KR102269752B1 - 드론 sar slc 영상 제작 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 드론을 이용하여 SAR 촬영을 수행하면서 연속적으로 수신되는 반사신호를 합성(중복, 중첩)하여 기초영상을 생성하고, 생성된 기초영상을 드론 운행 시의 운행정보, 드론 운행 시 수집된 영상 파라미터를 매개로 보정하여, 정확한 SAR SLC 영상을 제작하는 '드론 SAR SLC 영상 제작 방법'에 관한 것으로,
SAR촬영장치(30)와 GPS센서(40)와 네비게이터(50)를 드론기체(10)에 장착하는 SAR촬영장비 장착 단계와;
SAR촬영장치(30)가, 드론기체(10) 운행 중 연속적으로 수신하는 반사신호를 합성하여 기초영상을 생성하고, 기초영상의 파라미터를 기록하는 기초영상 생성 단계 및;
데이터처리장치(80)가, 기초영상의 파라미터와 드론기체(10) 운행 정보를 매개로 기초영상을 보정하여, SAR SLC(Single Look Complex) 영상을 생성하는 SLC SAR 영상 생성 단계
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
SAR촬영장치(30)와 GPS센서(40)와 네비게이터(50)를 드론기체(10)에 장착하는 SAR촬영장비 장착 단계와;
SAR촬영장치(30)가, 드론기체(10) 운행 중 연속적으로 수신하는 반사신호를 합성하여 기초영상을 생성하고, 기초영상의 파라미터를 기록하는 기초영상 생성 단계 및;
데이터처리장치(80)가, 기초영상의 파라미터와 드론기체(10) 운행 정보를 매개로 기초영상을 보정하여, SAR SLC(Single Look Complex) 영상을 생성하는 SLC SAR 영상 생성 단계
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은, 드론을 이용하여 SAR 촬영을 수행하면서 연속적으로 수신되는 반사신호를 합성(중복, 중첩)하여 기초영상을 생성하고, 생성된 기초영상을 드론 운행 시의 운행정보, 드론 운행 시 수집된 영상 파라미터를 매개로 보정하여, 정확한 SAR SLC 영상을 제작하는 '드론 SAR SLC 영상 제작 방법'에 관한 것이다.
시간, 공간의 제약없이, 정확한 SAR 데이터를 수집할 수 있는 SAR 센서 탑재 드론에 관한 것이다.
SAR(Synthetic Aperture Radar)는 1cm ~ 1m의 마이크로파를 센서로부터 방출하고 수신하여 대상지역의 정보를 영상으로 획득하는 장비이다.
SAR 센서는 광학센서와 비교하여 장파장을 사용하기 때문에 기상에 영향이 적고 투과성을 가지며, 파장을 액티브(Active)하게 수신하므로 주야에 대한 제한이 없다는 장점을 가진다.
이러한 SAR 센서는 일반적으로 인공위성에 탑재되어 촬영 작업이 수행되었다.
하지만, 인공위성에 탑재된 SAR는 비용, 관리 등의 문제로 주로 국가에서 관리한다. 따라서 원하는 대상지역의 데이터 신청 시, 비용이 많이 드는 문제가 있었다.
또한, 인공위성을 통해 SAR 데이터를 수집할 시, 인공위성은 주어진 궤도로 촬영이 이루어지기 때문에, 원하는 시기(시점), 원하는 위치(장소)에서 SAR 데이터를 편리하게 수집하는 데 어려움이 있었다.
그리고, 인공위성을 통해 SAR 데이터를 수집할 시, SAR 센서에서 사용하는 파장이 기상에 영항이 적다고 하더라도, 인공위성과 지상 간은 원거리를 이루기 때문에, 정확한 SAR 데이터를 수집하는 데 한계가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 드론을 이용하여 SAR 촬영을 수행하면서 연속적으로 수신되는 반사신호를 합성(중복, 중첩)하여 기초영상을 생성하고, 생성된 기초영상을 드론 운행 시의 운행정보, 드론 운행 시 수집된 영상 파라미터를 매개로 보정하여, 정확한 SAR SLC 영상을 제작하는 '드론 SAR SLC 영상 제작 방법'을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 과제의 해결 수단은,
SAR촬영장치와 GPS센서와 네비게이터를 드론기체에 장착하는 SAR촬영장비 장착 단계와;
SAR촬영장치가, 드론기체 운행 중 연속적으로 수신하는 반사신호를 중첩하여 기초영상을 생성하고, 기초영상의 파라미터를 기록하는 기초영상 생성 단계 및;
데이터처리장치가, 기초영상의 파라미터와 드론기체 운행 정보를 매개로 기초영상을 보정하여, SAR SLC(Single Look Complex) 영상을 생성하는 SLC SAR 영상 생성 단계
를 포함하되,
상기 SAR촬영장비 장착 단계에서는, 프레임을 매개로 드론기체에, SAR촬영장치와 GPS센서와 네비게이터가 장착되는 한편,
상기 드론기체는, 스키드를 구비한 랜딩체와, 랜딩체의 상측에 구비되는 본체를 갖춘 헬기형 드론기체이고,
상기 프레임은, 드론기체의 본체 하측에 설치되되 안테나와 SAR센서 사이에 위치하는 수직바를 각각 구비하여, 전후 방향으로 위치하는 제1,2지지바와, 제1,2지지바를 연결하는 연결바를 구비하는 프레임본체와; 제1,2지지바의 일측에 구비되는 안테나설치바와; 안테나설치바의 양측에 각각 설치되는 제1,2고정바와; 상측이 개구되어 제1,2고정바에 각각 설치되는 제1,2하부클램프와; 하측이 개구되어 제1,2하부클램프에 각각 착탈가능하게 설치되는 제1,2상부클램프와; 제1,2하부클램프 및 제1,2상부클램프 사이에 배치되어, 제1,2하부클램프 및 제1,2상부클램프에 의해 고정되는 GPS센서설치봉을 갖추고서, 스키드와 직교되게 배치되고,
상기 SAR촬영장치는, 프레임의 안테나설치바의 일측에 수직 방향으로 설치되는 안테나와; 프레임본체의 제1,2지지바의 타측에 설치되어, 안테나를 매개로 안테나의 일측방으로 신호를 송출하여 반사신호를 수신하고, 드론기체 운행 중 연속적으로 수신하는 반사신호를 중첩하여 기초영상을 생성하며, 기초영상의 파라미터를 기록하는 SAR센서를 갖추고,
상기 GPS센서는 프레임의 GPS센서설치봉의 양단에 각각 설치되고,
상기 네비게이터는 프레임의 안테나설치바 중간에 설치되고,
측방 및 상방으로 개구된 삽입홈을 구비한 위치확인부재가, 네비게이터의 상측에 설치되고,
기준봉이, GPS센서와 GPS센서 사이 중간에 위치하게 GPS센서설치봉의 하측에 설치되어, 위치확인부재의 삽입홈에 삽탈가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.
SAR촬영장치와 GPS센서와 네비게이터를 드론기체에 장착하는 SAR촬영장비 장착 단계와;
SAR촬영장치가, 드론기체 운행 중 연속적으로 수신하는 반사신호를 중첩하여 기초영상을 생성하고, 기초영상의 파라미터를 기록하는 기초영상 생성 단계 및;
데이터처리장치가, 기초영상의 파라미터와 드론기체 운행 정보를 매개로 기초영상을 보정하여, SAR SLC(Single Look Complex) 영상을 생성하는 SLC SAR 영상 생성 단계
를 포함하되,
상기 SAR촬영장비 장착 단계에서는, 프레임을 매개로 드론기체에, SAR촬영장치와 GPS센서와 네비게이터가 장착되는 한편,
상기 드론기체는, 스키드를 구비한 랜딩체와, 랜딩체의 상측에 구비되는 본체를 갖춘 헬기형 드론기체이고,
상기 프레임은, 드론기체의 본체 하측에 설치되되 안테나와 SAR센서 사이에 위치하는 수직바를 각각 구비하여, 전후 방향으로 위치하는 제1,2지지바와, 제1,2지지바를 연결하는 연결바를 구비하는 프레임본체와; 제1,2지지바의 일측에 구비되는 안테나설치바와; 안테나설치바의 양측에 각각 설치되는 제1,2고정바와; 상측이 개구되어 제1,2고정바에 각각 설치되는 제1,2하부클램프와; 하측이 개구되어 제1,2하부클램프에 각각 착탈가능하게 설치되는 제1,2상부클램프와; 제1,2하부클램프 및 제1,2상부클램프 사이에 배치되어, 제1,2하부클램프 및 제1,2상부클램프에 의해 고정되는 GPS센서설치봉을 갖추고서, 스키드와 직교되게 배치되고,
상기 SAR촬영장치는, 프레임의 안테나설치바의 일측에 수직 방향으로 설치되는 안테나와; 프레임본체의 제1,2지지바의 타측에 설치되어, 안테나를 매개로 안테나의 일측방으로 신호를 송출하여 반사신호를 수신하고, 드론기체 운행 중 연속적으로 수신하는 반사신호를 중첩하여 기초영상을 생성하며, 기초영상의 파라미터를 기록하는 SAR센서를 갖추고,
상기 GPS센서는 프레임의 GPS센서설치봉의 양단에 각각 설치되고,
상기 네비게이터는 프레임의 안테나설치바 중간에 설치되고,
측방 및 상방으로 개구된 삽입홈을 구비한 위치확인부재가, 네비게이터의 상측에 설치되고,
기준봉이, GPS센서와 GPS센서 사이 중간에 위치하게 GPS센서설치봉의 하측에 설치되어, 위치확인부재의 삽입홈에 삽탈가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.
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상기와 같은 과제의 해결 수단에 따른 본 발명은 드론기체(10)을 한번 운행하면서 신호를 송출 및 수신하는 데, 이때 연속적으로 수신되는 반사신호를 합성(중복, 중첩)하여 기초영상을 생성하고, 생성된 기초영상을 드론기체(10) 운행 시의 운행정보(위치정보), 드론기체(10) 운행 시 수집된 기초영상 파라미터를 매개로 보정하여, 정확한 SAR SLC 영상을 제작할 수 있다. 즉 본원발명은 동일 위치를 반복 촬영하여 지형 변화를 확인할 필요 없이, 드론기체(10)의 한 번 운행을 통해 정확한 SAR SLC 영상을 제작할 수 있으며, 이때 드론기체(10)를 이용하여 SAR 촬영이 이루어지기 때문에 원하는 시기에 원하는 장소에 대한 SAR 데이터를 편리하게 수집할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 드론 SAR SLC 영상 제작 방법를 설명하기 위한 순서도이고,
도 2는 본 발명에 따른 드론 SAR SLC 영상 제작 방법에 사용되는 구성을 설명하기 위한 구성도이고,
도 3은 본 발명에서 헬기형 드론기체에 SAR촬영장비가 장착된 구조의 제1실시예를 설명하기 위한 정면도이고,
도 4는 도 2에 대응하는 평면도이고,
도 5는 상기 제1실시예의 구조에서 헬기형 드론기체를 제외한 구성을 설명하기 위한 사시도이고,
도 6은 본 발명에서 헬기형 드론기체에 SAR촬영장비가 장착된 구조의 제2실시예를 설명하기 위한 정면도이고,
도 7은 상기 제2실시예에 따른 드론 운행을 설명하기 위한 도면이고,
도 8은 본 발명에서 헬기형 드론기체에 SAR촬영장비가 장착된 구조의 제3실시예를 설명하기 위한 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 드론 SAR SLC 영상 제작 방법에 사용되는 구성을 설명하기 위한 구성도이고,
도 3은 본 발명에서 헬기형 드론기체에 SAR촬영장비가 장착된 구조의 제1실시예를 설명하기 위한 정면도이고,
도 4는 도 2에 대응하는 평면도이고,
도 5는 상기 제1실시예의 구조에서 헬기형 드론기체를 제외한 구성을 설명하기 위한 사시도이고,
도 6은 본 발명에서 헬기형 드론기체에 SAR촬영장비가 장착된 구조의 제2실시예를 설명하기 위한 정면도이고,
도 7은 상기 제2실시예에 따른 드론 운행을 설명하기 위한 도면이고,
도 8은 본 발명에서 헬기형 드론기체에 SAR촬영장비가 장착된 구조의 제3실시예를 설명하기 위한 정면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다.
이하 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 사람이 쉽게 실시할 수 있도록 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 드론 SAR SLC 영상 제작 방법를 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 드론 SAR SLC 영상 제작 방법에 사용되는 구성을 설명하기 위한 구성도로서, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 드론 SAR SLC 영상 제작 방법을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 드론 SAR SLC 영상 제작 방법은 SAR촬영장비 장착 단계와, 기초영상 생성 단계 및, SLC SAR 영상 생성 단계를 포함한다.
상기 SAR촬영장비 장착 단계는, SAR촬영장치(30)와 GPS센서(40)와 네비게이터(50)를 드론기체(10)에 장착한다. SAR촬영장치(30)와 GPS센서(40)와 네비게이터(50)로 이루어진 구성을 이하 SAR촬영장비로 칭한다.
상기 기초영상 생성 단계는, SAR촬영장치(30)가, 드론기체(10) 운행 중 연속적으로 수신하는 반사신호를 합성하여 기초영상을 생성하고, 기초영상의 파라미터를 기록한다.
즉, 작업자는 측량하고자 하는 지역에서 SAR촬영장비가 장착된 드론기체(10)를 운행(운항)하면서, SAR 촬영(측량)을 한다.
이때, SAR촬영장치(30)는 안테나를 매개로 측방으로 신호를 연속적으로 송출하고, 안테나를 매개로 안테나의 측방에 위치한 지형에 대한 반사신호를 연속적으로 수신한다.
그러면, SAR촬영장치(30)의 SAR센서는, 드론 운행 중 연속적으로 수신하는 반사신호를 합성(중복, 중첩)하여, 기초영상(raw 영상)을 제작하고, 기초영상 파라미터(위치정보, 촬영시간 등)를 기록한다. 즉 SAR센서는 연속 촬영 후에 각 지점 영상들을 합성(중복, 중첩)하여 기초 영상을 제작하고, 기초영상 파라미터를 기록한다.
본 실시예에서, SAR 촬영은, azimuth(드론 날아가는 방향) 해상도 2.3m, range(안테나가 바라보는 방향) 해상도 1.5m을 기준으로, 합성거리 250m, 촬영 대상지까지의 거리 5km로 수행된다.
상기 SLC SAR 영상 생성 단계는, 데이터처리장치(80)가, 기초영상의 파라미터와 드론기체(10) 운행 정보를 매개로 기초영상을 보정하여, SAR SLC(Single Look Complex) 영상을 생성한다.
즉, 드론기체(10)가 운행하면서 SAR촬영장치(30)의 SAR센서에 의해 기초영상이 제작되면, 기초영상의 파라미터와 드론기체(10) 운행 정보를 매개로 기초영상을 보정(후처리)하여, SAR SLC(Single Look Complex) 영상을 생성한다.
여기서, 기초영상을 SAR SLC 영상으로 생성하는 과정을 간략히 살펴보면 다음과 같다.
제작된 기초영상과 기초영상 파라미터 등의 데이터는 SAR촬영장치(30)와 데이터처리장치(80)간의 유무선 통신에 의해 데이터처리장치(80)로 전달된다.
그러면, 데이터처리장치(80)에 의해 SAR SLC 영상이 제작되고, 이러한 제작 과정은 아래와 같다.
SAR 센서에 기록된 기초영상 파라미터를 통해 기초영상을 range 방향으로 압축한다.
이후, DEM(수치표고모델) 자료를 드론 촬영 시 획득된 드론기체 위치정보와 SAR 센서정보(기초영상 파라미터)를 매개로 리샘플링(크기 변환, 좌표 변환) 한다. 그리고 리샘플링된 DEM을 x,y,z 좌표를 갖는 3차원 그리드로 변환한다.
계속해서, 변환된 3차원 그리드, 드론기체운행정보(드론기체 위치정보), SAR 센서정보, range 방향으로 압축된 기초영상을 TDBP(Time-Domain Back-Projection) 알고리즘에 적용해 azimuth 방향으로 압축하여 SAR SLC 영상을 생성한다.
도 3은 본 발명에서 헬기형 드론기체에 SAR촬영장비가 장착된 구조의 제1실시예를 설명하기 위한 정면도이고, 도 4는 도 2에 대응하는 평면도이고, 도 5는 상기 제1실시예의 구조에서 헬기형 드론기체를 제외한 구성을 설명하기 위한 사시도로서, 도 3 내지 도 5를 참조하여 헬기형 드론기체에 SAR촬영장비가 장착된 구조의 제1실시예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 헬기형 드론기체에 SAR촬영장비가 장착된 구조의 제1실시예는 드론기체(10)와, 프레임(20)과, GPS센서(40)와, 네비게이터(50) 및, SAR촬영장치(30)를 포함한다.
상기 드론기체(10)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 스키드(11a)를 구비한 랜딩체(11)와, 랜딩체(11)의 상측에 구비되는 본체(12)를 갖춘 헬기형 드론이다.
상기 랜딩체(11)는 스키드(11a)를 갖춘 랜딩기어 타입으로 헬기형 드론에 사용되는 통상의 기술이 적용된다.
상기 본체(12)는 날개, 날개 구동모터 등 헬기형 드론 기능을 할 수 있는 통상의 구성이 포함된다.
상기 프레임(20)은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 드론기체(10)의 하측에 설치되되, 스키드(11a)와 직교되게 배치된다.
본 실시예에서 상기 프레임(20)은 프레임본체(21)와, 안테나설치바(22)와, 제1,2고정바(23,24)와, 제1,2하부클램프(25,26)과, 제1,2상부클램프(27,28)와, GPS센서설치봉(29)를 갖춘다.
상기 프레임본체(21)는 전후 방향으로 위치하는 제1,2지지바(21a,21b)와, 제1,2지지바(21a,,21b)를 연결하는 연결바(21c)를 갖춘다. 본 실시예에서 제1,2지지바(21a,21b) 및 연결바(21c)는 사각바 형상을 이룬다. 한편 본 실시예에서는 제1지지바(21a)에 2개의 제1수직바(21a1)가 구비되고, 제2지지바(21b)에 2개의 제2수직바(21b1)가 구비되며, 사각바 형상의 제1수직바(21a1) 및 제2수직바(21b1)가 서로 대향되게 배치된다. 그리고 본 실시예에서는 제1,2수직바(21a1,21b1)의 상측에 드론기체(10)의 본체(12)가 설치된다.
상기 안테나설치바(22)는 제1,2지지바(21a,21b)의 일측에 구비된다. 본 실시예에서 안테나설치바(22)는 사각바 형상을 이루고, 전후 방향으로 배치되게 제1,2지지바(21a,21b)의 우측에 설치된다.
상기 제1,2고정바(23,24)는 안테나설치바(22)의 양측에 각각 설치된다. 본 실시예에서 제1,2고정바(23,24)는 사각바 형상을 이루며, 안테나설치바(22)의 전후측에 각각 설치된다.
상기 제1,2하부클램프(25,26)는, 상측이 개구되어 제1,2고정바(23,24)에 각각 설치된다.
상기 제1,2상부클램프(27,28)는, 하측이 개구되어 제1,2하부클램프(25,26)에 각각 착탈가능하게 설치된다. 본 실시예에서 제1,2상부클램프(27,28)는, 제1,2하부클램프(25,26)와 대향되게 구비되고, 제1,2하부클램프(25,26)와 상하로 동일선상에 위치한 상태에서 별도의 고정볼트를 매개로 제1,2하부클램프(25,26)에 착탈가능하게 결합된다.
상기 GPS센서설치봉(29)은 제1,2하부클램프(25,26) 및 제1,2상부클램프(27,28) 사이에 배치되어, 제1,2하부클램프(25,26) 및 제1,2상부클램프(27,28)에 의해 고정된다. 본 실시예에서 GPS센서설치봉(29)은 원형 봉 형상을 이룬다. 한편 본 실시예에서 GPS센서설치봉(29)은 제1,2하부클램프(25,26) 및 제1,2상부클램프(27,28)에 제1,2고정바(23,24)에 고정되지만, 제1,2고정바(23,24)에 고정될 수 있으면 다양한 고정수단이 적용될 수 있다.
상기 GPS센서(40)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 프레임(20)에 설치된다. 본 실시예에서 GPS센서(40)는 2개가 구비되어, GPS센서설치봉(29)의 양단(전후단)에 각각 설치된다.
상기 네비게이터(50)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 프레임(20)에 설치된다. 본 실시예에서 네비게이터(50)는 안테나설치바(22)에 설치되고, GPS센서(40) 사이에 위치한다. 한편 본 실시예에서 네비게이터(50)는 2개의 GPS센서(40)의 중간에 위치한다. 본 실시예에서 네비게이터(50)는 드론의 운행 정보(속도 정보 등)를 기록한다.
상기 SAR촬영장치(30)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 안테나(31)와, SAR센서(32)를 갖춘다.
상기 안테나(31)는 프레임(20)의 일측에 설치되어, 일측방으로 신호(마이크로파)를 송출하고 반사신호(반사마이크로파)를 수신한다. 본 실시예에서 안테나(31)는 안테나설치바(22)의 일측에 수직 방향으로 설치된다. 한편 본 실시예에서 안테나(31)는 사각판 형상을 이루지만 그 형상은 다양하게 변형실시될 수 있다. 또한 본 실시예에서 안테나(31)는 2개가 나란하게 구비된다.
상기 SAR센서(32)는 프레임(20)에 설치되어, 안테나(31)를 매개로 안테나(31)의 일측방으로 신호를 송출하고 반사신호를 수신하며, 반사신호와, GPS센서(40)로부터의 정보와, 네비게이터(50)로부터의 정보를 매개로 SAR 데이터를 생성한다. 이때 SAR센서(32)는 GPS센서(40)와 네비게이터(50)를 매개로 드론의 위치정보 및 드론의 운행정보(속도 정보 등)를 수집한다. 본 실시예에서 SAR센서(32)는 GPS센서(40), 네비게이터(50)와 통신한다. 그리고 본 실시예에서 SAR센서(32)는 제1,2지지바(21a,21b)의 일측(좌측)에 설치된다. 한편 본 실시예에서 SAR센서(32)는, 드론 운행 중 연속적으로 수신하는 반사신호를 합성(중복, 중첩)하여, 기초영상(raw 영상)을 제작하고, 기초영상 파라미터(위치정보, 촬영시간 등)를 기록한다. 즉 SAR센서(32)는 연속 촬영 후에 각 지점 영상들을 합성(중복, 중첩)하여 기초 영상을 제작하고, 기초영상 파라미터를 기록한다.
본 실시예에서 SAR센서(32)는 L-Band SAR 센서 타입이 적용 가능하지만, 상기에서 언급한 기능을 할 수 있으면 다양한 SAR 센서 타입이 적용 가능하다.
도 6은 본 발명에서 헬기형 드론기체에 SAR촬영장비가 장착된 구조의 제2실시예를 설명하기 위한 정면도이고, 도 7은 상기 제2실시예에 따른 드론 운행을 설명하기 위한 도면으로서, 도 6 및 도 7을 참조하여 헬기형 드론기체에 SAR촬영장비가 장착된 구조의 제2실시예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제2실시예에 따른 SAR 센서 탑재 드론은 SAR촬영장치(30)의 안테나(31)이 안테나설치바(22)에 설치될 시, 도 6에 도시된 바와 같이 지면을 향해 경사지게 설치된다. 제2실시예에서 상기 구조 이외의 구조는 상기 제1실시예와 동일하다.
이와 같은 본 실시예는 안테나(31)가 일정 각(도 7 참조)으로 신호를 송출하고 반사신호를 수신하는 타입일 경우, 지형 촬영을 효과적으로 수행할 수 있다.
즉, 본 실시예는 도 7에 도시된 바와 같이, 안테나(31)가 신호를 송출하고 반사신호를 수신하여, 지형 촬영을 정확하게 수행할 수 있다.
도 8은 본 발명에서 헬기형 드론기체에 SAR촬영장비가 장착된 구조의 제3실시예를 설명하기 위한 정면도로서, 도 8을 참조하여 헬기형 드론기체에 SAR촬영장비가 장착된 구조의 제3실시예를 설명하면 다음과 같다.
본 실시예에서는 위치확인부재(60)와 기준봉(70)을 구비하고, 이외의 구조는 상기 제1실시예 또는 상기 제2실시예와 동일하다.
상기 위치확인부재(60)는 측방(좌방) 및 상방으로 개구된 삽입홈(61)을 구비하여, 네비게이터(70)의 상측에 설치된다.
상기 기준봉(70)은 GPS센서(40)와 GPS센서(40) 사이 중간에 위치하게 GPS센서설치봉(29)의 하측에 설치되고, 위치확인부재(60)의 삽입홈(61)에 삽탈가능하게 설치된다. 본 실시예에서 기준봉(70)은 GPS센서설치봉(29)에 착탈가능하게 설치될 수 있다.
이와 같은 본 실시예에서 GPS센서(40)의 설치 과정을 살펴보면 다음과 같다.
본 실시예에서는 기준봉(70)이 위치확인부재(60)의 삽입홈(61)에 삽입되게 하면서 제1,2하부클램프(25,26)에 GPS센서설치봉(29)를 안착시킨 후, 제1,2상부클램프(27,28)를 제1,2하부클램프(25,26)에 체결하여, GPS센서설치봉(29)을 위치고정한다. 그러면 2개의 GPS센서(40)는 네비게이터(50)로부터 각각 일정하게 이격되는 위치에 정확히 배치된다.
이러한 본 실시예는 2개의 GPS센서(40)를 설계 위치에 정확히 배치시킬 수 있어, GPS센서(40)로부터 정확한 위치 정보를 얻을 수 있다. 또한 본 실시예는 드론의 자세 정보의 정확성을 위해 2개의 GPS 센서(40)를 구비할 시, 2개의 GPS센서(40)가 네비게이터(50)로부터 동일 간격으로 이격되게 배치되어, 2개의 GPS센서(40)와 네비게이터(50) 위치 간의 상호 관계를 연산할 시, 복잡한 연산 과정이 필요없다.
상술한 바와 같은 본 발명은 시간, 공간에 구애받지 않고, SAR촬영장비가 장착된 드론기체(10)를 통해 편리하고 정확하게 지형 촬영(측량), 변위 관측 작업을 수행할 수 있다.
일예로, 인공위성 SAR 촬영의 경우, 인공위성이 지구를 도는 주기가 정해져 원하는 시간대의 영상을 수집할 없고, 인공위성이 지구를 돌며 지형을 촬영할 시 인공위성의 위치 변화로 인해 동일 지형을 촬영하지 못할 수 있으며, 인공위성과 지상 간의 원거리로 인해 기상 상태가 나쁠 경우 신호의 송출 및 수신에 제약이 있어, 시간, 공간, 날씨에 많은 영향을 받는다.
하지만, 본 발명은 드론기체(10)에 SAR촬영장치(30), GPS센서(40), 네비게이터(50)를 설치하여, 시간, 공간의 제약 없이 필요한 시간에 다양한 지역을 촬영할 수 있다. 이때 본 발명은 근거리에서 SAR 신호를 송출 및 수신할 수 있어 기상 상태가 안 좋더라도 지형 촬영을 통해 촬영영상을 수집할 수 있다.
또한, 본 발명은 드론기체(10)을 한번 운행하면서 신호를 송출 및 수신하는 데, 이때 연속적으로 수신되는 반사신호를 합성(중복, 중첩)하여 기초영상을 생성하고, 생성된 기초영상을 드론기체(10) 운행 시의 운행정보(위치정보), 드론기체(10) 운행 시 수집된 기초영상 파라미터를 매개로 보정하여, 정확한 SAR SLC 영상을 제작할 수 있다. 즉 본원발명은 동일 위치를 반복 촬영하여 지형 변화를 확인할 필요 없이, 드론기체(10)의 한 번 운행을 통해 정확한 SAR SLC 영상을 제작할 수 있다.
또한, 본 발명은 SAR촬영장치(30)의 안테나(31)가 드론의 측방향으로 신호를 송출하고 수신한다. 따라서 본 발명은 드론기체(10)의 직하방향으로 신호를 송출하고 수신하는 것에 비해 정확도가 높은 데이터를 수집할 수 있다. 즉 드론기체(10)의 직하방향으로 신호를 송출할 시에는, 하방 좌측에서 들어오는 반사신호와, 하방 우측에서 들어오는 반사신호 간에 교란이 발생하여 정확한 신호 분석에 어려움이 있고, 반사신호 수신 시 신호 지연이 발생할 경우 하방 좌측으로부터의 반사신호와 하방 우측으로부터의 반사신호를 정확하게 구별 비교 분석하는데 어려움이 있다.
10; 드론기체 11; 랜딩체
12; 본체 20; 프레임
21; 프레임본체 22; 안테나설치바
23,24; 제1,2고정바 25,26; 제1,2하부클램프
27,28; 제1,2상부클램프 29; GPS센서설치봉
30; SAR촬영장치 31; 안테나
32; SAR센서 40; GPS센서
50; 네비게이터 80; 데이터처리장치
12; 본체 20; 프레임
21; 프레임본체 22; 안테나설치바
23,24; 제1,2고정바 25,26; 제1,2하부클램프
27,28; 제1,2상부클램프 29; GPS센서설치봉
30; SAR촬영장치 31; 안테나
32; SAR센서 40; GPS센서
50; 네비게이터 80; 데이터처리장치
Claims (2)
- SAR촬영장치와 GPS센서와 네비게이터를 드론기체에 장착하는 SAR촬영장비 장착 단계와;
SAR촬영장치가, 드론기체 운행 중 연속적으로 수신하는 반사신호를 중첩하여 기초영상을 생성하고, 기초영상의 파라미터를 기록하는 기초영상 생성 단계 및;
데이터처리장치가, 기초영상의 파라미터와 드론기체 운행 정보를 매개로 기초영상을 보정하여, SAR SLC(Single Look Complex) 영상을 생성하는 SLC SAR 영상 생성 단계
를 포함하되,
상기 SAR촬영장비 장착 단계에서는, 프레임을 매개로 드론기체에, SAR촬영장치와 GPS센서와 네비게이터가 장착되는 한편,
상기 드론기체는, 스키드를 구비한 랜딩체와, 랜딩체의 상측에 구비되는 본체를 갖춘 헬기형 드론기체이고,
상기 프레임은, 드론기체의 본체 하측에 설치되되 안테나와 SAR센서 사이에 위치하는 수직바를 각각 구비하여, 전후 방향으로 위치하는 제1,2지지바와, 제1,2지지바를 연결하는 연결바를 구비하는 프레임본체와; 제1,2지지바의 일측에 구비되는 안테나설치바와; 안테나설치바의 양측에 각각 설치되는 제1,2고정바와; 상측이 개구되어 제1,2고정바에 각각 설치되는 제1,2하부클램프와; 하측이 개구되어 제1,2하부클램프에 각각 착탈가능하게 설치되는 제1,2상부클램프와; 제1,2하부클램프 및 제1,2상부클램프 사이에 배치되어, 제1,2하부클램프 및 제1,2상부클램프에 의해 고정되는 GPS센서설치봉을 갖추고서, 스키드와 직교되게 배치되고,
상기 SAR촬영장치는, 프레임의 안테나설치바의 일측에 수직 방향으로 설치되는 안테나와; 프레임본체의 제1,2지지바의 타측에 설치되어, 안테나를 매개로 안테나의 일측방으로 신호를 송출하여 반사신호를 수신하고, 드론기체 운행 중 연속적으로 수신하는 반사신호를 중첩하여 기초영상을 생성하며, 기초영상의 파라미터를 기록하는 SAR센서를 갖추고,
상기 GPS센서는 프레임의 GPS센서설치봉의 양단에 각각 설치되고,
상기 네비게이터는 프레임의 안테나설치바 중간에 설치되고,
측방 및 상방으로 개구된 삽입홈을 구비한 위치확인부재가, 네비게이터의 상측에 설치되고,
기준봉이, GPS센서와 GPS센서 사이 중간에 위치하게 GPS센서설치봉의 하측에 설치되어, 위치확인부재의 삽입홈에 삽탈가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 드론 SAR SLC 영상 제작 방법. - 삭제
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