Conceptual Design and Performance Evaluation of UWB-based Autonomous Aerial Robot Operational System for Disaster Response

복합환승센터, 대심도 역사 등 대규모 실내 공간에서 화재 발생 시, 연기로 인한 기존 고정형 CCTV로 실시간 상황 인지와 구조지점 파악이 어려운 한계를 해결하고자, 본 연구에서는 UWB 기반 측위 시스템과 ROS 2 기반의 자율 비행로봇 시스템을 구축하였다. GPS 폐색 환경에서도 자율 비행로봇이 안정적인 위치 추정과 경로 생성을 수행할 수 있도록, 다양한 LOS/NLOS 조건에서 Gazebo 시뮬레이션을 통해 성능을 평가하고 실제 프로토타입 기체를 제작하여 검증 실험을 병행하였다. 실험 결과, 최적화된 Anchor 배치와 칼만 필터 기반 위치추정 기법을 적용한 본 시스템은 NLOS 환경에서도 우수한 위치 정확도와 경로 생성 성능을 보였으며, 복잡한 실내 공간 내에서도 비행로봇이 안정적으로 동시 운용 가능한 구조적 안정성을 확인하였다.