주파수 이동 필터링을 적용한 지면 투과 레이더 기반휴대용 지뢰 탐지 시스템

Abstract

휴대용 지뢰 탐지기의 특성상 병사가 직접 손에 들고 운용하기 때문에 빠르고 정확하게 표적 탐지를 수행하는 시스템을 개발해야한다. 그러나 우리나라의 군에서 사용하고 있는 휴대용 지뢰 탐지기는 금속 성분의 지뢰만 탐지가 가능하다는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하고, 우리나라 환경에 알맞은 휴대용 지뢰 탐지 시스템을 개발하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 지면 투과 레이더를 이용하여 지뢰를 탐지 하고, 우리나라 환경에 알맞은 휴대용 지뢰 탐지 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 전처리 단계로 깊이 보상, 정합 필터링, 주파수 이동 필터링을 이용하고, 탐지 단계에서 에지 비율을 통해 최종적으로 표적을 탐지한다. 제안하는 시스템의 성능을 검증하기 위하여 우리나라 토양의 대부분을 차지하는 사양토를 이용하였고, 탐지해야하는 지뢰를 매설한 후 휴대용 지뢰 탐지기를 이용하여 데이터를 획득하였다. 획득한 데이터를 기반으로 패치의 크기 및 위치와 이동 주파수에 대한 실험을 진행하여 최적의 성능을 나타내는 값을 찾아내고, 해당 값을 이용하여 탐지 성능을 확인하였다. 실험 결과, 제안하는 전처리 알고리즘이 낮은 오경보율에서 모든 지뢰를 탐지하는 우수한 성능을 나타내는 것을 확인하였고, 기존 연구와의 비교를 통해 제안하는 시스템의 성능이 우수함을 확인하였다.