초록 ▼

□연구개요
최근 드론의 상업적 이용이 급속도로 증가하고 있고 다양한 분야에서 활용도가 높아지고 있다. 특히 드론 영상은 보안과 감시, 교통관제 등에 효과적으로 이용할 수 있어 이에 맞는 시스템의 개발이 요구되고 있다. 본 과제의 최종연구목표는 원거리 환경에서 초경량 무인 원격조정 비행장치(드론(Drone))로 부터 획득한 동영상으로 다수의 이동표적을 검출하고 추적(Multiple Moving Target Detection and Tracking)하는 시스템의 개발이다. 고성능 비디오카메라를 탑재한 공중촬영 전용 드론을 이용하여

□연구개요
최근 드론의 상업적 이용이 급속도로 증가하고 있고 다양한 분야에서 활용도가 높아지고 있다. 특히 드론 영상은 보안과 감시, 교통관제 등에 효과적으로 이용할 수 있어 이에 맞는 시스템의 개발이 요구되고 있다. 본 과제의 최종연구목표는 원거리 환경에서 초경량 무인 원격조정 비행장치(드론(Drone))로 부터 획득한 동영상으로 다수의 이동표적을 검출하고 추적(Multiple Moving Target Detection and Tracking)하는 시스템의 개발이다. 고성능 비디오카메라를 탑재한 공중촬영 전용 드론을 이용하여 이동하는 차량 또는 사람과 같은 다중의 객체를 동시에 검출하고 추적하여 궤적을 형성하는 알고리즘과 프로그램을 개발한다. 본 연구가 목표로 하는 다중객체의 검출과 추적을 위하여 (1) 이동표적 검출과 x-y 측정치(Measurement) 추출 기술, (2) 표적의 상태벡터 추정(State Vector Estimation) 기술, (3) 표적이 가깝게 위치하거나 교차하는 환경에서 다중표적의 신원(Identity)을 유지하며 궤적(Track)을 형성하는 데이터 연관(Data Association) 기술과 궤적의 초기화/종료화(Initialization/Termination) 기술, (4) 이동하는 드론에서 획득한 동영상의 프레임을 정합하는 영상정합(Registration) 기술의 개발이다. 또한 (5) 열화상 동영상을 이용하여 야간환경 또는 비가시(Non-visible) 조건에서 객체(사람)의 검출기술 개발을 초기 연구목표에 추가하였다. 다양한 환경조건과 시나리오를 이용하여 획득한 드론 동영상을 이용하여 시스템을 개발하고 필드 테스트 통하여 검증함으로 시스템의 성능을 높인다.

□연구 목표대비 연구결과
(1) 1차년도(2017~2018년): 이동표적 검출과 상태벡터 추정기술
● 이동표적 검출과 측정치 추출기술
● 표적 상태벡터 추정기술
(2) 2차년도(2018~2019년): 다중 표적 데이터 연관과 초기화/종료화 기술
● 이동표적 상태벡터 추정기술의 고도화
● 다중표적 데이터 연관기술
● 표적 초기화 및 종료화 기술
(3) 3차·4차년도(2019~2020년): 이동 드론의 Motion 추정과 프레임 정합 기술
● 이동드론 Motion의 크기와 방향 추정
● 프레임 정합에 의한 기준 좌표계 생성
● 이동표적 검출-추적기술 고도화
● 필드 테스트를 통한 문제점 파악과 프로그램 개선
● 추가연구: 적외선(Infrared) 열화상 동영상을 이용하여 야간 또는 비가시성 환경에서 객체(사람)의 검출과 추적

□연구개발결과의 중요성
2000년대부터 속칭 프레데터(Predator)라고 불리는 군사용 무인비행기(Unmanned Aircraft Vehicle: UAV)가 군사용으로 활용되고 2010년 쿼드콥터(Quadcopter)의 출시로 시작된 소형 무인비행기의 등장은 드론의 무한한 상업적 활용을 예고하였다. 과거 산업용 무선조종 비행기가 농약 살포 등에 활용됐지만 경량이면서 가격이 저렴하고 조종이 쉬운 드론의 이점은 크다고 할 수 있다. 최근 배송시스템의 활용뿐만 아니라 고성능 3D 스캐너를 탑재한 드론이 건설현장에서 구조물의 3D 영상획득에 활용되고 고성능 비디오카메라를 탑재하고 실시간으로 전송하는 동영상으로 산불이나 해안선의 환경감시, 화재현장 관측뿐만 아니라 스포츠 중계 등 방송용으로 이용되고 있다. 본 연구에서 개발한 다중 이동표적의 검출과 추적은 보안과 경비를 포함한 민수/군사적인 활용뿐 아니라 교통통제와 속도위반 차량의 적발, 차량 계수(Counting) 등으로 교통관제에도 활용할 수 있다. 또한, 스키, 마라톤 같은 스포츠 중계와 복합형 증강현실(Augmented Reality)이 선도하는 게임과 관광산업에도 활용이 가능하다.

(출처 : 요 약 문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 2.1 1차년도(2017.6-2018.2): 이동표적 검출과 상태벡터 추정기술 ... 5
• 2.2 2차년도(2018.3-2019.2): 다중표적 데이터 연관과 초기화/종료화 기술 ... 8
• 2.3 3~4차년도(2019.3-2020.5): 이동 드론의 Motion추정과 프레임 정합 기술 ... 10
• 2.4 연구내용과 결과의 종합적인 요약 ... 13
• 2.5 논문/지식재산권 성과정보 ... 15
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 15
• 3.1 개발기술의 응용 ... 15
• 3.2 후속연구과제 개발 ... 15
• 4. 참고문헌 ... 16
• 5. 연구성과 ... 16
• 끝페이지 ... 17