군집 무인기들의 자가구성 통신중계 최적 배치 : 보로노이 다이어그램 기반 접근법

Abstract

UAV (Unmanned Aerial Vehicle)는 물류, 산업, 운송 등 다양한 산업에서 그 활용처가 확대되고 있다. 하지만 다수의 UAV를 운용하기 위해서는 안전하고 효율적인 UAV 자가구성 통신망을 계획하는 것이 우선적으로 이루어져야 한다. 본 연구에서는 보로노이 다이어그램을 활용하여 안전하고 효율적인 UAV 자가구성 통신망을 계획하는 방법을 다음 3가지 단계로 제시한다: 1)장애물들을 이용한 보로노이 다이어그램 생성, 2)경로를 생성하기 위해 고려해야 할 장애물 선별, 3)최적 경로 계획 및 경로 출력. 본 연구에서 제시한 방법은 실제 운용 시 UAV들의 최적 통신경로를 계획하는 것이 실시간으로 가능한 것을 실험을 통해 검증하였다.

The utilization of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) is expanding in various industries such as logistics, manufacturing, and transportation. However, to operate a large number of UAVs, it is imperative to first plan a secure and efficient self-configuring communication network for UAVs. In this study, we proposed a method for planning a secure and efficient UAV self-configuring communication network using Voronoi diagrams in the following three steps: 1) generating Voronoi diagrams using obstacles, 2) selecting obstacles to consider for path generation, and 3) planning the optimal path and outputting the path. The real-time feasibility of using the proposed method for planning optimal communication paths for a realistic number of UAVs was experimentally validated.