무인항공기의 근거리 비행체 탐지 및 추적을 위한 영상처리 알고리듬

Abstract

본 논문에서는 무인항공기의 근거리 비행체 탐지 및 추적을 위한 영상처리 알고리듬을 제안한다. 제안된 알고리듬은 연속되는 영상에서 계산되는 호모그래피를 사용하여 움직이는 객체를 검출하고 확률적 다수-가설 추적기법으로 검출된 객체가 접근하는 비행체인지의 여부를 판단한다. 이는 항공기의 저고도 비행 시 영상에 보여지는 지표면과 같이 복잡한 배경 위에서 이동하는 비행체를 검출할 수 있고, 비행체의 동역학적 특성을 고려할 수 있기 때문에 색상기반의 비행체 탐지기법보다 향상된 성능을 보여준다. 또한 외부영향에 대한 임계치의 민감도를 현저히 감소시키므로 소형 무인항공기의 저고도 비행실험수행 시 효과적이다. 제안된 영상처리 알고리듬을 실제 비행실험 영상에 적용하여 성능을 검증하였다. This paper proposes an image processing algorithms for detection and tracking of aerial vehicles in short-range. Proposed algorithm detects moving objects by using image homography calculated from consecutive video frames and determines whether the detected objects are approaching aerial vehicles by the Probabilistic Multi-Hypothesis Tracking method(PMHT). This algorithm can perform better than simple color-based detection methods since it can detect moving objects under complex background such as the ground seen during low altitude flight and consider the characteristics of vehicle dynamics. Furthermore, it is effective for the flight test due to the reduction of thresholding sensitivity against external factors. The performance of proposed algorithm is verified by applying to the onboard video obtained by flight test.