단일 카메라를 이용한 무인기 편대비행을 위한 적응 확장 칼만필터

Abstract

본 논문에서는 단일 카메라를 이용한 무인기 편대비행 시 상대항법 정보 추정을 위한 적응 확장 칼만필 터를 제안하였다. 단일 카메라를 사용하면 거리 변화에 따른 정보를 추출하기 어렵기 때문에 본 논문에 서는 대응각을 이용하여 이를 해결하였다. 하지만 영상정보를 이용하면 원하지 않는 잡음에 의한 영상정보의 품질이 저하된다. 이를 해결하기 위해 확장 칼만필터에 필터의 게인을 보정할 수 있는 적응 기법을 도입하였다. 적응 기법을 사용하면, 부정확한 영상정보에 대해서도 안정적인 상태변수 추정이 가능하다. 단일 카메라로부터 얻는 정보는 앙각, 방위각, 대응각이다. 제안된 필터의 성능 검증을 위해 수치 시뮬레이션을 수행하였다. In this paper, we propose an adaptive extended Kalman filter for estimation of relative navigation using single camera in UAV formation flight. However, changes in the range from the camera to the target will be harder to determine due to the difficulty of depth perception with monocular vision, we solve this problem using subtended angle. However, when we used vision-based information, the single camera provides noisy measurements. To solve this phenomenon, we apply the adaptive method to extended Kalman filter. The measurements from camera are elevation, azimuth and subtended angles. Numerical simulation is performed to verify the estimation performance of the proposed adaptive extended Kalman filter.