KR102266467B1 - Apparatus and method for searching target using unmanned aerial vehicle based on detection probability - Google Patents
Apparatus and method for searching target using unmanned aerial vehicle based on detection probability Download PDFInfo
- Publication number
- KR102266467B1 KR102266467B1 KR1020200024469A KR20200024469A KR102266467B1 KR 102266467 B1 KR102266467 B1 KR 102266467B1 KR 1020200024469 A KR1020200024469 A KR 1020200024469A KR 20200024469 A KR20200024469 A KR 20200024469A KR 102266467 B1 KR102266467 B1 KR 102266467B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- altitude
- low
- unmanned aerial
- search
- area
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 29
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 229920001621 AMOLED Polymers 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/04—Control of altitude or depth
- G05D1/042—Control of altitude or depth specially adapted for aircraft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
- B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
- B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D47/00—Equipment not otherwise provided for
- B64D47/08—Arrangements of cameras
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
- G03B15/006—Apparatus mounted on flying objects
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/10—Segmentation; Edge detection
- G06T7/11—Region-based segmentation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/60—Analysis of geometric attributes
- G06T7/62—Analysis of geometric attributes of area, perimeter, diameter or volume
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N7/00—Television systems
- H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
- H04N7/181—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a plurality of remote sources
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Geometry (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 목표 검색 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 검출 확률을 기초로 무인항공기(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)를 이용한 목표를 탐색하기 위한 장치 및 이를 위한 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a target search technology, and more particularly, to an apparatus and a method for searching for a target using an unmanned aerial vehicle (UAV) based on a detection probability.
신속성과 정확성은 넓은 항법 지역에서 운영되는 무인항공기를 이용한 목표 검색의 가장 중요한 요소이다. 이러한 목표 검색은 예컨대, 즉각적인 치료가 필요한 응급 환자를 검색하거나, 또는 신속한 경고 및 대응이 필요한 자연 재해 모니터링과 같은 다양한 분야에 적용된다. 즉, 무인항공기의 빠른 속도는 골든타임 내의 희생자 구출, 군사 시설 모니터링 및 전시 중 무기 이동, 산불과 같은 빠르게 움직이는 자연 재해 모니터링과 같은 여러 응용 분야에서 특히 중요하다. 무인항공기는 다양한 시나리오에서 정확한 목표 위치를 추적해야하기 때문에 목표를 검색하는 데 많은 시간을 소비한다. 따라서 드론이 넓은 내비게이션 영역 내에서 표적의 위치를 신속하게 식별 할 수 있는 기술이 요구된다. Speed and accuracy are the most important factors in target search using unmanned aerial vehicles operating in a wide navigation area. This target search is applied to various fields, such as searching for emergency patients who need immediate treatment, or monitoring natural disasters requiring prompt warning and response. In other words, the high speed of unmanned aerial vehicles is particularly important for several applications, such as rescue of victims within golden hours, monitoring military facilities and weapons movement during wartime, and monitoring of fast-moving natural disasters such as wildfires. Unmanned aerial vehicles spend a lot of time searching for targets because they need to track the exact target location in various scenarios. Therefore, there is a need for a technology that allows the drone to quickly identify the location of a target within a wide navigation area.
본 발명의 목적은 무인항공기를 이용한 목표를 탐색하기 위한 장치 및 이를 위한 방법을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus for searching a target using an unmanned aerial vehicle and a method therefor.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관제장치의 무인항공기를 이용한 목표를 검색하기 위한 방법은 복수의 무인항공기의 카메라모듈의 성능에 대응하여 오경보 확률과 오탐지 확률의 합이 최소인 고도를 산출하는 단계와, 상기 산출된 고도를 저고도로 설정하는 단계와, 상기 설정된 저고도에 따라 전체 탐색 영역을 복수의 저고도 탐색 영역으로 구분하는 단계와, 기 설정된 수의 저고도 탐색 영역을 병합하여 복수의 고고도 탐색 영역을 설정하는 단계와, 상기 고고도 탐색 영역의 면적에 따라 고고도를 설정하는 단계와, 상기 고고도에서 복수의 고고도 탐색 영역을 탐색하고, 상기 저고도에서 복수의 저고도 탐색 영역을 탐색하도록 상기 복수의 무인항공기를 제어하는 단계를 포함한다. A method for searching for a target using an unmanned aerial vehicle of a control device according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object is a method of determining a false alarm probability and a false detection probability in response to the performance of a camera module of a plurality of unmanned aerial vehicles. Calculating an altitude with a minimum sum; setting the calculated altitude as a low altitude; dividing the entire search area into a plurality of low altitude search areas according to the set low altitude; and a preset number of low altitude search areas setting a plurality of high-altitude search areas by merging , setting a high-altitude according to the area of the high-altitude search area, searching for a plurality of high-altitude search areas at the high altitude, and setting a plurality of high-altitude search areas at the low altitude and controlling the plurality of unmanned aerial vehicles to search for a low-altitude search area of .
상기 산출된 고도에 대응하는 탐색 영역에서 상기 무인항공기의 카메라모듈을 통해 촬영한 영상으로부터 목표를 검색할 때, 상기 오경보 확률은 수학식 
상기 설정된 저고도에 따라 전체 탐색 영역을 복수의 저고도 탐색 영역으로 구분하는 단계는 상기 저고도에 따라 하나의 저고도 탐색 영역의 면적을 도출하고, 도출된 하나의 저고도 탐색 영역의 면적에 따라 상기 전체 탐색 영역을 상기 복수의 저고도 탐색 영역으로 구분하는 것을 특징으로 한다. In the step of dividing the entire search area into a plurality of low-altitude search areas according to the set low altitude, the area of one low-altitude search area is derived according to the low altitude, and the entire search area is selected according to the derived area of one low-altitude search area. It is characterized in that it is divided into the plurality of low-altitude search areas.
상기 하나의 저고도 탐색 영역의 면적은 수학식 
상기 고고도 탐색 영역의 면적에 따라 고고도를 설정하는 단계는 수학식 
상기 복수의 무인항공기를 제어하는 단계는 상기 복수의 무인항공기 중 제1 무인항공기가 상기 고고도에서 복수의 고고도 탐색 영역을 순차로 탐색하도록 하는 제1 명령을 상기 제1 무인항공기로 전송하는 단계와, 상기 제1 명령에 대응하여 상기 제1 무인항공기로부터 상기 제1 무인항공기의 카메라모듈이 복수의 고고도 탐색 영역 각각을 촬영한 복수의 제1 영상을 수신하는 단계와, 상기 복수의 제1 영상을 기초로 상기 복수의 고고도 탐색 영역 각각에 목표가 존재할 확률을 산출하는 단계와, 상기 복수의 고고도 탐색 영역 중 상기 산출된 확률이 기 설정된 제1 임계치 이상인 적어도 하나의 고고도 탐색 영역을 선택하는 단계와, 상기 복수의 무인항공기 중 제2 무인항공기가 상기 저고도에서 상기 선택된 고고도 탐색 영역의 복수의 저고도 탐색 영역을 순차로 탐색하도록 하는 제2 명령을 상기 제2 무인항공기로 전송하는 단계와, 상기 제2 명령에 대응하여 상기 제2 무인항공기로부터 상기 제2 무인항공기의 카메라모듈이 상기 선택된 고고도 탐색 영역의 복수의 저고도 탐색 영역 각각을 촬영한 복수의 제2 영상을 수신하는 단계와, 상기 제2 영상을 기초로 상기 선택된 고고도 탐색 영역의 복수의 저고도 탐색 영역 각각에 목표가 존재할 확률을 산출하는 단계와, 상기 산출된 확률이 기 설정된 제2 임계치 이상인 저고도 탐색 영역을 선택하는 단계를 포함한다. The controlling of the plurality of unmanned aerial vehicles may include transmitting a first command to the first unmanned aerial vehicle to sequentially search a plurality of high-altitude search areas at the high altitude by a first unmanned aerial vehicle among the plurality of unmanned aerial vehicles; and receiving a plurality of first images obtained by photographing each of a plurality of high-altitude search areas by a camera module of the first unmanned aerial vehicle from the first unmanned aerial vehicle in response to the first command; calculating a probability that a target exists in each of the plurality of high-altitude search areas based on an image; and selecting at least one high-altitude search area from among the plurality of high-altitude search areas in which the calculated probability is equal to or greater than a preset first threshold. transmitting, to the second unmanned aerial vehicle, a second command to sequentially search a plurality of low-altitude search areas of the selected high-altitude search area at the low altitude by a second unmanned aerial vehicle among the plurality of unmanned aerial vehicles; , receiving a plurality of second images obtained by photographing each of a plurality of low-altitude search areas of the selected high-altitude search area by a camera module of the second unmanned aerial vehicle from the second unmanned aerial vehicle in response to the second command; Calculating a probability that a target exists in each of a plurality of low-altitude search areas of the selected high-altitude search area based on the second image, and selecting a low-altitude search area in which the calculated probability is equal to or greater than a preset second threshold. do.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무인항공기를 이용한 목표를 검색하기 위한 관제장치는 복수의 무인항공기와 통신을 위한 통신부와, 상기 복수의 무인항공기의 카메라모듈의 성능에 대응하여 오경보 확률과 오탐지 확률의 합이 최소인 고도를 산출하고, 상기 산출된 고도를 저고도로 설정하고, 상기 설정된 저고도에 따라 전체 탐색 영역을 복수의 저고도 탐색 영역으로 구분하고, 기 설정된 동수의 저고도 탐색 영역을 병합하여 복수의 고고도 탐색 영역을 설정하고, 상기 고고도 탐색 영역의 면적에 따라 고고도를 설정한 후, 상기 고고도에서 복수의 고고도 탐색 영역을 탐색하고, 상기 저고도에서 복수의 저고도 탐색 영역을 탐색하도록 상기 복수의 무인항공기를 제어하는 제어부를 포함한다. A control device for searching for a target using an unmanned aerial vehicle according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object includes a communication unit for communication with a plurality of unmanned aerial vehicles, and the performance of the camera module of the plurality of unmanned aerial vehicles In response, calculate the altitude at which the sum of the false alarm probability and the false detection probability is the minimum, set the calculated altitude as the low altitude, divide the entire search area into a plurality of low altitude search areas according to the set low altitude, and a preset equal number A plurality of high-altitude search areas are set by merging the low-altitude search areas of , and the high-altitude is set according to the area of the high-altitude search area, and then a plurality of high-altitude search areas are searched at the high altitude, and at the low altitude and a controller for controlling the plurality of unmanned aerial vehicles to search for a plurality of low-altitude search areas.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관제장치의 무인항공기를 이용한 목표를 검색하기 위한 방법은 복수의 무인항공기의 카메라모듈의 성능에 대응하여 오경보 확률과 오탐지 확률의 합이 최대값이 되는 고도를 산출하는 단계와, 상기 산출된 고도를 고고도로 설정하는 단계와, 상기 고고도에 따라 전체 탐색 영역을 복수의 고고도 탐색 영역으로 구분하는 단계와, 상기 고고도 탐색 영역을 기 설정된 수로 균등하게 분할하여 복수의 저고도 탐색 영역으로 구분하는 단계와, 상기 저고도 탐색 영역의 면적에 따라 저고도를 설정하는 단계와, 상기 고고도에서 상기 복수의 고고도 탐색 영역을 탐색하고, 상기 저고도에서 복수의 저고도 탐색 영역을 탐색하도록 상기 복수의 무인항공기를 제어하는 단계를 포함한다. A method for searching for a target using an unmanned aerial vehicle of a control device according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object is a method of determining a false alarm probability and a false detection probability in response to the performance of a camera module of a plurality of unmanned aerial vehicles. calculating an altitude at which the sum becomes a maximum value; setting the calculated altitude as a high altitude; dividing an entire search area into a plurality of high altitude search areas according to the high altitude; Equally dividing an area into a preset number and dividing it into a plurality of low-altitude search areas, setting a low altitude according to the area of the low-altitude search area, and searching for the plurality of high-altitude search areas at the high altitude; and controlling the plurality of unmanned aerial vehicles to search for a plurality of low-altitude search areas at the low altitude.
소정 고도에 대응하는 탐색 영역에서 상기 무인항공기의 카메라모듈을 통해 촬영한 영상으로부터 목표를 검색할 때, 상기 오경보 확률은 수학식 
상기 고고도에 따라 전체 탐색 영역을 복수의 고고도 탐색 영역으로 구분하는 단계는 상기 고고도에 따라 하나의 고고도 탐색 영역의 면적을 도출하고, 도출된 하나의 고고도 탐색 영역의 면적에 따라 상기 전체 탐색 영역을 상기 복수의 고고도 탐색 영역으로 구분하는 것을 특징으로 한다. In the step of dividing the entire search area into a plurality of high-altitude search areas according to the high altitude, an area of one high-altitude search area is derived according to the high altitude, and the area of one high-altitude search area is derived according to the The entire search area is divided into the plurality of high-altitude search areas.
상기 하나의 고고도 탐색 영역은 수학식 
상기 저고도 탐색 영역의 면적에 따라 저고도를 설정하는 단계는 수학식 
상기 복수의 무인항공기를 제어하는 단계는 상기 복수의 무인항공기 중 제1 무인항공기가 상기 고고도에서 복수의 고고도 탐색 영역을 순차로 탐색하도록 하는 제1 명령을 상기 제1 무인항공기로 전송하는 단계와, 상기 제1 명령에 대응하여 상기 제1 무인항공기로부터 상기 제1 무인항공기의 카메라모듈이 복수의 고고도 탐색 영역 각각을 촬영한 복수의 제1 영상을 수신하는 단계와, 상기 복수의 제1 영상을 기초로 상기 복수의 고고도 탐색 영역 각각에 목표가 존재할 확률을 산출하는 단계와, 상기 복수의 고고도 탐색 영역 중 상기 산출된 확률이 기 설정된 제1 임계치 이상인 적어도 하나의 고고도 탐색 영역을 선택하는 단계와, 상기 복수의 무인항공기 중 제2 무인항공기가 상기 저고도에서 상기 선택된 고고도 탐색 영역의 복수의 저고도 탐색 영역을 순차로 탐색하도록 하는 제2 명령을 상기 제2 무인항공기로 전송하는 단계와, 상기 제2 명령에 대응하여 상기 제2 무인항공기로부터 상기 제2 무인항공기의 카메라모듈이 상기 선택된 고고도 탐색 영역의 복수의 저고도 탐색 영역 각각을 촬영한 복수의 제2 영상을 수신하는 단계와, 상기 제2 영상을 기초로 상기 선택된 고고도 탐색 영역의 복수의 저고도 탐색 영역 각각에 목표가 존재할 확률을 산출하는 단계와, 상기 산출된 확률이 기 설정된 제2 임계치 이상인 저고도 탐색 영역을 선택하는 단계를 포함한다. The controlling of the plurality of unmanned aerial vehicles may include transmitting a first command to the first unmanned aerial vehicle to sequentially search a plurality of high-altitude search areas at the high altitude by a first unmanned aerial vehicle among the plurality of unmanned aerial vehicles; and receiving a plurality of first images obtained by photographing each of a plurality of high-altitude search areas by a camera module of the first unmanned aerial vehicle from the first unmanned aerial vehicle in response to the first command; calculating a probability that a target exists in each of the plurality of high-altitude search areas based on an image; and selecting at least one high-altitude search area from among the plurality of high-altitude search areas in which the calculated probability is equal to or greater than a preset first threshold. transmitting, to the second unmanned aerial vehicle, a second command to sequentially search a plurality of low-altitude search areas of the selected high-altitude search area at the low altitude by a second unmanned aerial vehicle among the plurality of unmanned aerial vehicles; , receiving a plurality of second images obtained by photographing each of a plurality of low-altitude search areas of the selected high-altitude search area by a camera module of the second unmanned aerial vehicle from the second unmanned aerial vehicle in response to the second command; Calculating a probability that a target exists in each of a plurality of low-altitude search areas of the selected high-altitude search area based on the second image, and selecting a low-altitude search area in which the calculated probability is equal to or greater than a preset second threshold. do.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무인항공기를 이용한 목표를 검색하기 위한 관제장치는 복수의 무인항공기와 통신을 위한 통신부와, 상기 복수의 무인항공기의 카메라모듈의 성능에 대응하여 오경보 확률과 오탐지 확률의 합이 최대값이 되는 고도를 산출하고, 상기 산출된 고도를 고고도로 설정하고, 상기 고고도에 따라 전체 탐색 영역을 복수의 고고도 탐색 영역으로 구분하고, 상기 고고도 탐색 영역을 기 설정된 수로 균등하게 분할하여 복수의 저고도 탐색 영역으로 구분하고, 상기 저고도 탐색 영역의 면적에 따라 저고도를 설정한 후, 상기 고고도에서 상기 복수의 고고도 탐색 영역을 탐색하고, 상기 저고도에서 복수의 저고도 탐색 영역을 탐색하도록 상기 복수의 무인항공기를 제어하는 제어부를 포함한다. A control device for searching for a target using an unmanned aerial vehicle according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object includes a communication unit for communication with a plurality of unmanned aerial vehicles, and the performance of the camera module of the plurality of unmanned aerial vehicles In response, calculate the altitude at which the sum of the false alarm probability and the false detection probability becomes the maximum value, set the calculated altitude as a high altitude, and divide the entire search area into a plurality of high altitude search areas according to the high altitude, The high-altitude search area is equally divided into a preset number to be divided into a plurality of low-altitude search areas, the low altitude is set according to the area of the low-altitude search area, and then the plurality of high-altitude search areas are searched at the high altitude, , a control unit for controlling the plurality of unmanned aerial vehicles to search for a plurality of low-altitude search areas at the low altitude.
본 발명에 따르면 복수의 무인항공기를 이용하여 고고도 및 저고도에서 목표를 탐색할 수 있다. 이로써, 신속하고 정확하게 목표를 검출할 수 있다. According to the present invention, it is possible to search for a target at a high altitude and a low altitude using a plurality of unmanned aerial vehicles. Thereby, the target can be detected quickly and accurately.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무인항공기를 이용한 목표를 검색하기 위한 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 관제장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인항공기의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무인항공기를 이용한 목표를 검색하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 저고도와 저고도 탐색 영역 및 고고도와 고고도 탐색 영역을 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 저고도와 저고도 탐색 영역 및 고고도와 고고도 탐색 영역을 설정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 저고도와 저고도 탐색 영역 및 고고도와 고고도 탐색 영역을 설정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 관제장치의 무인항공기를 이용한 목표를 검색하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 1 is a diagram for explaining a system for searching for a target using an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram for explaining the configuration of a control device according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram for explaining the configuration of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method for searching for a target using an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are diagrams for explaining a method of setting a low-altitude and low-altitude search area and a high-altitude and high-altitude search area according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method of setting a low-altitude and low-altitude search area and a high-altitude and high-altitude search area according to the first embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method of setting a low-altitude and low-altitude search area and a high-altitude and high-altitude search area according to a second embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a method for searching for a target using an unmanned aerial vehicle of a control device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Prior to the detailed description of the present invention, the terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors should develop their own inventions in the best way. For explanation, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be appropriately defined as a concept of a term. Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be water and variations.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this case, it should be noted that the same components in the accompanying drawings are denoted by the same reference numerals as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated in the accompanying drawings, and the size of each component does not fully reflect the actual size.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 무인항공기를 이용한 목표를 검색하기 위한 시스템에 대해서 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무인항공기를 이용한 목표를 검색하기 위한 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 목표를 검색하기 위한 시스템(이하, '검색시스템'으로 축약함)은 기본적으로, 관제장치(100) 및 복수의 무인항공기(200)를 포함한다. First, a system for searching for a target using an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention will be described. 1 is a diagram for explaining a system for searching for a target using an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , a system (hereinafter, abbreviated as 'search system') for searching a target according to an embodiment of the present invention basically includes a
관제장치(100)는 무선 통신을 통해 복수의 무인항공기(200)를 제어한다. 이를 위하여, 관제장치(100)는 무선 통신을 통해 복수의 무인항공기(200)에 제어 명령을 전송할 수 있다. The
본 발명에 따르면, 관제장치(100)는 전체 탐색 영역을 상대적으로 넓은 면적을 가지는 복수의 탐색 영역으로 구분한 후, 복수의 무인항공기(200) 중 어느 일부를 제어하여 탐색한 후, 복수의 탐색 영역 중 목표물의 존재 확률이 소정 수치 이상인 탐색 영역을 선택하고, 선택된 탐색 영역을 상대적으로 좁은 면적을 가지는 복수의 탐색 영역으로 구분한 후, 상대적으로 좁은 면적을 가지는 복수의 탐색 영역을 복수의 무인항공기(200) 중 다른 일부를 제어하여 탐색한다. 이로써 탐색 속도 및 정확성을 향상시킬 수 있다. 이때, 상대적으로 넓은 면적으로 가지는 탐색 영역을 무인항공기(200)로 탐색하기 위해서는 상대적으로 좁은 면적을 가지는 탐색 영역 보다 높은 고도가 요구된다. 반면, 상대적으로 좁은 면적을 가지는 탐색 영역을 탐색하는 경우, 상대적으로 넓은 면적을 가지는 탐색 영역 보다 낮은 고도에서도 그 탐색이 가능하다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에서 상대적으로 넓은 면적을 가지는 탐색 영역을 탐색하기 위해 요구되는 고도를 고고도라고 하며, 이러한 고고도에서 탐색하는 영역을 고고도 탐색 영역이라고 칭한다. 반면, 상대적으로 좁은 면적을 가지는 탐색 영역을 탐색하기 위해 요구되는 고도를 저고도라고 하며, 상대적으로 좁은 면적을 가지는 탐색 영역을 저고도 탐색 영역이라고 칭한다. According to the present invention, the
그러면, 보다 상세히, 본 발명의 실시예에 따른 관제장치(100)에 대해서 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 관제장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 관제장치(100)는 통신부(110), 항법부(120), 센서부(130), 입력부(140), 표시부(150), 저장부(160) 및 제어부(170)를 포함한다. Then, in more detail, the
통신부(110)는 무인항공기(200)와 통신을 위한 것이다. 이러한 통신부(110)은 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF(Radio Frequency) 송신기(Tx) 및 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기(Rx)를 포함할 수 있다. 그리고 통신부(110)는 송신되는 신호를 변조하고, 수신되는 신호를 복조하는 모뎀(Modem)을 포함할 수 있다. 통신부(110)는 제어부(170)로부터 전달 받은 무인항공기(200)를 제어하기 위한 다양한 제어 명령을 수신하여 무인항공기(200)로 전송할 수 있다. 또한, 통신부(110)는 무인항공기(200)로부터 다양한 신호 혹은 영상 등을 수신하여 제어부(170)로 전달할 수 있다. The
항법부(120)는 선택적인 구성으로, 관제장치(100)가 이동하는 기체(예컨대, 선박, 유인 비행기 등)에 설치된 경우에 추가되는 구성이다. 이러한 항법부(120)는 이동하는 기체의 현재 위치(위도, 경도, 고도) 및 자세(yaw, roll, pitch) 등을 측정하기 위한 것이다. 이러한 항법부(120)는 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하기 위한 GPS 신호 수신 모듈, 모션을 측정하기 위한 자이로센서, 각속도, 가속도 등의 센서를 포함한다. 항법부(120)는 GPS 신호 및 센서들이 측정한 센서값을 이용하여 현재 위치 및 자세를 측정하고, 측정된 현재 위치 및 자세를 제어부(170)로 전송한다. The
센서부(130)는 선택적인 구성으로, 관제장치(100)가 이동하는 기체(예컨대, 선박, 유인 비행기 등)에 설치된 경우에 추가되는 구성이다. 센서부(130)는 풍향, 풍속 등의 기상을 측정하기 위한 복수의 센서를 포함한다. 예컨대, 이러한 센서는 풍향계, 풍속계 등을 포함할 수 있다. 센서부(130)의 지속적으로 풍향 및 풍속을 측정하여 제어부(170)에 제공할 수 있다. The
입력부(140)는 관제장치(100)의 각 종 기능, 동작 등을 제어하기 위한 사용자의 키 조작을 입력받고 입력 신호를 생성하여 제어부(170)에 전달한다. 입력부(140)는 전원을 켜거나, 끄기 위한 전원 키를 비롯하여, 관제장치(100)에 특정 입력을 위한 문자 키, 숫자 키, 방향키 등의 다양한 키를 포함할 수 있다. 입력부(140)의 기능은 표시부(150)이 터치스크린으로 구현된 경우, 표시부(150)에서 이루어질 수 있으며, 표시부(150)만으로 모든 기능을 수행할 수 있는 경우, 입력부(140)는 생략될 수도 있다. The
표시부(150)는 제어부(170)로부터 화면 표시를 위한 데이터를 수신하여 수신된 데이터를 화면으로 표시할 수 있다. 예컨대, 표시부(150)는 본 발명의 실시예에 따른 지도를 2차원 혹은 3차원으로 표시하고, 지도 상의 영역을 2차원 혹은 3차원의 셀(C)로 표시할 수 있다. 또한, 표시부(150)는 제어부(170)로부터 영상을 수신하여 화면으로 표시할 수 있다. 또한, 표시부(150)는 관제장치(100)의 메뉴, 데이터, 기능 설정 정보 및 기타 다양한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다. 표시부(150)가 터치스크린으로 형성되는 경우, 입력부(140)의 기능의 일부 또는 전부를 대신 수행할 수 있다. 표시부(150)는 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display), 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diodes), 능동형 유기 발광 다이오드(AMOLED, Active Matrix Organic Light Emitting Diodes) 등으로 형성될 수 있다. The
저장부(160)는 관제장치(100)의 동작에 필요한 각 종 데이터, 애플리케이션, 관제장치(100)의 동작에 따라 발생된 각 종 데이터를 저장한다. 이러한 저장부(160)는 스토리지, 메모리 등이 될 수 있다. 특히, 저장부(160)는 선택적으로, 관제장치(100)의 부팅(booting) 및 운영(operation)을 위한 운영체제(OS, Operating System), 본 발명의 실시예에 따른 애플리케이션을 저장할 수 있다. 저장부(160)에 저장되는 각 종 데이터는 사용자의 조작에 따라, 삭제, 변경, 추가될 수 있다. The
제어부(170)는 관제장치(100)의 전반적인 동작 및 관제장치(100)의 내부 블록들 간 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다. 이러한 제어부(170)은 중앙 처리 장치(Central Processing Unit : CPU), 애플리케이션 프로세서(Application Processor), GPU(Graphic Processing Unit) 등이 될 수 있다. 이러한 제어부(170)의 동작은 아래에서 보다 상세하게 설명될 것이다. The
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 무인항공기(200)에 대해서 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인항공기의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무인항공기(200)는 통신모듈(220), 카메라모듈(230), 센서모듈(240), 항법모듈(250), 비행모듈(260), 저장모듈(270) 및 제어모듈(280)을 포함한다. Next, the unmanned
통신모듈(220)은 관제장치(100) 혹은 다른 무인항공기(200)와 통신하기 위한 것이다. 통신모듈(220)은 안테나모듈(210)과 연결되어, 안테나모듈(210)의 안테나를 통해 송신하기 위한 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF(Radio Frequency) 송신기(Tx) 및 안테나를 통해 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기(Rx)를 포함할 수 있다. 그리고 통신모듈(220)은 송신되는 신호를 변조하고, 수신되는 신호를 복조하는 모뎀(Modem)을 포함할 수 있다. The
카메라모듈(230)은 탐색 지역에 대한 영상을 촬영하기 위한 것이다. 이러한 카메라모듈(230)은 렌즈, 이미지센서 및 컨버터를 포함한다. 그 밖에, 소정의 필터 등이 카메라모듈(230)의 구성으로 더 포함될 수 있으며, 기구적으로, 렌즈, 이미지 센서 및 컨버터는 액추에이터(actuator)를 포함하는 하우징 내에 장착되고, 이러한 액추에이터를 구동시키는 드라이버 등이 카메라모듈(230)에 포함될 수 있다. 렌즈는 카메라모듈(230)에 입사되는 가시광선이 이미지 센서 상에 초점이 맺히도록 한다. 이미지 센서는 반도체소자의 제조기술을 이용하여 집적회로화된 광전변환소자이다. 이미지 센서는 예컨대, CCD(charge-coupled device) 이미지 센서 혹은 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 이미지 센서가 될 수 있다. 이러한 이미지 센서는 가시광선을 감지하여 영상을 구성하는 아날로그 신호인 아날로그 영상 신호를 출력한다. 그러면, 컨버터는 아날로그 영상 신호를 영상을 구성하는 디지털 신호인 디지털 영상 신호로 변환하여 제어모듈(280)로 전달한다. 특히, 카메라모듈(230)은 소정의 시야각(FOV: Field of View)을 가지며, 이는 렌즈의 규격을 통해 결정될 수 있다. 또한, 카메라모듈(230)은 소정의 해상도를 가지며, 이는 이미지 센서를 통해 결정될 수 있다. The
센서모듈(240)은 풍향, 풍속 등의 기상을 측정하기 위한 복수의 센서를 포함한다. 예컨대, 이러한 센서는 풍향계, 풍속계 등을 포함할 수 있다. 센서모듈(240)의 지속적으로 풍향 및 풍속을 측정하여 제어모듈(280)로 전송한다. The
항법모듈(250)은 무인항공기(200)의 현재 위치(위도, 경도, 고도) 및 자세(yaw, roll, pitch) 등을 측정하기 위한 것이다. 이러한 항법모듈(250)은 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하기 위한 GPS 신호 수신 모듈, 모션을 측정하기 위한 자이로센서, 각속도, 가속도 등의 센서를 포함한다. 항법모듈(250)은 GPS 신호 및 센서들이 측정한 센서값을 이용하여 현재 위치 및 자세를 측정하고, 측정된 현재 위치 및 자세를 제어모듈(280)로 전송한다. The
비행모듈(250)은 양력을 발생시켜 무인항공기(200)가 비행할 수 있도록 하기 위한 것이다. 이러한 비행모듈(250)은 프로펠러, 모터 등을 포함한다. 비행모듈(250)은 제어모듈(280)의 제어에 따른 방향 및 속도로 무인항공기(200)를 비행하도록 한다. 특히, 비행모듈(250)은 제어모듈(280)의 제어에 따라 소정 영역 내에서 무인항공기(200)가 정지 비행(hovering)할 수 있도록 프로펠러의 회전 속도를 조절할 수 있다. The
저장모듈(270)은 무인항공기(200)의 동작에 필요한 각 종 데이터, 애플리케이션, 무인항공기(200)의 동작에 따라 발생된 각 종 데이터를 저장한다. 이러한 저장모듈(270)은 스토리지, 메모리 등이 될 수 있다. 특히, 저장모듈(270)은 선택적으로, 무인항공기(200)의 부팅(booting) 및 운영(operation)을 위한 운영체제(OS, Operating System), 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 형성 및 데이터 전달을 위해 필요한 동작을 수행하는 애플리케이션을 저장할 수 있다. 저장모듈(270)에 저장되는 각 종 데이터는 사용자의 조작에 따라, 삭제, 변경, 추가될 수 있다. The
제어모듈(280)은 무인항공기(200)의 전반적인 동작 및 무인항공기(200)의 내부 블록들 간 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다. 이러한 제어모듈(280)은 중앙 처리 장치(Central Processing Unit : CPU), 애플리케이션 프로세서(Application Processor), GPU(Graphic Processing Unit) 등이 될 수 있다. 이러한 제어모듈(280)의 동작은 아래에서 보다 상세하게 설명될 것이다. The
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 무인항공기를 이용한 목표를 검색하기 위한 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무인항공기를 이용한 목표를 검색하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 저고도와 저고도 탐색 영역 및 고고도와 고고도 탐색 영역을 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. Next, a method for searching for a target using an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention will be described. 4 is a flowchart illustrating a method for searching for a target using an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention. 5 and 6 are diagrams for explaining a method of setting a low-altitude and low-altitude search area and a high-altitude and high-altitude search area according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 관제장치(100)의 제어부(170)는 S110 단계에서 무인항공기(200)의 카메라모듈(230)의 성능에 따라 저고도와 저고도 탐색 영역 및 고고도와 고고도 탐색 영역을 설정한다. 본 발명의 실시예에서 카메라모듈(230)의 성능는 카메라모듈(230)의 시야각(FOV: Field of View) 및 카메라모듈(230)의 해상도를 포함한다. Referring to FIG. 4 , the
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에서 고도(h)와 탐색 영역의 면적(L*L)은 다음의 수학식 1과 같은 관계를 가진다. Referring to FIG. 5 , in the embodiment of the present invention, the altitude (h) and the area (L*L) of the search area have a relationship as shown in Equation 1 below.
여기서, 무인항공기(200)의 카메라모듈(230)의 시야각(FOV: Field of View)이 θ일 때, V는 1/2θ이다. h는 무인항공기(200)의 고도이다. 탐색 영역은 정사각형이며, L은 탐색 영역이 정사각형일 때 그 정사각형의 한 변의 길이를 나타낸다. 또한, r은 그 정사각형의 무게 중심으로부터 정사각형의 꼭지점까지의 길이를 나타낸다. 이러한 수학식 1에 따라, 탐색 영역의 면적은 무인항공기(200)의 고도 및 카메라모듈(230)의 시야각(FOV)에 따라 결정될 수 있다. 반대로, 무인항공기(200)의 고도는 탐색 영역의 면적 및 카메라모듈(230)의 시야각(FOV)에 따라 산출될 수 있다. Here, when the field of view (FOV) of the
복수의 고고도 탐색 영역은 동일한 형상을 가지며, 복수의 저고도 탐색 영역 또한 동일한 형상을 가진다. 복수의 고고도 탐색 영역 각각은 복수의 저고도 탐색 영역을 포함한다. 예컨대, 도 6에서 실선으로 구분된 영역이 고고도 탐색 영역이며, 도시된 바에 따르면, 4개의 고고도 탐색 영역이 존재한다. 또한, 도 6에서 점선으로 구분된 영역이 저고도 탐색 영역이며, 4개의 고고도 탐색 영역 각각은 16개의 저고도 탐색 영역을 포함한다. The plurality of high-altitude search areas have the same shape, and the plurality of low-altitude search areas also have the same shape. Each of the plurality of high-altitude search areas includes a plurality of low-altitude search areas. For example, an area separated by a solid line in FIG. 6 is a high-altitude search area, and as illustrated, there are four high-altitude search areas. Also, an area separated by a dotted line in FIG. 6 is a low-altitude search area, and each of the four high-altitude search areas includes 16 low-altitude search areas.
제1 실시예에 따르면, 관제장치(100)의 제어부(170)는 고고도 및 고고도 탐색 영역을 먼저 설정하고, 설정된 고고도 및 고고도 탐색 영역에 따라 저고도 및 저고도 탐색 영역을 설정할 수 있다. 또한, 제2 실시예에 따르면, 관제장치(100)의 제어부(170)는 저고도 및 저고도 탐색 영역을 먼저 설정하고, 설정된 저고도 및 저고도 탐색 영역에 따라 고고도 및 고고도 탐색 영역을 설정할 수 있다. 전술한 제1 및 제2 실시예는 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다. According to the first embodiment, the
전술한 바와 같이, 저고도와 저고도 탐색 영역 및 고고도와 고고도 탐색 영역을 설정한 후, 관제장치(100)의 제어부(170)는 S120 단계에서 고고도에서 복수의 고고도 탐색 영역을 탐색한 후, 저고도에서 복수의 저고도 탐색 영역을 탐색하도록 복수의 무인항공기를 제어한다. As described above, after setting the low-altitude and low-altitude search areas and the high-altitude and high-altitude search areas, the
그러면, 전술한 S110 단계 및 S120 단계 각각에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다. Then, each of the above-described steps S110 and S120 will be described in more detail.
먼저, 전술한 S110 단계의 제1 실시예에 대해서 설명하기로 한다. 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 저고도와 저고도 탐색 영역 및 고고도와 고고도 탐색 영역을 설정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. First, a first embodiment of the above-described step S110 will be described. 7 is a flowchart illustrating a method of setting a low-altitude and low-altitude search area and a high-altitude and high-altitude search area according to the first embodiment of the present invention.
관제장치(100)의 제어부(170)는 S210 단계에서 복수의 무인항공기(200)의 카메라모듈(230)의 성능에 대응하여 오경보 확률과 오탐지 확률의 합이 최대값이 되는 고도를 산출한다. The
본 발명의 실시예에서 복수의 무인항공기(200)의 카메라모듈(230)의 성능은 동일한 것으로 가정하며, 카메라모듈(230)의 성능은 시야각 및 해상도를 의미한다. In the embodiment of the present invention, it is assumed that the performance of the
제어부(170)는 소정 고도에 대응하는 탐색 영역에서 무인항공기(200)의 소정의 성능을 가지는 카메라모듈(230)을 통해 촬영한 영상으로부터 목표를 검색할 때, 실제로 목표가 존재하지 않지만 존재하는 것으로 판단하는 오경보(fa: false alarm) 확률은 다음의 수학식 2에 따라 산출된다. When the
여기서, FP는 목표가 있다고 측정하고, 목표가 실제로 없을 확률이고, TN은 목표가 없다고 측정하고, 목표가 실제로 없을 확률이다. Here, FP measures that there is a goal, and is the probability that the goal is not actually there, and TN measures that there is no goal, and is the probability that the goal does not actually exist.
또한, 제어부(170)는 소정 고도에 대응하는 탐색 영역에서 무인항공기(200)의 소정의 성능을 가지는 카메라모듈(230)을 통해 촬영한 영상으로부터 목표를 검색할 때, 실제로 목표가 존재하지만 존재하지 않는 것으로 판단하는 오탐지(md: missed detection) 확률은 다음의 수학식 3에 따라 산출된다. In addition, when the
여기서, FN은 목표가 없다고 측정하고, 목표가 실제로 있을 확률이고, TP는 목표가 있다고 측정하고, 목표가 실제로 있을 확률이다. Here, FN is a measure that there is no target, a probability that the target is actually present, and TP is a measure that a target exists and is a probability that the target is actually present.
관제장치(100)의 저장부(160)는 복수의 고도 별로 무인항공기(200)의 소정의 성능을 가지는 카메라모듈(230)을 통해 촬영한 영상으로부터 목표를 검색할 때, 목표가 있다고 측정하고, 목표가 실제로 없을 확률인 FP, 목표가 없다고 측정하고, 목표가 실제로 없을 확률인 TN, 목표가 없다고 측정하고, 목표가 실제로 있을 확률인 FN 및 목표가 있다고 측정하고, 목표가 실제로 있을 확률인 TP를 저장한다. The
이에 따라, 제어부(170)는 저장부(160)에 저장된 FP, TN, FN 및 TP를 기초로 다음의 수학식 4에 따라 오경보 확률과 오탐지 확률의 합이 최대값이 되는 고도를 산출한다. Accordingly, the
오경보 확률은 고도가 감소함에 따라 증가하며, 오탐지 확률은 고도가 증가함에 따라 증가하기 때문에 오경보 확률과 오탐지 확률의 합이 최대값이 되는 고도는 목표의 탐지가 가능한 최고의 고도가 될 수 있다. Since the false alarm probability increases as the altitude decreases, and the false positive probability increases as the altitude increases, the altitude at which the sum of the false alarm probability and the false positive probability becomes the maximum may be the highest possible altitude for the detection of the target.
전술한 바와 같이, 오경보 확률과 오탐지 확률의 합이 최대값이 되는 고도를 산출한 후, 제어부(170)는 S220 단계에서 앞서(S210) 산출된 고도를 고고도로 설정한다. 이는 즉, 앞서(S210) 산출된 고도가 목표의 탐지가 가능한 범위에서 최고의 고도이기 때문이다. As described above, after calculating the altitude at which the sum of the false alarm probability and the false detection probability becomes the maximum value, the
다음으로, 제어부(170)는 S230 단계에서 앞서 설정된 고고도에 따라 전체 탐색 영역을 복수의 고고도 탐색 영역으로 구분한다. 보다 자세히 설명하면, 제어부(170)는 앞서 설정된 고고도에 따라 하나의 고고도 탐색 영역의 면적을 도출하고, 도출된 하나의 고고도 탐색 영역의 면적에 따라 상기 전체 탐색 영역을 상기 복수의 고고도 탐색 영역으로 구분한다. Next, the
이때, 도 5 및 수학식 1을 참조하면, 제어부(170)는 다음의 수학식 5에 따라 고고도 탐색 영역의 면적을 도출할 수 있다. In this case, referring to FIG. 5 and Equation 1, the
여기서, A는 고고도 탐색 영역의 면적이고, h1은 앞서 산출된 고고도이고, V는 무인항공기(230)의 카메라모듈(230)의 시야각(FOV: Field of View)의 1/2이다. Here, A is the area of the high-altitude search area, h1 is the previously calculated high-altitude, and V is 1/2 of the Field of View (FOV) of the
다음으로, 제어부(170)는 S240 단계에서 고고도 탐색 영역을 기 설정된 수로 균등하게 분할하여 복수의 저고도 탐색 영역으로 구분한다. 예컨대, 제어부(170)는 도 6을 참조하면, 기 설정된 수가 16일 때, 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 고고도 탐색 영역을 16개로 균등하게 분할하여 16개의 저고도 탐색 영역으로 구분할 수 있다. Next, in step S240 , the
이어서, 제어부(170)는 S250 단계에서 저고도 탐색 영역의 면적에 따라 저고도를 설정한다. 이때, 제어부(170)는 도 5 및 수학식 1을 참조하면, 저고도 탐색 영역의 면적을 기초로 다음의 수학식 6에 따라 저고도를 산출할 수 있다. Next, the
여기서, h2는 저고도이고, B는 앞서 산출된 저고도 탐색 영역의 면적이고, V는 상기 무인항공기의 카메라모듈의 시야각(FOV)의 1/2이다. Here, h2 is the low altitude, B is the area of the previously calculated low altitude search area, and V is 1/2 of the field of view (FOV) of the camera module of the unmanned aerial vehicle.
한편, 대안적인 실시예로, 전술한 S110 단계의 제2 실시예에 대해서 설명하기로 한다. 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 저고도와 저고도 탐색 영역 및 고고도와 고고도 탐색 영역을 설정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. Meanwhile, as an alternative embodiment, the second embodiment of the above-described step S110 will be described. 8 is a flowchart illustrating a method of setting a low-altitude and low-altitude search area and a high-altitude and high-altitude search area according to a second embodiment of the present invention.
관제장치(100)의 제어부(170)는 S310 단계에서 복수의 무인항공기(200)의 카메라모듈(230)의 성능에 대응하여 오경보 확률과 오탐지 확률의 합이 최소값이 되는 고도를 산출한다. In step S310 , the
전술한 바와 같이, 복수의 무인항공기(200)의 카메라모듈(230)의 성능은 동일한 것으로 가정하며, 카메라모듈(230)의 성능은 시야각 및 해상도를 의미한다. As described above, it is assumed that the performance of the
제어부(170)는 소정 고도에 대응하는 탐색 영역에서 무인항공기(200)의 소정의 성능을 가지는 카메라모듈(230)을 통해 촬영한 영상으로부터 목표를 검색할 때, 실제로 목표가 존재하지 않지만 존재하는 것으로 판단하는 오경보(fa: false alarm) 확률은 전술한 수학식 2에 따라 산출된다. 수학식 2에서 FP는 목표가 있다고 측정하고, 목표가 실제로 없을 확률이고, TN은 목표가 없다고 측정하고, 목표가 실제로 없을 확률이다. 또한, 제어부(170)는 소정 고도에 대응하는 탐색 영역에서 무인항공기(200)의 소정의 성능을 가지는 카메라모듈(230)을 통해 촬영한 영상으로부터 목표를 검색할 때, 실제로 목표가 존재하지만 존재하지 않는 것으로 판단하는 오탐지(md: missed detection) 확률은 전술한 수학식 3에 따라 산출된다. 수학식 3에서, FN은 목표가 없다고 측정하고, 목표가 실제로 있을 확률이고, TP는 목표가 있다고 측정하고, 목표가 실제로 있을 확률이다. 관제장치(100)의 저장부(160)는 복수의 고도 별로 무인항공기(200)의 소정의 성능을 가지는 카메라모듈(230)을 통해 촬영한 영상으로부터 목표를 검색할 때, 목표가 있다고 측정하고, 목표가 실제로 없을 확률인 FP, 목표가 없다고 측정하고, 목표가 실제로 없을 확률인 TN, 목표가 없다고 측정하고, 목표가 실제로 있을 확률인 FN 및 목표가 있다고 측정하고, 목표가 실제로 있을 확률인 TP를 저장한다. When the
이에 따라, 제어부(170)는 저장부(160)에 저장된 FP, TN, FN 및 TP를 기초로 다음의 수학식 7에 따라 오경보 확률과 오탐지 확률의 합이 최소값이 되는 고도를 산출한다. Accordingly, the
오경보 확률은 고도가 감소함에 따라 증가하며, 오탐지 확률은 고도가 증가함에 따라 증가하기 때문에 오경보 확률과 오탐지 확률의 합이 최소값이 되는 고도는 목표 탐지의 신뢰도가 가장 높은 고도가 될 수 있다. Since the false alarm probability increases as the altitude decreases, and the false detection probability increases as the altitude increases, the altitude at which the sum of the false alarm probability and the false detection probability is the minimum value may be the altitude with the highest reliability of target detection.
전술한 바와 같이, 오경보 확률과 오탐지 확률의 합이 최소값이 되는 고도를 산출한 후, 제어부(170)는 S320 단계에서 앞서(S310) 산출된 고도를 저고도로 설정한다. 이는 즉, 앞서(S210) 산출된 고도가 목표 탐지의 신뢰도가 가장 높은 고도이기 때문이다. As described above, after calculating the altitude at which the sum of the false alarm probability and the false detection probability becomes the minimum value, the
다음으로, 제어부(170)는 S330 단계에서 앞서 설정된 저고도에 따라 전체 탐색 영역을 복수의 저고도 탐색 영역으로 구분한다. Next, the
보다 자세히 설명하면, 제어부(170)는 앞서 설정된 저고도에 따라 하나의 저고도 탐색 영역의 면적을 도출하고, 도출된 하나의 저고도 탐색 영역의 면적에 따라 전체 탐색 영역을 복수의 저고도 탐색 영역으로 구분한다. More specifically, the
이때, 도 5 및 수학식 1을 참조하면, 제어부(170)는 다음의 수학식 8에 따라 저고도 탐색 영역의 면적을 도출할 수 있다. In this case, referring to FIG. 5 and Equation 1, the
여기서, B는 저고도 탐색 영역의 면적이고, h2는 앞서 산출된 저고도이고, V는 상기 무인항공기의 카메라모듈의 시야각(FOV: Field of View)의 1/2이다. Here, B is the area of the low-altitude search area, h2 is the previously calculated low-altitude, and V is 1/2 of the Field of View (FOV) of the camera module of the unmanned aerial vehicle.
다음으로, 제어부(170)는 S340 단계에서 기 설정된 수의 저고도 탐색 영역을 병합하여 복수의 고고도 탐색 영역을 설정한다. 예컨대, 제어부(170)는 도 6을 참조하면, 기 설정된 수가 16일 때, 도 6에 도시된 바와 같이, 16개의 저고도 탐색 영역을 병합하여 하나의 고고도 탐색 영역을 생성할 수 있다. 이와 같이, 반복하여 4개의 고고도 탐색 영역을 설정할 수 있다. Next, the
이어서, 제어부(170)는 S250 단계에서 고고도 탐색 영역의 면적에 따라 고고도를 설정한다. 이때, 제어부(170)는 도 5 및 수학식 1을 참조하면, 고고도 탐색 영역의 면적을 기초로 다음의 수학식 9에 따라 고고도를 도출한다. Next, the
여기서, h1은 고고도이고, A는 앞서 산출된 고고도 탐색 영역의 면적이고, V는 상기 무인항공기의 카메라모듈의 시야각(FOV: Field of View)의 1/2이다. Here, h1 is the high altitude, A is the area of the high-altitude search area calculated above, and V is 1/2 of the field of view (FOV) of the camera module of the unmanned aerial vehicle.
전술한 제1 및 제2 실시예에 따라 저고도 및 저고도 탐색 영역과, 고고도 및 고고도 탐색 영역이 결정되면, 제어부(170)는 복수의 무인항공기를 제어하여 상기 고고도에서 상기 복수의 고고도 탐색 영역을 탐색하고, 상기 저고도에서 복수의 저고도 탐색 영역을 탐색하도록 한다. 이러한 방법에 대해 설명하기로 한다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 관제장치의 무인항공기를 이용한 목표를 검색하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 강조 하면, 도 9에서 설명되는 실시예는 도 4의 S120 단계의 상세한 설명이다. When the low-altitude and low-altitude search areas and the high-altitude and high-altitude search areas are determined according to the first and second embodiments described above, the
또한, 도 9에서 제1 무인항공기(201)는 복수의 무인항공기(200) 중 고고도에 배치되는 무인항공기이며, 제2 무인항공기(202)는 복수의 무인항공기(200) 중 저고도에 배치되는 무인항공기이다. 이러한 제1 무인항공기(201) 및 제2 무인항공기(202) 각각은 하나 이상이 될 수 있다. In addition, in FIG. 9 , the first unmanned
도 9를 참조하면, 제어부(170)는 S410 단계에서 복수의 무인항공기(200) 중 제1 무인항공기(201)가 고고도에서 복수의 고고도 탐색 영역을 순차로 탐색하도록 하는 제1 명령을 생성한 후, 생성된 제1 명령을 통신부(110)를 통해 제1 무인항공기(201)로 전송한다. Referring to FIG. 9 , in step S410 , the
제1 무인항공기(201)의 제어모듈(280)은 통신모듈(220)을 통해 제1 명령을 수신하면, S420 단계에서 제1 명령에 따라 비행모듈(260)을 통해 고고도에서 비행하여 고고도 탐색 영역 각각을 탐색한다. 예컨대, 도 6을 참조하면, 실선으로 구분되는 4개의 고고도 탐색 영역이 존재하며, 제1 명령에 따라 제1 무인항공기(201)의 제어모듈(280)은 비행모듈(260)을 통해 고고도에서 비행하여 초기 위치(P0)에서 순차로 제1 내지 제4 위치(P1, P2, P3, P4)로 비행한 후, 제1 내지 제4 위치(P1, P2, P3, P4) 각각에서 카메라모듈(230)을 통해 4개의 고고도 탐색 영역을 순차로 촬영하여 복수의 제1 영상을 생성할 수 있다. When the
그런 다음, 제1 무인항공기(201)의 제어모듈(280)은 S430 단계에서 통신모듈(220)을 통해 복수의 제1 영상을 관제장치(100)로 전송한다. 복수의 제1 영상은 촬영 시 마다 전송되거나, 한 번에 전송될 수 있다. Then, the
이러한 S430 단계에서 관제장치(100)의 제어부(170)는 제1 명령에 대응하여 제1 무인항공기(201)로부터 통신부(110)를 통해 복수의 제1 영상을 수신할 수 있다. 그러면, 제어부(170)는 S440 단계에서 복수의 제1 영상을 분석하여 복수의 고고도 탐색 영역 각각에 목표가 존재할 확률을 산출한다. 관제장치(100)의 저장부(160)는 기 저장된 검색하고자 하는 목표의 이미지를 저장할 수 있다. 이에 따라, 제어부(170)는 복수의 제1 영상 각각에서 기 저장된 목표의 이미지를 대조하여 복수의 고고도 탐색 영역 각각에 목표가 존재할 확률을 산출할 수 있다. 이는 이미지 분류(image classification), 이미지 인식(image recognition), 객체 검출(object detection) 등의 이미지 프로세싱을 통해 수행될 수 있으며, 이러한 방법은 본 발명의 요지가 아니기 때문에 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. In step S430 , the
그런 다음, 제어부(170)는 S450 단계에서 앞서(S440) 산출된 확률을 기초로 복수의 고고도 탐색 영역 중 앞서(S440) 산출된 확률이 기 설정된 제1 임계치 이상인 적어도 하나의 고고도 탐색 영역을 선택한다. 즉, 제어부(170)는 저고고 탐색 대상인 고고도 탐색 영역을 선택한다. Then, the
그런 다음, 제어부(170)는 S460 단계에서 복수의 무인항공기 중 제2 무인항공기(202)가 저고도에서 앞서 선택된 고고도 탐색 영역의 복수의 저고도 탐색 영역을 순차로 탐색하도록 하는 제2 명령을 생성한 후, 생성된 제2 명령을 통신부(110)를 통해 제2 무인항공기(202)로 전송한다. Then, in step S460, the
제1 무인항공기(201)의 제어모듈(280)은 통신모듈(220)을 통해 제2 명령을 수신하면, S470 단계에서 제2 명령에 따라 비행모듈(260)을 통해 저고도에서 비행하여 앞서(S450) 선택된 고고도 탐색 영역의 복수의 저고도 탐색 영역 각각을 탐색하여 카메라모듈(230)을 통해 제2 영상을 생성한다. 예컨대, 도 6을 참조하면, 앞서(S450) 선택된 고고도 탐색 영역은 제1 위치(P1)에 대응하는 영역이라고 가정한다. 그러면, 선택된 고고도 탐색 영역의 복수의 저고도 탐색 영역은 점선으로 구분되는 16개가 존재하며, 제2 명령에 따라 제2 무인항공기(202)의 제어모듈(280)은 비행모듈(260)을 통해 저고도에서 비행하여 16개의 저고도 탐색 영역 각각에서 카메라모듈(230)을 통해 16개의 고고도 탐색 영역을 순차로 촬영하여 복수의 제2 영상을 생성할 수 있다. When the
그런 다음, 제2 무인항공기(201)의 제어모듈(280)은 S480 단계에서 통신모듈(220)을 통해 복수의 제2 영상을 관제장치(100)로 전송한다. 복수의 제2 영상은 촬영 시 마다 전송되거나, 한 번에 전송될 수 있다. Then, the
관제장치(100)의 제어부(170)는 제2 명령에 대응하여 제2 무인항공기(202)로부터 통신부(110)를 통해 복수의 제2 영상을 수신할 수 있다. 이에 따라, 제어부(170)는 S490 단계에서 복수의 제2 영상을 분석하여 목표를 검출한다. 즉, 제어부(170)는 제2 영상을 분석하여 복수의 저고도 탐색 영역 각각에 목표가 존재할 확률을 산출한다. 관제장치(100)의 저장부(160)는 기 저장된 검색하고자 하는 목표의 이미지를 저장할 수 있다. 이에 따라, 제어부(170)는 복수의 제2 영상 각각에서 기 저장된 목표의 이미지를 대조하여 복수의 고고도 탐색 영역 각각에 목표가 존재할 확률을 산출할 수 있다. 이는 이미지 분류(image classification), 이미지 인식(image recognition), 객체 검출(object detection) 등의 이미지 프로세싱을 통해 수행될 수 있으며, 이러한 방법은 본 발명의 요지가 아니기 때문에 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 복수의 저고도 탐색 영역 각각에 대해 목표가 존재할 확률을 산출한 후, 제어부(170)는 그 확률이 제2 임계치 이상인 저고도 탐색 영역을 목표가 존재하는 영역으로 선택할 수 있다. The
한편, 앞서 설명된 본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 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 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 와이어뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 와이어를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다. Meanwhile, the method according to the embodiment of the present invention described above may be implemented in the form of a program readable through various computer means and recorded in a computer readable recording medium. Here, the recording medium may include a program command, a data file, a data structure, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the recording medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. For example, the recording medium includes magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floppy disks ( 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 may include not only machine language wires such as those created by a compiler, but also high-level language wires that can be executed by a computer using an interpreter or the like. Such hardware devices may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다. Although the present invention has been described above using several preferred embodiments, these examples are illustrative and not restrictive. As such, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that various changes and modifications can be made in accordance with the doctrine of equivalents without departing from the spirit of the present invention and the scope of rights set forth in the appended claims.
100: 관제장치 110: 통신부
120: 항법부 130: 센서부
140: 입력부 150: 표시부
160: 저장부 170: 제어부
200: 무인항공기 220: 통신모듈
230: 카메라모듈 240: 센서모듈
250: 항법모듈 260: 비행모듈
270: 저장모듈 280: 제어모듈 100: control device 110: communication unit
120: navigation unit 130: sensor unit
140: input unit 150: display unit
160: storage unit 170: control unit
200: unmanned aerial vehicle 220: communication module
230: camera module 240: sensor module
250: navigation module 260: flight module
270: storage module 280: control module
Claims (7)
복수의 무인항공기의 카메라모듈의 성능에 대응하여 오경보 확률과 오탐지 확률의 합이 최소인 고도를 산출하는 단계;
상기 산출된 고도를 저고도로 설정하는 단계;
상기 설정된 저고도에 따라 전체 탐색 영역을 복수의 저고도 탐색 영역으로 구분하는 단계;
기 설정된 수의 저고도 탐색 영역을 병합하여 복수의 고고도 탐색 영역을 설정하는 단계;
상기 고고도 탐색 영역의 면적에 따라 고고도를 설정하는 단계; 및
상기 고고도에서 복수의 고고도 탐색 영역을 탐색하고, 상기 저고도에서 복수의 저고도 탐색 영역을 탐색하도록 상기 복수의 무인항공기를 제어하는 단계;
를 포함하며,
상기 설정된 저고도에 따라 전체 탐색 영역을 복수의 저고도 탐색 영역으로 구분하는 단계는
상기 저고도에 따라 하나의 저고도 탐색 영역의 면적을 도출하고, 도출된 하나의 저고도 탐색 영역의 면적에 따라 상기 전체 탐색 영역을 상기 복수의 저고도 탐색 영역으로 구분하고,
상기 하나의 저고도 탐색 영역의 면적은
수학식
상기 B는 저고도 탐색 영역의 면적이고,
상기 h2는 상기 저고도이고,
상기 V는 상기 무인항공기의 카메라모듈의 시야각(FOV: Field of View)의 1/2이고,
상기 고고도 탐색 영역의 면적에 따라 고고도를 설정하는 단계는
수학식
상기 h1은 상기 고고도이고,
상기 A는 고고도 탐색 영역의 면적이고,
상기 V는 상기 무인항공기의 카메라모듈의 시야각(FOV: Field of View)의 1/2인 것을 특징으로 하는
무인항공기를 이용한 목표를 검색하기 위한 방법. A method for searching for a target using an unmanned aerial vehicle of a control device, the method comprising:
calculating an altitude at which the sum of the false alarm probability and the false detection probability is the minimum in response to the performance of the camera modules of the plurality of unmanned aerial vehicles;
setting the calculated altitude as a low altitude;
dividing the entire search area into a plurality of low altitude search areas according to the set low altitude;
setting a plurality of high-altitude search areas by merging a preset number of low-altitude search areas;
setting a high altitude according to the area of the high altitude search area; and
controlling the plurality of unmanned aerial vehicles to search a plurality of high-altitude search areas at the high altitude and search for a plurality of low-altitude search areas at the low altitude;
includes,
The step of dividing the entire search area into a plurality of low altitude search areas according to the set low altitude comprises:
Derive the area of one low-altitude search area according to the low altitude, and divide the entire search area into the plurality of low-altitude search areas according to the derived area of one low-altitude search area;
The area of the one low-altitude search area is
formula
B is the area of the low-altitude search area,
The h2 is the low altitude,
The V is 1/2 of the field of view (FOV) of the camera module of the unmanned aerial vehicle;
The step of setting the high altitude according to the area of the high altitude search area includes:
formula
Wherein h1 is the high altitude,
A is the area of the high-altitude search area,
Wherein V is 1/2 of the field of view (FOV) of the camera module of the unmanned aerial vehicle
A method for searching for a target using an unmanned aerial vehicle.
상기 산출된 고도에 대응하는 탐색 영역에서 상기 무인항공기의 카메라모듈을 통해 촬영한 영상으로부터 목표를 검색할 때,
상기 오경보 확률은
수학식
상기 오탐지 확률은
수학식
상기 FP는 상기 목표가 있다고 측정하고, 상기 목표가 실제로 없을 확률이고,
상기 TN은 상기 목표가 없다고 측정하고, 상기 목표가 실제로 없을 확률이고,
상기 FN은 상기 목표가 없다고 측정하고, 상기 목표가 실제로 있을 확률이고,
상기 TP는 상기 목표가 있다고 측정하고, 상기 목표가 실제로 있을 확률인 것을 특징으로 하는
무인항공기를 이용한 목표를 검색하기 위한 방법. According to claim 1,
When searching for a target from the image captured by the camera module of the unmanned aerial vehicle in the search area corresponding to the calculated altitude,
The false alarm probability is
formula
The false positive probability is
formula
The FP measures that the target is present, and is the probability that the target is actually absent;
The TN measures the absence of the target, and is the probability that the target is actually absent;
The FN measures the absence of the target and is the probability that the target is actually present,
wherein the TP measures that the target exists, and is a probability that the target is actually present.
A method for searching for a target using an unmanned aerial vehicle.
상기 복수의 무인항공기를 제어하는 단계는
상기 복수의 무인항공기 중 제1 무인항공기가 상기 고고도에서 복수의 고고도 탐색 영역을 순차로 탐색하도록 하는 제1 명령을 상기 제1 무인항공기로 전송하는 단계;
상기 제1 명령에 대응하여 상기 제1 무인항공기로부터 상기 제1 무인항공기의 카메라모듈이 복수의 고고도 탐색 영역 각각을 촬영한 복수의 제1 영상을 수신하는 단계;
상기 복수의 제1 영상을 기초로 상기 복수의 고고도 탐색 영역 각각에 목표가 존재할 확률을 산출하는 단계;
상기 복수의 고고도 탐색 영역 중 상기 산출된 확률이 기 설정된 제1 임계치 이상인 적어도 하나의 고고도 탐색 영역을 선택하는 단계;
상기 복수의 무인항공기 중 제2 무인항공기가 상기 저고도에서 상기 선택된 고고도 탐색 영역의 복수의 저고도 탐색 영역을 순차로 탐색하도록 하는 제2 명령을 상기 제2 무인항공기로 전송하는 단계;
상기 제2 명령에 대응하여 상기 제2 무인항공기로부터 상기 제2 무인항공기의 카메라모듈이 상기 선택된 고고도 탐색 영역의 복수의 저고도 탐색 영역 각각을 촬영한 복수의 제2 영상을 수신하는 단계;
상기 제2 영상을 기초로 상기 선택된 고고도 탐색 영역의 복수의 저고도 탐색 영역 각각에 목표가 존재할 확률을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 확률이 기 설정된 제2 임계치 이상인 저고도 탐색 영역을 선택하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 관제장치의 무인항공기를 이용한 목표를 검색하기 위한 방법. According to claim 1,
The step of controlling the plurality of unmanned aerial vehicles comprises:
transmitting, to the first unmanned aerial vehicle, a first command for a first unmanned aerial vehicle among the plurality of unmanned aerial vehicles to sequentially search a plurality of high-altitude search areas at the high altitude;
receiving, by a camera module of the first unmanned aerial vehicle, a plurality of first images of each of a plurality of high-altitude search areas from the first unmanned aerial vehicle in response to the first command;
calculating a probability that a target exists in each of the plurality of high-altitude search areas based on the plurality of first images;
selecting at least one high-altitude search area from among the plurality of high-altitude search areas, wherein the calculated probability is equal to or greater than a preset first threshold;
transmitting, by a second unmanned aerial vehicle among the plurality of unmanned aerial vehicles, a second command to sequentially search a plurality of low-altitude search areas of the selected high-altitude search area at the low altitude to the second unmanned aerial vehicle;
receiving, by the camera module of the second unmanned aerial vehicle, a plurality of second images of each of the plurality of low-altitude search areas of the selected high-altitude search area from the second unmanned aerial vehicle in response to the second command;
calculating a probability that a target exists in each of a plurality of low-altitude search areas of the selected high-altitude search area based on the second image; and
selecting a low-altitude search area in which the calculated probability is equal to or greater than a preset second threshold;
A method for searching for a target using an unmanned aerial vehicle of a control device, comprising:
복수의 무인항공기와 통신을 위한 통신부; 및
상기 복수의 무인항공기의 카메라모듈의 성능에 대응하여 오경보 확률과 오탐지 확률의 합이 최소인 고도를 산출하고,
상기 산출된 고도를 저고도로 설정하고,
상기 설정된 저고도에 따라 전체 탐색 영역을 복수의 저고도 탐색 영역으로 구분하고,
기 설정된 동수의 저고도 탐색 영역을 병합하여 복수의 고고도 탐색 영역을 설정하고,
상기 고고도 탐색 영역의 면적에 따라 고고도를 설정한 후,
상기 고고도에서 복수의 고고도 탐색 영역을 탐색하고, 상기 저고도에서 복수의 저고도 탐색 영역을 탐색하도록 상기 복수의 무인항공기를 제어하는 제어부;
를 포함하며,
상기 제어부는
상기 저고도에 따라 하나의 저고도 탐색 영역의 면적을 도출하고, 도출된 하나의 저고도 탐색 영역의 면적에 따라 상기 전체 탐색 영역을 상기 복수의 저고도 탐색 영역으로 구분하고,
상기 제어부는
상기 하나의 저고도 탐색 영역의 면적을
수학식
상기 B는 저고도 탐색 영역의 면적이고,
상기 h2는 상기 저고도이고,
상기 V는 상기 무인항공기의 카메라모듈의 시야각(FOV: Field of View)의 1/2이고,
상기 제어부는
상기 고고도 탐색 영역의 면적에 따라 고고도를 설정하되,
수학식
상기 h1은 상기 고고도이고,
상기 A는 고고도 탐색 영역의 면적이고,
상기 V는 상기 무인항공기의 카메라모듈의 시야각(FOV: Field of View)의 1/2인 것을 특징으로 하는
무인항공기를 이용한 목표를 검색하기 위한 관제장치. In the control device for searching for a target using an unmanned aerial vehicle,
a communication unit for communication with a plurality of unmanned aerial vehicles; and
calculating an altitude at which the sum of the false alarm probability and the false detection probability is the minimum in response to the performance of the camera module of the plurality of unmanned aerial vehicles;
Set the calculated altitude to a low altitude,
dividing the entire search area into a plurality of low-altitude search areas according to the set low altitude;
A plurality of high-altitude search areas are set by merging the same number of preset low-altitude search areas,
After setting the high altitude according to the area of the high altitude search area,
a control unit configured to search the plurality of high-altitude search areas at the high altitude and control the plurality of unmanned aerial vehicles to search the plurality of low-altitude search areas at the low altitude;
includes,
the control unit
Derive the area of one low-altitude search area according to the low altitude, and divide the entire search area into the plurality of low-altitude search areas according to the derived area of one low-altitude search area;
the control unit
The area of the one low-altitude search area
formula
B is the area of the low-altitude search area,
The h2 is the low altitude,
The V is 1/2 of the field of view (FOV) of the camera module of the unmanned aerial vehicle;
the control unit
The high altitude is set according to the area of the high altitude search area,
formula
Wherein h1 is the high altitude,
A is the area of the high-altitude search area,
Wherein V is 1/2 of the field of view (FOV) of the camera module of the unmanned aerial vehicle
A control device to search for a target using an unmanned aerial vehicle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200024469A KR102266467B1 (en) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | Apparatus and method for searching target using unmanned aerial vehicle based on detection probability |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200024469A KR102266467B1 (en) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | Apparatus and method for searching target using unmanned aerial vehicle based on detection probability |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102266467B1 true KR102266467B1 (en) | 2021-06-17 |
Family
ID=76603527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200024469A KR102266467B1 (en) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | Apparatus and method for searching target using unmanned aerial vehicle based on detection probability |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102266467B1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101945019B1 (en) * | 2018-06-22 | 2019-02-01 | 전북대학교 산학협력단 | System for swarm flight of unmanned aerial vehicles for acquiring images of crop growing distribution and method thereof |
| KR20200002361A (en) | 2018-06-29 | 2020-01-08 | (주)글루버 | System for porviding aerial image using automatic driving drone and method thereof |
-
2020
- 2020-02-27 KR KR1020200024469A patent/KR102266467B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101945019B1 (en) * | 2018-06-22 | 2019-02-01 | 전북대학교 산학협력단 | System for swarm flight of unmanned aerial vehicles for acquiring images of crop growing distribution and method thereof |
| KR20200002361A (en) | 2018-06-29 | 2020-01-08 | (주)글루버 | System for porviding aerial image using automatic driving drone and method thereof |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Andrew Symington 외 3, Probabilistic Target Detection by Camera-Equipped UAVs, 2010 IEEE International Conference on Robotics and Automation, May 3-8, 2010.* * |
| Il-Kyu Ha 외 1명, A Probabilistic Target Search Algorithm Based on Hierarchical Collaboration for Improving Rapidity of Drones, Sensors 2018, 18, 2018.08.02.* * |
| 하일규, 고도를 달리하는 드론들의 협력에 의한 확률기반 목표물 탐색 방법, 한국정보통신학회논문지 21(12), 2017.12, 2371-2379(9 pages)* * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11604479B2 (en) | Methods and system for vision-based landing | |
| US10216181B2 (en) | Implementation of a rescue drone | |
| US8855846B2 (en) | System and method for onboard vision processing | |
| WO2021078167A1 (en) | Aerial vehicle return control method and apparatus, aerial vehicle, and storage medium | |
| US11294398B2 (en) | Personal security robotic vehicle | |
| US20180032042A1 (en) | System And Method Of Dynamically Controlling Parameters For Processing Sensor Output Data | |
| US11531340B2 (en) | Flying body, living body detection system, living body detection method, program and recording medium | |
| JP2018537335A (en) | Method and system for controlling the flight of an unmanned aerial vehicle | |
| CN112335190B (en) | Radio link coverage map and impairment system and method | |
| US10235893B2 (en) | Flight control method and unmanned unmannered aerial vehicle | |
| EP3989034B1 (en) | Automatic safe-landing-site selection for unmanned aerial systems | |
| KR20120036684A (en) | An intelligent aviation robot using gps | |
| KR102441077B1 (en) | Apparatus for controlling taking off and landing of a dron in a vehicle and method thereof | |
| US20180202831A1 (en) | Auxiliary control method and system for unmanned aerial vehicle | |
| CN110997488A (en) | System and method for dynamically controlling parameters for processing sensor output data | |
| US11459117B1 (en) | Drone-based cameras to detect wind direction for landing | |
| KR102266467B1 (en) | Apparatus and method for searching target using unmanned aerial vehicle based on detection probability | |
| KR102289743B1 (en) | Apparatus and method for searching a target using a plurality of unmanned aerial vehicles | |
| US20220238987A1 (en) | Mobile surveillance systems extendable mast control systems and methods | |
| KR102486768B1 (en) | Unmanned drone for automatically setting moving path according to detection situation, and operating method thereof | |
| US10969786B1 (en) | Determining and using relative motion of sensor modules | |
| JP6393157B2 (en) | Spacecraft search and recovery system | |
| Gur et al. | Image processing based approach for crime scene investigation using drone | |
| KR20110136225A (en) | An intelligent aviation robot using gps | |
| KR102526202B1 (en) | Indoor autonomous flying drone control system and method therefor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |