영상기반 지형대조항법은 지형고도 계측을 위해 전파고도계 대신 영상 센서를 활용하는 기술로, 연속으로 촬영된 항공 영상을 이용하여 지형 복원을 수행하고 이를 지형고도 데이터베이스와 비 교하여 비행체의 위치를 추정한다. 영상기반 지형대조항법은 비행체 위치와 계측되는 지형의 상관관계를 이용하는 기술이기 때문에 지형 고도의 기하학적 분포에 따라 항법 성능이 영향을 받는 다. 본 연구에서는 복원된 지형 정보와 지형 고도 데이터베이스 간의 지형정합 시 복원된 지형의 고도 분포를 고려하여 항법 필터를 설계함으로써 항법 오보정을 방지한다. 비행시험을 통해 취득 한 비행체의 운동 정보와 항공 영상을 이용하여 항법 성능 분석을 수행함으로써 제안하는 알고리즘의 타당성을 검증한다.

Performance Enhancement of Vision-Based Terrain-Referenced Navigation via Elevation Distribution

Taeyun Kim*, Seongho Nam, Juhyun Oh

Vision-based terrain-referenced navigation utilizes an image sensor instead of a radar altimeter to measure terrain elevation. This method reconstructs the terrain elevation map using consecutive aerial images and estimates the position of the vehicle by comparing the reconstructed map with a database. Its navigation performance is affected by the geometric distribution of terrain elevation because it relies on the correlation between the vehicle position and the measured elevation. In this study, the navigation filter is designed with consideration for the elevation distribution of the reconstructed map to prevent navigation errors. The validity of the proposed algorithm is demonstrated through performance analysis using the motion data and aerial images from the flight test.

Keywords: Terrain-referenced navigation, Vision sensor, Terrain elevation distribution

Speaker 김태윤* 국방과학연구소