Design and Analysis of the Integrated Navigation System Based on INS/UWB/LiDAR Considering Tunnel Environment

본 논문은 기하적 특징이 단조로운 터널 환경을 고려한 3차원 지도 및 다중센서 융합 기반 복합항법 알고리즘을 제안하였다. UWB(Ultra-wideband) 센서와 3D LiDAR(Light Detection and Ranging)에 대한 측정 모델을 각각 유도하고 이를 EKF(Extended Kalman Filter)를 사용하여 INS(Inertial Navigation System)와 결합하였다. 알고리즘 성능검증을 위해 복합센서 모듈을 구성하고 터널과 유사한 복도환경에서 실험을 수행하였다. UWB와 LiDAR 각각 단일 센서의 위치추정 실험을 통해 두 센서의 융합이 서로 상호보완적임을 확인하였다. 마지막으로 제안된 알고리즘은 서로 다른 센서 조합과 비교하여 성능을 분석하고, 그 결과 제안된 알고리즘이 실제 궤적에 가장 근접한 항법 성능을 보여주었다.