Unmanned Aerial Vehicle (UAV)은 보안 및 감시, 화물배송, 농업, 국방 등 수많은 산업에 빠르게 도입 및 개발되고 있으며, 최근 소형 멀티콥터와 같은 UAV 개발에는 오픈소스 기반의 비행제어 모듈인 픽스호크가 널리 사용된다. 항법은 UAV가 임무를 수행하기 위한 필수적인 요소이며 위성 항법 신호를 사용할 경우, 보다 더 정밀한 항법을 수행하기 위해서는 항법 측위 데이터의 성능 분석이 요구된다. 저가형 GNSS 수신기를 사용하 는 픽스호크 플랫폼에서는 GNSS 원시 측정치를 사용하지 않고, 수신기에서 제공하는 위치와 속도를 INS 및 Barometer 등 다른 센서들과 결합한 측위 결과를 제공한다. 하지만 GNSS 원시 측정치를 활용한다면, 결합 항 법을 수행하기 전 Hatch Filtering과 같은 기법을 통해 위성 항법 측위 데이터의 항법성능을 개선시킬 수 있다. 따라서 본 논문에서는 픽스호크의 실시간 GNSS 원시 측정치를 획득하여 위치를 구하고 Hatch Filtering 기법 을 적용하여 항법성능을 개선시켰다. 이를 바탕으로 기존의 센서들과 결합한 측위 결과를 제시하였고, 픽스호크 오픈소스 플랫폼의 측위 결과와 성능을 비교분석 하였다. 그 결과, GNSS의 원시 측정치를 이용하여 측위 를 수행하였을 때 항법 정확도의 개선 가능성을 확인하였다.

Analysis of Pixhawk Open-Source Positioning Performance Using Hatch Filter

Jikang Lee, Yonghwan Bae, Changdon Kee*

Unmanned Aerial Vehicle (UAV) is quickly introduced and developed in a number of industries, including security and monitoring, freight delivery, agriculture and defense, and Pixhawk, an open-source-based flight control module, has recently been widely used for UAV development. Navigation is an integral part of UAV's mission, and when using satellite navigation signals, performance analysis of navigation positioning data is required to perform more precise navigation. Pixhawk platforms using low-cost GNSS receivers do not use GNSS raw measurements but provide positioning results that combine the position and speed provided by the receiver with other sensors such as INS and Barometer. However, GNSS raw measurements can be utilized to improve navigation performance by using techniques such as Hatch Filtering to locate data before performing combined navigation. Therefore, in this paper, real-time GNSS primitive measurements of Pixhawk were obtained to find the location, and navigation performance was improved by applying Hatch Filtering technique. Based on this, the positioning results combined with existing sensors were presented and the positioning results and performance of the Pixhawk open-source platform were compared and analyzed. As a result, the possibility of improving navigation accuracy was confirmed when positioning was performed using the raw measurement value of GNSS.

Keywords: Pixhawk, UAV, GNSS raw measurement, Hatch filter

Speaker 이지강 서울대학교