UWB 기반 자동 Anchor 좌표 결정 기법을 이용한 측위 시스템

A Positioning System Using UWB-Based Automatic Anchor Coordinate Determination Method

본 연구에서는 UWB 기반 자동 Anchor 좌표 결정 기법을 이용한 측위 시스템을 제안한다. Hybrid Multi-Ranging 거리 측정 알고리즘을 통해 모든 Anchor와 Tag 간의 거리를 측정하고, 최적화 기법을 통해 Anchor의 좌표를 추정한다. 이후 추정된 Anchor 좌표와 Tag와의 거리 데이터를 활용하여 삼변측량 기법을 통해 Tag의 좌표를 추정한다. 시스템의 성능 평가를 위해 실내 복도환경에서 두 가지 시나리오에 대해 실험을 수행하였으며, Anchor에는 Gaussian 필터, Tag에는 지수 가중 이동 평균 필터를 적용하여 측정 결과를 비교 분석하였다. 결과적으로 Anchor와 Tag의 정확도 및 정밀도가 유의미하게 향상되었으며, 제안한 시스템이 실제 환경에 적용하기에 적합하다는 것으로 판단된다.

This paper proposes a UWB-based positioning system device which is an automatic anchor coordinate determination technique. The Hybrid Multi-Ranging distance measurement algorithm is used to measure the distances between all anchors and tags, and the coordinates of the anchors are estimated through optimization techniques. The estimated anchor coordinates and tag distance data are then used to estimate the tag coordinates using the trilateration method. To evaluate the performance of the system, experiments were conducted in an indoor hallway environment under two scenarios. Gaussian filters were applied to the anchor data and EWMA filters to the tag data for comparative analysis of the measurement results. Consequently, the accuracy and precision of both the anchors and tags were significantly improved, leading to the conclusion that the proposed system is suitable for practical applications.