Ground Altitude Computation Algorithm using Laser Altimeter and GPS for UAV Automatic Take-off and Landing

This paper presents a ground altitude determination algorithm using a laser altimeter and GPS for automatic take-off and landing of UAV. The characteristics of the laser altimeter was analyzed in ground tests and a low-pass filter was designed to reduce the effect of signal interruption due to reflectivity problem. The paper shows that a single sensor cannot measure ground altitude appropriately in terms of reliability and accuracy. To complement shortcomings of the laser altimeter, the linear Kalman filter was designed using DGPS vertical speed. Designed filter was validated and tuned through the steps of simulation, ground test and flight test. It was confirmed that the accuracy for automatic landing is achievable.

레이저 고도계 및 GPS를 이용한 무인기의 자동이착륙용 지면고도계산 알고리듬 설계

본 논문에서는 무인기 자동이착륙을 위해 DGPS와 레이저 고도계를 이용한 고도계산 알고리듬을 제시하였다. 지상시험을 통해 레이저 고도계의 특성을 분석하고 신호의 난반사를 제거하기 위해 저역통과 필터를 설계했으나, 시뮬레이션 결과 단일 센서를 사용해서 지면고도를 정확하고 안정적으로 측정할 수 없음을 확인하였다. 레이저 고도계의 단점을 보완하기 위해 DGPS에서 출력되는 수직방향 속도를 사용하여 선형 칼만필터를 설계하였다. 설계한 필터는 시뮬레이션, 지상시험 그리고 비행시험의 검증단계를 거쳐 자동이착륙에 필요한 정확도를 만족함을 확인하였다.