earticle

영어

This paper proposes and experimentally validates a single-anchor train localization method that fuses ultra-wideband (UWB) and inertial measurement unit (IMU) data using an extended Kalman filter (EKF) for underground urban railways where GNSS is impractical. The system adopts single-anchor ranging to reduce infrastructure dependency and leverages IMU accelerometer information to enhance robustness without adding infrastructure and mitigate the degradation in shadowed areas. The experiments conducted in the test environment of the Korea Railroad Research Institute showed that, the proposed method increased the effective update rate and reduced the error compared to UWB-only localization, enhancing the continuity and accuracy in low-infrastructure settings.

한국어

본 논문은 전지구 위성항법 시스템(GNSS) 활용이 어려운 지하 도시철도에서 초광대역 (UWB)과 관성측정장치(IMU)를 확장 칼만 필터(EKF)로 융합한 단일 앵커 기반 열차 측위를 제안·실증한다. 본 시스템은 UWB 통신 앵커의 설치의 용이성을 위해 단일 앵커 기반 측위를 활용하여 인프라의 의존성을 낮추었다. 또한 음영지역으로 인한 UWB 통신 열화의 영향을 최 소화 하기 위해 IMU의 가속도 정보를 활용하여 시스템의 강건성을 향상시켰다. 철도기술연구 원의 특동 환경 실험에서 UWB 단독 측위 대비 유효 갱신률을 높이면서 오차를 낮추어 저인프 라 환경에서 연속성과 정밀성을 동시에 향상함을 확인하였다.