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KR101157484B1 - 무인항공기 자동회수 방법 - Google Patents

무인항공기 자동회수 방법 Download PDF

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KR101157484B1
KR101157484B1 KR1020100127276A KR20100127276A KR101157484B1 KR 101157484 B1 KR101157484 B1 KR 101157484B1 KR 1020100127276 A KR1020100127276 A KR 1020100127276A KR 20100127276 A KR20100127276 A KR 20100127276A KR 101157484 B1 KR101157484 B1 KR 101157484B1
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unmanned aerial
aerial vehicle
point
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노은정
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주식회사 대한항공
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Abstract

본 발명은 무인항공기(UAV, Unmanned Aerial Vehicle) 자동회수 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인항공기에 탑재된 항법장비와 전방영상 카메라의 정보에 가중치 방식을 통해 조합하여 활용하는 기준궤적을 이용한 무인항공기 영상기반 자동회수 방법에 관한 것이다.
본 발명은 무선통신을 이용하여 무인항공기에 제공된 회수지점을 이용하여 온보드(On-board) 상에서 회수지점과 정렬지점을 잇는 기준궤적을 생성하는 기준궤적 생성단계와, 무인항공기에 탑재된 전방영상 카메라로 심볼(그물망)이 포함된 영상을 획득하고, 영상처리장비를 이용하여 획득된 영상에서 심볼의 위치와 크기를 파악하고 무인항공기와 심볼 간의 거리를 계산하는 영상처리단계와, 상기 영상처리단계에서 획득된 영상 중심에서 심볼의 위치를 이용해 심볼을 중심에 위치시키기 위한 자세명령을 생성하는 자세명령 생성단계 및 상기 기준궤적 생성단계에서 생성된 기준궤적과 상기 자세명령 생성단계에서 생성된 자세명령을 조합하여 가상궤적을 생성하되, 정렬지점에서 회수지점으로 갈수록 자세명령에 가중치를 두면서 가상궤적을 생성하는 가상궤적 생성단계를 포함하는 기준궤적을 이용한 무인항공기 영상기반 자동회수 방법을 제공한다.

Description

무인항공기 자동회수 방법{UAV automatic recovering method}
본 발명은 무인항공기(UAV, Unmanned Aerial Vehicle) 자동회수 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인항공기에 탑재된 항법장비와 전방영상 카메라의 정보에 가중치 방식을 통해 조합하여 활용하는 기준궤적을 이용한 무인항공기 영상기반 자동회수 방법에 관한 것이다.
무인항공기는 자동알고리즘으로 비행을 하므로 완벽한 자동시스템이 되기 위해서는 자동 이착륙이 가능해야 한다. 하지만, 우리나라와 같은 산악지형이 많은 경우 착륙시 확보할 수 있는 거리가 짧아 회수시 사용할 수 있는 방법이 제한되는데, 짧은 거리에서 효과적으로 회수 가능한 그물망을 이용한 무인항공기 자동회수 방법이 전무한 실정이다.
그물망 회수는 회수지점과 범위가 비행체 크기의 약 2~3배로 정해진 만큼 다른 회수 방법보다 더욱 높은 정밀도가 요구된다. DGPS, 레이져, 레이다를 이용하면 높은 정밀도를 보장할 수 있으나 우리나라의 지형적 조건에 의해 DGPS 신호를 이용하기에 불리하며, 레이져나 레이다를 이용한 방법은 정밀도는 높으나 고가의 구축 비용이 들며 자체적으로 기술을 개발하기 힘들다는 단점이 있다.
또한, 영상정보를 이용하는 방법은 구축 및 개발비용이 저렴하며 근거리에서 정밀도가 높다는 장점이 있으나, 단순히 영상정보만 이용하게 될 경우 상대위치 및 거리만을 이용하므로 고도제어가 어렵다는 단점이 있다.
그리고, 기준궤적을 이용한 방법이 있는데, 기준궤적을 이용할 경우 정해진 시작점과 끝점을 연결하는 최적의 경로를 생성해 추적하므로 원하는 지점으로 향하기 위한 최적의 고도를 유지하는 제어가 가능하다는 장점이 있으나 그물망 회수는 회수지점과 범위가 비행체 크기의 약 2~3배로 정해져 있어 이렇게 높은 정밀도는 제공하기 어려운 단점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 영상정보와 기준궤적을 동시에 활용하는 기준궤적을 이용한 영상기반 자동회수 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 즉, 바람 방향과 임무 수행에 의해 정해진 회수지점과 정렬지점을 잇는 기준궤적을 생성한 후 회수구간(정렬지점에서 회수지점 사이) 초기에는 항법장비의 정보를 사용하여 기준궤적을 추종하되, 회수지점에 가까워질수록 정밀도가 높은 영상정보를 이용하여 생성된 명령의 가중치를 높임으로써, 기준궤적을 이용하는 방식의 장점과 영상정보를 이용하는 방식의 장점을 모두 활용할 수 있도록 한다.
무인항공기의 자동회수 방법에 관한 것으로서, 무선통신을 이용하여 무인항공기에 제공된 회수지점을 이용하여 온보드(On-board) 상에서 회수지점과 정렬지점을 잇는 기준궤적을 생성하는 기준궤적 생성단계;와, 무인항공기에 탑재된 전방영상 카메라로 심볼(그물망)이 포함된 영상을 획득하고, 영상처리장비를 이용하여 획득된 영상에서 심볼의 위치와 크기를 파악하고 무인항공기와 심볼 간의 거리를 계산하는 영상처리단계;와, 상기 영상처리단계에서 획득된 영상 중심에서 심볼의 위치를 이용해 심볼을 중심에 위치시키기 위한 자세명령을 생성하는 자세명령 생성단계; 및 상기 기준궤적 생성단계에서 생성된 기준궤적과 상기 자세명령 생성단계에서 생성된 자세명령을 조합하여 가상궤적을 생성하되, 정렬지점에서 회수지점으로 갈수록 자세명령에 가중치를 두면서 가상궤적을 생성하는 가상궤적 생성단계;를 포함하는 기준궤적을 이용한 무인항공기 영상기반 자동회수 방법을 제공한다.
여기서, 상기 기준궤적은 상기 정렬지점에서 회수지점까지 하나 이상의 경로점을 지나도록 설정되되, 각 경로점의 통과 전에 다음 경로점을 향하는 가상 기준궤적을 생성하고 생성된 가상 기준궤적을 따르도록 탑재된 항법장비의 정보를 이용하여 유도 제어명령을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자세명령은, 획득된 영상 중심에서 심볼의 위치 간 방향각(ψVPUCmd)과 고각(θVPUCmd)을 산정하고, 산정된 방향각(ψVPUCmd)과 고각(θVPUCmd)의 크기만큼 무인항공기의 방향을 전환하도록 하는 명령인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가상궤적 생성단계에서의 가중치 부여는 정렬지점에서 회수지점으로 갈수록 자세명령의 비중이 0 %에서 100 %로 선형적으로 커지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가상궤적 생성단계에서의 가중치 부여를 위한 거리 산정은 상기 영상처리단계에서 산정된 무인항공기와 심볼 간의 거리를 이용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가상궤적의 생성은, 초기 정렬 단계에서는 항법정보를 이용하여 기준궤적을 추종하되, 종말 구간인 회수지점에서는 정밀도가 높은 영상정보를 이용하여 자세명령을 생성하여 정밀도를 향상시킨 것을 특징으로 한다.
본 발명을 이용하면, 영상정보와 기준궤적을 동시에 활용하는 기준궤적을 이용한 영상기반 자동회수 방법을 이용하는 것이 가능하다.
즉, 바람 방향과 임무 수행에 의해 정해진 회수지점과 정렬지점을 잇는 기준궤적을 생성한 후 회수구간(정렬지점에서 회수지점 사이) 초기에는 기준궤적을 추종하되, 회수지점에 가까워질수록 정밀도가 높은 영상처리를 통해 생성된 명령의 가중치를 높여 기준궤적을 이용하는 방식의 장점과 영상정보를 이용하는 방식의 장점을 모두 활용하여 더욱 정밀도 높은 무인항공기 자동회수가 가능하다.
도 1은 본 발명에서 기준궤적 및 영상 기반의 무인항공기 회수 방법을 설명하는 개략도이고,
도 2는 본 발명에서 영상기반 자동회수 시나리오를 예시한 참고도이며,
도 3은 본 발명에서 가상 기준궤적이 생성되는 개념도이고,
도 4는 본 발명에서 가상 기준궤적을 이용한 경로점 변경을 보여주는 개념도이며,
도 5는 본 발명에서 가상 경로점 계산을 위한 변수의 정의를 보여주는 도면이고,
도 6은 본 발명에서 전방영상 카메라에 획득된 영상을 처리하기 위한 변수의 정의를 보여주는 도면이며,
도 7은 본 발명에서 심볼(그물방)의 시선각 성분을 측정하는 예를 보여주는 도면이고,
도 8은 본 발명에 따른 기준궤적을 이용한 무인항공기 영상기반 자동회수 방법의 시행 방법을 도시한 블록도이며,
도 9는 본 발명에서 비행체의 자세조종명령을 생성하는 원리를 도시한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.
무인항공기는 자동알고리즘으로 비행을 하므로 완벽한 자동시스템이 되기 위해서는 자동 이착륙이 가능해야 한다. 하지만, 우리나라와 같은 산악지형이 많은 경우 착륙시 확보할 수 있는 거리가 짧아 회수시 사용할 수 있는 방법이 제한된다.
그물망 회수는 회수지점과 범위가 비행체 크기의 약 2~3배로 정해진 만큼 다른 회수 방법보다 더욱 높은 정밀도가 요구된다. DGPS, 레이져, 레이다를 이용하면 높은 정밀도를 보장할 수 있으나 우리나라의 지형적 조건에 의해 DGPS 신호를 이용하기 불리하며, 레이져나 레이다를 이용한 방법은 정밀도는 높으나 고가의 구축 비용이 들며 자체적으로 기술을 개발하기 힘들다는 단점이 있다.
또한, 영상정보를 이용하는 방법은 구축 및 개발비용이 저렴하며 근거리에서 정밀도가 높다는 장점이 있으나, 단순히 영상정보만 이용하게 될 경우 상대위치 및 거리만을 이용하므로 고도제어가 어려워진다. 본 발명에서는 이러한 단점의 극복을 위해 기준궤적을 이용한 방법을 제시하며, 기준궤적을 이용할 경우 정해진 시작점과 끝점을 연결하는 최적의 경로를 생성해 추적하므로 원하는 지점으로 향하기 위한 최적의 고도를 유지하는 제어가 가능하다.
도 1 및 도 2에서 보듯이, 기준궤적을 이용한 영상기반 자동회수는 바람 방향과 임무 수행에 의해 정해진 회수지점과 정렬지점을 잇는 기준궤적을 생성한 후 회수구간(정렬지점에서 회수지점 사이) 초기에는 기준궤적을 추종하되, 회수지점에 가까워질수록 정밀도가 높은 영상처리를 통해 생성된 명령의 가중치를 높이는 방식을 이용한다. 이때, 가중치 값을 거리에 따라 정하게 되므로 획득된 영상을 이용한 거리계산이 병행되게 된다.
아울러, 도 2에서 보듯이, 내부조종사에 의해 착륙가능지점 즉, 지도상의 그물망 위치가 정해지는데 이때 위치 오차는 약 50m 정도이다. 이 위치는 무선통신을 통해 무인항공기에 전송되며 탑재된 비행제어컴퓨터를 이용하여 그물망 정렬지점(P0)을 정하고 이를 잇는 기준궤적이 생성된다. 이 기준궤적 상에 영상인식 지점(P1)이 위치하며, 이 지점을 기점으로 영상정보의 가중치 값이 증가하게 된다. 회수지점(P4)에 가까워질수록 영상정보의 정밀도가 높아져, 결심지점(P2, 회수 또는 회피 결심)에서는 실제 회수지점(P4, 그물망 위치)를 알 수 있으며, 영상인식이 불안정하거나 계산 오차가 미리 설정된 값보다 크면 자동으로 회피기동을 수행한다.
도 8에서 보듯이, 본 발명에 따른 기준궤적을 이용한 무인항공기 영상기반 자동회수 방법은 기준궤적 생성단계(S 10), 영상처리단계(S 20), 자세명령 생성단계(S 30) 및 가상궤적 생성단계(S 40)를 포함하여 구성된다.
본 발명은 기본적으로 하드웨어로 전방영상 카메라, 영상처리장비 및 비행제어컴퓨터가 필요하고, 소프트웨어로 기준궤적 생성, 획득영상처리, 제어명령 생성 등의 알고리즘이 요구된다. 이하 상술하도록 한다.
기준궤적 생성단계(S 10)는 무인항공기 조종자의 조작으로 비행 중인 무인항공기를 회수하는 회수지점과 정렬지점을 잇는 기준궤적을 생성하는 단계이다.
영상기반 자동회수를 수행하기 위한 초기 유도 알고리즘은 도 2의 각 포인트(P0, P1, P2, P3, P4)를 지나는 기준궤적을 생성하여 그 궤적을 추종하는 유도 명령을 생성하는 것이다. 이 때 각 경로점(포인트)을 통과하여 다음 경로점을 향하는 과정에서 기준궤적을 이탈하는 것을 방지하기 위한 알고리즘이 필요하다. 특히 자동회수 과정에서 고도하강 중 경로점 변경시 원하는 고도보다 낮은 고도로 비행할 경우 지상에 충돌할 위험이 발생하게 된다. 이를 방지하기 위해 경로점 통과 전에 다음 경로점을 향하는 새로운 기준궤적을 생성하고 그 궤적을 따르는 유도 명령을 생성한다.
즉, 상기 기준궤적은 상기 정렬지점에서 회수지점까지 하나 이상의 경로점을 지나도록 설정되되, 각 경로점의 통과 전에 다음 경로점을 향하는 가상 기준궤적을 생성하고 생성된 가상 기준궤적을 따르도록 유도 제어명령을 생성하도록 한다.
도 3에서 보듯이, 각 경로점을 연결하는 기준궤적을 추적하기 위한 가상의 기준궤적을 생성하여 실제 기준궤적을 추적하도록 한다. 가상 기준궤적은 무인항공기(10)로부터 목표 경로점까지 남은 거리와 일정한 거리(Virtual reference distance) 차이를 갖도록 기준궤적 위에 가상 경로점(Virtual Waypoint)을 설정함으로써 생성된다.
도 4에서 보듯이, 가상 기준궤적을 이용한 변경된 경로점이 생성된다. 이때 변경된 경로점을 기준으로 가상 기준궤적이 결과적으로 부드러운 곡선을 그리며 수행하게 되며, 경로점 변경 과정에서 발생하는 기준궤적 이탈을 방지할 수 있게 된다.
도 5에서 보듯이, 가상 경로점 산출을 위해 각 변수를 정의한다. 본 발명에서는 이에 따른 가상 기준궤적을 이용한 경로점 변경 및 무인항공기의 이동 경로를 설정하는 실시예를 설명한다.
관성 좌표계에서 각 경로점의 위치를 알고 있다면, R, dref 를 식(1)과 같이 각각 계산할 수 있다. 설정 변수인 δ를 이용하여 dvir 을 산출하고 Rvir 을 구한다.
Figure 112010082116340-pat00001
식(1)
Figure 112010082116340-pat00002
식(2)
기준궤적 상의 가상 경로점을 계산하기 위해 기준궤적의 방향각(ψref)과 경로각(γref)을 구한다.
Figure 112010082116340-pat00003
식(3)
Figure 112010082116340-pat00004
식(4)
결과적으로, 가상 경로점의 좌표는 식(5)를 이용하여 산출할 수 있다.
Figure 112010082116340-pat00005
식(5)
기준궤적 상의 가상 경로점을 향하는 유도 명령을 생성하여 결과적으로 기준궤적을 추적할 수 있다. 가상 경로점을 향하는 유도 명령은 현재 무인항공기의 위치와 가상 경로점 사이에 생성된 목표점(aiming point)을 설정하여 목표점의 고도와 방향각을 이용하여 생성한다. 무인항공기 위치로부터 목표점까지의 거리를 η라 할 경우 식(6) 및 식(7)을 이용하여 목표점의 위치를 산출할 수 있다.
Figure 112010082116340-pat00006
식(6)
Figure 112010082116340-pat00007
식(7)
목표점의 위치(Xaim, Yaim, Haim)는 하기의 식(8)로 표시된다.
Figure 112010082116340-pat00008
식(8)
식(8)에서 목표점의 위치(Xaim, Yaim, Haim) 및 식(6)에서 가상 기준궤적의 방향각(ψvir)이 산출되었으므로 이 값을 제어기의 유도 명령으로 인가한다. 이때 속도명령은 초기 착륙 진입속도를 유지하도록 설정하는 것이 바람직하다.
Figure 112010082116340-pat00009
식(9)
영상처리단계(S 20)는 무인항공기에 구비된 전방영상 카메라로 심볼(그물망)이 포함된 영상을 획득하고, 영상처리장비를 이용하여 획득된 영상에서 심볼의 위치와 크기를 파악하고 무인항공기와 심볼 간의 거리를 계산하는 단계이다.
도 6에서 보듯이, 무인항공기에 구비된 전방영상 카메라로 획득된 영상은 관심영역만 처리되며, 심볼(촬영 영상에서의 그물망)의 색 성분을 기준으로 이진화된다. 이진화된 영상은 필터를 거치며 노이즈가 제거되며 이진화 영상에는 심볼만 남게 된다. 영상에서 심볼의 중심위치(up, vp)와 크기(bim)는 식(10) 및 식(11)을 이용해 구한다.
Figure 112010082116340-pat00010
식(10)
Figure 112010082116340-pat00011
식(11)
여기서, (up, vp)는 영상에서의 심볼의 위치로, 추출된 픽셀의 수와 면적을 통해 구할 수 있다. 또한, bim은 심볼의 크기로, 심볼이 대칭형이므로 가장 오른쪽 픽셀과 가장 왼쪽 픽셀의 x 또는 y축 값을 알면 심볼의 크기를 구할 수 있다. 심볼의 위치와 크기를 이용하여 거리에 따른 그물망 중심의 위치를 구할 수 있고 이를 이용하여 무인항공기 정렬명령(자세명령)을 생성한다.
도 7에서 보듯이, 카메라에서 획득된 영상과 실제 물체와의 관계를 구하기 위해 캘리브레이션을 수행하면 식(12)의 카메라 특성에 대한 행렬(intrinsic matrix)을 구할 수 있다.(일반적인 캘리브레이션 행렬 이용)
Figure 112010082116340-pat00012
식(12)
여기서, kf, kf는 스케일 팩터(scale factor)로 도 7에서의 f(초점거리)를 의미한다. γ, (u,v)는 각각 왜곡도와 중심점이다. 카메라의 특성상 획득영상의 중점이 카메라의 중심과 일치하지 않으므로 영상처리과정에서 중심점을 보정해주어야 한다.
식(12)에서 얻어진 카메라의 특성은 무인항공기의 심볼의 위치, 시선각 성분을 구하는 과정에 사용된다. 하기의 식(13)에서 보듯이, 방향각(ψVPUCmd)과 고각(θVPUCmd)을 구할 수 있으며, 심볼의 크기(bim)를 알 때 심볼까지의 거리(Zc)를 식(14)를 이용하여 구할 수 있다.
Figure 112010082116340-pat00013
식(13)
Figure 112010082116340-pat00014
식(14)
자세명령 생성단계(S 30)은 상기 영상처리단계(S 20)에서 획득된 영상 중심에서 심볼의 위치를 이용해 심볼을 중심에 위치시키기 위한 자세명령을 생성하는 단계이다. 본 단계는 획득된 영상 중심에서 상기 식(13) 및 식(14)를 이용하여 심볼의 위치 간 방향각(ψVPUCmd)과 고각(θVPUCmd)을 산정하고, 산정된 방향각(ψVPUCmd)과 고각(θVPUCmd)의 크기만큼 무인항공기의 방향을 전환하도록 하는 명령을 내리는 것이다.
가상궤적 생성단계(S 40)은 상기 기준궤적 생성단계에서 생성된 기준궤적과 상기 자세명령 생성단계에서 생성된 자세명령을 조합하여 가상궤적을 생성하되, 정렬지점에서 회수지점으로 갈수록 자세명령에 가중치를 두면서 가상궤적을 생성하는 단계이다.
여기서, 상기 가상궤적 생성단계에서의 가중치 부여는 다양한 방식이 가능한데, 정렬지점에서 회수지점으로 갈수록 자세명령의 비중이 0 %에서 100 %로 선형적으로 커지는 방식이나 지수함수(exponential) 방식으로 커지는 방식 가능하다. 물론 한정된 것은 아니며 다양한 조합이나 방식이 가능하다.
아울러, 상기 가상궤적 생성단계에서의 가중치 부여를 위한 거리 산정은 상기 영상처리단계에서 산정된 무인항공기와 심볼 간의 거리를 이용할 수 있다.
본 발명은 무인항공기와 회수지점 간의 거리에 따라 기준궤적 추종과 영상처리 결과에 적절한 가중치를 부여함으로써 정밀도가 높고 안정한 제어를 하는 것이다. 본 발명에서 각 알고리즘은 지속적으로 연산되며, 말단의 가중치 부여 부분(Weighting Function)에서 어떤 알고리즘을 더 신뢰할 것인지를 결정한다. 본 발명에서는 가장 간단하면서 거리에 대한 가중치 부여가 가능한 선형 가중치 부여 함수를 사용한다. 식(15)는 최종 제어명령 생성을 위한 가중치 부여에 대한 식이다.
Figure 112010082116340-pat00015
식(15)
여기서, W, I-W는 가중치 함수로 합이 1이다. 가중치 함수에 곱해지는 B는 고각과 방위각으로 이루어진 행렬이며 첫 번째 항(BTRJcmd)은 항법정보를 이용하여 기준궤적을 추종하도록 생성된 자세명령이며, 두 번째 항의 B는 영상정보를 이용하여 생성된 자세명령과 비행체 특성을 고려한 명령, 그리고 영상처리카메라의 장착에 의한 보정명령을 합한 것이다.
이러한 조합을 통해 비행체 고유특성을 반영하고 영상처리카메라에 의한 장착 또는 특성에 의해 발생될 수 있는 오차를 소거하여 더욱 정밀한 제어가 가능하다.
아울러, 도 9에서 보듯이, 종말 구간에서 갑작스럽게 발생할 수 있는 측풍의 영향을 상쇄시킬 수 있도록 바람의 속도와 방향을 예측하여 횡방향 자세 명령을 생성할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 물론이다.
10 : 무인항공기
20 : 그물망
21 : 심볼(영상 속의 그물망)
30 : 촬영 영상

Claims (6)

  1. 무인항공기의 자동회수 방법에 관한 것으로서,
    무선통신을 이용하여 무인항공기에 제공된 회수지점을 이용하여 온보드(On-board) 상에서 회수지점과 정렬지점을 잇는 기준궤적을 생성하는 기준궤적 생성단계;
    무인항공기에 탑재된 전방영상 카메라로 심볼(그물망)이 포함된 영상을 획득하고, 영상처리장비를 이용하여 획득된 영상에서 심볼의 위치와 크기를 파악하고 무인항공기와 심볼 간의 거리를 계산하는 영상처리단계;
    상기 영상처리단계에서 획득된 영상 중심에서 심볼의 위치를 이용해 심볼을 중심에 위치시키기 위한 자세명령을 생성하는 자세명령 생성단계; 및
    상기 기준궤적 생성단계에서 생성된 기준궤적과 상기 자세명령 생성단계에서 생성된 자세명령을 조합하여 가상궤적을 생성하되, 정렬지점에서 회수지점으로 갈수록 자세명령에 가중치를 두면서 가상궤적을 생성하는 가상궤적 생성단계;를 포함하는 기준궤적을 이용한 무인항공기 영상기반 자동회수 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준궤적은 상기 정렬지점에서 회수지점까지 하나 이상의 경로점을 지나도록 설정되되, 각 경로점의 통과 전에 다음 경로점을 향하는 가상 기준궤적을 생성하고 생성된 가상 기준궤적을 따르도록 탑재된 항법장비의 정보를 이용하여 유도 제어명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 기준궤적을 이용한 무인항공기 영상기반 자동회수 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 자세명령은,
    획득된 영상 중심에서 심볼의 위치 간 방향각(ψVPUCmd)과 고각(θVPUCmd)을 산정하고, 산정된 방향각(ψVPUCmd)과 고각(θVPUCmd)의 크기만큼 무인항공기의 방향을 전환하도록 하는 명령인 것을 특징으로 하는 기준궤적을 이용한 무인항공기 영상기반 자동회수 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가상궤적 생성단계에서의 가중치 부여는 정렬지점에서 회수지점으로 갈수록 자세명령의 비중이 0 %에서 100 %로 선형적으로 커지는 것을 특징으로 하는 기준궤적을 이용한 무인항공기 영상기반 자동회수 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가상궤적 생성단계에서의 가중치 부여를 위한 거리 산정은 상기 영상처리단계에서 산정된 무인항공기와 심볼 간의 거리를 이용하는 것을 특징으로 하는 기준궤적을 이용한 무인항공기 영상기반 자동회수 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가상궤적의 생성은, 초기 정렬 단계에서는 항법정보를 이용하여 기준궤적을 추종하되, 종말 구간인 회수지점에서는 정밀도가 높은 영상정보를 이용하여 자세명령을 생성하여 정밀도를 향상시킨 것을 특징으로 하는 기준궤적을 이용한 무인항공기 영상기반 자동회수 방법.

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