수중환경에서 위치추적 시스템의 구현에 관한 연구

Abstract

본 논문에서는 수중에서의 이동체의 3차원 위치를 추정하기 위한 위치추적 시스템을 구현하였다. 본 연구에서는 4개의 초음파 센서를 수중의 서로 다른 위치에서 고정시키고, 이동체 센서와 서로 신호를 송수신함으로써 이동체와 고정체간의 상대 시간지연차를 추정하였으며, 이를 벡터 방정식으로 만들고 Newton 알고리즘을 이용하여 해를 구함으로써 이동체의 3차원 위치가 이동체와 고정체 모두에서 추정되게 하였다. 또한 본 연구에서는 Newton 알고리즘에서 매 iteration시에 자코비안 행렬을 norm을 추정하고 norm이 임계값 이상이 되어 역 행렬에 의한 해가 불안정해질 때는 또 다른 초기값을 이용하여 해를 구하게 함으로써 이동체의 위치가 보다 신뢰성 있게 추정되게 하였다. 성능분석 결과 이동체에서는 반경 3cm이내에서 그리고 고정체에서는 반경 1cm 이내에서 정확하게 이동체의 위치가 추정됨을 알 수 있었다.