 들어온 목표물의 위치를 칼만 필터를 이용하여 산출하여 목표물을 추적하는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무인 항공기용 추적 안테나 시스템은 무인 항공기 추적 안테나 시스템에 있어서,이동체와 안테나의 GPS 정보를 전달받아 안테나의 지향각의 계산에 필요한 정보를 전달하는 GPS 처리 모듈(GPS Process Module);안테나에 설치되는 영상 센서로부터의 영상 및 상기 GPS 처리 모듈로부터 받은 이동체와 안테나의 GPS 좌표를 이용하여 지향각을 계산하여 안테나 구동 명령을 만들어내는 PCU(Pedestal control Unit);입력되는 구동 명령값과 피드백되는 구동각 값을 연산하는 덧셈기를 거쳐 입력되는 신호에 의해 안테나 구동 모터의 제어를 위한 PID 제어기와, PID 제어기의 제어에 의해 안테나를 구동하는 스텝 모터와, 스텝 모터의 구동에 의해 구동 각도가 제어되는 추적 안테나와, 피드백되는 구동 각도 출력값의 회전 스텝을 측정하는 스텝 카운트부와, 스텝 카운트부의 출력을 받아 안테나 구동각을 측정하여 구동각 값을 출력하는 구동각 측정부를 포함하고, PCU로부터 받은 구동 명령에 의해 안테나를 구동시키는 안테나 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무인 항공기용 추적 안테나 시스템은 무인 항공기 추적 안테나 시스템에 있어서,이동체와 안테나의 GPS 정보를 전달받아 안테나의 지향각의 계산에 필요한 정보를 전달하는 GPS 처리 모듈(GPS Process Module);안테나에 설치되는 영상 센서로부터의 영상 및 상기 GPS 처리 모듈로부터 받은 이동체와 안테나의 GPS 좌표를 이용하여 지향각을 계산하여 안테나 구동 명령을 만들어내는 PCU(Pedestal control Unit);입력되는 구동 명령값과 피드백되는 구동각 값을 연산하는 덧셈기를 거쳐 입력되는 신호에 의해 안테나 구동 모터의 제어를 위한 PID 제어기와, PID 제어기의 제어에 의해 안테나를 구동하는 DC 모터와,DC 모터의 구동에 의해 구동 각도가 제어되는 추적 안테나와,전체 영상으로부터 광류를 계산하는 광류 측정부와,광류 측정부의 출력을 받아 안테나 구동각을 측정하여 구동각 값을 출력하는 구동각 측정부를 포함하고, PCU로부터 받은 구동 명령에 의해 안테나를 구동시키는 안테나 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무인 항공기용 추적 안테나 시스템의 제어 방법은 무인 항공기 추적 안테나 시스템의 제어에 있어서,GPS 위치정보를 수신하고 영상을 획득하고 GPS 신호가 수신되었는지를 판단하는 단계;GPS 신호의 수신 여부에 따라 획득된 영상내에 관심 영역을 설정하는 단계;획득된 영상에서 이동체 추적이 가능한지 여부를 판단하는 단계;GPS의 수신 여부 및 영상 추적 가능 여부에 따라 지향각을 계산하여 안테나 구동 명령을 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무인 항공기용 추적 안테나 시스템의 제어 방법은 무인 항공기 추적 안테나 시스템의 제어에 있어서, GPS 위치정보를 수신하고 영상을 획득하고 획득된 영상에 추적 물체가 있는지를 판단하는 단계;획득된 영상에 추적 물체가 없는 경우에는 전체 화면의 광류를 측정하여 안테나 회전각을 추정하여 안테나 구동 명령을 보상하는 단계;를 포함하고,획득된 영상에 추적 물체가 있다면, GPS 신호의 수신 여부에 따라 획득된 영상내에 관심 영역을 설정하는 단계;획득된 영상에서 이동체 추적이 가능한지 여부를 판단하는 단계;GPS의 수신 여부 및 영상 추적 가능 여부에 따라 지향각을 계산하여 안테나 구동 명령을 출력하는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 무인 항공기용 추적 안테나 시스템 및 그의 제어 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, GPS를 통하여 추적된 범위내에서, 영상 센서를 이용하여 화면에 들어온 목표물의 위치를 추정하는 것에 의해 안테나의 추적 성능을 높일 수 있다.
둘째, GPS가 갖는 고도에 대한 오차 값과 제한적인 GPS의 자료 갱신 속도의 문제점을 영상 센서를 사용하여 영상처리와 칼만 필터를 이용하여 해결하여 안테나의 추적 성능을 높일 수 있다.
셋째, GPS와 영상센서를 이용한 데이타 링크(Data Link) 추적 안테나 시스템을 개발하여 이전 기술의 추적 안테나가 갖는 문제를 해결하는 동시에 저가의 GPS 장비를 사용하고, 영상센서를 이용하여 고성능의 추적 안테나를 설계/제작 할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 무인 항공기용 추적 안테나 시스템 및 그의 제어 방법의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 무인 항공기용 추적 안테나 시스템 및 그의 제어 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 GPS와 영상 센서를 이용한 안테나 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 추적 안테나 시스템의 상세 구성도이다.
본 발명에 따른 무인 항공기용 추적 안테나 시스템 및 그의 제어 방법은 GPS가 갖는 고도에 대한 오차 값과 제한적인 GPS의 자료 갱신 속도의 문제점을 영상 센서를 사용하여 영상처리와 칼만 필터를 이용하여 해결하여 안테나의 추적 성능을 높일 수 있도록 한 것이다.
본 발명에 따른 근접 무인 항공기용 추적 안테나 시스템은 도 1에서와 같이, 첫째, 안테나 시스템에서 GPS를 이용하여 목표물과 안테나의 위치를 파악하고, 목표물을 향해 지향할 수 있도록 안테나의 구동과 설계를 하고, 두 번째로 GPS를 통하여 추적된 범위 내에서, 영상 센서를 이용하여 화면에 들어온 목표물의 위치를 칼만 필터를 이용하여 추정하고, 카메라가 정확히 구동될 수 있도록 설치/제어하게 된다.
선박과 같은 이동체에 설치되는 안테나 시스템은 일반적으로 ACU(Antenna Control Unit), PCU(Pedestal Control Unit), SAP(Stabilized Antenna Pedastal)의 3부분으로 구성되는데, ACU는 대상 이동체의 위치를 계산하여 SAP의 방위각(Azimuth)과 고도각(Elevation) 제어 명령을 PCU에 전달하여 SAP를 제어한다.
SAP는 안테나의 방위각과 고도각을 직접 제어하여 이동체를 지향하는 기계적인 부분이고, PCU는 ACU로부터 받은 방위각과 고도각 값을 이용하여 SAP를 제어한다.
본 발명에서는 ACU와 PCU를 구분하여 사용하지 않으며 안테나가 지상에 설치되므로 SAP를 필요로 하지 않는다.
그 구성은 도 2에서와 같이, 무인 항공기(20)와 안테나(21)의 좌표를 수신하여 처리하는 GPS 처리모듈(22)과 안테나(21)의 지향각을 계산하고 안테나 구동계를 제어하는 PCU(23) 및 모니터링을 위한 PC(24)로 구성된다.
GPS에서 출력하는 위치정보는 WGS84 경위도 좌표계로서 영국의 동쪽과 서쪽으로 180° 적도에서 남북으로 90°로 나누어져 있고 도, 분(degree, minute:°, ')을 사용하여 표현된다. 그러나 지구의 구면에 의한 왜곡을 무시할 수 있을 정도의 범위에서 사용할 경우 직교좌표계로 변환하여 사용하는 것이 일반적이다.
도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 추적 안테나 시스템의 위치 계산에 사용된 좌표계 및 안테나의 지향각 설명을 위한 도면이다.
경위도 좌표계를 직교좌표계로 변환하기 위해서는 지구투영식을 사용하지만, 본 발명에서는 안테나 컨트롤러의 부하를 줄이기 위해 복잡한 지구의 타원체에 대한 투영식을 사용하지 않고 도 3a에서와 같이 안테나가 설치된 지점을 중심으로 동 쪽을 X, 북쪽을 Y로 놓고, 도 3b에서와 같이 안테나와 이동체 사이의 기하학적 위치관계로부터 수학식 1을 유도하여 지향각을 결정한다.
Figure 112007057055711-pat00001
안테나의 컨트롤러는 3개의 파트로 구성된다. 이동체(목표물)와 안테나의 GPS 정보를 전달받아 안테나의 지향각의 계산에 필요한 정보를 PCU로 전달하는 GPS 처리 모듈(GPS Process Module)과, GPS 처리 모듈로부터 받은 이동체와 안테나의 GPS좌표를 이용하여 지향각을 계산하고 모터 구동 명령을 만들어내는 PCU와, 그리고 PCU로부터 받은 명령으로부터 안테나의 모터를 구동시키는 모터 구동부(Motor driver) 즉, 안테나 구동부로 이루어진다.
그리고 안테나 제어를 위한 모터의 제어기로 PID 제어기를 사용하고, 모터의 속도의 변화량을 제어입력으로 사용하여 모터를 구동한다.
Figure 112007057055711-pat00002
여기서, e는 오차, Ψcal은 계산된 안테나의 지향각, Ψant는 안테나의 지향각 n은 양의 정수를 나타내며 T는 샘플링 시간이다.
PID 제어기의 이득은 시스템 모델링을 구하여 해석적으로 얻을 수도 있지만 시스템의 모델링이 이루어지지 않은 경우 여러 차례의 시험을 통해 이득을 정할 수 있다.
그리고 영상 기반 추적 안테나 시스템에 관하여 설명한다.
도 3c는 영상 기반 추출을 위한 특징점 추출을 위한 영상 히스토그램이다.
영상을 이용하여 물체를 추적하기 위해서는 특징점 추출이 필수적이다. 일반적으로 특징점을 찾기 위하여 관심 영역의 밝기 특징을 이용하여 영상을 이진 상태의 공간으로 변환한다. 특히 경계값을 이용하는 영상의 이진화 방법은 직관적인 속성과 구현의 단순함 때문에 영상분할 및 객체 인식에서 중심적인 위치를 점유하고 있다.
도 3c에서와 같은 영상 히스토그램은 객체와 배경의 화소들이 두 개의 지배적인 모드로 군집화된 밝기 레벨을 갖는 형태로, 어두운 배경에 밝은 객체로 구성된 영상f(x,y)에 해당하는 경우에 배경으로부터 객체를 추출하는 한 가지 분명한 방법은 이들 두 모드를 분리하는 문턱치 T를 선택하는 것이다.
여기서, f(x,y)≥T인 모든 점 (x,y)를 객체점(Object Point)이라 하고, 그렇지 않으면 배경점(Background Point)이라 한다. 그리고 문턱치 처리된 영상 g(x,y)는 다음과 같이 정의된다.
Figure 112007057055711-pat00003
1로 레이블링된 화소들은 객체에 해당하고, 0으로 레이블링된 화소들은 배경에 해당한다. T를 상수로 정하면, 이 방법을 전역적 경계 처리 (Global Thresholding)라고 부른다.
그리고 경계값을 선정하는 한 방법은 영상 히스토그램을 시각적으로 관찰하는 것이다. 도 3c의 영상 히스토그램은 분명히 두 개의 구분되는 모드를 가지므로, 그들을 분리하는 경계값 T를 쉽게 선정할 수 있다.
T를 선정하는 또 다른 방법은 관찰자의 판단으로 좋은 결과를 낼 때까지 경계값을 변화시켜가는 시행 착오법에 의한 것이다. 이것은 사용자가 슬라이더와 같은 그래픽 컨트롤을 이용하여 경계값을 변화시키고 결과를 바로 볼 수 있는 대화형 환경에서 특히 효과적이다.
경계값을 자동으로 선택하기 위해서 다음과 같은 반복적인 과정을 수행하여 간단하게 구현이 가능하다.
① T의 초기값을 추정한다.
② T로 영상을 분할한다. 그 결과는 밝기값 ≥T인 화소들로 구성된 G1과 밝기값 ≤T인 화소들로 구성된 G2의 두 그룹의 화소들로 나누어진다.
③영역 G1과 G2에 대하여 화소들의 밝기의 평균값 μ1과μ2를 계산한다.
④새로운 경계값을 계산한다.
Figure 112007057055711-pat00004
⑤연속적인 반복에서 T의 변화가 미리 정의된 매개변수 T0보다 작을 때까지 단계 2에서 4까지 반복한다.
이와 같은 방법에 의해 선택되는 경계값의 강인성을 높이기 위하여 영상을 이진화하는 방법을 적용한다.
전체 영상을 이진화할 경우 연산량이 많아져 처리 속도가 느려지는 문제점이 발생한다. 실제 영상에서 추적해야할 대상인 무인 항공기의 크기는 아주 작으므로 주변의 잡음이 특징점 추출과 무인 항공기의 추적에 큰 영향을 준다.
따라서, 본 발명에서는 무인 항공기의 예상 지점에 일정 영역만을 이진화하여 특징점을 추출한다.
이와 같이 무인 항공기의 특징을 추출하고 이를 이용하여 영상 추적을 위해서는 영상 좌표를 얻어야 하며, 관심 영역 안에서 0이 되는 픽셀의 좌표를 합하여 평균을 내면 된다.
Figure 112007057055711-pat00005
이하에서 칼만 필터(Kalman Filter)를 이용한 영상 추적에 관하여 설명한다.
도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 추적 안테나 시스템의 좌표계 및 영상 좌표계의 상세 설명을 위한 도면이다.
본 발명은 GPS 기반의 무인 항공기용 추적 안테나 시스템을 기본으로 하고, 무인 항공기가 근접하게 다가왔을 때와 GPS의 자료 갱신 속도에 따른 제어 주기의 문제를 해결하기 위하여 영상 센서를 사용한 것이다.
제어 주기의 문제점에서 영상 센서는 일반적으로 30Hz의 자료 갱신 속도를 가지고 있기 때문에 영상 센서를 같이 사용했을 때 큰 이점을 가지게 된다.
그리고 영상처리의 특성상 주변의 잡음에 의하여 정확한 추적이 어렵고 빠른 안테나 제어를 위하여 칼만 필터를 이용하여 영상 내에서 무인 항공기의 위치를 추정할 수 있다. 이를 위해서는 안테나와 무인 항공기의 좌표 정보와 더불어 영상 정보가 필요하며, 영상 정보를 얻기 위하여 카메라와 영상 획득 보드가 필요하다.
또한 영상의 정보와 GPS 데이터 사이의 시각 동기와 연산을 위하여 관련 프로그램이 필요하며, 이를 이용하여 구동하는 안테나 시스템의 구성은 도 1에서와 같다.
이와 같은 본 발명에 따른 추적 안테나 시스템을 이용한 무인 항공기 추적 과정을 설명한다.
추적 안테나의 무인 항공기 추적 방법에서 먼저 GPS 기반으로 무인 항공기를 추적하고, 이때 방위각과 고도각을 이용하여 영상 내에서 무인 항공기가 존재할 위치를 추정하게 된다.
무인 항공기가 존재할 위치에서 특징점 추출 알고리즘을 통하여 무인 항공기의 위치를 얻게 된다.
만약 무인 항공기의 위치가 영상 안에 있을 수 없는 좌표가 생성되게 되면 안테나는 GPS 기반으로 무인 항공기를 추적하게 된다.
무인 항공기가 존재하는 위치에서 무인 항공기의 특징점이 추출되면 칼만 필터를 통하여 영상 좌표를 추정하고 추정값을 통하여 안테나의 방위각과 고도각의 제어값을 계산하게 된다.
영상 내에서의 무인 항공기 추적을 위하여 좌표계 정의가 필요하며, 전체적인 시스템 좌표계는 도 4a에서와 같다.
여기서 첨자 i는 기준 좌표계를 뜻하며, 첨자 a는 안테나 좌표계를 뜻한다.
추적 안테나의 구동은 안테나의 실제 거리를 이용하는 것보다 GPS의 위도, 경도, 그리고 고도를 이용하여 만들어진 각도를 이용하여 제어하는 것이 편리하다.
방위각은 Ψ로 표시하고, Ψv/a는 안테나 좌표에 관한 무인 항공기의 방위각,
Ψv/i는 기준 좌표계에 관한 무인 항공기의 방위각, 그리고 Ψa/i는 기준 좌표 계에 관한 추적 안테나의 방위각을 나타낸다.
또한, θ는 고도각을 뜻하며, θv/a는 안테나 좌표에 관한 무인 항공기의 고도각, θv/i는 기준 좌표계에 관한 무인 항공기의 방위각, 그리고 θa/i는 기준 좌표계에 관한 추적 안테나의 고도각을 나타낸다. 이를 이용하여 방위각과 고도각의 식은 다음과 같다.
Figure 112007057055711-pat00006
Figure 112007057055711-pat00007
그리고 기준 좌표계에 관한 무인 항공기의 방위각과 고도각을 이용하여 영상 좌표에서 특징점을 추출하기 위하여 영상 좌표계가 정의되어야 하며, 이는 도 4b에서와 같다.
f는 초점 거리로, 본 발명에서 사용된 카메라는 CCD카메라로 카메라 렌즈와 카메라의 센서까지의 거리를 초점거리라 둔다. 초점거리는 카메라의 줌 기능에 의하여 달라지며 영상 평면이 멀어지면 영상 내에서 무인 항공기의 영상 크기가 늘어나며, 그와 함께 초점 거리도 증가하게 된다. 영상 좌표축은 도 4b에서 보는 것과 같이 렌즈의 방향을 축으로 정하였고, 축은 카메라의 윗 방향으로 두었다. 영상안의 좌표계는 영상의 왼쪽 위를 원점으로 한다.
도 4b의 영상 좌표와 카메라 좌표계의 관계를 통하여 추적 물체의 중심점 p와 카메라 사이의 3차원 좌표
Figure 112007057055711-pat00008
를 구할 수 있다.
이를 이용하여 식을 구하면,
Figure 112007057055711-pat00009
Figure 112007057055711-pat00010
여기서, (up,vp )는 영상 안의 좌표이며, (uc,vc )는 영상의 중심 좌표이다.
도 4b에서 보이는 것과 같이 안테나 좌표계에 관한 무인 항공기의 각도가 카메라 중심에 관한 무인 항공기 영상의 각도와 동일한 것을 알 수 있다. 이를 이용하여 영상 좌표를 각도로 변환할 필요가 있으며 변환 식은 다음과 같다.
Figure 112007057055711-pat00011
Figure 112007057055711-pat00012
수학식 7을 이용하면 GPS 정보로부터 영상 내에서의 무인 항공기 정보를 얻을 수 있으며, 초점거리 f를 구하여 영상 자료를 얻을 수 있는 범위를 판별할 수 있다.
칼만필터를 구성하기 위하여 영상 내에서의 무인 항공기 동역학 모델과 실제 측정한 정보가 필요한데, 특징점 추출로 현재의 무인 항공기 위치를 계산할 수 있고, 동역학 모델을 통해 다음 프레임의 무인 항공기 위치를 추정할 수 있다.
무인 항공기의 동역학 모델을 만드는데 있어서, 무인 항공기는 실제 3차원 좌표를 움직이고 있지만, 영상 안에서는 2차원 평면을 움직이고 있다. 그러므로 영상에서 무인 항공기의 위치와 속도만을 고려한 위치-속도 선형모델을 이용한다.
이하에서 본 발명에 따른 무인 항공기용 추적 안테나 시스템 및 그의 제어 방법의 구체적인 실시예를 설명한다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 무인 항공기용 추적 안테나 시스템의 안테나 구동부의 구성도이고, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 무인 항공기용 추적 안테나 시스템의 제어를 위한 플로우 차트이다.
먼저, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무인 항공기용 추적 안테나 시스템 및 그의 제어 방법을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 무인 항공기용 추적 안테나 시스템의 전체 구 성은 이동체(무인 항공기,목표물)와 안테나의 GPS 정보를 전달받아 안테나의 지향각의 계산에 필요한 정보를 PCU로 전달하는 GPS 처리 모듈(GPS Process Module)과, 안테나에 설치되는 영상 센서로부터의 영상 및 GPS 처리 모듈로부터 받은 이동체와 안테나의 GPS좌표를 이용하여 지향각을 계산하고 안테나 구동 명령을 만들어내는 PCU와, 그리고 PCU로부터 받은 명령으로부터 안테나의 모터를 구동시키는 안테나 구동부로 이루어진다.
그리고 도 5는 추적 안테나 시스템의 안테나 구동부의 상세 구성을 나타낸 것으로, 입력되는 구동 명령값과 피드백되는 구동각 값을 연산하는 덧셈기를 거쳐 입력되는 신호에 의해 안테나 구동 모터의 제어를 위한 PID 제어기(50)와, PID 제어기(50)의 제어에 의해 안테나를 구동하는 스텝 모터(51)와, 스텝 모터(51)의 구동에 의해 구동 각도가 제어되는 추적 안테나(52)와, 피드백되는 구동 각도 출력값의 회전 스텝을 측정하는 스텝 카운트부(53)와, 스텝 카운트부(53)의 출력을 받아 안테나 구동각을 측정하여 구동각 값을 출력하는 구동각 측정부(54)를 포함하고 구성된다.
그리고 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무인 항공기용 추적 안테나 시스템을 이용한 제어는 다음과 같이 이루어진다.
먼저 무인 항공기의 위치 정보를 GPS로부터 수신 받고, 안테나에 장착된 카메라로 안테나가 지향하고 있는 방향의 영상을 획득한다.
그리고 GPS의 자료 갱신 속도는 5Hz이고 영상의 자료 갱신 속도는 30Hz이므로, GPS 자료 수신 여부에 따라 지향각 계산 방법을 다르게 한다.
먼저, GPS 자료 수신이 이루어지는 경우에는 첫째, 영상 추적이 불가능할 경우 GPS 위치 정보로부터 기하학적 관계식을 적용한다.
둘째, 영상 추적이 가능하게 되는 경우, GPS 위치 정보로 계산된 기하학적 관계에 의하여 정해지는 지향각과 영상 좌표 관계로 구해지는 지향각을 합하여 최종 제어 명령을 출력한다.
그리고 GPS 자료 수신이 불가능한 경우에는 첫째, 영상 추적이 가능할 경우 영상 좌표 관계만을 이용하여 지향각을 결정한다.
둘째, 영상 추적이 불가능할 경우 칼만 필터를 통하여 UAV의 위치를 예측하는데 UAV의 위치를 예측하기 위하여 최근에 수신된 GPS의 좌표를 이용한다.
구체적으로 도 6에서와 같이 먼저, GPS 위치정보를 수신하고 영상을 획득하고(S601), GPS 신호가 수신되었는지를 판단한다.(S602)
만약, GPS 신호의 수신이 이루어진 경우에는 다음과 같이 안테나 구동 명령을 입력한다.
영상 좌표를 예측하고(S603), 영상내에 관심 영역을 설정한다.(S604)
그리고 영상 추적이 가능한지를 판단하여(S605), 영상 추적이 가능하다면 GPS 정보, 영상 정보를 합하여 지향각을 계산한다.(S606)
그리고 영상 추적이 불가능하다면 GPS 정보를 이용하여 지향각을 계산한다.(S607)
이와 같이 지향각의 계산이 끝나면, 안테나 구동을 위한 명령을 안테나 구동부로 입력한다.(S608)
그리고 GPS 신호의 수신이 이루어지지 않은 경우에는 다음과 같이 안테나 구동 명령을 입력한다.
영상내에 관심 영역을 설정하고(S609), 영상 추적이 가능한지를 판단한다.(S610)
만약, 영상 추적이 불가능하다면 GPS 정보를 기반으로 UAV의 위치를 예측하고 (S611), 안테나 구동을 위한 지향각을 계산한다.(S613)
그리고 영상 추적이 가능하다면 영상 추적 및 좌표를 계산하고(S612), 안테나 구동을 위한 지향각을 계산한다.(S613)
이와 같이 지향각의 계산이 끝나면, 안테나 구동을 위한 명령을 안테나 구동부로 입력한다.(S608)
그리고 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무인 항공기용 추적 안테나 시스템 및 그의 제어 방법을 구체적으로 설명한다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 무인 항공기용 추적 안테나 시스템의 안테나 구동부의 구성도이고, 도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 무인 항공기용 추적 안테나 시스템의 제어를 위한 플로우 차트이다.
마찬가지로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무인 항공기용 추적 안테나 시스템의 전체 구성은 이동체(무인 항공기,목표물)와 안테나의 GPS 정보를 전달받아 안테나의 지향각의 계산에 필요한 정보를 PCU로 전달하는 GPS 처리 모듈(GPS Process Module)과, 안테나에 설치되는 영상 센서로부터의 영상 및 GPS 처리 모듈로부터 받은 이동체와 안테나의 GPS좌표를 이용하여 지향각을 계산하고 안테나 구동 명령을 만들어내는 PCU와, 그리고 PCU로부터 받은 명령으로부터 안테나의 모터를 구동시키는 안테나 구동부로 이루어진다.
그리고 도 7은 추적 안테나 시스템의 안테나 구동부의 상세 구성을 나타낸 것으로, 입력되는 구동 명령값과 피드백되는 구동각 값을 연산하는 덧셈기를 거쳐 입력되는 신호에 의해 안테나 구동 모터의 제어를 위한 PID 제어기(70)와, PID 제어기(70)의 제어에 의해 안테나를 구동하는 DC 모터(51)와, DC 모터(51)의 구동에 의해 구동 각도가 제어되는 추적 안테나(72)와, 전체 영상으로부터 광류를 계산하는 광류 측정부(73)와, 광류 측정부(73)의 출력을 받아 안테나 구동각을 측정하여 구동각 값을 출력하는 구동각 측정부(74)를 포함하고 구성된다.
그리고 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무인 항공기용 추적 안테나 시스템을 이용한 제어는 다음과 같이 이루어진다.
먼저 무인 항공기의 위치 정보를 GPS로부터 수신 받고, 안테나에 장착된 카메라로 안테나가 지향하고 있는 방향의 영상을 획득한다.
그리고 GPS의 자료 갱신 속도는 5Hz이고 영상의 자료 갱신 속도는 30Hz이므로, GPS 자료 수신 여부에 따라 지향각 계산 방법을 다르게 한다.
여기서, GPS 위치 정보를 수신하고 영상을 획득하는 단계에서 영상에 추적 물체가 없는 경우에는 전체 화면 광류를 측정하여 구동 명령을 보상한다.
즉, GPS 자료 수신이 이루어지는 경우에는 첫째, 영상 추적이 불가능할 경우 GPS 위치 정보로부터 기하학적 관계식을 적용한다.
둘째, 영상 추적이 가능하게 되는 경우, GPS 위치 정보로 계산된 기하학적 관계에 의하여 정해지는 지향각과 영상 좌표 관계로 구해지는 지향각을 합하여 최종 제어 명령을 출력한다.
그리고 GPS 자료 수신이 불가능한 경우에는 첫째, 영상 추적이 가능할 경우 영상 좌표 관계만을 이용하여 지향각을 결정한다.
둘째, 영상 추적이 불가능할 경우 칼만 필터를 통하여 UAV의 위치를 예측하는데 UAV의 위치를 예측하기 위하여 최근에 수신된 GPS의 좌표를 이용한다.
그리고 GPS 위치 정보를 수신하고 영상을 획득하는 단계에서 영상에 추적 물체가 없는 경우에는 전체 화면 광류를 측정하여 구동 명령을 보상하는 것이다.
구체적으로 도 8에서와 같이 먼저, GPS 위치정보를 수신하고 영상을 획득하고(S801), GPS 신호가 수신되었는지를 판단한다.(S802)
만약, GPS 신호의 수신이 이루어진 경우에는 다음과 같이 안테나 구동 명령을 입력한다.
영상 좌표를 예측하고(S803), 영상내에 관심 영역을 설정한다.(S804)
그리고 영상 추적이 가능한지를 판단하여(S805), 영상 추적이 가능하다면 GPS 정보, 영상 정보를 합하여 지향각을 계산한다.(S806)
그리고 영상 추적이 불가능하다면 GPS 정보를 이용하여 지향각을 계산한다.(S807)
이와 같이 지향각의 계산이 끝나면, 안테나 구동을 위한 명령을 안테나 구동부로 입력한다.(S808)
그리고 GPS 신호의 수신이 이루어지지 않은 경우에는 다음과 같이 안테나 구 동 명령을 입력한다.
영상내에 관심 영역을 설정하고(S809), 영상 추적이 가능한지를 판단한다.(S810)
만약, 영상 추적이 불가능하다면 GPS 정보를 기반으로 UAV의 위치를 예측하고 (S811), 안테나 구동을 위한 지향각을 계산한다.(S813)
그리고 영상 추적이 가능하다면 영상 추적 및 좌표를 계산하고(S812), 안테나 구동을 위한 지향각을 계산한다.(S813)
이와 같이 지향각의 계산이 끝나면, 안테나 구동을 위한 명령을 안테나 구동부로 입력한다.(S808)
그리고 GPS 위치정보를 수신하고 영상을 획득하는 단계(S801)에서 안테나에 부착된 카메라로부터 수신된 영상에서 추적 물체가 없는 경우에는 전체 화면의 전체 광류를 측정한다.(S814)
이어, 평균 광류를 추정하고(S815), 이를 이용하여 안테나 회전각을 추정한다.(S816)
그리고 추정된 안테나 회전각을 이용하여 안테나 구동 명령을 보상한다.(S817)
이와 같이 안테나 구동을 위한 모터로 스텝 모터를 사용하지 않고 DC 모터를 사용하는 것은 시스템 구성시의 장비 무게 감소 및 구동속도를 빠르게 하기 위한 것이다.
도 7의 구성은 DC 모터를 사용하면서 부가적인 장비의 사용을 줄일 수 있는 구조의 제어 루프이다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 무인 항공기용 추적 안테나 시스템 및 그의 제어 방법은 영상의 가시 범위 밖에서는 GPS 기반으로 추적 안테나를 사용하고, 시야가 확보되는 근거리 지역에서는 영상의 도움을 받아 추적 안테나의 성능을 높일 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 GPS와 영상 센서를 이용한 안테나 시스템의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 추적 안테나 시스템의 상세 구성도
도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 추적 안테나 시스템의 위치 계산에 사용된 좌표계 및 안테나의 지향각 설명을 위한 도면
도 3c는 영상 기반 추출을 위한 특징점 추출을 위한 영상 히스토그램
도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 추적 안테나 시스템의 좌표계 및 영상 좌표계의 상세 설명을 위한 도면
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 무인 항공기용 추적 안테나 시스템의 안테나 구동부의 구성도
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 무인 항공기용 추적 안테나 시스템의 제어를 위한 플로우 차트
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 무인 항공기용 추적 안테나 시스템의 안테나 구동부의 구성도
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 무인 항공기용 추적 안테나 시스템의 제어를 위한 플로우 차트
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
50.70. PID 제어기 51.스텝 모터
52.72. 추적 안테나 53. 스텝 카운트부
54.74. 구동각 측정부 71. DC 모터
73. 광류 측정부

Claims (14)

  1. 무인 항공기 추적 안테나 시스템에 있어서,
    이동체와 안테나의 GPS 정보를 전달받아 안테나의 지향각의 계산에 필요한 정보를 전달하는 GPS 처리 모듈(GPS Process Module);
    안테나에 설치되는 영상 센서로부터의 영상 및 상기 GPS 처리 모듈로부터 받은 이동체와 안테나의 GPS 좌표를 이용하여 지향각을 계산하여 안테나 구동 명령을 만들어내고, 상기 안테나 구동 명령을 GPS 자료 수신 여부와 획득된 영상에 추적하는 물체가 없는 경우를 기준으로 만들어내는 PCU(Pedestal control Unit);
    PCU로부터 받은 구동 명령에 의해 안테나를 구동시키는 안테나 구동부;를 포함하고,
    GPS를 통하여 추적된 범위 내에서 영상 센서를 이용하여 화면에 들어온 목표물의 위치를 칼만 필터를 이용하여 산출하여 목표물을 추적하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 추적 안테나 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, PCU(Pedestal control Unit)는,
    획득된 영상의 가시 범위 밖에서는 GPS를 기반으로 안테나 구동 명령을 만들고, 시야가 확보되는 근거리 지역에서는 획득된 영상을 기준으로 안테나 구동 명령을 만드는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 추적 안테나 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 안테나 구동부는,
    입력되는 구동 명령값과 피드백되는 구동각 값을 연산하는 덧셈기를 거쳐 입력되는 신호에 의해 안테나 구동 모터의 제어를 위한 PID 제어기와,
    PID 제어기의 제어에 의해 안테나를 구동하는 스텝 모터와,
    스텝 모터의 구동에 의해 구동 각도가 제어되는 추적 안테나와,
    피드백되는 구동 각도 출력값의 회전 스텝을 측정하는 스텝 카운트부와,
    스텝 카운트부의 출력을 받아 안테나 구동각을 측정하여 구동각 값을 출력하는 구동각 측정부를 포함하고 구성되는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 추적 안테나 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 안테나 구동부는,
    입력되는 구동 명령값과 피드백되는 구동각 값을 연산하는 덧셈기를 거쳐 입력되는 신호에 의해 안테나 구동 모터의 제어를 위한 PID 제어기와,
    PID 제어기의 제어에 의해 안테나를 구동하는 DC 모터와,
    DC 모터의 구동에 의해 구동 각도가 제어되는 추적 안테나와,
    전체 영상으로부터 광류를 계산하는 광류 측정부와,
    광류 측정부의 출력을 받아 안테나 구동각을 측정하여 구동각 값을 출력하는 구동각 측정부를 포함하고 구성되는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 추적 안테나 시스템.
  6. 무인 항공기 추적 안테나 시스템에 있어서,
    이동체와 안테나의 GPS 정보를 전달받아 안테나의 지향각의 계산에 필요한 정보를 전달하는 GPS 처리 모듈(GPS Process Module);
    안테나에 설치되는 영상 센서로부터의 영상 및 상기 GPS 처리 모듈로부터 받은 이동체와 안테나의 GPS 좌표를 이용하여 지향각을 계산하여 안테나 구동 명령을 만들어내는 PCU(Pedestal control Unit);
    입력되는 구동 명령값과 피드백되는 구동각 값을 연산하는 덧셈기를 거쳐 입력되는 신호에 의해 안테나 구동 모터의 제어를 위한 PID 제어기와, PID 제어기의 제어에 의해 안테나를 구동하는 스텝 모터와, 스텝 모터의 구동에 의해 구동 각도가 제어되는 추적 안테나와, 피드백되는 구동 각도 출력값의 회전 스텝을 측정하는 스텝 카운트부와, 스텝 카운트부의 출력을 받아 안테나 구동각을 측정하여 구동각 값을 출력하는 구동각 측정부를 포함하고, PCU로부터 받은 구동 명령에 의해 안테나를 구동시키는 안테나 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 추적 안테나 시스템.
  7. 무인 항공기 추적 안테나 시스템에 있어서,
    이동체와 안테나의 GPS 정보를 전달받아 안테나의 지향각의 계산에 필요한 정보를 전달하는 GPS 처리 모듈(GPS Process Module);
    안테나에 설치되는 영상 센서로부터의 영상 및 상기 GPS 처리 모듈로부터 받은 이동체와 안테나의 GPS 좌표를 이용하여 지향각을 계산하여 안테나 구동 명령을 만들어내는 PCU(Pedestal control Unit);
    입력되는 구동 명령값과 피드백되는 구동각 값을 연산하는 덧셈기를 거쳐 입력되는 신호에 의해 안테나 구동 모터의 제어를 위한 PID 제어기와, PID 제어기의 제어에 의해 안테나를 구동하는 DC 모터와,DC 모터의 구동에 의해 구동 각도가 제어되는 추적 안테나와,전체 영상으로부터 광류를 계산하는 광류 측정부와,광류 측정부의 출력을 받아 안테나 구동각을 측정하여 구동각 값을 출력하는 구동각 측정부를 포함하고, PCU로부터 받은 구동 명령에 의해 안테나를 구동시키는 안테나 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 추적 안테나 시스템.
  8. 무인 항공기 추적 안테나 시스템의 제어에 있어서,
    GPS 위치정보를 수신하고 영상을 획득하고 GPS 신호가 수신되었는지를 판단하는 단계;
    GPS 신호의 수신 여부에 따라 획득된 영상내에 관심 영역을 설정하는 단계;
    획득된 영상에서 이동체 추적이 가능한지 여부를 판단하는 단계;
    GPS의 수신 여부 및 영상 추적 가능 여부에 따라 지향각을 계산하여 안테나 구동 명령을 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 추적 안테나 시스템의 제어 방법.
  9. 무인 항공기 추적 안테나 시스템의 제어에 있어서,
    GPS 위치정보를 수신하고 영상을 획득하고 획득된 영상에 추적 물체가 있는지를 판단하는 단계;
    획득된 영상에 추적 물체가 없는 경우에는 전체 화면의 광류를 측정하여 안테나 회전각을 추정하여 안테나 구동 명령을 보상하는 단계;를 포함하고,
    획득된 영상에 추적 물체가 있다면, GPS 신호의 수신 여부에 따라 획득된 영상내에 관심 영역을 설정하는 단계;
    획득된 영상에서 이동체 추적이 가능한지 여부를 판단하는 단계;
    GPS의 수신 여부 및 영상 추적 가능 여부에 따라 지향각을 계산하여 안테나 구동 명령을 출력하는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 추적 안테나 시스템의 제어 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, GPS 신호의 수신이 이루어진 경우에는 영상 좌표를 예측한 후에 영상내에 관심 영역을 설정하고,
    GPS 신호의 수신이 이루어지지 않은 경우에는 영상 좌표를 예측하는 단계 없이 영상내에 관심 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 추적 안테나 시스템의 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, GPS 신호의 수신이 이루어진 상태에서,
    영상 추적이 가능하다면 GPS 정보, 영상 정보를 합하여 지향각을 계산하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 추적 안테나 시스템의 제어 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, GPS 신호의 수신이 이루어진 상태에서,
    영상 추적이 불가능하다면 GPS 정보를 이용하여 지향각을 계산하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 추적 안테나 시스템의 제어 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, GPS 신호의 수신이 이루어지지 않은 상태에서,
    영상 추적이 가능하다면, 영상 정보를 기반으로 UAV의 위치를 예측하여 안테나 구동을 위한 지향각을 계산하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 추적 안테나 시스템의 제어 방법.
  14. 제 9 항에 있어서, 획득된 영상에서 추적 물체가 없는 경우에서의 안테나 구동 명령의 보상은,
    획득된 영상의 전체 화면의 광류를 측정하는 단계와,
    측정된 광류의 평균 광류를 추정하는 단계와,
    추정된 평균 광류를 이용하여 안테나 회전각을 추정하는 단계를 포함하고 이루어지는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 추적 안테나 시스템의 제어 방법.
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