연구보고서
드론의 실시간 측위를 위한 유한 기억 상태추정기 및 센서퓨전 기술 기반의 새로운 3차원 측위 기술 개발
(Development of New Finite Impulse Response State Estimator and Sensor Fusion Based 3D Localization for UAV Real-Time Localization)
□ 연구개요
최종목표: 드론의 실시간 측위를 위한 유한 기억 상태 추정기 기반의 새로운 측위 시스템 개발
▪ 새로운 유한 기억 상태추정기 기반 제어기법 개발
▪ 필터 퓨전 기반 상태추정기 개발
▪ 정확도 및 실시간성이 보장되는 3차원 측위 기술 개발
▪ 네트워크 기반 무선 통신 신호 결함 감지 및 예측 기술 개발
▪ 실제 실험을 바탕으로 3차원 측위를 위한 통합 시스템 개발 및 성능평가
□ 연구 목표대비 연구결과
본연구는 측위기술을 위한 유한기억 상태추정기를 개발한다. 1차년도 연구목표 : 드론의 복잡한 시스템 모델을 반영, 상태추정기 제작
- 드론의 복잡한 모델링 설계를 통한 FIR 필터 개발
- 유한기억 상태추정기법의 시뮬레이션
- 본 연구를 통해 얻어진 결과를 IEEE ACCESS 논문 1편, 국문논문 1편에 게재함 2차년도 연구목표 : 드론의 비선형 모델을 반영, 실시간성을 보장하는 상태추정 융합기술 개발
- 제작된 필터의 융합 알고리즘 개발
- 완전 자율 비행을 위한 드론 제작
- 본 연구를 통해 얻어진 결과를 IEEE ACCESS, IET POWER ELECTRONICS 논문에 게재하였으며 시작품 설계 완료. 3차년도 연구목표 : 드론의 원거리 통신으로 인해 발생하는 추정 성능 저하 문제 해결 및 실험
- 개발 된 제어기법을 드론에 적용
- 실제 환경에서 데이터 손실 시성능 검증을 위한 시나리오 구축 및 실험 완료
- - 본 연구를 통해 얻어진 기본 결과를 Impact Factor 6.498이고 JCR 상위 0.8%인 IEEE Transactions on Industrial Electronics에 Regular Paper로 게재함
□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
---학문적 중요성 및 활용계획---
▶ 데이터 손실, 시간지연 및 결함 시 추정하는 기술은 네트워크 제어 시스템 및 신호처리 분야에서 활발히 연구중인 분야로 활용 가치가 높음
▶ FIR 상태추정기 알고리즘 또한 기계학습 및 인공지능 분야에서 활발히 연구중인 분야이며, 데이터 손실, 시간지연 결함을 고려한 강인한 제어기법으로 확장하면 연구 가치가 높음
▶ 드론의 실시간 제어, 영상처리 및 센서 융합을 위해 반드시 필요한 기술이기 때문에 자율 제어 분야에서 활용 가치가 높음
----기술적 중요성 및 활용 계획----
▶ 본 연구의 연구내용은 드론의 자율 비행 연구 분야의 필수 기술에 해당되며, 특허나 논문 등 기술선점과 기술경쟁력 확보에 활용 할 수 있음
▶ 본 연구에서 개발한 연구성과는 드론 분야 이외에도 컴퓨터 비전, 센서 융합 등자동화 기술에 핵심 기술이며, 특히 최근 부각되는 네트워크 기반 원격 제어분야에서 활용가치가 매우 높음
▶ 본 연구에서 제안하는 알고리즘은 모델 파라미터 변화에 적응할 수 있는 기술로 확장될 수 있으며 이는 기구의 노화, 주변 환경의 변화 등에 강인하게 제어가 가능하여 그 활용 가치가 높음
▶ 드론 산업 시장이 매년 확대되는데, 드론의 제어 및 실제 실험을 통해 강인성을 증명하여 실제 드론 시장 발전에 기여할 것으로 기대됨
(출처 : 연구결과 요약문 2p)
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과제
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