제한된 환경에서의 다중 무인기 편대 운용을 위한 무인기 간 상대 위치 정보 활용 기법 분석
Analysis of Inter-UAV Relative Position Information Utilization Methods for Multi-UAV Formation Operations in Constrained Environments
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초록
무인항공기는 처음 군용으로 도입된 이후, 영상 촬영, 지도 생성, 물품 배송 등의 다양한 분야에서 활용되고있으며 계속해서 활용 분야를 확장해나가고 있다. 대부분의 무인기 운용은 특성상 정확한 위치 정보가 필수적이며, 일반적으로 위치 정보를 획득하기 위해 GPS를 사용한다. 하지만 GPS는 재밍, 날씨, 환경 등의 외부 요인에 영향을 크게받는다. 이를 해결하기 위해 LiDAR, 카메라, 무선 통신 기반(Wi-Fi, Bluetooth)의 다양한 측위 기술이 연구되고 있는데. 이들은 높은 자원 소모, 낮은 정확도 등의 한계를 가진다. 이에 본 논문에서는 GPS와 같은 절대 위치 정보를 활용하기 힘든 환경에서 무인기 간의 상대 위치 정보를 활용하는 기법 및 그 특성에 따른 영향을 분석하였다. 이를 위해 시뮬레이션을 통해 다양한 상대 위치 정보 갱신 주기를 적용한 실험을 수행하였고, 그 결과, 상대 위치 정보를 적절한 주기로 활용한다면 다중 무인기 편대 운용 시에 대형을 정밀하게 유지할 수 있음을 확인하였다.
Abstract
Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), initially introduced for military use, are now widely applied in areas such as aerial photography and delivery services. Many UAV-based systems require precise position information, and the systems use GPS to acquire position information. But, GPS is vulnerable to jamming and environmental constraints. To overcome these constraints, many localization methods, which utilize LiDAR, camera and wireless communication (Wi-Fi, Bluetooth), are employed. But these methods face challenges such as high resource consumption or low accuracy. We analyze the effects and characteristics of utilizing relative positioning information between UAVs in environments where absolute positioning systems like GPS are difficult to use. To this end, we conducted simulation experiments with various update intervals of relative position data. The results demonstrate that maintaining an appropriate update frequency enables precise formation control in multi-UAV operations.