초록 ▼

본 연구에서는 영상센서 기반 충돌회피 기술 연구에 관한 연구 목표를 달성하기 위해 1차년도 연구수행 기간 동안 다음과 같은 연구를 진행하였다.
1) 영상기반 충돌회피 관련자료 확보
가) 기술자료 확보 및 분석
나) 영상기반 충돌감시 및 회피 단계별 요구 성능 도출
2) 항공기 공중 영상 데이터 확보
가) 다양한 조건 하의 실제 비행실험영상 획득
나) 충돌임박 영상획득을 위한 영상기반 비행시뮬레이션 시스템 구축
다) 충돌회피 비행실험을 위한 고정익 무인항공기 자동비행실험 수행
3) 필터링 영

본 연구에서는 영상센서 기반 충돌회피 기술 연구에 관한 연구 목표를 달성하기 위해 1차년도 연구수행 기간 동안 다음과 같은 연구를 진행하였다.
1) 영상기반 충돌회피 관련자료 확보
가) 기술자료 확보 및 분석
나) 영상기반 충돌감시 및 회피 단계별 요구 성능 도출
2) 항공기 공중 영상 데이터 확보
가) 다양한 조건 하의 실제 비행실험영상 획득
나) 충돌임박 영상획득을 위한 영상기반 비행시뮬레이션 시스템 구축
다) 충돌회피 비행실험을 위한 고정익 무인항공기 자동비행실험 수행
3) 필터링 영상처리 기법 연구
가) 영상 전처리 기법
나) 표적 탐지 및 추적 기법

Abstract ▼

IV. Results
Collision avoidance methods for the aircraft are investigated. Based on the investigated data, a modified potential field method and a real-time guidance method based on the visibility of the sensor and the reachability of the aircraft are suggested for midair collision of the aircraf

IV. Results
Collision avoidance methods for the aircraft are investigated. Based on the investigated data, a modified potential field method and a real-time guidance method based on the visibility of the sensor and the reachability of the aircraft are suggested for midair collision of the aircraft. The modified potential field method considers relative velocity between aircrafts and sensing range of the sensor to provide safe avoidance maneuvers as compared with the classical potential field method.
The real-time guidance method considers performance of the sensor and aircraft to provide safety and stability of the aircraft. Numerical simulations are performed for the validity of the proposed methods. Additionally, a vision based HILS system, which consists of GPA based HILS system, vision sensor, LCD panel, and PC/104 module, is constructed for the vision based collision avoidance.
In this research, we conducted experiments to collect video collection of UAVs at collision course. In this setup, two UAVs fly against each other in a circular pattern. We began with autonomous flight on X-plane, and then validate it on actual UAVs testbeds. During the auto-flight, a set of videos were collected using video cameras mounted onboard of UAVs in automatic flight.
These videos showing other UAV flying into the host vehicle were valuable in developing and validating the proposed collision avoidance algorithms.
In this research, we adopted hidden Markov model among various probabilistic algorithms to detect incoming airplanes with a cluttered ground as the background. The proposed algorithm initially extracts from the videos labeled contours that are likely to be an airplane and then filters out clutters that do not satisfy dynamic constraints of typical airplanes. Those contours qualified at this process will be assigned with higher probability to be an actual airplane, and thus eventually leading to successful and reliable detection of airplanes in videos cluttered with many ground objects.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• Contents ... 8
• 목차 ... 9
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 10
• 1. 연구개발의 목표 ... 10
• 2. 연구개발의 필요성 ... 10
• 3. 1차년도 세부 연구 목표별 수행 내용 ... 11
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 1. 국내 기술개발 현황 ... 12
• 2. 국외 기술개발 현황 ... 12
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 14
• 1. 영상기반 충돌회피 관련자료 분석 ... 14
• 2. 실시간 충돌회피 기술 연구 ... 17
• 3. 항공기 공중 영상 데이터 확보 ... 36
• 4. 필터링 영상처리 기법 연구 ... 42
• 5. 영상센서 기반 HILS 시스템 구축 ... 51
• 6. 장애물 인식 학습 기법 ... 53
• 7. 영상기반 비주얼 서보잉(Visual Servoing) 기법 연구 ... 57
• 8. 강건한 영상인식 알고리즘 ... 61
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 71
• 1. 1차년도(2009-2010) 세부 연구 목표별 달성도 ... 71
• 2. 정량적인 연구 실적 ... 71
• 3. 기술 교류 및 정보 관리 ... 71
• 4. 관련 분야 기여도 ... 72
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 74
• 1. 항공기 운항 시스템의 신뢰성 향상에 활용 ... 74
• 2. 무인항공기 영상기반 자율비행제어시스템 기술로 확장 ... 74
• 3. 차세대 개인용 항공기(PAV) 자동운항시스템 활용 ... 74
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 75
• 1. 미국 관련기술정보 ... 75
• 2. 호주 관련기술정보 ... 76
• 제7장 참고문헌 ... 78
• 끝페이지 ... 80