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편대비행 표적식별을 위한 효과적인 ISAR 영상 합성 방법
Efficient Fusion Method to Recognize Targets Flying in Formation 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.27 no.8, 2016년, pp.758 - 765  

김민 (부경대학교 전자공학과) ,  강기봉 (부경대학교 전자공학과) ,  정주호 (부경대학교 전자공학과) ,  김경태 (부경대학교 전자공학과) ,  박상홍 (부경대학교 전자공학과)

초록
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본 논문에서는 편대비행 중인 다수의 표적을 식별하기 위하여 기존의 표적들을 분리시키는 기법을 이용하는 대신 PSO(Particle Swarm Optimization) 알고리즘을 이용하여 미리 학습되어 있던 각 표적의 역합성 개구면 레이다(Inverse Synthetic Aperture Radar: ISAR) 영상들을 합성하는 방법을 제안한다. 제안된 기법에서 ISAR 영상의 합성은 표적의 수와 관측 각도 및 표적의 위치를 변수로 하는 비선형문제를 최적화함으로써 수행된다. 추적 레이다를 통하여 관측 각도가 추정 됨을 가정한 후, 표적의 수와 위치는 PSO로 템플릿 매칭(template matching)을 최적화 하여 추정된다. 축소된 크기의 F-16을 사용한 시뮬레이션 결과, 편대비행 중인 표적들의 ISAR 영상과 동일한 ISAR 영상이 합성됨으로써 제안된 기법의 효용성이 검증되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper proposes a novel method for the recognition of the inverse synthetic aperture radar(ISAR) image of multiple targets flying in formation. Rather than separating the ISAR image of each target, the proposed method combines an ISAR image obtained by fusing the ISAR images in the training data...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 편대비행의 ISAR 영상을 식별하기 위하여 ISAR 영상에서 각 표적들을 분리하는 방법을 사용하지 않고, 기존에 학습되어 있던 단일 표적의 ISAR 영상들을 합성하는 방법을 제안한다. 제안된 기법에서 편대비행 표적의 ISAR 영상의 합성은 표적의 수와 표적의 위치 및 레이다 시선방향과 표적이 이루는 각도를 변수로 하는 비선형 문제를 PSO을 이용해 최적화시킴으로써 수행되었으며, 최적화 된 변수들을 이용하여 편대비행 중인 다수의 표적에 대한 ISAR 영상과 동일한 ISAR 영상을 합성할 수 있었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
ISAR 영상이란? ISAR 영상은 표적의 피아식별을 위한 대표적인 기술로 높은 대역폭을 이용한 고해상도 레이다 영상이다. ISAR 영상은 표적의 다양한 관측 각도에서 얻은 산란장과 표적의 회전으로 인해 발생된 도플러 정보(Doppler history)을 합성시켜 생성된 표적의 2차원 RCS(Radar Cross Section) 분포도이다[1].
편대비행이란? 현대전에서 편대비행이란 군용기가 집단으로 행동할 시 항법상의 부담 경감, 공격 및 방어력의 증가 등의 목적으로 사용되는 전술로서 국가안보에 큰 위험이 된다. 이에 따라 레이다 기술을 통해 편대비행을 하는 표적의 종류와 개체 수를 정확히 식별하는 것은 매우 중요하다.
다수의 표적이 편대비행을 하는 경우 ISAR 영상에서 표적을 분리하는 것이 어려운 이유는? 다수의 표적이 편대비행을 하는 경우, 좁은 레이다 빔 내부에 표적이 존재하게 되고, 이와 같은 경우 영상 투영면에 각각의 표적이 투영되어 겹쳐진 RCS 분포도를 갖는 ISAR 영상이 획득되어진다. 하지만 편대비행 중인 다수의 표적에 대한 ISAR 영상은 각각의 표적의 서로 다른 속도, 가속도 및 JEM(Jet Engine Modulation)등의 영향으로 인한 위상 왜곡 때문에 ISAR 영상에서 각각의 표적을 분리하는 것은 매우 어렵다. 이와 같은 이유로 본 논문에서는 학습되어 있는 단일 표적의 ISAR 영상들을 합성하는 방법을 제안한다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (7)

  1. C. Ozdemir, Inverse Synthetic Aperture Radar Imaging with MATLAB Algorithm, John Wiley & Sons, Inc., 2012. 

  2. S. -H. Park, M. -G. Joo, and K. -T. Kim "Construction of ISAR training database for automatic target recognition", Journal of Electromagnetic Waves and Applications, vol. 25, pp. 11-12, 2011. 

  3. V. C. Chen, Inverse Synthetic Aperture Radar Imagine, SciTech Publishing, Inc., 2014. 

  4. Kyung-Tae Kim, Dong-Kyu Seo, and Hyo-Tae Kim "Efficient classification of ISAR images", IEEE Trans. on Antennas and Propagation, vol. 53, no 5, pp. 1611-1621, May 2005. 

  5. S. Theodoridis, Pattern Recognition, Academic press, Chapter 8, pp. 321-351, 2008. 

  6. S. H. Park, H. T. Kim "Stepped-frequency ISAR motion compensation using particle swarm optimization with an Island model", Progress in Electromagnetics Research, vol. 85, pp. 25-37, 2008. 

  7. Dean L. Mensa, High Resolution Radar Cross-section Imaging, Artech House, pp. 139-199, 1991. 

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