초광대역 신호와 관성 측정의 강결합에 기반한 무인 비행체의 위치 및 자세 추정

Abstract

화재 현장과 같은 재난 환경에서는 농연이나 분진 등으로 기존의 무인 비행체의 위치 인식에 활용하던 비전 기반의 센싱을 적용하기 어려운 문제가 있다. 이를 극복하기 위해 본 논문에서는 UWB 무선 통신 기반의 거리 데이터와 IMU 데이터의 강결합을 통한 무인 비행체의 3차원 위치 및 자세를 추정하는 방법을 제안한다. 기본적으로 반복 확장 칼만 필터를 통해 위치 및 자세의 상태 벡터를 추정하고 센서 측정값을 바탕으로 업데이트하는 과정을 반복 수행한다. 더불어 상태 벡터에 IMU내 자이로스코프의 바이어스 및 스케일 상수, 가속도계의 바이어스를 더해서 강결합 시스템이 되도록 알고리즘을 구성하였다.