[논문]고해상도 상용카메라를 사용하는 영상변환을 이용한 탄착점 좌표획득

박상재; 하석운

doi:10.14372/iemek.2011.6.1.1

Abstract ▼ AI-Helper

In the bomb impact test, to acquire the bomb impact point location the high-priced embedded equipments such as the Bomb Scoring System or the EOTS are needed. Recently, a high-resolution image processing could be possible since the resolution of the commercial camera is growing rapidly. In this pape...

In the bomb impact test, to acquire the bomb impact point location the high-priced embedded equipments such as the Bomb Scoring System or the EOTS are needed. Recently, a high-resolution image processing could be possible since the resolution of the commercial camera is growing rapidly. In this paper we first propose an image transformation method for acquiring the real bomb impact image using a high-resolution commercial camera, and then present the process calculating the real bomb impact point location coordinate from the transformed image. Based on the experimental results we found the possibilities that the real bomb impact point information could be effectively earned just using the commercial camera.

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AI-Helper

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문제 정의

최근 저가의 상용카메라의 해상도가 급격히 향상됨에 따라 상용카메라를 사용하는 고해상도 영상처리가 가능하게 되었다[3]. 본 논문에서는 고해상도상용 카메라를 활용하여 탄착점의 위치정보를 획득할 수 있는 영상 변환 기법과[4] 이를 통해 실제 탄착점 좌표를 구하는 방법을 제안하며 시험 영상과 실제 무장 탄착 영상에 적용하여 그 결과를 평가하고자 한다.

제안 방법

고해상도 상용카메라를 활용하여 무장 정확도 시험을 통해 무장 탄착 영상을 획득 및 변환하고, 탄착점 좌표를 획득하는 전체 과정은 다음과 같다.
그리고 무장 탄착순간에 맞춰 설치된 상용 카메라를 통해 그림 4와 같이 탄착 영역의 영상을 획득하고 탄착점을 확인한다. 획득한 사진 영상은 카메라 렌즈의 입사각의 비선형성으로 인해 왜곡된 영상으로 담겨진다.
획득 영상으로부터 실제 거리 영상으로의 변환에서 먼저 수직 방향으로의 변환을 위해 그림 6과 같이 20 cm의 동일한 간격으로 바둑알을 놓아둔 시험 영상과 실제 거리 영상용 매핑 매트릭스를 준비하였다.
무장정확도 시험에서 탄착점 좌표 획득에 사용되는 Bomb Scoring System이나 EOTS와 같은 고가의 임베디드 장비 대신에 고해상도 상용 카메라의 적용 가능성을 보기 위해 실제 거리 영상 매핑 방법을 제안하였으며, 이를 토대로 탄 착점의 실제 좌표를 구하는 과정을 나타내었다.

대상 데이터

탄착점을 확인한다. 획득한 사진 영상은 카메라 렌즈의 입사각의 비선형성으로 인해 왜곡된 영상으로 담겨진다.
실험을 위해 해상도 3*242468 4의 바둑돌 시험 영상을 적용하였다. 매핑매트릭스의한 픽셀에 대응하는 시험 영상의 수직 방향과 수평 방향으로의 대응 픽셀에 관한 영상 변환 식(3)과 (6)를 바둑돌 시험 영상에 적용하여 그 결과를 그림 11에 나타내었다.
실험에 사용된 매핑매트릭스의 크기는 바둑돌 사이의 거리를 200 mm하여 전체로는 세로 800 mm, 가로 800 mm이며, 이를 영상화 하면 *88000 0 크기의 실제 거리 매핑 영상이 된다.

성능/효과

본 연구에서 제안하는 영상변환은 시험 영상을 실제 물체 거리 비율로 매핑하는 방법을 사용하였기 때문에 영상회전이나 확대와 같은 영상 처리 방법에 의한 것과는 달리 영상의 크기나 해상도에 따라 오차를 최소화할 수 있어 더욱 정확한 변환 및 측정이 가능하다.
제안한 방법을 시험 영상에 적용한 다음, 그 결과를 토대로 실제 무장 탄착 영상을 처리한 결과 고해상도 상용카메라를 사용하여서도 효과적인 탄착점 좌표 획득이 가능함을 발견할 수 있었다.

참고문헌 (6)

W. Alan, "Townsville field training area bomb impact scoring system", http://www.c-esolutions.com.au/testimonials/townsville-field-training-area-bomb-impact-scoring-system, 2010.
Lockheed Martin Corporation, "JSF EQTS : The elector-optical targeting system", Missiles and Fire Control Business Development, http://www.missileandfirecontrol.com, 2003.
J.A. Charnow, "High-resolution camera for medical imaging approved", http://www.renaladurologynews.com/high-resolution-camera-for-medical-imaging-approved, 2010.
R.C. Gonzalez and R.E. Woods, Digital Image Processing, Addison Wesley Publishing Inc., 1992.
Z. Zhang, "A flexible technique for camera calibration", IEEE Trans. on pattern analysis and machine intelligence, 2000.
X. Tu, "Cameras", A dissertation for PhD, Electrical engineering, Stony Brook University, 2009.

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