비행중인 드론의 위치탐지를 위한 음향기법의 적용

Abstract

쿼드로터 드론은 위치 제어가 쉽고, 빠르게 기동할 수 있다는 장점 때문에 다양한 목적으로 사용되고 있다. 특히 요즘에는 드론을 이용하여 높은 고도에서 전문적인 영상을 촬영하는 일반인들의 수가 늘어나고 있으며, 한편으로는 사생활 침해나 비행사고에 의한 인명피해 사건 역시 증가하고 있다. 이러한 문제를 사전에 방지하기 위해 최근에는 무인 항공기 운용과 관련된 항공법이 추가되거나 개정되고 있으며, 비행중인 물체의 위치탐지기술 개발이 요구되고 있다. 드론의 위치 탐지는 이미지를 기반으로 한 영상신호처리 방법이 주로 사용되고 있으나 추정 대상을 배경이미지로부터 명확하게 분리하기 어려운 상황에서는 음향기법 등 다른 방법의 적용이 필요하며, 따라서 본 연구에서는 드론의 blade passing frequency에 집중된 음향 인텐시티 벡터를 계산하여 비행중인 드론의 위치를 실시간으로 추정하였다. 인텐시티 계산을 위해서 협대역 주파수 범위에서 발생하는 편향오차 보상 알고리즘이 적용된 3차원 음향 인텐시티 탐촉자를 사용 하였으며 무향실 내부에서, 센서의 음향 중심으로부터 2 m 반경 내에 있는, 최대 크기 290 mm인 드론의 위치를 탐지하는 실험을 수행하였다. 기체의 기하중심과 추정된 탐지각도 사이의 90% 신뢰구간의 오차범위는 약 ±10° 임을 알 수 있었다.