무인선의 펄스 레이더를 이용한 장애물 자동 탐지

Abstract

본 논문에서는 해상환경에서 펄스 레이더를 이용한 장애물 탐지 기법에 관한 연구 내용을 소개한다. 자율무인자동차의 경우 필요한 주변 환경 및 장애물 정보를 획득하기 위해 라이다 센서를 사용하는 것이 일반적이나 상대적으로 먼 거리에서도 장애물을 탐지해야 하는 해상환경에서 라이다의 활용에는 한계가 있다. 따라서 부표나 해안선, 다른 선박을 관측하기 위해 항해 보조 수단으로 많이 사용 되어온 상용 펄스 레이더를 무인선에 탑재함으로써 상대적으로 먼 거리에서도 장애물의 탐지가 가능한 시스템을 구축하고 검증 하였다. 해면 반사(sea clutter)와 같은 해상환경 고유의 잡음이 포함되어 있는 펄스 레이더 데이터에서 장애물만을 효과적으로 추출하기 위해 해면반사 억제를 위한 STC(Sensitivity Time Control)를 적용하였고, 우설반사 억제를 위한 FTC(Fast Time Constant)를 적용하였다. 또한 육지에서 반사된 레이더 데이터를 제거하기 위해 LMM (Land Mass Mapping) 방법을 활용하여 레이더 이미지에서 이동하는 선박이나 부표와 같은 해상 장애물을 탐지하였다. 실해역에서 획득한 레이더 데이터에 제안된 알고리즘을 적용하여 타당성을 검증하였다.지해야 하는 해상환경에서 라이다의 활용에는 한계가 있다. 따라서 부표나 해안선, 다른 선박을 관측하기 위해 항해 보조 수단으로 많이 사용 되어온 상용 펄스 레이더를 무인선에 탑재함으로써 상대적으로 먼 거리에서도 장애물의 탐지가 가능한 시스템을 구축하고 검증 하였다. 해면 반사(sea clutter)와 같은 해상환경 고유의 잡음이 포함되어 있는 펄스 레이더 데이터에서 장애물만을 효과적으로 추출하기 위해 해면반사 억제를 위한 STC(Sensitivity Time Control)를 적용하였고, 우설반사 억제를 위한 FTC(Fast Time Constant)를 적용하였다. 또한 육지에서 반사된 레이더 데이터를 제거하기 위해 LMM (Land Mass Mapping) 방법을 활용하여 레이더 이미지에서 이동하는 선박이나 부표와 같은 해상 장애물을 탐지하였다. 실해역에서 획득한 레이더 데이터에 제안된 알고리즘을 적용하여 타당성을 검증하였다.