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JKIEES, vol. 30, no. 5, pp.389-398, January, 2019
DOI. http://dx.doi.org/10.5515/KJKIEES.2019.30.5.389

Efficient Detection of Small Unmanned Aerial Vehicles in Cluttered Environment 클러터 환경을 고려한 효과적 소형 무인기 탐지에 관한 연구

최재호․강기봉․선선구*․이정수*․조병래*․김경태 Jae-Ho Choi․Ki-Bong Kang․Sun-Gu Sun*․Jung-Soo Lee*․Byung-Lae Cho*․Kyung-Tae Kim
포항공과대학교 전자전기공학과(Department of Electrical and Electronic Engineering, Pohang University of Science and Technology) *국방과학연구소(Agency of Defence Development)

In this paper, we propose a method to detect small unmanned aerial vehicles(UAVs) flying in a real-world environment. Small UAV signals are frequently obscured by clutter signals because UAVs usually fly at low altitudes over urban or mountainous terrain. Therefore, to obtain a desirable detection performance, clutter signals must be considered in addition to noise, and thus, a performance analysis of each clutter removal technique is required. The proposed detection process uses clutter removal and pulse integration methods to suppress clutter and noise signals, and then detects small UAVs by utilizing a constant false alarm rate detector. After applying three clutter removal techniques, we analyzed the performance of each technique in detecting small UAVs. Based on experimental data acquired in a real-world outdoor environment, we found it was possible to derive a clutter removal method suitable for the detection of small UAVs.

본 논문에서는 실제 환경을 고려하여 비행 중인 소형 무인기를 탐지할 수 있는 기법을 제안한다. 소형 무인기는 일반 적으로 시가지 혹은 산악 지형 내에서 저고도 비행을 수행하므로 클러터(clutter)에 의해 자주 가려지게 된다. 따라서 우수 한 탐지 성능 획득을 위해서는 잡음뿐만 아니라, 클러터를 고려한 탐지가 필수적이며, 각각의 클러터 제거 기법에 따른 성능 분석이 요구된다. 제안된 탐지 과정은 클러터 제거 기법 및 펄스 합성 기법을 통해 클러터 및 잡음을 억제한 후, CFAR 검출기를 통해 소형 무인기 탐지를 수행한다. 이때, 3가지 클러터 제거 기법을 적용한 후, 각 기법에 따른 소형 무인기 탐지 성능을 분석한다. 실제 야외 환경에서의 실험을 통한 측정 데이터(data)를 토대로 소형 무인기 탐지에 적합 한 클러터 제거 기법을 도출할 수 있었다.

Keyword : Radar Signal Processing, Target Detection, Constant False Alarm Rate(CFAR), Micro-Doppler

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