Hazardous Source Estimation and Autonomous Exploration Strategy with Guaranteed Communication Connectivity of Multiple UAVs

본 논문은 다수 무인 이동체를 이용해 위험물질을 방출하고 있는 근원지를 빠르고 정확하게 추정하기 위한 탐색 전략을 제시한다. 특히, 공기 중에 누출되는 화학물질 및 방사선의 방출 근원지 추정 문제에 파티클 필터를 이용한 확률론적 접근법을 도입하였다. 무인기의 통신 가능 범위가 한정적인 상황을 고려하여 그래프 이론 기반의 통신 연결성을 유지기법을 도입하였다. 동시에 정보이론의 엔트로피 기반의 탐색 기법을 도입하여 실시간으로 통신 연결성을 보장하면서 최적의 탐색지점을 선정할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 그 결과 단일 무인기를 이용한 탐색 대비 탐색 시간을 37.5% 수준으로 비약적으로 감소시켰으며, 수치 시뮬레이션을 통해 통신 연결성을 탐색 경로 생성에 고려하지 않는 다른 탐색 알고리즘들에 비해 우수한 탐색 성능을 가지고 있음을 보였다.