• 제목/요약/키워드: position estimation,

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무선통신 환경에서 데이터 손실 시 모바일 로봇의 측위 알고리즘 (Localization Algorithms for Mobile Robots with Presence of Data Missing in a Wireless Communication Environment)

  • 김신;신성;유성현
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.601-608
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    • 2023
  • 모바일 로봇은 다양한 환경에서 임무를 수행하기 때문에 산업 분야에서 크게 활용되고 있다. 모바일 로봇이 작업을 수행하기 위해서는 경로를 생성하고 장애물을 탐지하기 때문에 실시간으로 로봇의 정확한 위치를 파악하는 것은 중요하다. 특히, 실내 환경에서 자율주행하는 모바일 로봇은 주어진 일을 정해진 영역에서 수행할 때, 보다 정밀한 측위 성능이 요구된다. 모바일 로봇은 무선통신 환경에서 송수신 데이터의 손실이 빈번히 발생하며, 데이터 손실 발생 시 예측 기술을 통해 로봇 스스로 자신의 위치를 파악하여 임무 수행을 이어 나가야 한다. 본 논문에서는 모바일 로봇의 위치 추정 정확도를 향상시키고, 데이터 손실 문제를 해결하고자 확장 칼만 필터 기반의 알고리즘을 제안한다. 삼변측량은 해당 순간에만 측정한 값을 사용하여 측위 성능이 부정확한 반면, 제안한 알고리즘은 데이터 손실 환경에서 예측 측정값의 잔차를 이용하기 때문에 모바일 로봇의 정밀한 위치 추정이 가능하다. 제안한 알고리즘의 우수한 성능 검증을 위하여 데이터 손실이 없는 환경과 데이터 손실 환경에서 모바일 로봇의 시뮬레이션을 수행하였다.

A Study on the Application of ColMap in 3D Reconstruction for Cultural Heritage Restoration

  • Byong-Kwon Lee;Beom-jun Kim;Woo-Jong Yoo;Min Ahn;Soo-Jin Han
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제28권8호
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    • pp.95-101
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    • 2023
  • Colmap은 혁신적인 인공지능 기술 중 하나로, 3D 재구성 작업에 있어 매우 유용한 도구로 사용된다. 또한, 이미지와 해당 메타데이터를 활용하여 세밀한 3D 모델을 구축하는 데 탁월하다. 2D 이미지, 카메라의 위치 정보, 깊이 정보 등을 결합하여 Colmap은 3D 모델을 생성한다. 이를 통해 실제 세계의 객체들을 포함한 상세하고 정확한 3D 재구성을 이뤄낼 수 있다. 또한, Colmap은 대규모 데이터 세트에서 효율적으로 작동할 수 있도록 GPU를 활용하여 빠른 처리를 제공한다. 본 논문에서는, 우리나라 전통탑의 2D 이미지를 수집하고, Colmap을 사용하여 3D 모델로 재구성하는 방법을 제시했다. 본 연구는 우리나라의 전통적인 석탑 복원 과정에 이 기술을 적용했다. 이로써, 문화재 복원 분야에서의 Colmap의 응용 가능성을 확인했다.

다중 선박의 상태추정을 위한 Multiple PDAF 알고리즘 (Multiple PDAF Algorithm for Estimation States Multiple of the Ships)

  • 최재하;박정홍;강민주;김혜진;윤원근
    • 대한조선학회논문집
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    • 제60권4호
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    • pp.248-255
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    • 2023
  • In order to implement the autonomous navigation function, it is essential to track an object within a certain radius of the ship's route. This paper proposes the Multiple Probabilistic Data Association Filter (MPDAF), which can track multiple ships by extending Probabilistic Data Association Filter (PDAF), an existing single object tracking algorithm, using radar data obtained from real marine environments. The proposed MPDAF algorithm was developed to address the problem of tracking multiple objects in a complex environment where there can be significant uncertainty in the number and identification of objects to be tracked. Using real-world radar data provided by the German aerospace center (DLR), it has been verified that the proposed algorithm can track a large number of objects with a small position error.

청각 장애인 PM 이용자를 위한 소리 위치 시각화 지능형 제어 시스템 개발 (Development of sound location visualization intelligent control system for using PM hearing impaired users)

  • 조용현;최진영
    • 융합보안논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.105-114
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    • 2022
  • 본 논문은 퍼스널 모빌리티(Personal Mobility, PM)를 이용하는 청각 장애인에게 소리가 발생하는 도래각(Direction of Arrival, DOA)을 시각화하는 지능형 제어 시스템을 제시하며 도로에서 발생하는 경보음, 크락션 등 소리로 인한 위험한 상황들을 인지하고 예방하고자 한다. 소리 위치 추정 방법은 GCC-PHAT(Generalized Cross-Correlation Phase Transform) 기반 도착 지연 시간(Time Difference of Arrival, TDOA)을 특징으로 갖는 머신러닝 분류 모델을 사용한다. 도로 상황을 재현한 실험 환경에서 각각 풍속 0, 5.8, 14.2, 26.4km/h의 조건에 따라 학습 데이터를 추출한 후 학습한 4가지 분류 모델들을 Grid search cross validation으로 비교하며 성능이 가장 우수한 MLP(Multi-Layer Perceptron) 모델을 알고리즘으로 적용하였다. 최종적으로 바람이 발생하였을 때 제안된 알고리즘이 평균 90.7%의 정확도를 나타내었으며, 이는 기존의 일반적인 소리 위치 추정기법보다 평균 7.6-11.5% 정도의 성능 향상을 보이는 것이다.

수중방파제 천단상의 표식암에 작용하는 불규칙파의 파력특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Irregular Wave Forces Acting on a Marker Rock Installed on a Submerged Breakwater)

  • 허동수
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권4B호
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    • pp.413-420
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    • 2006
  • 연안역에 설치되는 구조물로서 경관이나 해수 교환면에서 높은 기능을 가지고 있는 수중방파제의 건설이 증가하고 있다. 수중방파제의 경우, 천단이 정수면 아래에 위치하기 때문에 소형선박의 항해에 대한 표식으로서 일반적으로 부이가 많이 이용되고 있으나, 경관면 뿐만 아니라 쇄파파력에 의한 계류시스템의 파단과 같은 문제점이 지적되고 있다. 이로 인해, 최근에는 계류부이방식 대신에 자연에 가까운 경관을 창조할 수 있는 표식암을 이용하는 경우가 늘고 있으며, 이러한 표식암에 작용하는 파력의 정확한 예측은 설계 시 매우 중요하다. 본 연구에서는 불규칙 파동장을 대상으로 표식암에 작용하는 파력특성을 수리모형실험에 근거하여 검토하였다. 무차원 파력은 수중방파제상의 표식암 설치위치가 연안측으로 이동함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 또한, Morison식을 이용하여 얻어진 항력계수와 관성력계수의 변동특성이 K.C.수의 변화와 연관되어 논의되었다.

국내 GNSS 오차 성분별 공간 상관성 및 선형 모델링 특성 분석 (Analysis of Spatial Correlation and Linear Modeling of GNSS Error Components in South Korea)

  • 김성익;이예빈;조용래;차윤호;박병운;박슬기;박상현
    • Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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    • 제13권3호
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    • pp.221-235
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    • 2024
  • Errors included in Global Navigation Satellite System (GNSS) measurements degrade the performance of user position estimation but can be mitigated by spatial correlation properties. Augmentation systems providing correction data can be broadly categorized into State Space Representation (SSR) and Observation Space Representation (OSR) methods. The satellite-based cm-level augmentation service based on the SSR broadcasts correction data via satellite signals, unlike the traditional Real-Time Kinematic (RTK) and Network RTK methods, which use OSR. To provide a large amount of correction data via the limited bandwidth of the satellite communication, efficient message structure design considering service area, correction generation, and broadcast intervals is necessary. For systematic message design, it is necessary to analyze the influence of error components included in GNSS measurements. In this study, errors in satellite orbits, satellite clocks for GPS, Galileo, BeiDou, and QZSS satellite constellations ionospheric and tropospheric delays over one year were analyzed, and their spatial decorrelations and linear modeling characteristics were examined.

『황제내경소문(黃帝內經素問)·칠편대론(七篇大論)』 왕빙 주본(注本)을 통(通)한 운기학설(運氣學說) 관(關)한 연구(硏究)

  • 김기욱;박현국
    • 동국한의학연구소논문집
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    • 제4권
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    • pp.109-140
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    • 1995
  • As we considered in the main subjects, investigations on the theory of 'Doctrine on five elements' motion and six kinds of natural factors(運氣學說)' through 'Wang Bing's Commentary(王氷 注本)' of 'The seven great chapters in The Yellow Emperor's Internal Classic Su Wen' ("黃帝內經素問 七篇大論") are as follows. (1) In The seven great chapters("七篇大論")' Wang Bing supplement theory and in the academic aspects as a interpreter, judging from 'forget(亡)' character. expressed in the 'The missing chapters("素問遺篇")', 'Bonbyung-ron("本病論")' and 'Jabeob-ron(刺法論)', 'The seven great chapters("七篇大論")' must be supplementary work by Wang Bing. Besides, he quoted such forty books as medical books, taoist books, confucianist books, miscellaneous books, etc in the commentary and the contents quoted in the 'Su Wen(素問)' and 'Ling Shu("靈樞")' scripture nearly occupy in the book. As a method of interpreting scripiure as scripture, he edited the order of 'Internal Classic("內經")' ascended from the ancient time and when he compensated for commentary, with exhaustive scholarly mind and by observing the natural phenomena practically and writing the pathology and the methods of treatment. We knew that the book is combined with the study of 'Doctrine on five elements motion and six kinds of natural factors(運氣學說)' (2) When we compare, analyze the similar phrase of 'The seven great chapters in The Yellow Emperor's Internal Classic Su Wen'("黃帝內經素問ㆍ七篇大論") through 'Wang Bing's Commentary(王氷 注本)', he tells abouts organized 'five elements(五行)' and 'heaven's regularly movement(天道運行)' rather than 'Emyangengsangdae-ron("陰陽應象大論")' in 'The seven great chapters("七篇大論")'. Also the 'Ohanunhangdae-ron("五運行大論")' because the repeated sentences with 'Emyangengsangdae-ron("陰陽應象大論")' is long they are omitted. And in the 'Youkmijidae-ron("六微旨大論")', 'Cheonjin ideology(天眞四象)' based on the 'Sanggocheonjin- ron("上古天眞論")', 'Sagijosindae-ron("四氣調神大論")' is written and in the 'Gigoupyondae-ron("氣交變大論")', the syndrome and symptom are explained in detail rather than 'Janggibeobsi-ron("藏氣法時論")', 'Okgijinjang-ron ("玉機眞藏論")' and in the 'Osangieongdae-ron("五常政大論")', the concept of 'five element(五行)' of the 'Gemgwejineon-ron("金櫃眞言論")' is expanded to 'the five elements' motion concept(五運槪念)' and in the 'Youkwonjeonggidae-ron("六元正紀大論")', explanations of 'The five elements' motion and six kinds of natural factors(運氣)' function are mentioned mainly and instead systematic pathology is not revealed rather than 'Emyangengsangdae-ron("陰陽應象大論")'. And in the 'Jijinyodae-ron("至眞要大論")', explanations of the change of atmosphere which correspond to treatment principle by 'The three Yin and Yang(三陰三陽)' as a progressed concepts are revealed. Therefore there are much similarity between the phrase of 'Emyangengsangdae-ron("陰陽應象大論")' and 'chapters of addition(補缺之篇)'. Generally, the doctrine which 'The seven great chapters("七篇大論")' are added by Wang Bing(王氷) is supported because there are more profound concepts rather than the other chapter in 'The seven great chapters("七篇大論")'. (3) When we study Wang Bing's(王氷) 'Pattern on five elements motion and six kinds of natural factors(運氣格局)' in 'The seven great chapter("七篇大論")', in the 'Cheonwongi-dae-ron("天元紀大論")', With 'Cheonjin ideology(天眞思想)' and the concepts of 'Owang(旺)'${\cdot}$'Sang(相)'${\cdot}$'Sa(死)'${\cdot}$'Su(囚)'${\cdot}$'Hu(休)' and 'Cheonbu(天符)'${\cdot}$'Sehwoi(歲會)' are measured time-spacially to the concept of 'Three Sum(三合)' the concept of 'Taeulcheonbu(太乙天符)' is explained. In the 'Ounhangdae-ron("五運行大論")', 'The calender Signs five Sum(天干五合)' is compared to the concepts of 'couples(夫婦)', 'weak-strong(柔强)' and in the 'Youkmijidae-ron("六微旨大論")', 'the relationship of obedience and disobedience(順逆關係)' which conform to the 'energy status(氣位)' change and 'monarch-minister(君相)' position is mentioned. In the 'Gikyobyeondae-ron("氣交變大論")', the concept of 'Sang-duk(相得)', 'Pyungsang(平常)' is emphasized but concrete measurement is mentioned. In the 'Osangieongdae-ron("五常政大論")', the detailed explanation with twenty three 'systemic of the five elements' motion(五運體系)' form and 'rountine-contrary treatment(正治. 反治)' with 'chill-fever-warm-cold(寒${\cdot}$${\cdot}$${\cdot}$凉)' are mentioned according to the 'analyse and differentiate pathological conditions in accordance with the eight principal syndromes(八綱辨證)'. In the 'Youkwonjeonggidae-ron("六元正紀大論")', Wang Bing of doesn't mention the concepts of 'Jungwun(中運)' that is seen in the original classic. In the new corrective edition, as the concepts of 'Jungwun, Dongcheonbu, Dongsehae and Taeulcheonbu(中運, 同天符, 同歲會, 太乙天符)' is appeared, Wang Bing seems to only use the concepts of 'Daewun, Juwun, and Gaekwun(大運, 主運, 客運)'. In the 'Jijinyodaeron("至眞要大論")', Wang Bing added detailed commentary to pathology and treatment doctrine by explaining the numerous appearances of 'Sebo, sufficiency, deficiency(歲步, 有餘, 不足)' and in the relation of 'victory-defeat(勝復)', he argued clearly that it is not mechanical estimation. (4) When we observe the Wang Bing's originality on the study of 'the theory of Doctrine on five elements' motion and six kinds of natural factors(運氣學說)', he emphasized 'The idea of Jeongindogi and Health preserving(全眞導氣${\cdot}$養生思想)' by adding 'Wang Bing's Commentary(王氷 注本)' of 'The seven great chapters("七篇大論")' and explained clearly 'The theory of Doctrine on five elements' motion and six kinds of natural factors(運氣學說)' and simpled and expanded the meaning of 'man, as a microcosm, is connected with the macrocosm(天人相應)' and with 'Atmosphere theory(大氣論)' also explained the meaning of 'rising and falling mechanism(升降氣機)'. In the sentence of 'By examining the pathology, take care of your health(審察病機 無失氣宜)'. he explained the meaning of pathology of 'heart-kidney-water-fire(心腎水火)' and suggested the doctrine and management of prescription. In the estimation and treatment, by suggesting 'asthenia and sthenia(虛實)' two method's estimation, 'contrary treatment(反治)' and treatment principals of 'falling heart fire tonifyng kidney water(降心火益腎水)', 'two class of chill and fever(寒熱二綱)' were demonstrated. There are 'inside and outside in the illness and so inner and outer in the treatment(病有中外 治有表囊)'. This sentence suggests concertedly. 'two class of superfies and interior(表囊二綱)' conforming to the position of disease. Therefore Wang Bing as an excellent theorist and introduced 'Cheoniin ideology(天眞思想)' as a clinician and realized the medical science. With these accomplishes mainly written in 'The theory of Doctrine on five elements' motion and six kinds of natural factors(運氣學說)' of 'The seven great chapters("七篇大論")', he interpreted the ancient medical scriptures and expanded the meaning of scriptures and conclusively contributed to the development of the study 'Korean Oriental Medicine(韓醫學)'.

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해저면 영상 관찰을 통한 망간단괴 채광 장애지역 분포 특성 연구 (A Study on the Distributional Characteristics of Unminable Manganese Nodule Area from the Investigation of Seafloor Photographs)

  • 김현섭;정미숙;박정기;고영탁
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제10권3호
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    • pp.173-182
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    • 2007
  • 북동태평양 클라리온-클리퍼톤 균열대 지역의 해저평원에는 여러 유용 금속을 함유한 망간단괴가 다량 분포하는 것으로 알려져 있다. 심해저카메라(DSC)를 이용하여 지형과 단괴 부존량과의 상관관계를 제시하는 연구 결과마다 단괴 생산 유망 지역의 단괴부존량과 지형과의 관계를 다르게 설명하고 있다. 또한, 수중에 위치하는 DSC 위치추정 방법론에 대한 정확한 근거가 명확하게 제시되지 않았다. 북동태평양 대한민국 심해연구(KODOS) 지역에서 현장탐사를 수행하여 지형에 따른 단괴 채광조건의 변화를 관찰하였다. 이 연구에서는 망간단괴 분포 경향 및 채광가능지역을 분석하고자 할 때, DSC를 이용한 근접 해저면 영상관찰 방법의 활용가능성을 제시하고자 하였다. 이를 위해 해저산이 없는 심해평원지역인 KODOS 지역의 남쪽구역($132^{\circ}10'W$, $9^{\circ}45'N$ 부근)에서 DSC 영상으로부터 단괴 부존량을 추출하고 다중빔음향측심기를 사용하여 해저면 수심 변화를 동시에 측정하였다. 또한, DSC 수중 위치추정의 정확성을 제고하고자, DSC 위치 계산 방식에 적절한 가정을 도입하였고, DSC 측선의 교차점에서 측정한 부존량을 이용하여 간접적으로 위치 추정의 정확도를 검증하였다. DSC 영상을 관찰하면 단괴 및 퇴적물뿐만 아니라 해저면의 함몰지역인 균열대를 다수 발견할 수 있다. 또한, DSC 영상을 통해 관찰된 해저 균열대의 발견시간 자료로 부터 채광 장애지역으로 예상되는 균열대의 위치 추정을 시도하였다. 분석 결과 채광장비가 주행할 수 없는 채광 장애지역은 해저사면과 해저구릉지역임을 확인할 수 있었다.

파이로 공정 모니터링용 대면적 고효율 콤프턴 카메라 성능 예측 (Performance Estimation of Large-scale High-sensitive Compton Camera for Pyroprocessing Facility Monitoring)

  • 김영수;박진형;조화연;김재현;권흥록;서희;박세환;김찬형
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제40권1호
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    • pp.1-9
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    • 2015
  • 콤프턴 카메라는 검출 신호의 동시성 판단을 기반으로 한 전자적 집속방식을 이용하기 때문에, 기존의 물리적 집속기를 이용하는 감마선 영상 장비의 가시영역이 좁고 투과력이 높은 고에너지 감마선에 적용하기 어렵다는 한계를 극복할 수 있다. 특히 대면적의 콤프턴 카메라는 절대 검출 효율이 높아 영상 장비의 운반이 요구되지 않는 대규모 공정 시설내 핵물질의 모니터링용으로 매우 적합하다. 본 연구팀은 한국원자력연구원에서 개발 중인 파이로 시험 공정 시설에서의 안전조치 수립을 위해 대면적 콤프턴 카메라를 적용하고자 한다. 대면적 콤프턴 카메라를 구성하는 대면적의 검출기는 그 형태나 구성 방식에 따라 에너지 분해능이나 위치 분해능이 달라질 수 있다. 이는 콤프턴 영상의 질에 직접적으로 영향을 미치므로, 본 연구에서는 전산모사를 통해 그 영향을 예측하여 대면적 검출기의 설계 방향을 결정하였다. 또한 한국원자력연구원으로부터 파이로 시험 공정 시설의 정보를 전달받아 전산모사를 수행하였고, 여러 계측 환경에 대해 대면적 콤프턴 카메라의 성능을 예측하여 보았다. 그 결과 대면적 검출기는 에너지 분해능 측면에서의 손실을 최소화 할 수 있도록 구성하여야 한다는 결론을 얻었으며, 에너지 분해능 10%, 위치 분해능 7 mm 정도 성능의 검출기를 이용하여 콤프턴 카메라를 구성할 경우 1 m 거리에 위치한 감손우라늄 선원을 영상 해상도 16.3 cm(각도 분해능 $9.26^{\circ}$)으로 영상화할 수 있음을 확인하였다.

초경량 고정익무인항공기 사진측량기법의 정사영상 정확도 평가 (Orhtophoto Accuracy Assessment of Ultra-light Fixed Wing UAV Photogrammetry Techniques)

  • 이인수;이재원;김수정;홍순헌
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권6호
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    • pp.2593-2600
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    • 2013
  • 본 연구는 최근 국내외에서 문화재 보존, 사고현황조사, 군 정찰업무, 재난관리 등 다양한 분야에서 활용되고 있는 초경량 고정익무인항공기 사진측량의 성능평가를 다루고자 한다. 항공삼각측량 결과, 위치(X, Y)에서 RMSE 값은 약 10 cm로 나타났으며, UAV 사진측량의 정사영상에 대한 시각판독법(on-screen digitizing) 기법과 지상측량에 의한 필계점 좌표 차의 RMSE 는 X 방향 약 0.174~0.205 m, Y방향 약 0.294~0.298 m의 편위형 오차가 도출되었다. 그리고 실험대상지역의 임의의 1 필지를 대상으로 지적 공부대장면적과 UAV 사진측량의 정사영상으로 취득한 필지 면적을 비교한 결과 차이는 0.118 $m^2$이다. 본 연구는 초경량 고정익무인항공기 사진측량의 정사영상 정확도 평가에 대한 하나의 연구 사례를 제시하였으며, 향후 항공삼각측량(AT), 직접 기하보정(direct-georeferencing), 비행계획, 그리고 실용적 응용분야 개발 등에 대한 연구가 지속되어야 할 것으로 판단된다.