GNSS 불가 환경에서 안정적인 운영을 위한 UWB 기반의 UAV 설계
Design of UWB-based UAV for Stable Operation in GNSS-Denied Environments
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초록
본 논문에서는 GNSS(Global Navigation Satellite System)가 불가한 환경에서 안정적 운영이 가능한 UAV를 제안한다. 기존 GNSS 기반 UAV는 산악 지역이나 군사적 목적의 전파방해 환경에서는신뢰성을 보장하기 어려운 문제가 가진다. 특히, 정확한 지점에 착륙해야 하는 특수(군사) 목적성비행체는 치명적 문제를 발생할 수 있다. 본 논문에서는 UWB(Ultra-Wideband) 측위 센서와 레이저 유도 기술을 통하여 통신 사각지대에서도 안정적인 착륙이 가능한 UAV를 구현하고자 한다. 또한, 착륙장의 카메라를 통해 비행체의 위치를 파악하고 유도할 수 있는 기능을 내장한다. 비행체의 안정적 비행을 평가하기 위한 내풍성 시험에서는 13m/s 이상의 풍속에서 안정적 비행을 확인하였다. 본 연구의 결과는 GNSS 통신이 불가능한 해상이나 특수 목적 공간에서 강건한 운행을통하여 임무 수행에 도움이 될 것으로 사료된다.
Abstract
In this paper, we propose a UAV that can operate stably in environments where GNSS(Global Navigation Satellite System) is unavailable. GNSS-based UAVs have the problem of difficulty in ensuring reliability in mountainous areas or in environments with radio interference for military purposes. In particular, special purpose(military) UAVs that must land at precise locations can cause fatal problems. In this paper, we aim to implement an unmanned aerial vehicle capable of stable landing even in communication blind spots using an UWB(Ultra-Wideband) positioning sensor and laser guidance technology. Additionally, it has a built-in function that can identify and guide the aircraft's location through a camera on the landing station. To evaluate the UAV flight, wind resistance tests confirmed flight in wind speeds exceeding 13m/s. The results of this study are expected to be helpful in performing missions through robust operation in maritime or special-purpose spaces where GNSS communication is unavailable.