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레이다 영상의 위치 왜곡 보정 기술
분야
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레이다 영상의 위치 왜곡 보정 기술

보유기관 및 연구자 : 국방과학연구소 이한길 연구원

개발상태
8/9

기술완성도

TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
특허정보

기술개요

• 본 특허는 영상 레이다에서 이동위치에 따른 거리변화에 대한 보정을 통해 레이다 영상의 위치 왜곡을 보정하는 방법 및 장치에 관한 기술임

적용분야

• 본 특허는 이동위치에 따른 거리변화를 보정하는 기술로 레이다 영상의 위치를 모니터링 하는 분야에 적용 가능함

∨기상 관측용 인공위성의 영상 레이다∨기상 관측 및 지질 조사 항공 레이다

캡처.JPG

기술 차별성

• 영상 레이다의 파면 곡률 오차에 따른 위치 왜곡을 보정할 때에 열화현상이 발생하지 않는 위치 왜곡 보정 방법 및 장치를 제공함

• 영상 레이다의 파면 곡률 오차에 따른 위치 왜곡을 거리방향과 방위방향으로 나눠서 보정을 하며, 방위방향의 위치 왜곡에 대해 레이다 영상의 주파수신호 특성을

이용하는 리샘플링을 통해 왜곡을 보정함

캡처.JPG

구현방법

• 본 특허의 위치 왜곡 보정 장치는 아래 그림과 같이 거리 방향 위치 왜곡 보정부와 방위 방향 위치 왜곡 보정부로 구성되어 있음

• 거리 방향 위치 왜곡 보정부는 레이다 영상의 위치 왜곡 중 영상 레이다로부터 소정 위치까지의 거리 방향의 위치 왜곡에 대해 주파수 영역에서 위상을 보상하여 거리

오차를 제거하며 방위 방향 위치 왜곡 보정부에서는 레이다 영상의 위치 왜곡 중방위 방향의 위치 왜곡에 대해 레이다 영상의 주파수 신호 특성을 이용하는

리샘플링을 수행하여 소정 위치의 방위 좌표를 정렬함

• 방위 방향의 위치 왜곡은 거리 위치와 방위 위치에 따라 픽셀의 크기가 변하므로 거리 방향 위치 보정방식을 적용하기가 어려움, 따라서 방위 방향 위치 왜곡 보정부는 Chirp-Z 변환을 통해 샘플링의 간격을 조절하여 보정하고, 재정렬된 방위 픽셀은 동일한 성능에서 위치 왜곡 없이 영상을 정확한 위치에 형상할 수 있음

캡처.JPG

기술동향

• 기존의 항공 또는 위성으로 무보정 관측 시 지표면의 굴곡으로 인해 정확한 지표면의 상태가 아닌 왜곡이 발생함에 따라 이를 보정하기 위한 기술이 개발되고 있음

• 중국에서는 지표면의 차이로 인해 발생하는 그림자를 해결하여 영상왜곡을 바로잡는 기술을 개발하고 있으며, 우크라이나에서는 다중 SAR 촬영 알고리즘을 통해 영상의

왜곡을 보정하는 기술을 개발 하고 있음

• 국내의 경우, 인공위성의 위치 왜곡 보정에 대한 연구는 국가주도로 이루어지고 있으며 주로 주로 Interferometric Phase Slope를 이용하는 방법, DFM을 이용하는 방법, 통계학적 방법과 Multi-Baseline Interferometry 방법 등이 연구되고 있음

• 미국에서는 위성을 이용한 차량 측정 등의 단순한 분석 업무를 넘어 World Bank와 협력하여 World Bank의 국가별 데이터와 실제 관측정보와의 차이점을 비교분석하고 있으며, World Resources Institute와 함께 산림 파괴 징후들을 추적하는 일도 진행되고 있음

시장동향

캡처.JPG

• 전 세계 레이다 시스템 시장은 2016년 202억 9,000만 달러에서 연평균 성장률 5.39%로 증가하여, 2021년에는 263억 7,000만 달러에 이를 것으로 전망됨

• 전 세계 레이다 시스템 시장을 제품별로 살펴보면, 지상기반 레이다 시스템, 공중 레이다 시스템, 해상 레이다 시스템, 우주기반 레이다 시스템으로 구분되며, 지상기반

레이다 시스템이 2016년을 기준으로 39.11%의 점유율을 차지하였으며, 그 뒤를 공중 레이다 시스템이 27.22%로 뒤따르고 있음

• 지상기반 레이다 시스템은 2016년 61억 8,000만 달러에서 연평균 성장률 3.84%로 증가하여 2021년에는 74억 6,000만 달러에 이를 것으로 전망됨

• 공중 레이다 시스템은 2016년 43억 달러에서 연평균 성장률 4.27%로 증가하여 2021년에는 53억 달러에 이를 것으로 전망됨

• 해상 레이다 시스템은 2016년 36억 5,000만 달러에서 연평균 성장률 3.81%로 증가하여 2021년에는 44억 달러에 이를 것으로 전망됨

• 우주기반 레이다 시스템은 2016년 16억 7,000만 달러에서 연평균 성장률 4.79%로 증가하여 2021년에는 21억 1,000만 달러에 이를 것으로 전망됨