An Adaptive and Deep Learning Framework for Drone Detection under Nighttime and Adverse Weather Conditions

현대전에서 드론은 정찰, 감시, 공격 등 다양한 임무에 활용되며, 이에 따라 드론 탐지 기술의 중요성이 급격히 증가하고 있다. 그러나 기존 객체 탐지 모델은 주로 맑은 날의 시각적 데이터를 기반으로 학습되어, 야간 및 악천후(비, 안개, 눈)와 같은 환경에서는 탐지 성능이 크게 저하되는 한계를 보인다. 본 연구에서는 YOLOv8 기반 객체 탐지 모델에 GELAN-E(Generalized Efficient Layer Aggregation Network-Extended) Backbone 과 Domain Adaptation(DANN) 모듈을 결합한 모델을 제안하였다. YOLOv8은 실시간성, 구조적 단순성, 높은 탐지 정확도를 동시에 갖추고 있어, 다양한 운용 환경에서 드론 탐지 시스템의 기반 모델로 적합하지만 불균일한 조명, 기상 변화 등 환경적 요인에 따라 탐지 성능이 저하되는 한계가 있다. 이에 따라 GELAN-E Backbone을 적용하여 저조도 및 악천후 환경에서도 드론의 형태적 특징 추출을 강화하고 배경 노이즈를 억제하였으며 Domain Adaptation(DANN) 기법을 적용하여 맑은 날 학습된 이미지와 악천후 환경에서 촬영된 이미지 간의 차이를 줄이고 모델이 다양한 환경에서 드론을 안정적으로 인식할 수 있도록 학습하였다. 실험은 실제 드론 및 기상 변화 증강 데이터를 이용하여 수행되었으며, 제안된 모델은 기존 YOLOv8 대비 mAP은 9.5% 향상, Domain Gap Score가 19.3% 감소하였다. 본 연구는 드론이 실제 운용되는 다양한 환경에서 향상된 성능으로 탐지할 수 있는 실용적 모델을 제안한다는 점에 의의가 있다. 이를 통해 날씨나 조명 변화에도 영향을 감소시키는 현실적인 드론 탐지 기술의 발전 가능성을 제시한다.

Authors

Publication Details

Journal
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
Published
2026-04-30
DOI
https://doi.org/10.5762/kais.2026.27.4.86
Primary Topic
UAV Applications and Optimization
Type
article
Field-Weighted Citation Impact
0.00
Controls
|||
ALL TIME
JAN
FEB
MAR
APR
MAY
JUN
JUL
AUG
SEP
OCT
article

An Adaptive and Deep Learning Framework for Drone Detection under Nighttime and Adverse Weather Conditions

Jungmok Ma, Hyunwoo Im
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
UAV Applications and Optimization
article

An Adaptive and Deep Learning Framework for Drone Detection under Nighttime and Adverse Weather Conditions

Jungmok Ma, Hyunwoo Im
article en

Abstract

현대전에서 드론은 정찰, 감시, 공격 등 다양한 임무에 활용되며, 이에 따라 드론 탐지 기술의 중요성이 급격히 증가하고 있다. 그러나 기존 객체 탐지 모델은 주로 맑은 날의 시각적 데이터를 기반으로 학습되어, 야간 및 악천후(비, 안개, 눈)와 같은 환경에서는 탐지 성능이 크게 저하되는 한계를 보인다. 본 연구에서는 YOLOv8 기반 객체 탐지 모델에 GELAN-E(Generalized Efficient Layer Aggregation Network-Extended) Backbone 과 Domain Adaptation(DANN) 모듈을 결합한 모델을 제안하였다. YOLOv8은 실시간성, 구조적 단순성, 높은 탐지 정확도를 동시에 갖추고 있어, 다양한 운용 환경에서 드론 탐지 시스템의 기반 모델로 적합하지만 불균일한 조명, 기상 변화 등 환경적 요인에 따라 탐지 성능이 저하되는 한계가 있다. 이에 따라 GELAN-E Backbone을 적용하여 저조도 및 악천후 환경에서도 드론의 형태적 특징 추출을 강화하고 배경 노이즈를 억제하였으며 Domain Adaptation(DANN) 기법을 적용하여 맑은 날 학습된 이미지와 악천후 환경에서 촬영된 이미지 간의 차이를 줄이고 모델이 다양한 환경에서 드론을 안정적으로 인식할 수 있도록 학습하였다. 실험은 실제 드론 및 기상 변화 증강 데이터를 이용하여 수행되었으며, 제안된 모델은 기존 YOLOv8 대비 mAP은 9.5% 향상, Domain Gap Score가 19.3% 감소하였다. 본 연구는 드론이 실제 운용되는 다양한 환경에서 향상된 성능으로 탐지할 수 있는 실용적 모델을 제안한다는 점에 의의가 있다. 이를 통해 날씨나 조명 변화에도 영향을 감소시키는 현실적인 드론 탐지 기술의 발전 가능성을 제시한다.

Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation SocietyVol. 27(4)
Openalex Percentile: Top 2%
UAV Applications and Optimization
AI Navigator

Ask Laika to Summarize, Analyze, and Connect papers live on the map.

Summarize Papers & Methodologies

Extract key findings, datasets, and comparative methods across publications.

Benchmark Rankings & Visual Analytics

Rank top research institutions, authors, funders, topics, and journals by Field-Weighted Citation Impact (FWCI) and paper volume with instant charts.

Connect Distant Disciplines

Bridge topological clusters on the map to find hidden collaborative intersections.