KR102408375B1 - 이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 장치 및 방법은, 전파 방사를 통한 공제선 측정과 이미지 처리를 통한 공제선 측정을 결합하여 최종 공제선을 측정함으로써, 전파 방사와 이미지 처리를 동시에 사용하여 공제선을 측정 시 거리에 대한 제약사항이 없어지므로, 사용자가 주변 환경을 고려하지 않고 효율적으로 공제선을 측정할 수 있고, 또한, 사용자가 공제선을 측정 시 별도의 장비(레이저 거리 측정기 등)를 구비하지 않아도 되며, 레이더 장비만으로도 신뢰성 높은 공제선 값을 획득 할 수 있다.

Description

이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 장치 및 방법{Apparatus and method for detecting radar sky line using image processing}

본 발명은 이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공제선을 측정하는, 장치 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 공제선을 설명하기 위한 도면이다.

공제선은 도 1에 도시된 바와 같이, 다기능 레이더에서 산이나 건물 등 지형물을 측정하여 탐지 범위의 기준이 되는 선을 말한다. 일반적으로 효율적인 빔 운용을 위해 공제선 아래, 즉 지형물이 있는 위치는 탐색하지 않고 있다.

도 2는 기존 공제선 측정 방식을 설명하기 위한 도면이다.

기존의 공제선 측정 방식은 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 고각별로 전파를 방사한 후 각 고각별로 수신 신호의 세기를 측정하고, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 수신 신호의 세기가 기준값 이상이면 산, 건물 등과 같은 클러터(clutter)로 판단하여, 기준값 이상인 고각들 중 최고 고각을 찾아 공제선을 측정하고 있다. 이와 같이 측정된 공제선은 탐지 시 불필요한 지역은 제외하고 꼭 필요한 부분만을 탐지하여 시간 자원을 분할하여 탐지 및 추적하는 다기능 레이더의 효율성을 높일 수 있다.

그러나, 기존의 공제선 측정 방식은 먼 거리에서도 공제선 측정이 가능하다는 장점이 있지만, 가까운 거리에서는 공제선 측정이 불가능한 단점이 있다. 이와 같은 기존의 공제선 측정 방식은 가까운 거리에 산, 건물 등과 같은 클러터(clutter)가 있을 경우 정확한 공제선 측정이 불가능한다. 레이더는 공제선 측정 시 펄스 방식으로 전파를 방사하는데 이는 전체 시간 중 일부만 송신을 하고 나머지는 수신을 하여 반사되어 수신되는 신호(전파)의 세기를 측정한다. 하나의 안테나가 송/수신을 하는 레이더의 경우, 송신을 수행하고 있는 시간 동안에는 전파가 반사되어 안테나로 들어오더라도 수신 처리를 할 수 없다. 즉, 가까운 거리에서 반사되어 들어오는 전파의 경우(송신하는 시간 동안 반사되어 들어오는 전파)에는 신호 세기를 측정 할 수 없어 공제선을 정확하게 측정할 수 없다.

이에 따라, 레이더 근처에 높은 산이나 건물 등이 있는 경우, 별도의 장비(레이저 거리 측정기 등)를 활용하여 사람이 직접 공제선을 계산하여야 하는 문제가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 목적은, 전파 방사를 통한 공제선 측정과 이미지 처리를 통한 공제선 측정을 결합하여 최종 공제선을 측정하는, 이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 장치는, 미리 설정된 방위각 섹터별로 전파를 방사하고, 하나의 방위각 섹터에 대해 미리 설정된 고각별로 전파를 방사하며, 반사되는 신호를 수신하는 전파 송수신부; 이미지를 촬영하는 촬영부; 미리 설정된 고각별로 상기 전파 송수신부를 통해 수신되는 신호의 세기를 기반으로 제1 공제선을 측정하는 제1 공제선 측정부; 상기 촬영부를 통해 촬영된 이미지에서 에지(edge)를 검출하고, 검출된 에지(edge)를 기반으로 미리 설정된 방위각 섹터별로 고각이 가장 높은 에지(edge)를 획득하며, 미리 설정된 방위각 섹터별로 획득한 고각이 가장 높은 에지(edge)를 기반으로 제2 공제선을 측정하는 제2 공제선 측정부; 및 상기 제1 공제선 측정부를 통해 측정된 상기 제1 공제선과 상기 제2 공제선 측정부를 통해 측정된 상기 제2 공제선을 기반으로 최종 공제선을 획득하는 공제선 획득부;를 포함한다.

여기서, 상기 제2 공제선 측정부는, 상기 촬영부를 통해 미리 설정된 시간 동안 촬영된 복수의 이미지에서 객체를 검출하고, 검출된 객체가 동적인 객체이면 이미지에서 제거하며, 동적인 객체가 제거된 이미지에서 에지(edge)를 검출할 수 있다.

여기서, 상기 제2 공제선 측정부는, 캐니(canny) 에지(edge) 검출 알고리즘을 이용하여 이미지에서 에지(edge)를 검출할 수 있다.

여기서, 상기 공제선 획득부는, 상기 제1 공제선의 방위각 섹터들 중에서 수신되는 신호를 측정하지 못해 최고 고각을 획득하지 못한 방위각 섹터는 상기 제2 공제선의 방위각 섹터로 대체하여, 상기 최종 공제선을 획득할 수 있다.

여기서, 상기 공제선 획득부는, 상기 제1 공제선의 방위각 섹터들 중에서 수신되는 신호를 측정하지 못해 최고 고각을 획득하지 못한 방위각 섹터가 있는 경우에만, 상기 촬영부와 상기 제2 공제선 측정부가 동작되도록 제어할 수 있다.

여기서, 상기 제1 공제선 측정부는, 미리 설정된 고각별로 상기 전파 송수신부를 통해 수신되는 신호의 세기를 기반으로 미리 설정된 방위각 섹터별로 최고 고각을 획득하고, 미리 설정된 방위각 섹터별로 획득한 최고 고각을 기반으로 상기 제1 공제선을 측정할 수 있다.

여기서, 상기 제1 공제선 측정부는, 미리 설정된 고각별로 상기 전파 송수신부를 통해 수신된 신호의 세기 중 미리 설정된 기준값 이상을 가지는 고각들을 획득하고, 획득한 고각들 중에서 가장 높은 고각을 최고 고각으로 획득할 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 방법은, 미리 설정된 방위각 섹터별로 전파를 방사하고, 하나의 방위각 섹터에 대해 미리 설정된 고각별로 전파를 방사하며, 반사되는 신호를 수신하는 전파 송수신부 및 이미지를 촬영하는 촬영부를 포함하는 레이더 공제선 측정 장치에서 수행되는 레이더 공제선 측정 방법으로서, 미리 설정된 고각별로 상기 전파 송수신부를 통해 수신되는 신호의 세기를 기반으로 제1 공제선을 측정하는 단계; 상기 촬영부를 통해 촬영된 이미지에서 에지(edge)를 검출하고, 검출된 에지(edge)를 기반으로 미리 설정된 방위각 섹터별로 고각이 가장 높은 에지(edge)를 획득하며, 미리 설정된 방위각 섹터별로 획득한 고각이 가장 높은 에지(edge)를 기반으로 제2 공제선을 측정하는 단계; 및 측정된 상기 제1 공제선과 측정된 상기 제2 공제선을 기반으로 최종 공제선을 획득하는 단계;를 포함한다.

여기서, 상기 제2 공제선 측정 단계는, 상기 촬영부를 통해 미리 설정된 시간 동안 촬영된 복수의 이미지에서 객체를 검출하고, 검출된 객체가 동적인 객체이면 이미지에서 제거하며, 동적인 객체가 제거된 이미지에서 에지(edge)를 검출하는 것으로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 최종 공제선 획득 단계는, 상기 제1 공제선의 방위각 섹터들 중에서 수신되는 신호를 측정하지 못해 최고 고각을 획득하지 못한 방위각 섹터는 상기 제2 공제선의 방위각 섹터로 대체하여, 상기 최종 공제선을 획득하는 것으로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 제1 공제선의 방위각 섹터들 중에서 수신되는 신호를 측정하지 못해 최고 고각을 획득하지 못한 방위각 섹터가 있는 경우에만, 상기 제2 공제선 측정 단계가 수행되도록 제어하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장되어 상기한 이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 방법 중 어느 하나를 컴퓨터에서 실행시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 장치 및 방법에 의하면, 전파 방사를 통한 공제선 측정과 이미지 처리를 통한 공제선 측정을 결합하여 최종 공제선을 측정함으로써, 전파 방사와 이미지 처리를 동시에 사용하여 공제선을 측정 시 거리에 대한 제약사항이 없어지므로, 사용자가 주변 환경을 고려하지 않고 효율적으로 공제선을 측정할 수 있다.

또한, 사용자가 공제선을 측정 시 별도의 장비(레이저 거리 측정기 등)를 구비하지 않아도 되며, 레이더 장비만으로도 신뢰성 높은 공제선 값을 획득 할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 공제선을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 기존 공제선 측정 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 처리를 통한 제2 공제선 측정 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 최종 공제선 획득 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 최종 공제선 획득의 일례를 설명하기 위한 도면으로, 도 6의 (a)는 가까운 거리에 지형물이 없는 경우를 나타내고, 도 6의 (b)는 가까운 거리에 지형물이 있는 경우를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전파 송수신 타이밍에 따른 공제선 획득 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 도 8에 도시한 제1 공제선 측정 단계를 보다 자세히 나타낸 흐름도이다.
도 10은 도 8에 도시한 제2 공제선 측정 단계를 보다 자세히 나타낸 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 명세서에서 "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 명세서에서 각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

본 명세서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다" 또는 "포함할 수 있다"등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

또한, 본 명세서에 기재된 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터 구조들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다.

이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

먼저, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 장치에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 장치를 설명하기 위한 블록도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 처리를 통한 제2 공제선 측정 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 장치(100)는 전파 방사를 통한 공제선 측정과 이미지 처리를 통한 공제선 측정을 결합하여 최종 공제선을 측정한다.

이를 위해, 레이더 공제선 측정 장치(100)는 전파 송수신부(110), 제1 공제선 측정부(130), 촬영부(150), 제2 공제선 측정부(170) 및 공제선 획득부(190)를 포함할 수 있다.

전파 송수신부(110)는 미리 설정된 방위각 섹터별로 전파를 방사한다. 여기서, 방위각 섹터는 전파를 방사하는 방사각 단위를 말한다.

이때, 전파 송수신부(110)는 하나의 방위각 섹터에 대해 미리 설정된 고각별로 전파를 방사한다.

그리고, 전파 송수신부(110)는 반사되는 신호를 수신한다.

제1 공제선 측정부(130)는 전파 방사를 통해 제1 공제선을 측정한다.

즉, 제1 공제선 측정부(130)는 미리 설정된 고각별로 전파 송수신부(110)를 통해 수신되는 신호의 세기를 기반으로 제1 공제선을 측정한다.

보다 자세히 설명하면, 제1 공제선 측정부(130)는 미리 설정된 고각별로 전파 송수신부(110)를 통해 수신되는 신호의 세기를 기반으로 미리 설정된 방위각 섹터별로 최고 고각을 획득할 수 있다. 즉, 제1 공제선 측정부(130)는 미리 설정된 고각별로 전파 송수신부(110)를 통해 수신된 신호의 세기 중 미리 설정된 기준값 이상을 가지는 고각들을 획득하고, 획득한 고각들 중에서 가장 높은 고각을 최고 고각으로 획득할 수 있다.

그리고, 제1 공제선 측정부(130)는 미리 설정된 방위각 섹터별로 획득한 최고 고각을 기반으로 제1 공제선을 측정할 수 있다.

촬영부(150)는 이미지를 촬영한다.

제2 공제선 측정부(170)는 이미지 처리를 통해 제2 공제선을 측정한다.

즉, 제2 공제선 측정부(170)는 촬영부(150)를 통해 촬영된 이미지에서 에지(edge)를 검출한다.

여기서, 제2 공제선 측정부(170)는 캐니(canny) 에지(edge) 검출 알고리즘 등과 같은 에지(edge) 검출 알고리즘을 이용하여 이미지에서 에지(edge)를 검출할 수 있다. 캐니 에지 검출 알고리즘은 1986년에 발표되어 현재 가장 널리 사용되는 에지 검출 방법으로, 간략하게 설명하면, 이미지에서 노이즈를 제거하고, 기울기 계산으로 에지 강도, 방향 맵을 생성하며, 주변 픽셀과 비교하여 에지를 생성하고, 이력값을 이용하여 확실한 에지를 추출하는 방식이다.

이때, 제2 공제선 측정부(170)는 촬영부(150)를 통해 미리 설정된 시간 동안 촬영된 복수의 이미지에서 객체를 검출하고, 검출된 객체가 동적인 객체(예컨대, 움직이는 새 등)이면 이미지에서 제거하며, 동적인 객체가 제거된 이미지에서 에지(edge)를 검출할 수 있다.

그리고, 제2 공제선 측정부(170)는 검출된 에지(edge)를 기반으로 미리 설정된 방위각 섹터별로 고각이 가장 높은 에지(edge)를 획득한다.

그리고, 제2 공제선 측정부(170)는 미리 설정된 방위각 섹터별로 획득한 고각이 가장 높은 에지(edge)를 기반으로 제2 공제선을 측정한다.

도 4를 참조하면, 이미지를 촬영한다. 그런 다음, 미리 설정된 시간 동안 촬영된 복수의 이미지에서 객체(예컨대, 새 등)를 검출하고, 검출된 객체가 복수의 이미지 각각에서 서로 동일한 위치에 있으면 정적인 객체로 판단하며, 검출된 객체가 복수의 이미지 각각에서 서로 상이한 위치에 있으면 동적인 객체를 판단하고, 동적인 객체로 판단된 객체를 이미지에서 제거한다. 그런 다음, 동적인 객체가 제거된 이미지에서 에지(edge) 검출 알고리즘을 이용하여 에지(edge)들을 검출한다. 그런 다음, 미리 설정된 방위각 섹터별로 획득한 에지들 중에서 고각이 가장 높은 에지(edge)를 해당 방위각 섹터의 공제선으로 계산한다.

공제선 획득부(190)는 제1 공제선 측정부(130)를 통해 측정된 제1 공제선과 제2 공제선 측정부(170)를 통해 측정된 제2 공제선을 기반으로 최종 공제선을 획득한다.

즉, 공제선 획득부(190)는 제1 공제선의 방위각 섹터들 중에서 수신되는 신호를 측정하지 못해 최고 고각을 획득하지 못한 방위각 섹터는 제2 공제선의 방위각 섹터로 대체하여, 최종 공제선을 획득할 수 있다.

한편, 공제선 획득부(190)는 제1 공제선의 방위각 섹터들 중에서 수신되는 신호를 측정하지 못해 최고 고각을 획득하지 못한 방위각 섹터가 있는 경우에만, 촬영부(150)와 제2 공제선 측정부(170)가 동작되도록 제어할 수 있다. 즉, 전파 방사를 통해 측정한 제1 공제선이 모든 방위각 섹터들에 대해 최고 고각이 획득된 경우에는, 이미지 처리를 통한 제2 공제선 측정 동작을 수행하지 않을 수 있다.

그러면, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 과정에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 최종 공제선 획득 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 최종 공제선 획득의 일례를 설명하기 위한 도면으로, 도 6의 (a)는 가까운 거리에 지형물이 없는 경우를 나타내고, 도 6의 (b)는 가까운 거리에 지형물이 있는 경우를 나타낸다.

도 5를 참조하면, 본 발명은 전파 방사를 통한 제1 공제선 측정 과정과 이미지 처리를 통한 제2 공제선 측정 과정을 수행하고, 제1 공제선과 제2 공제선을 기반으로 최종 공제선을 획득한다.

가까운 거리에 지형물이 없는 경우, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 전파 방사를 통해 측정된 제1 공제선으로도 모든 방위각 섹터(#1 ~ #7)에 대한 공제선을 확인할 수 있다. 이에 반면, 가까운 거리에 지형물이 있는 경우, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 전파 방사를 통해 측정된 제1 공제선으로는 특정 방위각 섹터(#3과 #4)에 위치한 건물로 인해 전파를 수신하지 못하여 특정 방위각 섹터(#3과 #4)의 공제선을 확인할 수 있다. 이와 같이 공제선을 확인할 수 없는 특정 방위각 섹터(#3과 #4)에 대한 공제선은 이미지 처리를 통해 측정된 제2 공제선의 해당하는 부분을 통해 확인할 수 있다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전파 송수신 타이밍에 따른 공제선 획득 방식을 설명하기 위한 도면이다.

대부분의 레이더는 설계 비용을 줄이기 위해 하나의 안테나에서 송신과 수신을 수행한다. 그러나, 하나의 안테나를 이용하면, 송신하는 동안 수신을 하지 못하는 단점때문에 가까운 거리에서 탐지하지 못하는 블라인드 영역이 생기게 된다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 레이더는 공제선 측정 시 펄스 방식으로 전파를 방사하는데 이는 전체 송신 주기 중 송신 구간(t)에서만 전파를 송신하고 수신 구간(송신 주기 - 송신 펄스 폭)에서는 반사되어 수신되는 신호(전파)의 세기를 측정한다.

이에 따라, 본 발명은 도 7에 도시된 바와 같이, 수신 구간에서는 수신되는 신호의 세기를 측정할 수 있으므로, 전파 방사를 통해 제1 공제선을 측정한다. 그리고, 송신 구간에서는 수신되는 신호의 세기를 측정할 수 없으므로, 이미지 처리를 통해 제2 공제선을 측정한다.

공제선 측정 시 송신하는 구간(송신 펄스폭)의 너비에 따라 측정할 수 없는 구간이 결정된다. 만약, 송신 구간의 폭(t)을 줄이게 되면 레이더에서 송신하는 파워가 작아져 최대로 측정할 수 있는 거리가 줄어들기 때문에 적절한 송신 구간 폭(t)으로 설정하여야 한다.

여기서, 송신 구간에 따른 공제선 측정 불가 거리 s(m)는 식으로 나타내면 아래와 같다.

여기서, c는 빛의 속도(

)를 나타낸다. t는 송신 구간의 시간을 나타낸다.

전파는 빛의 속도로 전송되므로, 전파가 물체에 맞고 들어오는 시간을 통해 거리를 구할 수 있다. 만약 물체에 맞고 들어오는 시간이 송신 구간의 시간보다 짧다면 해당하는 거리의 물체는 레이더가 신호 세기를 인식 할 수 없다. 따라서, t에 송신 구간의 시간(폭)를 넣어 탐지 가능한 최소 거리를 구할 수 있다.

예컨대, t가 5us일 때,

이다. 즉, 약 750m 내에 지형물이 있으면, 공제선의 측정이 불가능하다.

이러한 단점을 보완하기 위해, 본 발명은 신호 세기를 인식 할 수 없는 거리의 지형물의 경우에는 이미지 처리 방식을 이용하여 추출한 공제선으로 계산한다.

그러면, 도 8 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 방법에 대하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 레이더 공제선 측정 장치(100)는 전파 방사를 통해 제1 공제선을 측정한다(S110).

아울러, 레이더 공제선 측정 장치(100)는 이미지 처리를 통해 제2 공제선을 측정한다(S130).

그런 다음, 레이더 공제선 측정 장치(100)는 제1 공제선과 제2 공제선을 기반으로 최종 공제선을 획득한다(S150).

즉, 레이더 공제선 측정 장치(100)는 제1 공제선의 방위각 섹터들 중에서 수신되는 신호를 측정하지 못해 최고 고각을 획득하지 못한 방위각 섹터는 제2 공제선의 방위각 섹터로 대체하여, 최종 공제선을 획득할 수 있다.

한편, 레이더 공제선 측정 장치(100)는 제1 공제선의 방위각 섹터들 중에서 수신되는 신호를 측정하지 못해 최고 고각을 획득하지 못한 방위각 섹터가 있는 경우에만, 제2 공제선 측정 단계(S130)가 수행되도록 제어할 수 있다. 즉, 전파 방사를 통해 측정한 제1 공제선이 모든 방위각 섹터들에 대해 최고 고각이 획득된 경우에는, 이미지 처리를 통한 제2 공제선 측정 단계를 수행하지 않을 수 있다.

도 9는 도 8에 도시한 제1 공제선 측정 단계를 보다 자세히 나타낸 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 레이더 공제선 측정 장치(100)는 미리 설정된 방위각 섹터 단위로, 하나의 방위각 섹터에 대해 미리 설정된 고각별로 전파를 방사할 수 있다(S111).

그리고, 레이더 공제선 측정 장치(100)는 반사되는 신호를 수신할 수 있다(S113).

그런 다음, 레이더 공제선 측정 장치(100)는 미리 설정된 고각별로 수신되는 신호의 세기를 기반으로 미리 설정된 방위각 섹터별로 최고 고각을 획득할 수 있다(S115). 즉, 레이더 공제선 측정 장치(100)는 미리 설정된 고각별로 수신된 신호의 세기 중 미리 설정된 기준값 이상을 가지는 고각들을 획득하고, 획득한 고각들 중에서 가장 높은 고각을 최고 고각으로 획득할 수 있다.

이후, 레이더 공제선 측정 장치(100)는 미리 설정된 방위각 섹터별로 획득한 최고 고각을 기반으로 제1 공제선을 측정할 수 있다(S117).

도 10은 도 8에 도시한 제2 공제선 측정 단계를 보다 자세히 나타낸 흐름도이다.

도 10을 참조하면, 레이더 공제선 측정 장치(100)는 이미지를 촬영할 수 있다(S131).

그런 다음, 레이더 공제선 측정 장치(100)는 촬영된 이미지에서 동적인 객체를 제거할 수 있다(S133). 즉, 레이더 공제선 측정 장치(100)는 미리 설정된 시간 동안 촬영된 복수의 이미지에서 객체를 검출하고, 검출된 객체가 동적인 객체(예컨대, 움직이는 새 등)이면 이미지에서 제거할 수 있다. 여기서, 레이더 공제선 측정 장치(100)는 미리 설정된 시간 동안 촬영된 복수의 이미지에서 객체(예컨대, 새 등)를 검출하고, 검출된 객체가 복수의 이미지 각각에서 서로 동일한 위치에 있으면 정적인 객체로 판단하며, 검출된 객체가 복수의 이미지 각각에서 서로 상이한 위치에 있으면 동적인 객체를 판단할 수 있다.

그리고, 레이더 공제선 측정 장치(100)는 동적인 객체가 제거된 이미지에서 에지(edge)를 검출할 수 있다(S135). 여기서, 레이더 공제선 측정 장치(100)는 캐니(canny) 에지(edge) 검출 알고리즘 등과 같은 에지(edge) 검출 알고리즘을 이용하여 이미지에서 에지(edge)를 검출할 수 있다.

그런 다음, 레이더 공제선 측정 장치(100)는 검출된 에지(edge)를 기반으로 미리 설정된 방위각 섹터별로 고각이 가장 높은 에지(edge)를 획득할 수 있다(S137).

이후, 레이더 공제선 측정 장치(100)는 미리 설정된 방위각 섹터별로 획득한 고각이 가장 높은 에지(edge)를 기반으로 제2 공제선을 측정할 수 있다(S139).

이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록 매체로서는 자기기록매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.

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 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 레이더 공제선 측정 장치,
110 : 전파 송수신부,
130 : 제1 공제선 측정부,
150 : 촬영부,
170 : 제2 공제선 측정부,
190 : 공제선 획득부

Claims (12)

1. 미리 설정된 방위각 섹터별로 전파를 방사하고, 하나의 방위각 섹터에 대해 미리 설정된 고각별로 전파를 방사하며, 반사되는 신호를 수신하는 전파 송수신부;
   이미지를 촬영하는 촬영부;
   미리 설정된 고각별로 상기 전파 송수신부를 통해 수신되는 신호의 세기를 기반으로 제1 공제선을 측정하는 제1 공제선 측정부;
   상기 촬영부를 통해 촬영된 이미지에서 에지(edge)를 검출하고, 검출된 에지(edge)를 기반으로 미리 설정된 방위각 섹터별로 고각이 가장 높은 에지(edge)를 획득하며, 미리 설정된 방위각 섹터별로 획득한 고각이 가장 높은 에지(edge)를 기반으로 제2 공제선을 측정하는 제2 공제선 측정부; 및
   상기 제1 공제선 측정부를 통해 측정된 상기 제1 공제선과 상기 제2 공제선 측정부를 통해 측정된 상기 제2 공제선을 기반으로 최종 공제선을 획득하는 공제선 획득부;
   를 포함하며,
   상기 공제선 획득부는, 상기 제1 공제선의 방위각 섹터들 중에서 수신되는 신호를 측정하지 못해 최고 고각을 획득하지 못한 방위각 섹터는 상기 제2 공제선의 방위각 섹터로 대체하여, 상기 최종 공제선을 획득하는 이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 장치.
2. 제1항에서,
   상기 제2 공제선 측정부는,
   상기 촬영부를 통해 미리 설정된 시간 동안 촬영된 복수의 이미지에서 객체를 검출하고, 검출된 객체가 동적인 객체이면 이미지에서 제거하며, 동적인 객체가 제거된 이미지에서 에지(edge)를 검출하는,
   이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 장치.
3. 제1항에서,
   상기 제2 공제선 측정부는,
   캐니(canny) 에지(edge) 검출 알고리즘을 이용하여 이미지에서 에지(edge)를 검출하는,
   이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 장치.
4. 삭제
5. 제1항에서,
   상기 공제선 획득부는,
   상기 제1 공제선의 방위각 섹터들 중에서 수신되는 신호를 측정하지 못해 최고 고각을 획득하지 못한 방위각 섹터가 있는 경우에만, 상기 촬영부와 상기 제2 공제선 측정부가 동작되도록 제어하는,
   이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 장치.
6. 제1항에서,
   상기 제1 공제선 측정부는,
   미리 설정된 고각별로 상기 전파 송수신부를 통해 수신되는 신호의 세기를 기반으로 미리 설정된 방위각 섹터별로 최고 고각을 획득하고, 미리 설정된 방위각 섹터별로 획득한 최고 고각을 기반으로 상기 제1 공제선을 측정하는,
   이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 장치.
7. 제6항에서,
   상기 제1 공제선 측정부는,
   미리 설정된 고각별로 상기 전파 송수신부를 통해 수신된 신호의 세기 중 미리 설정된 기준값 이상을 가지는 고각들을 획득하고, 획득한 고각들 중에서 가장 높은 고각을 최고 고각으로 획득하는,
   이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 장치.
8. 미리 설정된 방위각 섹터별로 전파를 방사하고, 하나의 방위각 섹터에 대해 미리 설정된 고각별로 전파를 방사하며, 반사되는 신호를 수신하는 전파 송수신부 및 이미지를 촬영하는 촬영부를 포함하는 레이더 공제선 측정 장치에서 수행되는 레이더 공제선 측정 방법으로서,
   미리 설정된 고각별로 상기 전파 송수신부를 통해 수신되는 신호의 세기를 기반으로 제1 공제선을 측정하는 단계;
   상기 촬영부를 통해 촬영된 이미지에서 에지(edge)를 검출하고, 검출된 에지(edge)를 기반으로 미리 설정된 방위각 섹터별로 고각이 가장 높은 에지(edge)를 획득하며, 미리 설정된 방위각 섹터별로 획득한 고각이 가장 높은 에지(edge)를 기반으로 제2 공제선을 측정하는 단계; 및
   측정된 상기 제1 공제선과 측정된 상기 제2 공제선을 기반으로 최종 공제선을 획득하는 단계;
   를 포함하며,
   상기 최종 공제선 획득 단계는, 상기 제1 공제선의 방위각 섹터들 중에서 수신되는 신호를 측정하지 못해 최고 고각을 획득하지 못한 방위각 섹터는 상기 제2 공제선의 방위각 섹터로 대체하여, 상기 최종 공제선을 획득하는 것으로 이루어지는 이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 방법.
9. 제8항에서,
   상기 제2 공제선 측정 단계는,
   상기 촬영부를 통해 미리 설정된 시간 동안 촬영된 복수의 이미지에서 객체를 검출하고, 검출된 객체가 동적인 객체이면 이미지에서 제거하며, 동적인 객체가 제거된 이미지에서 에지(edge)를 검출하는 것으로 이루어지는,
   이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 방법.
10. 삭제
11. 제8항에서,
    상기 제1 공제선의 방위각 섹터들 중에서 수신되는 신호를 측정하지 못해 최고 고각을 획득하지 못한 방위각 섹터가 있는 경우에만, 상기 제2 공제선 측정 단계가 수행되도록 제어하는 단계;
    를 더 포함하는 이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 방법.
12. 제8항, 제9항 및 제11항 중 어느 한 항에 기재된 이미지 처리를 이용한 레이더 공제선 측정 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위하여 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
    

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