KR102449672B1 - Method and system for correcting sar images - Google Patents

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KR102449672B1
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sar
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이현철
이상규
유상범
백명진
서석배
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한국항공우주연구원
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Abstract

A SAR image correction method and a SAR image correction system are disclosed. The SAR image correction method according to one embodiment of the present invention comprises the following steps of: photographing a designated lateral observation range on a ground by lateral observation by a SAR system mounted on an aircraft; according to the photographing, generating a SAR image including a circular ground structure that is installed in the lateral observation range and has the same horizontal and vertical lengths; identifying the horizontal and vertical lengths of the ground structure in the SAR image; determining whether a ratio according to the identified horizontal and vertical lengths satisfies a normal range; if the ratio does not satisfy the normal range, correcting the SAR image; and transmitting the corrected SAR image to a control station associated with the SAR system. The SAR image correction method allows easy confirmation of an accuracy of coordinate value correction according to a ground distance value.

Description

SAR 영상 보정 방법 및 SAR 영상 보정 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR CORRECTING SAR IMAGES}SAR image correction method and SAR image correction system

본 발명은 SAR 영상의 좌표 보정 방법에 연관되며, 보다 특정하게는 측면 관측(side-looking)에 의해 촬영되는 SAR 영상에서의 왜곡을 교정하는 좌표 보정 방식의 개선에 연관된다.The present invention relates to a method for correcting coordinates of a SAR image, and more particularly, to an improvement of a method for correcting a distortion in a SAR image taken by side-looking.

SAR(Synthetic Aperture Radar, 영상레이다) 시스템은 레이다를 이용한 영상화 시스템으로서, 주로 인공위성이나, 항공기 혹은 무인기 등에 탑재되어 사용되고 있다.The SAR (Synthetic Aperture Radar) system is an imaging system using a radar, and is mainly used by being mounted on an artificial satellite, an aircraft, or an unmanned aerial vehicle.

SAR 시스템은 레이다 신호를 송신 후 되돌아오는 전파신호를 이용해 영상화 하기 때문에, 주야간, 비, 눈에 관계없이 상시 데이터 획득 및 영상화가 가능하고, 수~수십 cm의 마이크로웨이브(microwave)의 신호를 사용하여 구름도 투과할 수 있기 때문에, SAR 데이터의 활용이 증가하는 추세에 있다.Since the SAR system uses the radio signal returned after transmitting the radar signal to image it, data acquisition and imaging are possible at all times regardless of day or night, rain or snow. Because clouds can also penetrate, the use of SAR data is on the rise.

하지만, 측면 관측(side-looking)을 수행하는 SAR 시스템의 특성상 일반적인 광학 영상에서는 발생하지 않는 단축(foreshortening), 레이오버(layover), 쉐도우잉(shadowing) 등의 영상 왜곡 현상이 발생할 수 있다.However, due to the characteristics of the SAR system performing side-looking, image distortion such as foreshortening, layover, and shadowing, which do not occur in general optical images, may occur.

여기서, 단축(foreshortening)이란, SAR 센서로 높은 산을 촬영 시 지상과 센서와의 거리보다 산정상과 센서와의 거리가 더 가까워 산이 SAR 센서 쪽으로 기울어진 것처럼 왜곡되어 촬영되는 현상이다.Here, forshortening is a phenomenon in which when a high mountain is photographed with the SAR sensor, the distance between the summit and the sensor is closer than the distance between the ground and the sensor, so that the mountain is distorted as if the mountain is tilted toward the SAR sensor.

따라서 기존의 SAR 시스템에서는, SAR 영상의 좌표 재보정을 위해, '몽고' 등의 해외국가에 설치된 SAR용 대형 반사판을 이용하거나, 지상에 설치한 반사판을 이용하여, 위성용/항공기용 SAR 영상의 거리 보정을 실시하고 있으나, 근거리(near range)와 원거리(far range)에 대해 지상 거리(ground range)에 따라 좌표 재보정한 후에도, 지구 곡률로 인한 오차가 여전히 존재하므로, 보정 결과의 정확도를 확인할 방법이 없었다.Therefore, in the existing SAR system, in order to recalibrate the coordinates of the SAR image, a large reflector for SAR installed in foreign countries such as 'Mongolia' or a reflector installed on the ground is used, and the distance of the SAR image for satellite/aircraft is used. Although calibration is being carried out, even after recalibrating the coordinates according to the ground range for the near range and the far range, there is still an error due to the earth's curvature, so how to check the accuracy of the calibration result there was no

이에 따라, 측면 관측에 의해 생성되는 SAR 영상에서의 근거리(near range)와 원거리(far range)에 대한 지상 거리 값에 따른 보정 결과의 정확도를 비교적 간단한 방식으로 확인할 수 있게 하는 기술의 개발이 요구된다.Accordingly, there is a need to develop a technology that can confirm the accuracy of the correction result according to the ground distance value for the near range and the far range in the SAR image generated by side observation in a relatively simple manner. .

본 발명의 실시예는 SAR(Synthetic Aperture Radar) 시스템의 측면 관측(side-looking)에 의해 생성되는 SAR 영상에 대해, 지상의 측면관측범위 내에 설치된 지상 구조물의, SAR 영상 내에서의 길이에 따른 비율을 정상 범위와 비교하는 간단한 방식으로, 지상 거리 값에 따른 좌표값 보정의 정확도를 손쉽게 확인할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.An embodiment of the present invention relates to a SAR image generated by side-looking of a Synthetic Aperture Radar (SAR) system, a ratio according to the length in the SAR image of a ground structure installed within the side-viewing range of the ground The purpose of this is to make it possible to easily check the accuracy of the coordinate value correction according to the ground distance value in a simple way of comparing it with the normal range.

본 발명의 실시 예는 측면 관측의 지상 거리 값에 따라 근거리(near range)와 원거리(far range)의 좌표값을 보정한 SAR 영상에 지구 곡률로 인한 오차가 존재하는지 여부를 지상 구조물을 이용해 검증하는 과정을 통해, SAR 영상의 좌표값 보정의 정확도를 높이는 것을 목적으로 한다.An embodiment of the present invention verifies whether there is an error due to the earth's curvature in the SAR image in which the coordinate values of the near range and the far range are corrected according to the ground distance value of the side observation using a ground structure. Through the process, it aims to increase the accuracy of the correction of the coordinate values of the SAR image.

본 발명의 일실시예에 따른 SAR 영상 보정 방법은, 비행체에 장착된 SAR 시스템의 측면관측(side-looking)에 의해, 지상의 지정된 측면관측범위를 촬영하는 단계와, 상기 촬영에 따라, 상기 측면관측범위 내에 설치된 가로길이와 세로길이가 동일한 원형의 지상 구조물을 포함하여, SAR 영상을 생성하는 단계와, 상기 SAR 영상 내에서의, 상기 지상 구조물의 가로길이 및 세로길이를 식별하는 단계와, 식별된 가로길이 및 세로길이에 따른 비율이, 정상 범위를 만족하는지 판단하는 단계와, 상기 비율이 정상 범위를 만족하지 않는 경우, 상기 SAR 영상을 보정하는 단계, 및 상기 보정된 SAR 영상을, 상기 SAR 시스템과 연관된 제어국으로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.SAR image correction method according to an embodiment of the present invention, by side-looking (side-looking) of the SAR system mounted on the vehicle, the step of photographing a designated side observation range of the ground, according to the photographing, the side Generating a SAR image including a circular ground structure having the same horizontal length and vertical length installed within the observation range, and identifying the horizontal length and vertical length of the ground structure in the SAR image; determining whether the ratio according to the horizontal length and vertical length satisfies a normal range; if the ratio does not satisfy the normal range, correcting the SAR image; and converting the corrected SAR image to the SAR transmitting to a control station associated with the system.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 SAR 영상 보정 시스템은, 비행체에 장착된 SAR 시스템의 측면관측(side-looking)에 의해, 지상의 지정된 측면관측범위를 촬영하여, 상기 측면관측범위 내에 설치된 가로길이와 세로길이가 동일한 원형의 지상 구조물을 포함하여, SAR 영상을 생성하는 생성부와, 상기 SAR 영상 내에서의, 상기 지상 구조물의 가로길이 및 세로길이를 식별하고, 식별된 가로길이 및 세로길이에 따른 비율이, 정상 범위를 만족하는지 판단하는 판단부와, 상기 비율이 정상 범위를 만족하지 않는 경우, 상기 SAR 영상을 보정하는 처리부, 및 상기 보정된 SAR 영상을, 상기 SAR 시스템과 연관된 제어국으로 송신하는 송신부를 포함할 수 있다.In addition, the SAR image correction system according to an embodiment of the present invention, by side-looking of the SAR system mounted on the vehicle, by taking a designated side observation range on the ground, the horizontal length installed within the side observation range a generator for generating a SAR image, including a circular ground structure having the same vertical length as the A determination unit that determines whether the ratio satisfies a normal range, a processing unit that corrects the SAR image when the ratio does not satisfy the normal range, and a control station associated with the SAR system for the corrected SAR image It may include a transmitter for transmitting.

종래의 SAR 시스템에서는, 측면관측의 지상 거리 값에 따라 SAR 영상의 근거리와 원거리에 대해 좌표값을 보정한 이후, 보정의 정확도를 검증할 방안이 없었으나, 본 발명에 따르면, SAR 영상의 측면관측범위 내에 설치된 지상 구조물을 이용하여, 간단하고 저렴한 방식으로 보정의 정확도 확인 및 재보정의 필요 여부의 판단이 가능해진다.In the conventional SAR system, after correcting the coordinate values for the near and far distances of the SAR image according to the ground distance value of the side view, there was no way to verify the accuracy of the correction. By using the ground structure installed within the range, it is possible to check the accuracy of the calibration and determine whether re-calibration is necessary in a simple and inexpensive way.

본 발명에 따르면, 지상 거리 값에 따라 보정된 SAR 영상 내에, 지구 곡률로 인한 거리 오차가 존재하여 좌표값 재보정이 필요한 것으로 판단되면, 비행체에 장착된 카메라 모듈을 통해 상기 SAR 영상과 동일한 측면관측범위를 촬영한 카메라 영상 내에서의 지상 구조물의 길이가 허용 범위에서 이탈한 정도에 따라 보정값을 산출해, 상기 SAR 영상의 좌표값을 재보정하여, SAR 영상의 정확도를 높일 수 있다.According to the present invention, if it is determined that coordinate value re-calibration is required because there is a distance error due to the curvature of the earth in the SAR image corrected according to the ground distance value, the same side observation as the SAR image is performed through the camera module mounted on the vehicle The accuracy of the SAR image can be improved by calculating a correction value according to the extent to which the length of the ground structure in the camera image captured in the range deviates from the allowable range, and re-correcting the coordinate value of the SAR image.

본 발명에 따른 SAR 영상 보정 시스템은, 인공위성용, 항공기용, 무인기용 SAR 영상을 제작하는 시스템에 폭넓게 적용될 수 있다.The SAR image correction system according to the present invention can be widely applied to a system for producing SAR images for artificial satellites, aircraft, and unmanned aerial vehicles.

도 1은 비행체에 장착되어 측면 관측(side-looking)에 의해 SAR 영상을 촬영하는 SAR 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 SAR 시스템의 입사각에 따른 거리(range) 방향의 분해간격을 도시한 도면이다.
도 3은 비행체에서 지상의 논밭을 직하 관측에 의해 촬영한 카메라 영상 및 측면 관측(side-looking)에 의해 촬영한 SAR 영상을 도시한 도면이다.
도 4는 비행체의 측면 관측에 따른 항공 영상과 SAR 영상의 좌표 스케일(Scale)을 비교한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 SAR 영상 보정 시스템의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 SAR 영상 보정 시스템에서, ScanSAR시 8개 빔 합성의 개념을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 SAR 영상 보정 시스템에서, SAR 영상과 카메라 영상에서의 지상 구조물의 단면의 일례를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 SAR 영상 보정 시스템에서, SAR 영상을 보정하는 일례를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 SAR 영상 보정 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.1 is a diagram schematically illustrating a SAR system that is mounted on a vehicle and captures an SAR image by side-looking.
FIG. 2 is a diagram illustrating a decomposition interval in a range direction according to an incident angle of the SAR system.
Figure 3 is a view showing the SAR image taken by the camera image and side-looking (side-looking) taken by direct observation of the rice field on the ground from the vehicle.
4 is a diagram comparing the coordinate scales of an aerial image and an SAR image according to side observation of an aircraft.
5 is a block diagram illustrating an internal configuration of a SAR image correction system according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating the concept of 8-beam synthesis during ScanSAR in the SAR image correction system according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing an example of a cross section of a ground structure in the SAR image and the camera image in the SAR image correction system according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating an example of correcting a SAR image in the SAR image correction system according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a sequence of a SAR image correction method according to an embodiment of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all modifications, equivalents and substitutes for the embodiments are included in the scope of the rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the examples are used for the purpose of description only, and should not be construed as limiting. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components are assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. In the description of the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 비행체에 장착되어 측면 관측(side-looking)에 의해 SAR 영상을 촬영하는 SAR 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a SAR system that is mounted on a vehicle and captures an SAR image by side-looking.

도 1을 참조하면, SAR 시스템의 SAR 센서는, 인공위성이나 항공기, 무인기 등의 비행체에 탑재되어, 항상 공중에서 지상을 향해 측면 관측(side-looking)으로 촬영을 수행하지만, 도 3에 도시된 것처럼, 촬영된 SAR 영상(320)은, 비행체가 바로 위에서 촬영한 영상처럼 나타난다.Referring to FIG. 1, the SAR sensor of the SAR system is mounted on an air vehicle such as an artificial satellite, an aircraft, or an unmanned aerial vehicle, and always performs a side-looking photographing from the air toward the ground, but as shown in FIG. , the captured SAR image 320 appears as an image captured from directly above the aircraft.

도 2는 SAR 시스템의 입사각에 따른 거리(range) 방향의 분해간격을 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a decomposition interval in a range direction according to an incident angle of the SAR system.

도 2를 참조하면, SAR 시스템에서는, 입사각을 크게 하여 분해간격을 좁힘으로써, SAR 영상의 거리 해상도(range resolution)가 좋아지게 할 수 있다.Referring to FIG. 2 , in the SAR system, the range resolution of the SAR image can be improved by increasing the incident angle and narrowing the decomposition interval.

일반적으로 위성용/항공용 SAR 시스템에서는 입사각이 20~45도의 범위에서 설정된다. 한편, 입사각이 20도 보다 작아지면, 이론적으로는 해상도(resolution)가 더 좋아져야 하지만, 실제로는, 레이다 쉐도윙(Radar Shadowing)이나, 거리(range) 방향 PRF에 의한 왜곡으로 인한 거리 모호성(range ambiguity), 단축(foreshortening) 현상 등의 왜곡이 발생하기 때문에, 물리적인 한계로 인해 20도 보다 작은 입사각은 잘 사용되지 않고 있다.In general, in the SAR system for satellite/aviation, the angle of incidence is set in the range of 20 to 45 degrees. On the other hand, when the angle of incidence is smaller than 20 degrees, theoretically, the resolution should be better, but in practice, distance ambiguity (range) due to distortion caused by radar shadowing or range direction PRF. Because distortions such as ambiguity and foreshortening occur, incident angles smaller than 20 degrees are not well used due to physical limitations.

도 3은 비행체에서 지상의 논밭을 직하 관측에 의해 촬영한 카메라 영상 및 측면 관측(side-looking)에 의해 촬영한 SAR 영상을 도시한 도면이다.Figure 3 is a view showing the SAR image taken by the camera image and side-looking (side-looking) taken by direct observation of the rice field on the ground from the vehicle.

도 3의 카메라 영상(310)과 SAR 영상(320)을 비교하면, 같은 지역의 농지를 직하 관측에 의해 촬영한 카메라 영상(310) 속 농지와, 측면 관측에 의해 촬영한 SAR 영상(320)은, 둘 다 농지 바로 위에서 촬영한 것처럼 보이게 된다. 다만, SAR 영상(320)에서는, 레이다 쉐도윙(Radar Shadowing)에 의해 농지 경계선의 그림자는 포함될 수 있다.Comparing the camera image 310 and the SAR image 320 of FIG. 3 , the farmland in the camera image 310 photographed by direct observation of farmland in the same area, and the SAR image 320 photographed by side observation are , both appear to have been shot directly above farmland. However, in the SAR image 320, the shadow of the farmland boundary line may be included by radar shadowing.

도 4는 비행체의 측면 관측에 따른 항공 영상과 SAR 영상의 좌표 스케일(Scale)을 비교한 도면이다.4 is a diagram comparing the coordinate scales of an aerial image and an SAR image according to side observation of an aircraft.

도 4의 (ⅰ)은 측면 관측 시 항공 영상의 기하학적 좌표 구조를 나타내고, 도 4의 (ⅱ)는 측면 관측 시 SAR 영상의 기하학적 좌표 구조를 나타내고, 각각은, 비행체에서 측면관측범위를 촬영하는 방향, 즉, 보는 방향(look direction)에 따라 도시되어 있다.(i) of FIG. 4 shows the geometric coordinate structure of the aerial image when observing the side, and (ii) of FIG. 4 shows the geometric coordinate structure of the SAR image when observing the side, each of the directions in which the side observation range is taken from the vehicle , that is, it is shown according to the look direction.

도 4를 참조하면, 비행체에서 지상의 측면관측범위의 항공 영상을 촬영하게 되면, 근거리(near range)와 원거리(far range) 간 거리 오차, 등으로 인해, 도 4의 (ⅰ)과 같이 경사진 항공 영상이 생성될 수 있다.Referring to FIG. 4, when an aerial image of the lateral observation range of the ground is taken from an aircraft, due to a distance error between a near range and a far range, etc., it is inclined as shown in (i) of FIG. An aerial image may be generated.

이에 따라, SAR 시스템에서는 도 4의 (ⅰ)의 항공 영상에서 지상 거리 값에 따라 근거리와 원거리의 좌표값 계산/보정을 실시하여 SAR 영상을 생성할 수 있다. 하지만, 기존의 SAR 영상에 지구 곡률로 인한 오차 등은 없는지 보정 결과의 정확도를 확인할 방법이 없었다.Accordingly, in the SAR system, the SAR image may be generated by calculating/correcting the coordinate values of the near and far distances according to the ground distance value in the aerial image of FIG. 4 (i). However, there was no way to check the accuracy of the correction result whether there is an error due to the curvature of the earth in the existing SAR image.

이에 따라, 본 발명에서는 SAR 시스템에서 생성된 SAR 영상에 제대로 보정이 이루어졌는지 여부를 손쉬운 방식으로 확인하여, 도 4의 (ⅱ)와 같이 제대로 보정된 SAR 영상을 획득하기 위한 방안을 제안하고자 한다.Accordingly, the present invention proposes a method for obtaining a properly corrected SAR image as shown in (ii) of FIG.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 SAR 영상 보정 시스템의 내부 구성을 도시한 블록도이다.5 is a block diagram illustrating an internal configuration of a SAR image correction system according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 SAR 영상 보정 시스템(500)은, 생성부(510), 판단부(520), 처리부(530), 및 송신부(540)를 포함하여 구성할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, SAR 영상 보정 시스템(500)은, 확인부(550) 및 제어부(560)를 각각 추가하여 구성할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the SAR image correction system 500 according to the present invention may include a generator 510 , a determiner 520 , a processor 530 , and a transmitter 540 . In addition, according to an embodiment, the SAR image correction system 500 may be configured by adding a check unit 550 and a control unit 560 , respectively.

생성부(510)는, 비행체(501)에 장착된 SAR 시스템(Synthetic Aperture Radar)(511)을 통해, 지상(502)의 지정된 측면관측범위를 촬영하여, 측면관측범위 내에 설치된 가로길이와 세로길이가 동일한 원형의 지상 구조물을 포함하여, SAR 영상을 생성한다.The generator 510 captures the designated side observation range of the ground 502 through the SAR system (Synthetic Aperture Radar) 511 mounted on the aircraft 501, and the horizontal and vertical lengths installed within the side observation range. Produces a SAR image including the same circular ground structure.

실시예에 따라, SAR 영상 보정 시스템(500)은, 확인부(550) 및 제어부(560)를 각각 추가하여 구성할 수 있다.According to an embodiment, the SAR image correction system 500 may be configured by adding a confirmation unit 550 and a control unit 560 , respectively.

확인부(550)는 상기 SAR 시스템(511)과 연관된 제어국(561)에 의해 상기 측면관측범위가 지정됨에 따라, 상기 측면관측범위 내에, 가로길이와 세로길이가 동일한 적어도 하나의 지상 구조물(551)이 설치되어 있는지 확인한다.As the side observation range is designated by the control station 561 associated with the SAR system 511, the check unit 550 is configured to determine at least one ground structure 551 having the same horizontal length and the same vertical length within the side observation range. ) is installed.

제어부(560)는 상기 측면관측범위 내에 지상 구조물(551)이 설치되지 않은 경우, 상기 측면관측범위로부터 일정 거리 내에 이동식 지상 구조물이 설치된 것으로 확인되면, 상기 이동식 지상 구조물의 제어 장치로 이동 명령을 발생하여, 상기 측면관측범위 내로 이동시키는 기능을 한다.When it is confirmed that the ground structure 551 is not installed within the side observation range, and it is confirmed that the movable ground structure is installed within a certain distance from the side observation range, the control unit 560 generates a movement command to the control device of the movable ground structure. Thus, it functions to move within the side observation range.

이에 따라, 본 실시예에 의하면, 지상(502)의 측면관측범위에 사전에 설치된 유효한 지상 구조물(551)이 없더라도, 또한, 다수의 지상 구조물(551)을 지상(502)에 분산 배치하지 않더라도, 이동식 지상 구조물(551)에 의해, 넓은 지역을 대상으로 SAR 영상의 보정 정확도 및 보정의 필요 여부를 손쉽게 확인할 수 있다.Accordingly, according to this embodiment, even if there is no effective ground structure 551 installed in advance in the side observation range of the ground 502, and even if a plurality of ground structures 551 are not distributed on the ground 502, By the movable ground structure 551 , it is possible to easily check the correction accuracy of the SAR image for a large area and whether correction is necessary.

판단부(520)는 상기 SAR 영상 내에서의, 지상 구조물(551)의 가로길이 및 세로길이를 식별하고, 식별된 가로길이 및 세로길이에 따른 비율이, 정상 범위를 만족하는지 판단한다.The determination unit 520 identifies a horizontal length and a vertical length of the ground structure 551 in the SAR image, and determines whether a ratio according to the identified horizontal length and vertical length satisfies a normal range.

일례로, 지상 구조물(551)이 가로길이와 세로길이가 동일한 원형 구조물인 경우, 판단부(520)는 상기 SAR 영상을 처리하여, 상기 SAR 영상 내 지상 구조물(551)의 가로길이(x)와 세로길이(y)를 식별하고, 식별한 가로길이(x)와 세로길이(y)와의 비율이, 상기 정상 범위로서 설정된 "1:1"을 만족하는지 판단할 수 있다.For example, when the ground structure 551 is a circular structure having the same horizontal and vertical lengths, the determination unit 520 processes the SAR image to obtain a horizontal length x of the ground structure 551 in the SAR image. The vertical length y may be identified, and it may be determined whether a ratio between the identified horizontal length x and the vertical length y satisfies “1:1” set as the normal range.

상기 비율이 정상 범위를 만족하지 않으면, 판단부(520)는 SAR 시스템(511)에서 생성된 SAR 영상에 대해, 지구 곡률 등에 의한 거리 오차 등으로 인한 영상 왜곡이 발생된 것으로 보고, 좌표값 보정이 필요한 것으로 판단할 수 있다.If the ratio does not satisfy the normal range, the determination unit 520 regards the SAR image generated by the SAR system 511 as having an image distortion due to a distance error due to the curvature of the earth, etc., and correction of the coordinate value is performed. may be deemed necessary.

실시예에 따라, 판단부(520)는 SAR 시스템(511)에 의해, 지상 구조물(551)이 복수로 설치된 측면관측범위를 촬영한 경우, 상기 SAR 영상에서 식별되는, 상기 복수의 지상 구조물(551) 각각의 가로길이 및 세로길이에 따른 비율이 상기 정상 범위를 만족하는지 판단함으로써, SAR 영상의 보정이 필요한지를 더 정확히 할 수 있다.According to an embodiment, the determination unit 520 is identified in the SAR image when a lateral observation range in which a plurality of ground structures 551 are installed is photographed by the SAR system 511 , the plurality of ground structures 551 . ) by determining whether the ratio according to each horizontal length and vertical length satisfies the normal range, it is possible to more accurately determine whether correction of the SAR image is necessary.

여기서, 상기 비율이 정상 범위를 만족하는 경우, 송신부(540)는 상기 보정하지 않은 SAR 영상을, 그대로 SAR 시스템(511)과 연관된 제어국(561)으로 송신할 수 있다.Here, when the ratio satisfies the normal range, the transmitter 540 may transmit the uncorrected SAR image to the control station 561 associated with the SAR system 511 as it is.

만일, 상기 비율이 정상 범위를 만족하지 않으면, 송신부(540)는 처리부(530)를 통해 SAR 영상을 보정한 후에 제어국(561)으로 송신할 수 있다.If the ratio does not satisfy the normal range, the transmitter 540 may transmit the SAR image to the controller 561 after correcting the SAR image through the processor 530 .

처리부(530)는 상기 비율이 정상 범위를 만족하지 않는 경우, 상기 SAR 영상을 보정하는 기능을 한다. 처리부(530)에서의 SAR 영상의 보정은, 지금까지 공지된 다양한 보정 방법이 적용될 수 있다.The processing unit 530 functions to correct the SAR image when the ratio does not satisfy the normal range. For the correction of the SAR image in the processing unit 530 , various correction methods known so far may be applied.

일례로, 처리부(530)는 활주로에 미리 그린 원형도형 모양이 항공기의 자세와 거리에 따라 변하는 것을 이용하여 착륙지점과의 거리를 추산하면서 자동착륙하는 미국 등록특허 US8000867 및 US8515636을 이용하여, SAR 영상을 보정할 수 있다.As an example, the processing unit 530 uses US Patents US8000867 and US8515636 to automatically land while estimating the distance to the landing point using that the circular shape previously drawn on the runway changes according to the posture and distance of the aircraft, SAR image can be corrected.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 SAR 영상 보정 시스템에서, SAR 영상을 보정하는 일례를 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating an example of correcting a SAR image in the SAR image correction system according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 항공기가 진행방향으로 영상을 촬영하면 지상의 도형(구조물)은 원형의 모양이 타원형(도 7의 720의 일그러진 원형단면 참조)으로 보이게 되고 x와 y의 비율은 그대로가 아니라 영상시선과 지상평면이 이루는 각도에 따라 다르게 보이게 된다. 여기서, x, y는 영상에서 측정하는 길이를 나타내고, 즉, 지상 구조물의 원형단면(보정용 원, 도형)의 실제지름이 예를 들어 10 m라고 하더라도 영상에서의 x, y는 1cm도 되고 5 cm도 될 수 있다.Referring to FIG. 8, when the aircraft takes an image in the moving direction, the figure (structure) on the ground has a circular shape (refer to the distorted circular cross section of 720 in FIG. 7), and the ratio of x and y is not the same. It looks different depending on the angle between the image line of sight and the ground plane. Here, x and y represent the length measured in the image, that is, even if the actual diameter of the circular cross-section (circle for correction, figure) of the ground structure is 10 m, for example, x and y in the image are 1 cm or 5 cm can also be

도 8은 고도와 항공기 pitch각에 따른 도면으로, 항공기의 pitch각이 0인 경우를 나타낸다. θ는 지표면과 카메라 시선방향 간에 생기는 각도이고, h는 고도계를 통해 얻는 고도 정보이고, GR(Ground Range)은, 지상 거리이고, SR(Slant Range)은 경사 거리이고, 점선 화살표는 항공기의 비행방향을 나타낸다.8 is a view according to the altitude and the pitch angle of the aircraft, and shows a case where the pitch angle of the aircraft is 0. θ is the angle between the ground surface and the camera gaze direction, h is the altitude information obtained through the altimeter, GR (Ground Range) is the ground distance, SR (Slant Range) is the slope distance, and the dotted arrow is the flight direction of the aircraft. indicates

도 8에서 보는 바와 같이, 처리부(530)는 이 타원의 x와 y거리의 비를 계산하여 이미 알고 있는 고도를 가지고 식 1에 따라 항공기와 지상의 각 θ을 계산할 수 있다.As shown in FIG. 8 , the processing unit 530 may calculate the angle θ between the aircraft and the ground according to Equation 1 with the already known altitude by calculating the ratio of the x and y distances of the ellipse.

[식 1] tan(θ) = y/x → θ = tan-1(y/x)[Equation 1] tan(θ) = y/x → θ = tan -1 (y/x)

또한, 처리부(530)는 식 2에 따라 지상거리 GR을 계산할 수 있다.Also, the processing unit 530 may calculate the ground distance GR according to Equation 2 .

[식 2] GR = h/tan(θ) = h/tan(tan-1(y/x)) = h*x/y[Equation 2] GR = h/tan(θ) = h/tan(tan -1 (y/x)) = h*x/y

또한, 처리부(530)는 식 3에 따라 경사 거리 SR을 계산 가능하다.Also, the processing unit 530 may calculate the inclination distance SR according to Equation 3 .

[식 3] sin(θ) = h/SR → SR = h/sin(θ) = h/sin(tan-1(y/x))[Equation 3] sin(θ) = h/SR → SR = h/sin(θ) = h/sin(tan -1 (y/x))

처리부(530)는 타원에서 구해진 y/x 비를, 식 1의 "θ = tan-1(y/x)"에 대입하여 아래처럼 계산할 수 있다.The processor 530 may calculate the y/x ratio obtained from the ellipse as follows by substituting "θ = tan -1 (y/x)" of Equation 1 as follows.

y/x = 1, θ = 45°y/x = 1, θ = 45°

y/x = 0.5, θ = 26.56°y/x = 0.5, θ = 26.56°

y/x = 0.268, θ = 15°y/x = 0.268, θ = 15°

처리부(530)는 식 1~3에 따라 SAR 영상 속 타원에서 구해진 y/x 비와 지상거리 및 경사 거리를 이용하여, 지표면과 카메라 시선방향 간에 생기는 각도 θ를 구할 수 있고, 영상 속 타원에서 구해진 θ가, SAR 시스템에 실제 설정된 θ와 일치되도록 SAR 영상을 보정할 수 있다.The processing unit 530 can obtain the angle θ between the ground surface and the camera gaze direction by using the y/x ratio obtained from the ellipse in the SAR image, the ground distance, and the inclination distance, according to Equations 1 to 3, and obtained from the ellipse in the image. The SAR image may be corrected so that θ coincides with θ actually set in the SAR system.

SAR 영상을 보정하는 다른 일례로, 생성부(510)는 상기 측면관측범위의 직상(直上)에 위치한 비행체의 카메라 모듈(512)에 의해, 상기 SAR 영상과 동일한 측면관측범위를 촬영하여, 카메라 영상(도 3에서 직하 관측으로 촬영된 카메라 영상(310))을 생성하고, 판단부(520)는 상기 카메라 영상 내에서의, 상기 지상 구조물(551)의 가로길이 및 세로길이를 식별하고, 식별된 지상 구조물(551)의 가로길이 및 세로길이에 따른 비율을, 상기 정상 범위로서 설정할 수 있다.As another example of correcting the SAR image, the generating unit 510 captures the same side observation range as the SAR image by the camera module 512 of the aircraft located directly above the side observation range, and the camera image (The camera image 310 taken by direct observation in FIG. 3) is generated, and the determination unit 520 identifies the horizontal length and the vertical length of the ground structure 551 in the camera image, and the identified A ratio according to a horizontal length and a vertical length of the ground structure 551 may be set as the normal range.

이 경우, 처리부(530)는 상기 SAR 영상 내에서의 지상 구조물(551)의 비율이, 상기 정상 범위로서 설정된 비율과 일치되도록, 상기 SAR 시스템에 정해진 지상 거리에 따라, 상기 SAR 영상의 좌표값을 반복적으로 조정할 수 있다.In this case, the processing unit 530 calculates the coordinate value of the SAR image according to the ground distance determined in the SAR system so that the ratio of the ground structure 551 in the SAR image matches the ratio set as the normal range. It can be adjusted repeatedly.

처리부(530)에 의해 SAR 영상이 보정되면, 송신부(540)는 보정된 SAR 영상을, SAR 시스템(511)과 연관된 제어국(561)으로 송신한다.When the SAR image is corrected by the processing unit 530 , the transmitter 540 transmits the corrected SAR image to the control station 561 associated with the SAR system 511 .

일례로, 판단부(520)는 보정된 SAR 영상 내에서의, 지상 구조물(551)의 가로길이 및 세로길이에 따른 비율을 재식별하고, 재식별된 가로길이 및 세로길이에 따른 비율이 상기 정상 범위를 만족함에 따라, 송신부(540)는 보정된 SAR 영상을, SAR 시스템(511)과 연관된 제어국(561)으로 송신할 수 있다.For example, the determination unit 520 re-identifies the ratio according to the horizontal length and the vertical length of the ground structure 551 in the corrected SAR image, and the ratio according to the re-identified horizontal length and vertical length is normal. As the range is satisfied, the transmitter 540 may transmit the corrected SAR image to the control station 561 associated with the SAR system 511 .

이때, 송신부(540)는 보정된 SAR 영상에 대해, 지상 거리 해상도(Ground Range Resolution)를 산출하고, 산출된 지상 거리 해상도가 정해진 레벨 이상일 때, 상기 보정된 SAR 영상을, 제어국(561)으로 송신할 수 있다.At this time, the transmitter 540 calculates a ground range resolution for the corrected SAR image, and transmits the corrected SAR image to the control station 561 when the calculated ground distance resolution is equal to or greater than a predetermined level. can send

이와 같이, 본 발명에 따르면, SAR 시스템(511)의 측면 관측(side-looking)에 의해 생성된 SAR 영상의 정확도를, 측면관측범위에 설치된 일정 크기의 지상 구조물(551)을 통해 간이하고 저렴한 방식으로 검증하여, 필요한 경우, SAR 영상의 보정을 수행할 수 있어, 측면 관측에 의해 생성되는 SAR 영상의 정확도를 보다 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, the accuracy of the SAR image generated by side-looking of the SAR system 511 is simplified and inexpensive through the ground structure 551 of a certain size installed in the side-viewing range. , and if necessary, correction of the SAR image can be performed, so that the accuracy of the SAR image generated by side observation can be further improved.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 SAR 영상 보정 시스템에서, ScanSAR시 8개 빔 합성의 개념을 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating the concept of 8-beam synthesis during ScanSAR in the SAR image correction system according to an embodiment of the present invention.

SAR 시스템이 비행체에 장착되어 측면 관측(side-looking)으로 지상의 측면관측범위를 촬영하게 되면, 근거리(near range)와 원거리(far range) 간 거리 오차, 지구 곡률에 의한 거리 오차 등으로 인해 영상 왜곡이 발생할 수 있다.When the SAR system is mounted on the vehicle and the side-looking range of the ground is photographed by side-looking, the image due to the distance error between the near range and the far range, and the distance error due to the earth's curvature, etc. Distortion may occur.

특히, 도 6에 도시된 것처럼, 다수(예, '8개')의 빔을 합성하여 SAR 영상을 생성하는 SAR 시스템에서는, 먼 쪽 빔과 가까운 쪽 빔 간에 거리 오차가 크게 발생하므로, 지상 거리 값에 따른 좌표값 보정(re-scaling) 작업이 필수이다.In particular, as shown in FIG. 6 , in a SAR system that generates an SAR image by synthesizing a plurality of beams (eg, '8'), a distance error between a far side beam and a near side beam occurs greatly, so the terrestrial distance value Coordinate value correction (re-scaling) work is essential.

이에 따라, 상기 지상 거리 값에 따라 좌표값 보정된 SAR 영상에 대해서, 본 발명에 따른 SAR 영상 보정 시스템은, 측면관측범위 내에 설치된 지상 구조물의 SAR 영상 내에서의 길이에 따른 비율이 정상 범위(1:1)를 만족하는지에 따라 보정의 정확도를 검증한 후, 상기 비율이 정상 범위를 만족하지 않아 지구 곡률로 인한 오차가 SAR 영상 내에 존재하는 것으로 판단되면, SAR 영상과 동일한 측면관측범위를 비행체에 장착된 카메라 모듈에 의해 촬영하여 생성한 카메라 영상을 이용하여, 카메라 영상 내에서의 지상 구조물의 길이가, 허용된 범위에서 이탈한 정도에 따라 보정값을 산출해 상기 SAR 영상의 좌표값을 재보정 처리함으로써, 보정의 정확도를 높일 수 있다.Accordingly, with respect to the SAR image corrected for the coordinates according to the ground distance value, in the SAR image correction system according to the present invention, the ratio according to the length in the SAR image of the ground structure installed within the side observation range is within the normal range (1). After verifying the accuracy of the correction according to whether it satisfies :1), if it is determined that the error due to the earth curvature exists in the SAR image because the ratio does not satisfy the normal range, the same lateral observation range as the SAR image is applied to the vehicle. Using the camera image generated by shooting by the mounted camera module, the coordinate value of the SAR image is re-corrected by calculating a correction value according to the extent to which the length of the ground structure in the camera image deviated from the allowed range. By processing, the accuracy of the correction can be increased.

이때, 본 발명에 따른 SAR 영상 보정 시스템은, 보정된 SAR 영상을 제어국으로 송신하기 전에, 보정된 SAR 영상의 지상 거리 해상도를 dR=C/(2B*sinθ)에 따라 산출하고, 산출된 지상 거리 해상도가 정해진 레벨 이상이면, 빛의 속도(C)와 대역폭(B)에 따라 설정된 경사 거리(C/2B)에 무관하게, 상기 보정된 SAR 영상을 제어국으로 송신할 수 있다.At this time, the SAR image correction system according to the present invention calculates the terrestrial distance resolution of the corrected SAR image according to dR=C/(2B*sinθ) before transmitting the corrected SAR image to the control station, and calculates the calculated terrestrial If the distance resolution is greater than or equal to a predetermined level, the corrected SAR image may be transmitted to the control station regardless of the inclination distance (C/2B) set according to the speed of light (C) and the bandwidth (B).

이를 통해, 본 발명에 의하면, 근거리와 원거리 간 거리 오차에 따른 일차적인 보정, 지구 곡률로 인한 거리 오차에 따른 이차적인 보정을 통해 측면 관측으로 인한 SAR 영상의 왜곡을 높은 정확도로 보정하면서도, 고품질의 해상도를 가진 SAR 영상을 확보할 수 있다.Through this, according to the present invention, the distortion of the SAR image due to side observation is corrected with high accuracy through primary correction according to the distance error between the near and far distances and the secondary correction according to the distance error due to the curvature of the earth. SAR images with high resolution can be obtained.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 SAR 영상 보정 시스템에서, SAR 영상과 카메라 영상에서의 지상 구조물의 단면의 일례를 도시한 도면이다.7 is a view showing an example of a cross section of a ground structure in the SAR image and the camera image in the SAR image correction system according to an embodiment of the present invention.

도 7에는, SAR 시스템에 의해 생성된 SAR 영상 내에서의 지상 구조물의 원형단면(710)과, 카메라 영상에서의 지상 구조물의 일그러진 원형단면(720)이 도시되어 있다.7, a circular cross-section 710 of a ground structure in the SAR image generated by the SAR system and a distorted circular cross-section 720 of the above-ground structure in the camera image are shown.

도 7을 참조하면, 측면 관측(side-looking)으로 지상의 측면관측범위를 촬영할 경우, SAR 시스템에서 촬영된 SAR 영상에서는, 근거리와 원거리 간 거리 오차나 지구 곡률 등의 오차가 없을 경우, 지상 구조물이 도 7의 원형단면(710)처럼 가로와 세로 길이가 동일하게 나타나지만(가로길이 : 세로길이 = 1:1), 일반 카메라로 촬영한 카메라 영상에서는 지상 구조물이 도 7의 일그러진 원형단면(720)과 같이 나타날 수 있다(가로길이 : 세로길이 ≠ 1:1). Referring to FIG. 7 , when a side-viewing range of the ground is photographed by side-looking, in the SAR image captured by the SAR system, when there is no error such as a distance error between near and far or earth curvature, a ground structure Although the horizontal and vertical lengths are the same as in the circular section 710 of FIG. 7 (horizontal length: vertical length = 1:1), in the camera image taken with a general camera, the ground structure is a distorted circular section 720 of FIG. 7 It can appear as (width: length ≠ 1:1).

일례로, 원형단면(720)의 가로길이(x)가 원형단면(710)과 동일하면, 원형단면(720)의 세로길이(y)가 원형단면(710)의 세로길이 보다는 짧게 왜곡될 수 있다.For example, if the horizontal length (x) of the circular cross-section 720 is the same as the circular cross-section 710, the vertical length (y) of the circular cross-section 720 may be distorted to be shorter than the vertical length of the circular cross-section 710. .

한편, SAR 시스템에서 촬영된 SAR 영상이더라도, 근거리와 원거리 간 거리 오차나 지구 곡률 등의 오차가 있으면, 원형단면(720)처럼 일그러져 가로길이(x)와 세로길이(y)와의 비율이 1:1을 만족하지 않을 수 있다.On the other hand, even in the SAR image taken in the SAR system, if there is an error such as a distance error between the near and far distances or the curvature of the earth, it is distorted like the circular section 720 so that the ratio between the horizontal length (x) and the vertical length (y) is 1:1 may not be satisfied with

이를 이용해 SAR 영상 보정 시스템은, SAR 영상에서 식별한 지상 구조물의 원형단면(보정용 원)의 가로길이와 세로길이가 동일한지, 가로길이와 세로길이와의 비율이 1:1을 만족하는지 확인함으로써, SAR 영상의 정확도를 확인할 수 있다.By using this, the SAR image correction system checks whether the horizontal and vertical lengths of the circular cross-section (circle for correction) of the ground structure identified in the SAR image are the same, and whether the ratio between the horizontal and vertical lengths satisfies 1:1. You can check the accuracy of the SAR image.

SAR 영상 보정 시스템은, 지상의 측면관측범위에 설치한 보정용 원의 비율(즉, 원의 가로측 지름길이와 그에 수직하는 세로측 지름길이 간 비)을 이용해 정확도를 검증하기 때문에, 위성 경사 거리(500~800km)에 상관없이 해상도가 1m라면, 그 20배 정도인 최소 D=20m의 크기를 가지는 원을 이용해, SAR 영상의 정확도를 충분히 검증할 수 있다.(D가 클수록 더 정확해 진다).Since the SAR image correction system verifies the accuracy using the ratio of the correction circle installed in the lateral observation range on the ground (that is, the ratio between the horizontal diameter of the circle and the vertical diameter perpendicular to it), the satellite inclination distance (500 ~800km), if the resolution is 1m, the accuracy of the SAR image can be sufficiently verified using a circle having a size of at least D=20m, which is about 20 times greater (the larger the D, the more accurate).

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 SAR 영상 보정 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a sequence of a SAR image correction method according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 SAR 영상 보정 방법은, 상술한 SAR 영상 보정 시스템(500)에 의해 수행될 수 있다.The SAR image correction method according to the present embodiment may be performed by the above-described SAR image correction system 500 .

도 9를 참조하면, 단계(910)에서, SAR 영상 보정 시스템(500)은, 비행체에 장착된 SAR 시스템의 측면 관측에 의해, 지상의 지정된 측면관측범위를 촬영하여, SAR 영상을 생성한다. 상기 SAR 영상에는, 측면관측범위에 설치된 가로길이와 세로길이가 동일한 원형의 지상 구조물이 포함된다.Referring to FIG. 9 , in step 910 , the SAR image correction system 500 generates an SAR image by photographing a designated lateral observation range of the ground by side observation of the SAR system mounted on the vehicle. The SAR image includes a circular ground structure having the same horizontal and vertical lengths installed in the side observation range.

단계(920)에서, SAR 영상 보정 시스템(500)은, SAR 영상을 영상 처리하여, SAR 영상 내에서의 지상 구조물의 가로길이(X)와 세로길이(Y)를 식별하고, 가로길이와 세로길이에 관한 비율(X:Y)을 산출한다.In step 920, the SAR image correction system 500 performs image processing on the SAR image to identify the horizontal length (X) and the vertical length (Y) of the ground structure in the SAR image, and the horizontal length and vertical length Calculate the ratio (X:Y) with respect to

단계(950)에서, SAR 영상 보정 시스템(500)은, 상기 비율(X:Y)이 정상 범위("1:1")와 일치하는지 비교한다.In step 950, the SAR image correction system 500 compares whether the ratio (X:Y) matches a normal range (“1:1”).

정상 범위와 일치할 경우, SAR 영상 보정 시스템(500)은, 단계(970)로 이동하여 SAR 영상을 추가적인 보정 없이 제어국으로 송신한다.If it matches the normal range, the SAR image correction system 500 moves to step 970 to transmit the SAR image to the control station without further correction.

정상 범위와 일치하지 않는 경우, SAR 영상 보정 시스템(500)은, SAR 영상에 보정이 필요한 것으로 검증하고, 단계(960)로 이동한다.If it does not match the normal range, the SAR image correction system 500 verifies that the SAR image needs correction, and moves to step 960 .

단계(960)에서 SAR 영상 보정 시스템(500)은, SAR 영상의 좌표값을 지상 거리 값에 따라 보정 처리하고, 단계(970)에서 SAR 영상 보정 시스템(500)은, 보정된 SAR 영상을 제어국으로 송신한다.In step 960, the SAR image correction system 500 corrects the coordinate value of the SAR image according to the ground distance value, and in step 970, the SAR image correction system 500 transmits the corrected SAR image to the control station. send to

상술한 것처럼, SAR 시스템을 통해 SAR 영상이 생성될 때 이미 지상 거리 값에 따라 좌표값이 보정된 상태라하더라도, 지구 곡률 등의 거리 오차로 인해 보정이 정확히 이루어지지 않을 수 있기 때문에, 본 발명에서는, SAR 시스템에서 생성된 SAR 영상에 대한 보정의 정확도를 확인하기 위해, SAR 영상에 촬영된 지상 구조물의 길이 비율을 이용함으로써 SAR 영사의 보정이 더 필요한지 간단히 검증할 수 있고, 이를 통해 정확도 높은 SAR 영상의 획득을 가능하게 한다.As described above, when the SAR image is generated through the SAR system, even if the coordinate value is already corrected according to the ground distance value, since the correction may not be made accurately due to a distance error such as the earth's curvature, in the present invention , in order to check the accuracy of the correction for the SAR image generated by the SAR system, it is possible to simply verify whether further correction of the SAR projection is required by using the ratio of the length of the ground structure photographed in the SAR image, and through this, it is possible to verify the accuracy of the SAR image. makes it possible to obtain

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may comprise a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures a processing device to operate as desired or is independently or collectively processed You can command the device. The software and/or data may be any kind of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. , or may be permanently or temporarily embody in a transmitted signal wave. The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited drawings, those skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

500: SAR 영상 보정 시스템
510: 생성부
520: 판단부
530: 처리부
540: 송신부
550: 확인부
560: 제어부
501: 비행체
502: 지상
511: SAR 시스템
512: 카메라 모듈
551: 지상 구조물
561: 제어국500: SAR image correction system
510: generator
520: judgment unit
530: processing unit
540: transmitter
550: confirmation unit
560: control unit
501: aircraft
502: ground
511: SAR system
512: camera module
551: ground structure
561: control station

Claims (17)

비행체에 장착된 SAR 시스템의 측면관측(side-looking)에 의해, 지상의 지정된 측면관측범위를 촬영하는 단계;
상기 촬영에 따라, 상기 측면관측범위 내에 설치된 가로길이와 세로길이가 동일한 원형의 지상 구조물을 포함하여, SAR 영상을 생성하는 단계;
상기 SAR 영상 내에서의, 상기 지상 구조물의 가로길이(x) 및 세로길이(y)를 식별하는 단계;
식별된 가로길이(x) 및 세로길이(y)에 따른 비율(y/x)이, 정상 범위를 만족하는지 판단하는 단계;
상기 SAR 영상 속 상기 지상 구조물의 모양이, 상기 비율(y/x)이 정상 범위를 만족하지 않는 타원형으로 나타나는 경우,
상기 타원형의 비율(y/x)을 이용하여, 지표면과 상기 SAR 시스템의 시선방향 간에 생기는 각도 θ를 구하고, 구해진 각도 θ가 상기 SAR 시스템에 실제 설정된 θ와 일치되도록, 상기 SAR 영상을 보정하는 단계; 및
상기 보정된 SAR 영상을, 상기 SAR 시스템과 연관된 제어국으로 송신하는 단계
를 포함하는 SAR 영상 보정 방법.By side-looking (side-looking) of the SAR system mounted on the vehicle, photographing a designated side-viewing range of the ground;
generating an SAR image including a circular ground structure having the same horizontal length and vertical length installed within the side observation range according to the photographing;
identifying a horizontal length (x) and a vertical length (y) of the ground structure in the SAR image;
determining whether the ratio (y/x) according to the identified horizontal length (x) and vertical length (y) satisfies a normal range;
When the shape of the ground structure in the SAR image appears as an oval in which the ratio (y/x) does not satisfy the normal range,
Using the elliptical ratio (y/x), obtaining an angle θ between the ground surface and the gaze direction of the SAR system, and correcting the SAR image so that the obtained angle θ matches the θ actually set in the SAR system ; and
Transmitting the corrected SAR image to a control station associated with the SAR system
SAR image correction method comprising a. 제1항에 있어서,
상기 정상 범위를 만족하는지 판단하는 단계는,
상기 SAR 영상에서 식별된 상기 지상 구조물의 가로길이(x)와 세로길이(y)와의 비율(y/x)이, 상기 정상 범위로서 설정된 "1"을 만족하는지 판단하는 단계
를 포함하는 SAR 영상 보정 방법.According to claim 1,
The step of determining whether the normal range is satisfied,
Determining whether the ratio (y/x) of the horizontal length (x) and the vertical length (y) of the ground structure identified in the SAR image satisfies “1” set as the normal range
SAR image correction method comprising a. 제1항에 있어서,
상기 SAR 시스템에 의해, 상기 지상 구조물이 복수로 설치된 측면관측범위를 촬영한 경우,
상기 정상 범위를 만족하는지 판단하는 단계는,
상기 SAR 영상에서 식별되는, 상기 복수의 지상 구조물 각각의 가로길이 및 세로길이에 따른 비율이 상기 정상 범위를 만족하는지 판단하는 단계
를 포함하는 SAR 영상 보정 방법.According to claim 1,
When a side observation range in which a plurality of the above-ground structures are installed by the SAR system is photographed,
The step of determining whether the normal range is satisfied,
Determining whether a ratio according to a horizontal length and a vertical length of each of the plurality of ground structures identified in the SAR image satisfies the normal range
SAR image correction method comprising a. 제1항에 있어서,
상기 비율이 정상 범위를 만족하는 경우,
상기 보정하지 않은 SAR 영상을, 상기 SAR 시스템과 연관된 제어국으로 송신하는 단계
를 더 포함하는 SAR 영상 보정 방법.According to claim 1,
When the ratio satisfies the normal range,
Transmitting the uncorrected SAR image to a control station associated with the SAR system
SAR image correction method further comprising a. 제1항에 있어서,
상기 SAR 영상이 보정된 경우,
상기 보정된 SAR 영상 내에서의, 상기 지상 구조물의 가로길이 및 세로길이에 따른 비율을 재식별하는 단계; 및
재식별된 가로길이 및 세로길이에 따른 비율이, 정상 범위를 만족함에 따라, 상기 보정된 SAR 영상을, 상기 SAR 시스템과 연관된 제어국으로 송신하는 단계
를 더 포함하는 SAR 영상 보정 방법.According to claim 1,
When the SAR image is corrected,
Re-identifying the ratio according to the horizontal length and vertical length of the ground structure in the corrected SAR image; and
Transmitting the corrected SAR image to a control station associated with the SAR system as the re-identified ratio according to the horizontal length and vertical length satisfies a normal range
SAR image correction method further comprising a. 제5항에 있어서,
상기 정상 범위를 만족함에 따라,
상기 보정된 SAR 영상에 대해, 지상 거리 해상도를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 지상 거리 해상도가 정해진 레벨 이상일 때, 상기 보정된 SAR 영상을, 상기 제어국으로 송신하는 단계
를 더 포함하는 SAR 영상 보정 방법.6. The method of claim 5,
As the above normal range is satisfied,
calculating a ground distance resolution for the corrected SAR image; and
transmitting the corrected SAR image to the control station when the calculated terrestrial distance resolution is greater than or equal to a predetermined level;
SAR image correction method further comprising a. 제1항에 있어서,
상기 SAR 시스템과 연관된 제어국에 의해 상기 측면관측범위가 지정됨에 따라,
상기 측면관측범위 내에, 가로길이와 세로길이가 동일한 적어도 하나의 지상 구조물이 설치되어 있는지 확인하는 단계; 및
상기 측면관측범위 내에 지상 구조물이 설치되지 않은 경우,
상기 측면관측범위로부터 일정 거리 내에 이동식 지상 구조물이 설치된 것으로 확인되면, 상기 이동식 지상 구조물의 제어 장치로 이동 명령을 발생하여, 상기 측면관측범위 내로 이동시키는 단계
를 더 포함하는 SAR 영상 보정 방법.According to claim 1,
As the side observation range is designated by the control station associated with the SAR system,
checking whether at least one ground structure having the same horizontal length and vertical length is installed within the side observation range; and
If a ground structure is not installed within the side observation range,
When it is confirmed that the movable ground structure is installed within a certain distance from the side observation range, generating a movement command to the control device of the movable ground structure and moving it within the side observation range
SAR image correction method further comprising a. 제1항에 있어서,
상기 측면관측범위의 직상에 위치한 비행체의 카메라 모듈에 의해, 상기 SAR 영상과 동일한 측면관측범위를 촬영하는 단계;
상기 촬영에 따라 생성되는 카메라 영상 내에서의, 상기 지상 구조물의 가로길이 및 세로길이를 식별하는 단계; 및
상기 카메라 영상에서 식별된 상기 지상 구조물의 가로길이 및 세로길이에 따른 비율을, 상기 정상 범위로서 설정하는 단계
를 더 포함하고,
상기 SAR 영상을 보정하는 단계는,
상기 SAR 영상 내에서의 상기 지상 구조물의 비율이, 상기 정상 범위로서 설정된 비율과 일치되도록, 상기 SAR 시스템에 정해진 지상 거리에 따라, 상기 SAR 영상의 좌표값을 조정하는 단계
를 더 포함하는 SAR 영상 보정 방법.According to claim 1,
photographing the same side observation range as the SAR image by the camera module of the vehicle located directly above the side observation range;
identifying a horizontal length and a vertical length of the ground structure in the camera image generated according to the photographing; and
Setting a ratio according to the horizontal length and vertical length of the ground structure identified in the camera image as the normal range
further comprising,
The step of correcting the SAR image,
Adjusting the coordinate value of the SAR image according to the ground distance determined in the SAR system so that the ratio of the ground structure in the SAR image matches the ratio set as the normal range
SAR image correction method further comprising a. 비행체에 장착된 SAR 시스템의 측면관측에 의해, 지상의 지정된 측면관측범위를 촬영하여, 상기 측면관측범위 내에 설치된 가로길이와 세로길이가 동일한 원형의 지상 구조물을 포함하여, SAR 영상을 생성하는 생성부;
상기 SAR 영상 내에서의, 상기 지상 구조물의 가로길이(x) 및 세로길이(y)를 식별하고, 식별된 가로길이(x) 및 세로길이(y)에 따른 비율(y/x)이, 정상 범위를 만족하는지 판단하는 판단부;
상기 SAR 영상 속 상기 지상 구조물의 모양이, 상기 비율(y/x)이 정상 범위를 만족하지 않는 타원형으로 나타나는 경우,
상기 타원형의 비율(y/x)을 이용하여, 지표면과 상기 SAR 시스템의 시선방향 간에 생기는 각도 θ를 구하고, 구해진 각도 θ가 상기 SAR 시스템에 실제 설정된 θ와 일치되도록, 상기 SAR 영상을 보정하는 처리부; 및
상기 보정된 SAR 영상을, 상기 SAR 시스템과 연관된 제어국으로 송신하는 송신부
를 포함하는 SAR 영상 보정 시스템.A generation unit that captures a designated lateral observation range of the ground by side observation of the SAR system mounted on the vehicle, and generates a SAR image including a circular ground structure having the same horizontal and vertical length installed within the side observation range ;
In the SAR image, the horizontal length (x) and the vertical length (y) of the ground structure are identified, and the ratio (y/x) according to the identified horizontal length (x) and vertical length (y) is normal a determination unit for determining whether a range is satisfied;
When the shape of the ground structure in the SAR image appears as an oval in which the ratio (y/x) does not satisfy the normal range,
Using the elliptical ratio (y/x), an angle θ generated between the ground surface and the gaze direction of the SAR system is obtained, and the obtained angle θ is matched with θ actually set in the SAR system. A processing unit that corrects the SAR image ; and
A transmitter for transmitting the corrected SAR image to a control station associated with the SAR system
SAR image correction system comprising a. 제9항에 있어서,
상기 판단부는,
상기 SAR 영상에서 식별된 상기 지상 구조물의 가로길이(x)와 세로길이(y)와의 비율(y/x)이, 상기 정상 범위로서 설정된 "1"을 만족하는지 판단하는
SAR 영상 보정 시스템.10. The method of claim 9,
The judging unit,
Determining whether the ratio (y/x) of the horizontal length (x) and the vertical length (y) of the ground structure identified in the SAR image satisfies "1" set as the normal range
SAR image correction system. 제9항에 있어서,
상기 SAR 시스템에 의해, 상기 지상 구조물이 복수로 설치된 측면관측범위를 촬영한 경우,
상기 판단부는,
상기 SAR 영상에서 식별되는, 상기 복수의 지상 구조물 각각의 가로길이 및 세로길이에 따른 비율이 상기 정상 범위를 만족하는지 판단하는
SAR 영상 보정 시스템.10. The method of claim 9,
When a side observation range in which a plurality of the above-ground structures are installed by the SAR system is photographed,
The judging unit,
Determining whether the ratio according to the horizontal length and vertical length of each of the plurality of ground structures identified in the SAR image satisfies the normal range
SAR image correction system. 제9항에 있어서,
상기 비율이 정상 범위를 만족하는 경우,
상기 송신부는,
상기 보정하지 않은 SAR 영상을, 상기 SAR 시스템과 연관된 제어국으로 송신하는
SAR 영상 보정 시스템.10. The method of claim 9,
When the ratio satisfies the normal range,
The transmitter is
Transmitting the uncorrected SAR image to a control station associated with the SAR system
SAR image correction system. 제9항에 있어서,
상기 SAR 영상이 보정된 경우,
상기 판단부는,
상기 보정된 SAR 영상 내에서의, 상기 지상 구조물의 가로길이 및 세로길이에 따른 비율을 재식별하고,
재식별된 가로길이 및 세로길이에 따른 비율이, 정상 범위를 만족함에 따라,
상기 송신부는,
상기 보정된 SAR 영상을, 상기 SAR 시스템과 연관된 제어국으로 송신하는
SAR 영상 보정 시스템.10. The method of claim 9,
When the SAR image is corrected,
The judging unit,
In the corrected SAR image, re-identifying the ratio according to the horizontal length and vertical length of the ground structure,
As the ratio according to the re-identified width and length satisfies the normal range,
The transmitter is
Transmitting the corrected SAR image to a control station associated with the SAR system
SAR image correction system. 제13항에 있어서,
상기 정상 범위를 만족함에 따라,
상기 송신부는,
상기 보정된 SAR 영상에 대해, 지상 거리 해상도를 산출하고, 산출된 지상 거리 해상도가 정해진 레벨 이상일 때, 상기 보정된 SAR 영상을, 상기 제어국으로 송신하는
SAR 영상 보정 시스템.14. The method of claim 13,
As it satisfies the above normal range,
The transmitter is
for the corrected SAR image, calculating a terrestrial distance resolution, and transmitting the corrected SAR image to the control station when the calculated terrestrial distance resolution is equal to or greater than a predetermined level.
SAR image correction system. 제9항에 있어서,
상기 SAR 시스템과 연관된 제어국에 의해 상기 측면관측범위가 지정됨에 따라, 상기 측면관측범위 내에, 가로길이와 세로길이가 동일한 적어도 하나의 지상 구조물이 설치되어 있는지 확인하는 확인부; 및
상기 측면관측범위 내에 지상 구조물이 설치되지 않은 경우, 상기 측면관측범위로부터 일정 거리 내에 이동식 지상 구조물이 설치된 것으로 확인되면, 상기 이동식 지상 구조물의 제어 장치로 이동 명령을 발생하여, 상기 측면관측범위 내로 이동시키는 제어부
를 더 포함하는 SAR 영상 보정 시스템.10. The method of claim 9,
a check unit for checking whether at least one ground structure having the same horizontal length and vertical length is installed within the side observation range as the side observation range is designated by the control station associated with the SAR system; and
When a ground structure is not installed within the side observation range, if it is confirmed that a movable ground structure is installed within a certain distance from the side observation range, a movement command is generated to the control device of the movable ground structure and moves within the side observation range control unit
SAR image correction system further comprising a. 제9항에 있어서,
상기 생성부는,
상기 측면관측범위의 직상에 위치한 비행체의 카메라 모듈에 의해, 상기 SAR 영상과 동일한 측면관측범위를 촬영하여, 카메라 영상을 생성하고,
상기 판단부는,
상기 카메라 영상 내에서의, 상기 지상 구조물의 가로길이 및 세로길이를 식별하고, 식별된 상기 지상 구조물의 가로길이 및 세로길이에 따른 비율을, 상기 정상 범위로서 설정하고,
상기 처리부는,
상기 SAR 영상 내에서의 상기 지상 구조물의 비율이, 상기 정상 범위로서 설정된 비율과 일치되도록, 상기 SAR 시스템에 정해진 지상 거리에 따라, 상기 SAR 영상의 좌표값을 조정하는
SAR 영상 보정 시스템.10. The method of claim 9,
The generating unit,
By the camera module of the aircraft located directly above the side observation range, the same side observation range as the SAR image is taken to generate a camera image,
The judging unit,
In the camera image, the horizontal length and vertical length of the ground structure are identified, and a ratio according to the identified horizontal length and vertical length of the ground structure is set as the normal range,
The processing unit,
Adjusting the coordinate value of the SAR image according to the ground distance set in the SAR system so that the ratio of the ground structure in the SAR image matches the ratio set as the normal range
SAR image correction system. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.A computer-readable recording medium recording a program for executing the method of any one of claims 1 to 8.
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