KR102070974B1 - 위치 왜곡 보정 방법 및 장치 - Google Patents

위치 왜곡 보정 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102070974B1
KR102070974B1 KR1020180005905A KR20180005905A KR102070974B1 KR 102070974 B1 KR102070974 B1 KR 102070974B1 KR 1020180005905 A KR1020180005905 A KR 1020180005905A KR 20180005905 A KR20180005905 A KR 20180005905A KR 102070974 B1 KR102070974 B1 KR 102070974B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
radar
distance
azimuth
radar image
Prior art date
Application number
KR1020180005905A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190087736A (ko
Inventor
이한길
손인혜
Original Assignee
국방과학연구소
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 국방과학연구소 filed Critical 국방과학연구소
Priority to KR1020180005905A priority Critical patent/KR102070974B1/ko
Publication of KR20190087736A publication Critical patent/KR20190087736A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102070974B1 publication Critical patent/KR102070974B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40Means for monitoring or calibrating
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 영상 레이더에 의해 획득된 레이더 영상의 위치 왜곡 보정 방법은, 레이더 영상의 위치 왜곡 중 영상 레이더로부터 소정 위치까지의 거리 방향의 위치 왜곡에 대해 주파수 영역에서 위상을 보상하여 영상 레이더로부터 소정 위치까지의 거리 오차를 제거하는 단계와, 레이더 영상의 위치 왜곡 중 방위 방향의 위치 왜곡에 대해 레이더 영상의 주파수 신호 특성을 이용하는 리샘플링을 통해 소정 위치의 방위 좌표를 정렬하는 단계를 포함한다.

Description

위치 왜곡 보정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CORRECTING GEOMETRIC DISTORTION}
본 발명은 위치 왜곡 보정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 레이더 영상의 위치 왜곡을 보정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
영상 레이더는 신호처리 기법을 이용해서 가상의 안테나를 합성하여 고해상도 영상을 얻는다. 영상 레이더가 가상의 안테나를 합성하기 위해서는 일정한 거리를 이동하면서 신호를 수집하여야 가능하기 때문에, 일반적으로 영상 레이더는 항공기나 위성과 같은 이동하는 장비에 탑재해서 운영한다. 레이더가 위치를 이동하면서 신호를 수집하면, 레이더에서 특정한 위치까지의 거리가 변하게 되고, 거리 셀(range cell) 이상으로 거리가 변하면, 특정 위치의 신호가 서로 다른 거리에 표시가 된다. 따라서, 방위 방향으로 고해상도 영상을 얻기 위해서는 위치에 따른 거리 변화를 보정해야 한다.
영상 레이더에서 거리 변화를 보정하는 방법 중에 PFA(Polar Format Algorithm)는 주파수 영역 후면 영사(back projection) 기법을 영상 레이더의 영상 형성에 적용한 기법이다. 그런데, 주파수 영역 후면 영사 기법은 연산량을 줄이기 위해서 푸리에 슬라이스(Fourier slice) 이론을 적용하며, 푸리에 슬라이스 이론을 적용하기 위해 일정한 직선에 대해서 투사된 신호가 있는 환경을 가정한다. 하지만, 레이더는 하나의 점에서 시작한 신호를 이용하기 때문에 직선이 아닌 곡선을 이용하게 된다. 이처럼, 영상 레이더와 주파수 영역 후면 영사 기법이 가정하는 환경이 다르기 때문에 파면 곡률 오차(wavefront curvature error)라고 불리는 오차가 발생하며, 파면 곡률 오차는 중심점에서 멀어질 때의 성능 열화와 함께 위치 왜곡 현상을 유발한다.
종래에는 2차원 보간법을 이용하거나 방위와 거리를 나눠서 1차원 보간법을 적용하여 파면 곡률 오차에 따른 위치 왜곡을 보정하였다.
그러나, 보간법은 신호가 어떤 특정 방정식을 따르는 것을 가정한다. 하지만, 영상은 지표면의 특징을 반영하기 때문에 특정 방정식에 따라서 분포하지 않으며, 이로 인하여 특정 지역에서 열화 현상이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1750507호, 등록일자 2017년 6월 19일.
본 발명의 일 실시예는 영상 레이더의 파면 곡률 오차에 따른 위치 왜곡을 보정할 때에 열화 현상이 발생하지 않는 위치 왜곡 보정 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 관점에 따라 영상 레이더에 의해 획득된 레이더 영상의 위치 왜곡 보정 방법은, 상기 레이더 영상의 위치 왜곡 중 상기 영상 레이더로부터 소정 위치까지의 거리 방향의 위치 왜곡에 대해 주파수 영역에서 위상을 보상하여 상기 영상 레이더로부터 상기 소정 위치까지의 거리 오차를 제거하는 단계와, 상기 레이더 영상의 위치 왜곡 중 방위 방향의 위치 왜곡에 대해 상기 레이더 영상의 주파수 신호 특성을 이용하는 리샘플링을 통해 상기 소정 위치의 방위 좌표를 정렬하는 단계를 포함한다.
다른 관점에 따른 레이더 영상의 위치 왜곡 보정 장치는, 영상 레이더에 의해 획득된 레이더 영상의 위치 왜곡 중 상기 영상 레이더로부터 소정 위치까지의 거리 방향의 위치 왜곡에 대해 주파수 영역에서 위상을 보상하여 상기 영상 레이더로부터 상기 소정 위치까지의 거리 오차를 제거하는 거리 방향 위치 왜곡 보정부와, 상기 레이더 영상의 위치 왜곡 중 방위 방향의 위치 왜곡에 대해 상기 레이더 영상의 주파수 신호 특성을 이용하는 리샘플링을 통해 상기 소정 위치의 방위 좌표를 정렬하는 방위 방향 위치 왜곡 보정부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 영상 레이더의 파면 곡률 오차에 따른 위치 왜곡을 거리 방향과 방위 방향으로 나눠서 보정을 하며, 방위 방향의 위치 왜곡에 대해 레이더 영상의 주파수 신호 특성을 이용하는 리샘플링을 통해 왜곡을 보정함으로써, 위치 왜곡에 따른 위치 오차를 성능 열화 없이 보정하는 효과가 있다.
도 1은 주파수 영역 후면 영사와 영상 레이더의 투영 방식을 나타낸 도면이다.
도 2는 주파수 영역 후면 영사 기법을 적용하여 영상 레이더의 영상에서 거리 변화를 보정할 때에 발생하는 위치 왜곡 오차를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 왜곡 보정 장치의 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 왜곡 보정 장치가 수행하는 위치 왜곡 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 왜곡 보정 방법의 성능에 대한 시뮬레이션에서 점표적의 위치를 나타낸 도면이다.
도 6은 PFA(Polar Format Algorithm)에 따라 영상을 형성한 근거리 표적 영상이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 위치 왜곡을 보정한 근거리 표적 영상이다.
도 8과 도 9는 비행시험으로 획득한 데이터를 처리한 결과로서, 도 8은 거리 방향은 위상 보정으로 처리하고 방위 방향은 보간법으로 처리한 결과이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 거리 방향 및 방위 방향의 위치 왜곡을 보정한 결과이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범주는 청구항에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
SAR(Synthetic Aperture Radar) 등과 같은 영상 레이더에서 방위 방향으로 고해상도 영상을 얻기 위해서 위치에 따른 거리 변화를 보정할 때, PFA 등과 같이 주파수 영역 후면 영사 기법을 적용하여 레이더 영상을 형성할 경우에 파면 곡률 오차가 발생한다.
주파수 영역 후면 영사 기법으로 처리가 가능한 조건은 전체 영상이 직선으로 투영이 일어나야 한다는 점이다. 하지만, 영상 레이더의 전자파는 원호를 그리며 진행한다. 도 1에 주파수 영역 후면 영사와 영상 레이더의 투영 방식을 묘사하였다. 도 1에서 점선이 주파수 영역 후면 영사에서 가정하는 투영 경로이고, 실선이 전자파에 의해서 투영되는 경로이다. 이러한 두 개의 투영 경로 차이가 파면 곡률 오차이다.
이러한 파면 곡률 오차는 영상 레이더에서 거리 변화를 보정할 때에 레이더 영상의 중심으로부터 거리에 따른 영상의 성능 저하 및 영상의 위치 왜곡을 유발한다. 수학식 1은 파면 곡률 오차에 의해서 발생하는 위상 오차를 표현한 식이다.
Figure 112018005531041-pat00001
여기서,
Figure 112018005531041-pat00002
는 거리 방향 시간이고,
Figure 112018005531041-pat00003
는 방위 방향 시간이다.
Figure 112018005531041-pat00004
는 방위 방향 위치이고,
Figure 112018005531041-pat00005
는 거리 방향 위치이다.
Figure 112018005531041-pat00006
는 레이더에서 영상 중심까지 거리이고,
Figure 112018005531041-pat00007
는 중심 주파수의 파장이다.
Figure 112018005531041-pat00008
는 거리 방향 파수(wavenumber)이고,
Figure 112018005531041-pat00009
는 방위 방향 파수이다. 앞에 있는 두 개의 성분이 위치 오차를 나타내고, 마지막 성분은 영상 성능 저하를 의미한다.
도 2는 주파수 영역 후면 영사 기법을 적용하여 SAR 등과 같은 영상 레이더의 영상에서 거리 변화를 보정할 때에 발생하는 위치 왜곡 오차를 나타낸 도면이다. 도 2에 점선으로 표시된 영역을 PFA로 영상 형성을 하면 도 2에 실선으로 표시된 모양으로 영상이 형성된다. 방위 방향의 경우 각도에 대한 분해능이 위치로 변환된다. 근거리와 원거리는 경사 거리 차이로 각도 분해능이 같아도 방위 거리가 달라진다. 거리 방향의 경우는 곡률 때문에 방위 방향으로 멀어질수록 거리가 멀어지게 된다.
이러한 파면 곡률 오차를 보정하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면 신호처리 기법을 이용해서 위치 왜곡을 보정한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 왜곡 보정 장치의 블록 구성도이다.
도 3에 나타낸 바와 같이 일 실시예에 따른 위치 왜곡 보정 장치(100)는 거리 방향 위치 왜곡 보정부(110)와 방위 방향 위치 왜곡 보정부(120)를 포함한다.
거리 방향 위치 왜곡 보정부(110)는 레이더 영상의 위치 왜곡 중 영상 레이더로부터 소정 위치까지의 거리 방향의 위치 왜곡에 대해 주파수 영역에서 위상을 보상하여 영상 레이더로부터 소정 위치까지의 거리 오차를 제거한다.
방위 방향 위치 왜곡 보정부(120)는 레이더 영상의 위치 왜곡 중 방위 방향의 위치 왜곡에 대해 레이더 영상의 주파수 신호 특성을 이용하는 리샘플링을 통해 소정 위치의 방위 좌표를 정렬한다. 이러한 방위 방향 위치 왜곡 보정부(120)는 쳐프 Z 변환(Chirp Z Transform, CZT)을 이용하여 리샘플링을 수행할 수 있으며, 레이더 영상의 중심으로부터의 거리에 따른 샘플링 간격의 변화에 따라 쳐프 Z 변환의 시작점을 조절할 수 있다. 예컨대, 레이더 영상의 중심으로부터의 근거리는 샘플링 간격이 늘어나고 원거리는 샘플링 간격이 줄어들면 샘플링 간격의 조절을 통해 시작과 끝을 조절하여 영상을 정확한 위치에 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 왜곡 보정 장치가 수행하는 위치 왜곡 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4에 나타낸 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 왜곡 보정 방법은 영상 레이더에 의해 획득된 레이더 영상의 위치 왜곡 중 영상 레이더로부터 소정 위치까지의 거리 방향의 위치 왜곡에 대해 주파수 영역에서 위상을 보상하여 영상 레이더로부터 소정 위치까지의 거리 오차를 제거하는 단계(S210)를 포함한다. 여기서, 거리 방향의 위치 왜곡에 대해 주파수 영역에서 보상되는 위상은 소정 위치의 방위 위치의 제곱에 비례할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 왜곡 보정 방법은 레이더 영상의 위치 왜곡 중 방위 방향의 위치 왜곡에 대해 레이더 영상의 주파수 신호 특성을 이용하는 리샘플링을 통해 소정 위치의 방위 좌표를 정렬하는 단계(S220)를 더 포함한다. 여기서, 쳐프 Z 변환을 이용하여 리샘플링을 수행할 수 있으며, 레이더 영상의 중심으로부터의 거리에 따른 샘플링 간격의 변화에 따라 쳐프 Z 변환의 시작점을 조절할 수 있다. 예컨대, 레이더 영상의 중심으로부터의 근거리는 샘플링 간격이 늘어나고 원거리는 샘플링 간격이 줄어들면 샘플링 간격의 조절을 통해 시작과 끝을 조절하여 영상을 정확한 위치에 형성할 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 왜곡 보정 장치(100)가 수행하는 위치 왜곡 보정 방법에 대해 더 자세히 살펴보기로 한다.
먼저, 위치 왜곡 보정 장치(100)의 거리 방향 위치 왜곡 보정부(110)는 레이더 영상의 위치 왜곡 중 영상 레이더로부터 소정 위치까지의 거리 방향의 위치 왜곡에 대해 주파수 영역에서 위상을 보상하여 영상 레이더로부터 소정 위치까지의 거리 오차를 제거한다. 거리 방향 위치 왜곡은 방위 위치에 의해서만 영향을 받고 거리가 멀어지는 방향으로만 나타난다. 거리 방향은 한 방향으로 위치가 이동하기 때문에 거리 방향 위치 왜곡 보정부(110)는 주파수 영역에서 위상 보상으로 오차를 제거할 수 있다. 여기서, 거리 방향 위치 왜곡 보정부(110)에 의해 소정 위치의 방위 위치의 제곱에 비례하는 만큼의 위상을 주사수 영역에서 보상할 수 있다.
수학식 2는 거리 방향의 위치 왜곡을 수정하기 위해서 거리 방향 위치 왜곡 보정부(110)가 보상하는 위상을 나타낸 것이다.
Figure 112018005531041-pat00010
여기서,
Figure 112018005531041-pat00011
는 주파수이고,
Figure 112018005531041-pat00012
는 방위 위치이다.
Figure 112018005531041-pat00013
는 빛의 속도이고,
Figure 112018005531041-pat00014
는 기준 경사거리이다.
방위 방향의 위치 왜곡은 거리 방향 위치와 방위 방향 위치에 따라 모두 영향을 받을 뿐만 아니라 부호에도 영향을 받는다. 즉, 방향성이 일관되지 않기 때문에, 위치 왜곡 보정 장치(100)의 방위 방향 위치 왜곡 보정부(120)는 위치를 정렬하는 방법으로 리샘플링을 이용한다.
그리고, 방위 방향 위치 왜곡 보정부(120)는 Z변환을 효과적으로 수행하기 위한 쳐프 Z 변환를 이용할 수 있다. 쳐프 Z 변환은 영상을 이용하는 것이 아닌 영상의 주파수 신호 특성을 이용해서 정확하게 리샘플링을 할 수 있다.
방위 방향 위치 왜곡 보정부(120)가 수행하는 방위 방향 보정을 Matlab 코드로 표현하면 수학식 3과 같다.
Figure 112018005531041-pat00015
여기서, CZT는 쳐프 Z 변환이다.
Figure 112018005531041-pat00016
는 n번째 거리의 방위 방향 벡터 데이터로서, 영상을 방위 방향으로 푸리에 변환해서 구한다. M은
Figure 112018005531041-pat00017
의 길이이다. Wn은 n번째 거리의 방위 샘플링 간격이다. An은 쳐프 Z 변환의 시작점이다.
Figure 112018005531041-pat00018
은 n번째 거리의 위치 값이고, Rc는 기준 경사 거리이다.
Figure 112018005531041-pat00019
는 리샘플링된 출력 영상이다.
수학식 3에 포함된 n번째 거리의 방위 샘플링 간격 Wn은 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112018005531041-pat00020
여기서,
Figure 112018005531041-pat00021
는 샘플링 간격 비율이다.
또, 수학식 3에 포함된 쳐프 Z 변환의 시작점 An은 수학식 5와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112018005531041-pat00022
레이더 영상의 중심으로부터의 거리가 멀어질수록 샘플링의 간격이 줄어든다. 즉, 레이더 영상의 중심으로부터 근거리는 샘플링 간격이 늘어나고, 레이더 영상의 중심으로부터 원거리는 샘플링 간격이 줄어든다. 방위 방향 위치 왜곡 보정부(120)는 샘플링 간격이 변화에 따라 수학식 5와 같은 시작점을 조절함으로써, 샘플링의 시작과 끝을 조절하여 영상을 정확한 위치에 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위치 왜곡 보정 장치(100)가 수행하는 위치 왜곡 보정 방법의 성능은 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 왜곡 보정 방법의 성능에 대한 시뮬레이션에서 점표적의 위치를 나타내고 있다. 이러한 시뮬레이션의 주요 변수는 표 1과 같다.
구분
중심 경사거리 20 km
고도 5 km
비행체 속도 100 m/s
스퀸트 각도
해상도 0.4 m
도 6은 PFA로 영상을 형성한 근거리 표적 영상이다. 3개의 표적을 붉은색 원으로 표시하였다. 앞서 설명한 바와 같이 방위와 거리 방향으로 위치가 왜곡되어 있다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 왜곡 보정 장치(100)가 위치 왜곡 보정 방법을 수행하여 위치 왜곡을 보정한 근거리 표적 영상이다. 표적이 거리 방향으로 일렬로 정렬이 되어 있고 방위 위치도 보정된 것을 볼 수 있다.
표 2와 표 3은 시뮬레이션에서 사용한 9개의 표적 모두의 위치를 측정한 결과이다. 보정 후에 정확하게 정렬되어 있는 것을 볼 수 있다. 원거리 표적 3개의 거리와 방위 방향에 약 1m 정도의 오차가 발생한다. PFA 신호처리 과정에서 입사각을 영상 중심에 맞춰 처리하기 때문에 위치 별로 입사각의 오차가 누적되어 나타나는 현상이다.
표적1 표적2 표적3
거리, 방위(m) -493, -512 6, -500 507, -488
표적4 표적5 표적6
거리, 방위(m) -500, 0 0, 0 501, 0
표적7 표적8 표적9
거리, 방위(m) -493, 512 7, 500 507, 488
표적1 표적2 표적3
거리, 방위(m) -500, -500 0, -500 500, -501
표적4 표적5 표적6
거리, 방위(m) -500, 0 0, 0 501, 0
표적7 표적8 표적9
거리, 방위(m) -500, 500 0, 500 501, 501
도 8과 도 9는 비행시험으로 획득한 데이터를 처리한 결과이다. 도 8은 거리 방향으로 위상 보정으로 처리하고 방위 방향을 보간법으로 처리한 결과이다. 영상은 인접 픽셀간의 연관성이 없기 때문에 보간법으로 보정이 힘들다. 보간법의 부정확성으로 물결무늬 왜곡현상이 발생함으로 볼 수 있다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 왜곡 보정 장치(100)가 거리 방향 및 방위 방향으로 위치 왜곡 보정 방법을 수행하여 위치 왜곡을 보정한 결과이다. 위치 왜곡에 대한 보정은 동일한 성능을 유지하면서 방위 보정에 따른 왜곡 현상이 영상에서 발생하지 않음을 확인할 수 있다.
영상의 크기가 정해지면 거리와 무관하게 일정한 자료 처리량을 유지할 수 있고, 단순한 요동 보상 구조를 가지고 있어서 PFA는 항공기의 실시간 처리에 적합한 신호처리 구조를 가지고 있다. 하지만, PFA는 알고리즘의 태생적 한계 때문에 영상 품질을 위해서는 오차를 보상해야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위치 왜곡 보정 장치(100)는 영상의 주파수 신호를 이용해서 보정을 수행하기 때문에 영상의 성능 저하 없이 정확한 위치 보정이 가능하다. 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 왜곡 보정 장치(100)의 성능은 시뮬레이션과 실제 SAR 영상을 이용한 보정 결과를 통해 검증되었다. 시뮬레이션을 통해 위치 정확도를 측정한 결과 왜곡된 위치를 거의 정확하게 보정할 수 있는 것을 확인하였다. 실제 SAR 영상을 이용한 결과에서도 보간법에서 발생할 수 있는 성능 저하 요인이 발생하지 않으면서 위치 보정이 되는 것을 확인하였다.
본 발명에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 위치 왜곡 보정 장치
110 : 거리 방향 위치 왜곡 보정부
120 : 방위 방향 위치 왜곡 보정부

Claims (11)

  1. 영상 레이더에 의해 획득된 레이더 영상의 위치 왜곡 보정 방법으로서,
    상기 레이더 영상의 위치 왜곡 중 상기 영상 레이더로부터 소정 위치까지의 거리 방향의 위치 왜곡에 대해 주파수 영역에서 위상을 보상하여 상기 영상 레이더로부터 상기 소정 위치까지의 거리 오차를 제거하는 단계와,
    상기 레이더 영상의 위치 왜곡 중 방위 방향의 위치 왜곡에 대해 상기 레이더 영상의 주파수 신호 특성을 이용하는 리샘플링을 통해 상기 소정 위치의 방위 좌표를 정렬하는 단계를 포함하고,
    상기 거리 오차를 제거하는 단계에서, 보상되는 위상은 상기 소정 위치의 방위 위치의 제곱에 비례하는
    레이더 영상의 위치 왜곡 보정 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 방위 좌표를 정렬하는 단계는, 쳐프(Chirp) Z 변환을 이용하여 상기 리샘플링을 수행하는
    레이더 영상의 위치 왜곡 보정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 방위 좌표를 정렬하는 단계는, 상기 레이더 영상의 중심으로부터의 거리에 따른 샘플링 간격의 변화에 따라 상기 쳐프 Z 변환의 시작점을 조절하는 단계를 포함하는
    레이더 영상의 위치 왜곡 보정 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 리샘플링의 간격은, 상기 레이더 영상의 중심으로부터의 거리가 멀어질수록 줄어드는
    레이더 영상의 위치 왜곡 보정 방법.
  6. 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 위치 왜곡 보정 방법을 프로세서가 수행하도록 하는
    컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  7. 영상 레이더에 의해 획득된 레이더 영상의 위치 왜곡 중 상기 영상 레이더로부터 소정 위치까지의 거리 방향의 위치 왜곡에 대해 주파수 영역에서 위상을 보상하여 상기 영상 레이더로부터 상기 소정 위치까지의 거리 오차를 제거하는 거리 방향 위치 왜곡 보정부와,
    상기 레이더 영상의 위치 왜곡 중 방위 방향의 위치 왜곡에 대해 상기 레이더 영상의 주파수 신호 특성을 이용하는 리샘플링을 통해 상기 소정 위치의 방위 좌표를 정렬하는 방위 방향 위치 왜곡 보정부를 포함하고,
    상기 거리 방향 위치 왜곡 보정부에 의해 보상되는 위상은 상기 소정 위치의 방위 위치의 제곱에 비례하는
    레이더 영상의 위치 왜곡 보정 장치.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 방위 방향 위치 왜곡 보정부는, 쳐프(Chirp) Z 변환을 이용하여 상기 리샘플링을 수행하는
    레이더 영상의 위치 왜곡 보정 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 방위 방향 위치 왜곡 보정부는, 상기 레이더 영상의 중심으로부터의 거리에 따른 샘플링 간격의 변화에 따라 상기 쳐프 Z 변환의 시작점을 조절하는
    레이더 영상의 위치 왜곡 보정 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 리샘플링의 간격은, 상기 레이더 영상의 중심으로부터의 거리가 멀어질수록 줄어드는
    레이더 영상의 위치 왜곡 보정 장치.
KR1020180005905A 2018-01-17 2018-01-17 위치 왜곡 보정 방법 및 장치 KR102070974B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180005905A KR102070974B1 (ko) 2018-01-17 2018-01-17 위치 왜곡 보정 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180005905A KR102070974B1 (ko) 2018-01-17 2018-01-17 위치 왜곡 보정 방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190087736A KR20190087736A (ko) 2019-07-25
KR102070974B1 true KR102070974B1 (ko) 2020-01-29

Family

ID=67468607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180005905A KR102070974B1 (ko) 2018-01-17 2018-01-17 위치 왜곡 보정 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102070974B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102360076B1 (ko) * 2020-05-22 2022-02-08 국방과학연구소 다채널 신호를 이용한 영상 신호 합성 장치 및 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014052214A (ja) * 2012-09-05 2014-03-20 Furuno Electric Co Ltd ドップラ処理装置、レーダ装置、ドップラ処理方法及びドップラ処理プログラム

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0750502B2 (ja) * 1985-02-15 1995-05-31 株式会社日立製作所 合成開口レーダ画像の再生処理方法
JPH0750503B2 (ja) * 1985-03-15 1995-05-31 株式会社日立製作所 合成開口レーダ距離方向ぼけ除去方法
KR100252344B1 (ko) * 1997-08-13 2000-04-15 전주범 합성개구 레이다시스템에 있어서 고주파측정 왜곡 보정방법
KR101140953B1 (ko) * 2010-08-31 2012-05-03 이성원 영상 왜곡 보정 장치 및 방법
KR20130068399A (ko) * 2011-12-15 2013-06-26 한국전자통신연구원 레이더 시스템의 오차 보정 장치 및 방법
ITMI20112428A1 (it) * 2011-12-29 2013-06-30 Selex Galileo Spa Apparecchiatura radar ad apertura sintetica e metodo per la produzione di immagini radar ad apertura sintetica di oggetti in movimento
CN103576147A (zh) * 2012-08-02 2014-02-12 中国科学院电子学研究所 合成孔径雷达大斜视模式下成像方法
KR101465607B1 (ko) * 2012-12-05 2014-11-27 광운대학교 산학협력단 어안 렌즈용 왜곡 영상 처리 방법
KR101477900B1 (ko) * 2013-03-27 2014-12-30 (주) 넥스트칩 왜곡 영상 보정 장치 및 방법
KR101873732B1 (ko) * 2016-03-14 2018-07-03 서울시립대학교 산학협력단 위성레이더 오프셋트래킹 지표변위 지도의 왜곡 보정 장치 및 그 방법
KR101750507B1 (ko) 2016-10-07 2017-06-23 엘아이지넥스원 주식회사 합성 개구 레이더 탐색기를 구비하는 유도 비행체 및 이의 표적 추적 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014052214A (ja) * 2012-09-05 2014-03-20 Furuno Electric Co Ltd ドップラ処理装置、レーダ装置、ドップラ処理方法及びドップラ処理プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190087736A (ko) 2019-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104316924B (zh) 机载超高分辨率sar反投影图像的自聚焦运动补偿方法
KR102451696B1 (ko) 합성 개구 레이더에 대한 스텝형―처프 신호의 위상 교정
Mao et al. Polar format algorithm wavefront curvature compensation under arbitrary radar flight path
US8994584B2 (en) Autofocus-based compensation (ABC) system and method for a hovering ground moving target indication (GMTI) sensor
US7551119B1 (en) Flight path-driven mitigation of wavefront curvature effects in SAR images
Liang et al. A high-order phase correction approach for focusing HS-SAR small-aperture data of high-speed moving platforms
CN108061890B (zh) 一种sar成像方法
JP2011169869A (ja) レーダ信号処理装置
Qiu et al. An Omega-K algorithm with phase error compensation for bistatic SAR of a translational invariant case
CN104793196A (zh) 基于距离徙动改进算法的实时sar成像方法
CN116794612A (zh) 基于线性变标的合成孔径雷达距离-孔径空变运动补偿方法
JP2015129694A (ja) 合成開口レーダ装置及びその画像処理方法
KR102121474B1 (ko) 비선형 비행 궤적에서 스퀸트 스포트라이트 모드를 위한 sar 신호 처리기와 항공기 탑재 합성구경 레이더 및 방법
CN113702974A (zh) 一种机载/弹载合成孔径雷达图像快速优化方法
CN102043142A (zh) 基于数字聚束的合成孔径雷达极坐标波前弯曲补偿方法
CN116299465A (zh) 一种基于子空间时频映射的双基sar后向投影成像方法
KR102070974B1 (ko) 위치 왜곡 보정 방법 및 장치
Gu et al. A new distortion correction method for FMCW SAR real-time imaging
CN102183763A (zh) 适用于复杂雷达航迹条件的pfa波前弯曲误差补偿方法
Reigber et al. Wavenumber domain SAR focusing with integrated motion compensation
Scherreik et al. New phase error corrections for PFA with squinted SAR
CN111127334B (zh) 基于rd平面像素映射的sar图像实时几何校正方法及系统
Linnehan et al. An efficient means to mitigate wavefront curvature effects in polar format processed SAR imagery
CN110297240B (zh) 方位向宽波束合成孔径雷达的成像方法及装置
CN113406624A (zh) 一种高分辨率星载sar高效时频混合成像方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant