서강대학교 전자공학과

김영욱 교수 연구팀, 

2023 한국전자파학회 하계종합학술대회 우수논문상 3편 수상 및

4D 이미징 레이다 시스템 부트캠프 경진대회 최우수상 수상

▲ (위 왼쪽부터) 차주호(기계/전자 17) 학생, 최지연 석사과정생, 홍아민(전자 18) 학생

(아래 왼쪽부터) 김원효(전자 19) 학생, 고다미(전자 20) 학생, 김영욱 교수

전자공학과의 인공지능 레이다/RF 연구실(지도교수 김영욱)의 연구원들이 8월 24일(목) 2023 한국전자파학회 하계종합학술대회에서 열린 4D 이미징 레이다 시스템 부트캠프 경진대회에서 최우수상을 수상한 데 이어, 일반 부문 1편, 학부 부문 우수 논문상 2편, 총 3편의 우수 논문상을 수상하였다.

4D 이미징 레이다 시스템 부트캠프 경진대회는 MIMO기반 4D 이미징 레이다 시스템을 기반으로 다양한 분야에 적용 가능한 고속/고정밀 인공지능 알고리즘 개발 및 응용 분야 발굴을 목적으로 한다. 본 대회에서는 정해진 주제 범위 내에서 참가자들이 자발적으로 주제를 선정하여 연구 결과를 발표한다.

최지연 석사과정생과 차주호, 홍아민, 김원효, 고다미 학생으로 구성된 김영욱 교수 연구팀은 ‘Human skeleton을 이용한 4D 레이다 기반 행동 식별 정확도 향상 방법’을 주제로 연구를 진행하였다. 연구팀은 4D 레이다를 통해 얻은 사람의 point cloud와 카메라 skeleton 영상을 data fusion 하였고, 인공지능 알고리즘을 통해 재구성된 human skeleton map을 이용해 행동 식별 정확도(motion classification accuracy)를 향상시켰다.

팀장을 맡은 차주호 학생은 “이번 경진대회를 통해 기존의 레이다가 아닌 4D 이미징 레이다를 이용해 data를 수집하고 분석해 유의미한 application을 도출하는 새로운 경험을 할 수 있었다. 수상을 계기로 다양한 형태의 레이다와 인공지능 기술을 이용해 실생활에 필요한 application을 만드는 과정에 기여하도록 노력하겠다”라고 전했다.

▲ 최우수상 수상 기념 단체사진

특히 연구팀 중 일부는 경진대회 수상에 더불어 우수 논문상을 받는 성과 또한 거두었다.

최지연 석사과정생은 ‘3D-DCNN를 이용한 Range-Doppler 상에서의 시변화 궤적 특징에 따른 저피탐체 탐지 알고리즘 개발’이라는 제목으로 드론과 같은 RCS가 작은 표적을 range-Doppler 상에서의 궤적을 추적하여 물리적으로 의미 있는 데이터만을 추출하는 인공지능 알고리즘을 개발하였다. 본 연구에서 드론 탐지율은 높이면서 오탐지율을 획기적으로 낮출 수 있는 방법을 구현하였으며, 앞으로 표적탐지 분야에 새로운 체계를 가져올 것으로 기대된다.

홍아민 학생은 ‘Augmentation of Measured Range-Doppler Diagram using Stable Diffusion Model’이라는 제목으로 Stable Diffusion Model에 text embedding을 통해 실제 range-Doppler 이미지와 매우 유사한 레이다 이미지 생성 방법을 연구하였다. 본 연구에서 stable diffusion model을 통해 측정이 어려운 레이다 이미지의 augmentation이 가능해짐에 따라서 향후 레이다 표적 탐지 및 식별 성능 발전에 기여할 수 있을 것으로 예상된다.

김원효 학생은 ‘Denoising auto-encoder를 이용한 저피탐체 탐지 알고리즘 개발 및 그 성능 평가’라는 제목으로 디노이징 오토인코더를 사용하여 레이다 이미지에서 효과적으로 잡음을 제거하는 연구를 진행하였다. 이 연구를 통해 오토인코더를 이용하여 더 정확하고 신뢰할 수 있는 레이다 표적 탐지기 개발의 가능성을 보여주었다.

인공지능 레이다/RF 연구실은 인공지능을 이용한 레이다 신호처리, 최적화 알고리즘을 이용한 안테나 설계, 응용 전자기학과 관련된 다양한 분야를 연구하고 있다. 특히 전자파를 이용한 인공지능 기반 인체 행동 분석 분야에서 세계적인 성과를 거두고 있으며, 스마트 헬스케어용 인체 신호 감지 및 메타버스를 위한 Computer-human interface 분야를 주력으로 연구하고 있다.