목표 위치 추정을 위한 UWB 기반 다수 드론 협업 시스템

초록

최근 광역 환경에서의 실종자 탐색을 위해 드론이 활발히 활용되고 있으나, 기존 방식은 영상/GNSS 센서의 부정확성과 UWB 기술의 고정 앵커 의존성이라는 한계가 있다. 본 논문에서는 이러한 한계를 극복하기 위해, RTK-GPS로 자신의 위치를 정밀하게 인지하는 다수의 드론이 이동형 UWB 앵커 역할을 수행하는 새로운 협업 탐색 시스템을 제안한다. 드론 편대가 목표 영역을 분할하여 탐색 중 어떤 드론이 UWB 태그의 신호를 감지하면, 드론들은 포텐셜 필드 알고리즘을 통해 정밀 측위에 최적화된 대형을 형성하고, 파티클 필터 알고리즘을 통해 목표의 위치를 특정한다. PX4-ROS2 기반의 실제 드론 플랫폼 구현과 야외 비행 실험을 통해, 인프라 없는 광역 환경에서도 cm 수준의 정밀 측위가 가능함을 입증하여 제안 시스템의 실용적 효과성과 새로운 탐색 패러다임의 가능성을 제시하였다.

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