무인기를 이용한 물류 수송 및 드론 택시의 운용을 위해서는 이륙부터 착륙까지의 정밀한 위치 측정 기술과, 이를 보장할 수 있는 경로 생성 기법이 필수적이지만, 드론 택시 및 무인 수송 수요가 집중된 도심, 산간지역에서는 주변 환경으로 인해 안정적으로 위성 항법 신호를 수신하는데 어려움이 존재한다. 유인 항공기와 달리 위성항법 시스템에 전적으로 의존하여 위치를 측정하는 대부분의 무인항공기 항법 시스템은 위성항법 난청 및 불용지역에서 자동착륙을 수행하는 것이 불가능하 다. 따라서, 본 논문에서는 이와 같은 위성항법 난청 및 불용 지역에서 무인항공기가 안전하게 착륙할 수 있도록 지원하는 UWB 측위 네트워크를 최적화하였으며, 해당 측위 네트워크의 성능을 시뮬레이션을 통해 검증하였다. UAV의 착륙 경로가 위치할 수 있는 영역 전반의 안정적인 측위 성능 확보를 위하여 UWB 거리 측정 센서를 탑재한 멀티콥터를 이용하여 UWB 측위 네트워크를 확장하였으며, 요구 측위 정확도를 최소한의 멀티콥터를 사용하여 제공할 수 있도록 네트워크를 최적화 하였다.

Dynamic UWB Positioning Network Optimization: Specialized for UAV Landing Operation

Yujin Shin, Euiho Kim*

For the various uses of the future unmanned aerial vehicle (UAV) such as delivery drones and air taxis, precise positioning of UAV and corresponding path planning algorithms from take-off to landing are essential. However, in urban and mountain areas where demand for UAV is highly concentrated, the surrounding environment makes it challenging to receive Global Navigation Satellite System (GNSS) signals reliably. Unlike manned aircraft, UAVs that rely mostly on satellite navigation systems to estimate their location will not be able to perform autonomous landing in GNSS harsh environment. Therefore, in this paper, the UWB positioning network was optimized to support the safe landing of UAV in GNSS harsh environment. Then, the performance of the positioning network was verified through simulation. In order to secure stable positioning performance over the entire area where the UAV's landing path can be located, the UWB positioning network has been expanded using multirotors equipped with a UWB distance measurement sensor, and the network has been optimized to use a minimum number of multirotors, providing required positioning accuracy simultaneously.

Speaker 신유진 홍익대학교