A pre-screening method for a landmine detection system based on ground penetrating radar is proposed. As a first step, a pre-screener, which affects the performance of entire landmine detection system plays a significant role. Instead of extracting features in all spots, a pre-screener makes it possible to increase probability of detec-tion and reduce computation time by extracting features only in candidate area. Previous methods, except 2D LMS, such as normalized energy, frequency shifting, are single sensor-based algorithms which do not consider the correlation of sensor array signals. In addition, these methods have difficulties in detecting weak signals reflected by deeply buried landmines. In case of 2D LMS based on multiple images, an accurate sensor calibra-tion method is highly required due to inappropriate existing sensor calibration method.
We propose the method which overcomes weakness of previous methods and leads better performance by utilizing an accurate sensor calibration and multiple images-based algorithm. The proposed sensor calibration method is implemented by signal matching using normalized cross correlation (NCC). Moreover, the proposed method makes the most of the correlation of sensor array signals based on HOG distance map and 3D labeling. This method has been implemented on a plenty of different data sets and the experimental results indicate that the proposed method gives significant improvement in pre-screening.
본 논문에서는 지면 투과 레이더를 이용한 지뢰 탐지 시스템의 전처리 단계에서 수행하는 후보 영역 검출 기법을 제안한다. 후보 영역 검출 기법은 지뢰 탐지 시스템에서 가장 먼저 수행되는 단계로써 전체 시스템 성능에 영향을 끼치는 중요한 단계이다. 후보 영역을 정확히 찾아낸다면, 모든 지점에서 특징을 추출하는 대신에 후보 영역에서만 특징을 추출하여 연산량을 줄이고 탐지 확률을 높일 수 있다. 기존에 연구된 기법들은 단일 영상을 기반으로 하는 알고리즘이어서 센서 간의 상관관계를 고려하지 않는다. 또한, 깊이 매설되어 있는 지뢰에서 반사된 약한 신호를 탐지하는 데에 어려움이 있다. 다중 영상을 이용하는 2D LMS기법의 경우, 기존에 사용하는 적절하지 않은 센서 교정 기법 때문에 정확한 센서 교정 기법이 필요하다.
이를 위해 본 논문에서는 정확한 센서 교정 기법과 더불어 다중 영상을 기반으로 하는 알고리즘을 이용하여 기존 기법의 단점을 극복하고 우수한 성능을 갖는 기법을 제안한다. 제안하는 센서 교정 기법은 지면 신호 위치 추정 기법으로 얻은 지면 위치 정보를 통해 normal-ized cross correlation을 이용하여 신호 매칭을 수행한다. 또한, HOG distance map과 3D labeling을 기반으로 센서 간의 상관관계를 이용하여 우수한 성능을 갖는 후보 영역 검출 기법을 제안한다. 한화 탈레스㈜에서 제공하는 지면 투과 레이더로부터 획득한 데이터를 이용하여 실험이 진행되었으며 제안하는 후보 영역 검출 기법이 기존 기법보다 우수한 성능을 가졌음을 증명한다.
