• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.48 no.10
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• pp.783-789
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• 2020

This paper proposes a new method for vision-based navigation using semantically segmented aerial images. Vision-based navigation can reinforce the vulnerability of the GPS/INS integrated navigation system. However, due to the visual and temporal difference between the aerial image and the database image, the existing image matching algorithms have difficulties being applied to aerial navigation problems. For this reason, this paper proposes a suitable matching method for the flight composed of navigational feature extraction through semantic segmentation followed by template matching. The proposed method shows excellent performance in simulation and even flight situations.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2010.10a
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• pp.1-3
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• 2010

수중 무인항체(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)를 고정밀, 고위험 임무수행 분야에 이용하기 위해서는 연속적이고 정확한 항법정보를 제공하는 기술이 반드시 필요하다. 특히, 최근에는 항공분야에서 국내외적으로 연속적이고 정확한 항법정보를 제공하기 위하여 여러 가지 센서를 결합한 통합 항법시스템에 관한 연구가 활발하며, GPS나 음향장치를 관성센서와 통합하는 방법이 대표적이다. 하지만 수중 무인항체에 경우는 해수면 노출로 인한 탐사시간 장기화와 음향장치 설치 및 회수의 한계로 인하여 GPS나 음향장치 이외에 센서를 이용한 통합 항법시스템의 필요성이 커지고 있다. 본 논문에서는 자율성이 높으면서, 적은 비용으로 설치가 가능한 영상센서를 이용하여 항법성능을 효과적으로 증대시키는 Vision/INS 통합 항법을 제안한다. 제안한 통합 항법알고리즘은 외부표정요소 직접결정기법을 이용하여 영상 데이터로부터 항체의 위치와 자세를 추정하고, 추정된 결과를 INS의 추정치와 비교한다. 그리고 추정한 위치와 자세오차를 입력으로 칼만필터를 구동하도록 설계하였다. 모의실험을 통해 제안한 방법의 유효성을 확인하였다.

• Proceedings of the IEEK Conference
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• 2000.09a
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• pp.489-492
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• 2000

본 논문에서는 영상 항법 변수 추출 알고리듬의 실시간 구현에 관해 연구하였다. 영상 항법 변수 추출 알고리듬은 이전 위치를 기준으로 현재 위치를 추정해내는 상대위치 추정 알고리듬과 상대위치 추정에 의해 누적되는 오차를 보정하기 위한 절대위치 보정 알고리듬으로 구성된다. 절대위치 보정 알고리듬은 고해상도 영상과 IRS (Indian Remote Sensing) 위성영상을 기준영상으로 이용하는 방법 및 DEM (Digital Elevation Model) 을 이용하는 방법으로 구성된다. 하이브리드 영상 항법 변수 추출 알고리듬을 실시간으로 구현하기 위해 MVP (Multimedia Video Processor)로 명명된 TMS320C80 DSP (Digital Signal Processor) 칩을 사용하였다. 구현된 시스템은 MVP의 부동 소수점 프로세서인 MP (Master Processor) 를 고정 소수점 프로세서인 PP (Parallel Processor) 를 제어하거나 삼각함수 계산과 같은 부동 소수점 함수를 계산하는데 사용하였고, 대부분의 연산은 PP를 사용하여 수행하였다. 처리시간이 많이 필요한 모듈에 대해서는 고속 알고리듬을 개발하였고, 4개의 PP를 효율적으로 사용하기 위한 영상분할 방법에 대해 제안하였다. 비행체에서 캡코더를 이용해 촬영한 연속 항공 영상과 비행체의 자세정보를 입력으로 실시간 시뮬레이션 하였다. 실험결과는 하이브리드 항법 변수 추출 알고리듬의 실시간 구현이 효과적으로 구현되었음을 나타내고 있다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.47 no.4
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• pp.274-282
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• 2019

Vision-based navigation of unmaned aerial vehicle is a significant technology that can reinforce the vulnerability of the widely used GPS/INS integrated navigation system. However, the existing image matching algorithms are not suitable for matching the aerial image with the database. For the reason, this paper proposes particle filters using Gaussian mixture models to deal with matching between aerial image and database for vision-based navigation. The particle filters estimate the position of the aircraft by comparing the correspondences of aerial image and database under the assumption of Gaussian mixture model. Finally, Monte Carlo simulation is presented to demonstrate performance of the proposed method.

• Proceedings of the Korean Society for Emotion and Sensibility Conference
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• 2000.11a
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• pp.217-221
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• 2000

증강현실은 사용자가 보고 있는 실세계의 영상과 컴퓨터가 생성한 가상의 영상을 실시간으로 합성하여 제시해주는 기술로 사용자에게 실세계에 대한 이해 및 현실감을 높여 줄 수 있는 기술이다. 본 논문에서는 이러한 기술을 이용하여 조종사에게 항법관련 정보를 제공해줄 수 있는 헬리콥터 항법용 증강현실 인터페이스를 설계하는 것을 목적으로 한다. 증강현실 인터페이스는 위치 측위를 위한 GPS/INS 기술과 통합되어 조종사에게 실시간으로 항법관련 정보를 제공해줄 수 있도록 한다. 제안된 시스템에서는 조종사의 주시방향을 보다 정확하게 추출하기 위하여 레이저 방식의 트래커를 이용하며, 투시형 HMD(Head-mounted Display)를 이용하여 합성된 영상을 조종사에게 실시간으로 제공하도록 한다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.46 no.7
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• pp.557-566
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• 2018

In this paper, a vision-based relative navigation system is addressed for autonomous aerial refueling. In the air-to-air refueling, it is assumed that the tanker has the drogue, and the receiver has the probe. To obtain the relative information from the drogue, a vision-based imaging technology by infra-red camera is applied. In this process, the relative information is obtained by using Gaussian Least Squares Differential Correction (GLSDC), and Levenberg-Marquadt(LM), where the drouge geometric information calculated through image processing is used. These two approaches proposed in this paper are analyzed through numerical simulations.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2018.07a
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• pp.279-280
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• 2018

본 과제는 비행체에 자동제어 시스템인 자동항법비행기능을 탑재한 무인기를 제작한다. 자동항법비행이 가능한 무인기는 사람이 직접 조종하는 기존의 비행체들 보다 정밀하고 섬세한 제어가 가능하며 조종자의 시야가 닿지 않는 곳에서의 비행이 가능하다는 장점을 가진다. 또한 상공에서 영상을 촬영하며 5.8GHz대역의 영상 송 수신기를 통한 실시간 영상 확인이 가능하다. 본 과제는 GPS를 이용한 프로그래밍을 통해 미리 지정한 좌표를 따라 비행이 가능하며 실시간 영상 수신이 가능하기 때문에 사람이 직접 갈 수 없는 오염된 지역 등의 정찰이 가능하고, 비행체에 장착되는 장비에 따라 군용, 소방용 등의 다양한 범위에서의 활용이 가능할 것으로 예상된다.

• Journal of the Korea Society for Simulation
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• v.24 no.4
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• pp.43-49
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• 2015

Maximum lock-on distance in tactical guidance missile using seeker image is estimated by seeker's FOV, resolution and performance of tracking algorithm. In case, a missile is launched beyond the maximum lock-on distance, the missile is guided by INS pure navigation until it enters the lock-on possible zone. However, the probability of a target's existence within seekers images decreases as flight time goes by. Therefore, it is crucial to determine the distance that satisfies a certain target existence probability (TEP) and the maximum lock-on distance in order for an operator to take over the navigation role between two distances. In this paper, simulation which can analyse TEP in tactical guided missile seeker image is designed.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2016.10a
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• pp.961-964
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• 2016

This paper describes the implementation of AUSV system for Sonar Image acquisition. The system be controlled by FF-PID algorithm for the thrusters using motion sensor and DGPS. As experimental results, the control performance is that the error distance from the destination positions are under 5m in total survey track of 1km, and the image deviation is under 12 pixel from the manned survey method, which the comparison with the total image quality is almost the same as the manned survey one. Thus the AUSV system is a new method of system can be utilized on the limited survey area as the surveyor should not be able to approach on sea surface.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.48 no.6
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• pp.401-410
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• 2020

In this study, a real-time Tactical UAS position compensation system based on image information developed to compensate for the weakness of location navigation information during GPS signal interference and jamming / spoofing attack is described. The Tactical UAS (KUS-FT) is capable of automatic flight by switching the mode from GPS/INS integrated navigation to DR/AHRS when GPS signal is lost. However, in the case of location navigation, errors accumulate over time due to dead reckoning (DR) using airspeed and azimuth which causes problems such as UAS positioning and data link antenna tracking. To minimize the accumulation of position error, based on the target data of specific region through image sensor, we developed a system that calculates the position using the UAS attitude, EO/IR (Electric Optic/Infra-Red) azimuth and elevation and numerical map data and corrects the calculated position in real-time. In addition, function and performance of the image information based real-time UAS position compensation system has been verified by ground test using GPS simulator and flight test in DR mode.