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주성분 분석 기법을 이용한 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리방향 스케일링 장치 및 그 방법(APPARATUS OF CROSS-RANGE SCALING FOR INVERSE SYNTHETIC APERTURE RADAR IMAGE USING PRINCIPAL COMPONENT ANALYSIS AND METHOD THEREOF)

  • 기술번호 : KST2017014015
  • 담당센터 : 대구기술혁신센터
  • 전화번호 : 053-550-1450
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 주성분 분석 기법을 이용한 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리 방향 스케일링 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리방향을 스케일링하는 방법은 제1 시점에서의 제1 역합성 개구면 레이더 영상과 상기 제1 시점보다 늦은 제2 시점에서의 제2 역합성 개구면 레이더 영상을 획득하는 단계, 상기 제1 역합성 개구면 레이더 영상과 제2 역합성 개구면 레이더 영상으로부터 대상체의 형상을 나타내는 산란점들을 추출하는 단계, 상기 추출된 제1 및 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 산란점들을 이용한 주성분 분석을 통해 산란점들에 대한 최대 분산을 갖는 각 영상의 주축을 연산하는 단계, 상기 추출된 각 영상의 주축을 이용하여 상기 대상체의 회전 속도를 추정하는 단계, 그리고 상기 추정된 회전 속도를 이용하여 상기 제1 및 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단 거리 방향의 스케일을 길이 단위로 변경하는 단계를 포함한다.이와 같이 본 발명에 따르면, 대상체의 회전 중심에 대한 정보가 없어도 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리 방향을 헤르츠 단위에서 미터 단위로 스케일링이 가능하며, 이를 통해 종래의 스케일링 기술에 비해 연산 속도와 스케일링의 정확도를 향상시킬 수 있다.
Int. CL G01S 13/90 (2016.03.24)
CPC G01S 13/9029(2013.01) G01S 13/9029(2013.01)
출원번호/일자 1020160019028 (2016.02.18)
출원인 포항공과대학교 산학협력단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2017-0097373 (2017.08.28) 문서열기
공고번호/일자 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2016.02.18)
심사청구항수 18

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 포항공과대학교 산학협력단 대한민국 경상북도 포항시 남구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김경태 대한민국 경상북도 포항시 남구
2 강민석 대한민국 서울특별시 강남구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인태백 대한민국 서울 금천구 가산디지털*로 *** 이노플렉스 *차 ***호

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 포항공과대학교 산학협력단 대한민국 경상북도 포항시 남구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2016.02.18 수리 (Accepted) 1-1-2016-0161386-39
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2017.01.10 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2018.01.26 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2018-0013532-11
4 등록결정서
Decision to grant
2018.01.27 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0065142-03
5 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2019.11.20 수리 (Accepted) 4-1-2019-5243581-27
6 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2019.11.22 수리 (Accepted) 4-1-2019-5245997-53
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2019.11.25 수리 (Accepted) 4-1-2019-5247115-68
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번호 청구항
1 1
제1 시점에서의 제1 역합성 개구면 레이더 영상과 상기 제1 시점보다 늦은 제2 시점에서의 제2 역합성 개구면 레이더 영상을 획득하는 단계,상기 제1 역합성 개구면 레이더 영상과 제2 역합성 개구면 레이더 영상으로부터 대상체의 형상을 나타내는 산란점들을 추출하는 단계,상기 추출된 제1 및 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 산란점들을 이용한 주성분 분석을 통해 산란점들에 대한 최대 분산을 갖는 각 영상의 주축을 연산하는 단계, 상기 추출된 각 영상의 주축을 이용하여 상기 대상체의 회전 속도를 추정하는 단계, 그리고상기 추정된 회전 속도를 이용하여 상기 제1 및 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단 거리 방향의 스케일을 길이 단위로 변경하는 단계를 포함하는 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리방향을 스케일링하는 방법
2 2
제1항에 있어서, 상기 각 영상의 주축을 연산하는 단계는, 레인지 및 크로스-레인지(RC, Range and Cross-range) 도메인에서의 제1 및 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 산란점들에 대한 각각의 평균 벡터를 연산하는 단계, 레인지 및 크로스-레인지 도메인에서의 제1 및 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 산란점들의 위치 벡터와 상기 평균 벡터의 차이값을 연산하는 단계,상기 차이값을 이용하여 레인지 및 크로스-레인지 도메인에서의 제1 및 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 산란점들에 대한 각각의 공분산 행렬들을 연산하는 단계, 그리고 상기 공분산 행렬들을 이용하여 레인지 및 크로스-레인지 도메인에서의 제1 및 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 주축을 연산하는 단계를 포함하는 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리방향을 스케일링하는 방법
3 3
제2항에 있어서,상기 평균 벡터를 연산하는 단계는, 아래의 수학식을 통해 상기 평균 벡터(k1, k2)를 연산하는 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리방향을 스케일링하는 방법:여기서, L은 산란점의 개수를 의미하고, ps1,i 및 ps2,i는 레인지 및 크로스-레인지 도메인에서 제1 및 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 i번째 산란점의 위치 벡터를 의미하고, [Mx1, Ny1]과 [Mx2, Ny2]는 레인지 및 크로스-레인지 도메인에서의 제1 및 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 산란점의 평균 벡터를 의미한다
4 4
제2항에 있어서,상기 공분산 행렬들을 연산하는 단계는, 아래의 수학식을 통해 상기 공분산 행렬들(Cp1, Cp2)을 연산하는 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리방향을 스케일링하는 방법:여기서, S는 스케일링 행렬을 의미하고, Q는 내림차순으로 정렬된 행렬 A의 고유 벡터로 이루어진 직교 행렬을 의미하고, Λ는 두개의 고유값을 가지는 대각 행렬을 의미하고, R은 회전 행렬을 의미하고, 이고, 는 제1 역합성 개구면 레이더 영상의 산란점의 데이터 집합을 의미하고, L은 산란점의 개수를 의미한다
5 5
제4항에 있어서,상기 주축을 연산하는 단계는, 아래의 수학식을 통해 상기 주축을 연산하는 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리방향을 스케일링하는 방법:여기서, e1은 레인지 및 크로스-레인지 도메인에서 제1 역합성 개구면 레이더 영상의 주축 벡터를 의미하고, e2는 레인지 및 크로스-레인지 도메인에서 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 주축 벡터를 의미하고, ()1은 최대 고유 값에 대응하는 고유 벡터를 의미한다
6 6
제1항에 있어서,상기 대상체의 회전 속도를 추정하는 단계는,상기 각 영상의 주축들에 대한 고유 벡터를 내적 연산하여 상기 대상체의 회전 각도를 추정하는 단계, 그리고상기 추정된 회전 각도를 이용하여 상기 대상체의 회전 속도를 추정하는 단계를 포함하는 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리방향을 스케일링하는 방법
7 7
제6항에 있어서, 상기 추정된 회전 각도를 이용하여 상기 대상체의 회전 속도를 추정하는 단계는, 아래의 수학식을 통해 상기 대상체의 회전 각도를 추정하는 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리방향을 스케일링하는 방법:여기서, 는 추정된 회전 각도를 의미하고, Tm은 연접 처리 시간 간격의 총합을 의미하고, fc는 레이더 송신 신호의 캐리어 주파수를 의미하고, w는 대상체의 실제 회전 속도를 의미하고, ex1 및 ey1은 레인지-도플러(range-doppler, RD) 도메인에서의 제1 역합성 개구면 레이더 영상의 주축에 대한 고유 벡터의 거리 및 횡단 거리에 대한 값을 의미하고, 레인지-도플러 도메인에서의 ex2 및 ey2은 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 주축에 대한 고유 벡터의 거리 및 횡단 거리에 대한 값을 의미하고, B는 레이더의 송신 신호의 대역폭을 의미한다
8 8
제1항에 있어서, 상기 횡단 거리 방향의 스케일을 길이 단위로 변경하는 단계는,상기 추정된 회전 속도를 이용하여 회전 속도에 대한 비용 함수를 생성하는 단계, 후보 회전 속도를 입력받는 단계, 상기 후보 회전 속도와 상기 비용 함수, 그리고 이분법(bisection algorithm)을 이용하여 상기 비용 함수의 값이 0이 되는 회전 속도 값을 검출하는 단계, 그리고 상기 검출된 회전 속도 값을 이용하여 상기 제1 및 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단 거리 방향의 스케일을 길이 단위로 변경하는 단계를 포함하는 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리방향을 스케일링하는 방법
9 9
제8항에 있어서,상기 비용 함수를 생성하는 단계는, 아래의 수학식을 통해 상기 비용 함수(E(w))를 생성하는 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리방향을 스케일링하는 방법:여기서, w는 회전 속도를 의미하고, 는 추정된 회전 속도를 의미한다
10 10
제1 시점에서의 제1 역합성 개구면 레이더 영상과 상기 제1 시점보다 늦은 제2 시점에서의 제2 역합성 개구면 레이더 영상을 획득하는 영상획득부,상기 제1 역합성 개구면 레이더 영상과 제2 역합성 개구면 레이더 영상으로부터 대상체의 형상을 나타내는 산란점들을 추출하는 추출부,상기 추출된 제1 및 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 산란점들을 이용한 주성분 분석을 통해 산란점들에 대한 최대 분산을 갖는 각 영상의 주축을 연산하는 연산부, 상기 추출된 각 영상의 주축을 이용하여 상기 대상체의 회전 속도를 추정하는 추정부, 그리고상기 추정된 회전 속도를 이용하여 상기 제1 및 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단 거리 방향의 스케일을 길이 단위로 변경하는 스케일부를 포함하는 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리방향 스케일링 장치
11 11
제10항에 있어서, 상기 연산부는, 레인지 및 크로스-레인지(RC, Range and Cross-range) 도메인에서의 제1 및 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 산란점들에 대한 각각의 평균 벡터를 연산하고, 레인지 및 크로스-레인지 도메인에서의 제1 및 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 산란점들의 위치 벡터와 상기 평균 벡터의 차이값을 연산하며, 상기 차이값을 이용하여 레인지 및 크로스-레인지 도메인에서의 제1 및 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 산란점들에 대한 각각의 공분산 행렬들을 연산하고, 상기 공분산 행렬들을 이용하여 레인지 및 크로스-레인지 도메인에서의 제1 및 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 주축을 연산하는 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리방향 스케일링 장치
12 12
제11항에 있어서,상기 연산부는, 아래의 수학식을 통해 상기 평균 벡터(k1, k2)를 연산하는 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리방향 스케일링 장치:여기서, L은 산란점의 개수를 의미하고, ps1,i 및 ps2,i는 레인지 및 크로스-레인지 도메인에서 제1 및 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 i번째 산란점의 위치 벡터를 의미하고, [Mx1, Ny1]과 [Mx2, Ny2]는 레인지 및 크로스-레인지 도메인에서의 제1 및 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 산란점의 평균 벡터를 의미한다
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제11항에 있어서,상기 연산부는, 아래의 수학식을 통해 상기 공분산 행렬들(Cp1, Cp2)을 연산하는 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리방향 스케일링 장치:여기서, S는 스케일링 행렬을 의미하고, Q는 내림차순으로 정렬된 행렬 A의 고유 벡터로 이루어진 직교 행렬을 의미하고, Λ는 두개의 고유값을 가지는 대각 행렬을 의미하고, R은 회전 행렬을 의미하고, 이고, 는 제1 역합성 개구면 레이더 영상의 산란점의 데이터 집합을 의미하고, L은 산란점의 개수를 의미한다
14 14
제13항에 있어서,상기 연산부는, 아래의 수학식을 통해 상기 주축을 연산하는 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리방향 스케일링 장치:여기서, e1은 레인지 및 크로스-레인지 도메인에서 제1 역합성 개구면 레이더 영상의 주축 벡터를 의미하고, e2는 레인지 및 크로스-레인지 도메인에서 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 주축 벡터를 의미하고, ()1은 최대 고유 값에 대응하는 고유 벡터를 의미한다
15 15
제10항에 있어서,상기 추정부는,상기 각 영상의 주축들에 대한 고유 벡터를 내적 연산하여 상기 대상체의 회전 각도를 추정하고, 상기 추정된 회전 각도를 이용하여 상기 대상체의 회전 속도를 추정하는 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리방향 스케일링 장치
16 16
제15항에 있어서, 상기 추정부는, 아래의 수학식을 통해 상기 대상체의 회전 각도를 추정하는 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리방향 스케일링 장치:여기서, 는 추정된 회전 각도를 의미하고, Tm은 연접 처리 시간 간격의 총합을 의미하고, fc는 레이더 송신 신호의 캐리어 주파수를 의미하고, w는 대상체의 실제 회전 속도를 의미하고, ex1 및 ey1은 레인지-도플러(range-doppler, RD) 도메인에서의 제1 역합성 개구면 레이더 영상의 주축에 대한 고유 벡터의 거리 및 횡단 거리에 대한 값을 의미하고, 레인지-도플러 도메인에서의 ex2 및 ey2은 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 주축에 대한 고유 벡터의 거리 및 횡단 거리에 대한 값을 의미하고, B는 레이더의 송신 신호의 대역폭을 의미한다
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제10항에 있어서, 상기 스케일부는,상기 추정된 회전 속도를 이용하여 회전 속도에 대한 비용 함수를 생성하고,후보 회전 속도를 입력받고, 상기 후보 회전 속도와 상기 비용 함수, 그리고 이분법(bisection algorithm)을 이용하여 상기 비용 함수의 값이 0이 되는 회전 속도 값을 검출하며, 상기 검출된 회전 속도 값을 이용하여 상기 제1 및 제2 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단 거리 방향의 스케일을 길이 단위로 변경하는 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리방향 스케일링 장치
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제17항에 있어서,상기 스케일부는, 아래의 수학식을 통해 상기 비용 함수(E(w))를 생성하는 역합성 개구면 레이더 영상의 횡단거리방향 스케일링 장치:여기서, w는 회전 속도를 의미하고, 는 추정된 회전 속도를 의미한다
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
국가 R&D 정보가 없습니다.