• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 1998.10a
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• pp.330-340
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• 1998

자율주행 반송차가 주어진 경로를 따라 주행 할 때 주행면의 불균일성과 같은 외란요인과 자율반송차 시스템 자체의 비선형성 등으로 인하여 원치 않는 경로추종오차가 발생하게 되는데 본 연구에서는 이러한 경로추종오차를 최소화하기 위해서 신경회로망을 이용한 경로추종 오차 보상방법을 제안한다. 본 방법에서는 신경회로망을 통하여 조향각 보상량을 제공하므로써 경로추종오차를 보상한다. 신경망은 다층 퍼셉트론을 채용하였으며 역전파 알고리즘의 최급강하규칙(Gradient descent rule)을 이용하여 학습을 수행하였다. 본 제안에서는 학습오차를 경로추종오차로부터 정의하므로써 경로추종오차가 최소화되록 신경회로망을 학습시켰다. 제안된 방법의 타당성은 다양한 경로에 대한 모의실험 및 실제 실험을 통하여 검증하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.39 no.7
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• pp.618-626
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• 2011

In order to complete missions in a complicated terrain or highly dangerous area, an unmanned aerial vehicle(UAV) needs a fine controller to precisely follow the desired path. A PID controller used for the path following feeds forward path curvature information to the control input to improve the path following performance. High gain for PID controller is necessary to follow path tightly. However the high gain could cause instability or performance degradation when the vehicle has slow dynamics. We present PID controller design method which considers response delay of vehicle as well as path curvature. In order to obtain path curvature the desired path is described as a 3rd order polynomial by applying cubic spline interpolation. We apply the proposed controller to the path following of a UAV which is operated in high altitude and has very slow lateral dynamics. The lateral dynamics are modelled as a first order delayed system in the controller design. Nonlinear simulation shows the UAV with proposed controller follows an arbitrary path very tightly.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2004.10a
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• pp.207-210
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• 2004

일반적인 이동 로봇의 주된 관심은 경로 생성과 생성된 경로 추종에 있다. 그러나 일부 고속의 이동성이 필요로 하는 로봇의 경우 동역학적 제한 조건이 존재하며, 이러한 제한 조건내에서 원하는 움직임에 대한 제어가 요구된다. 본 논문에서 환경 지도를 가지고 있지 않은 상태, 즉 미지의 환경에서 이동 로봇의 경로 추종에 있어서 빠른 이동시에 발생할 수 있는 이동 로봇의 미끄러짐이나 전복 현상을 막기 위해 이동 로봇의 동역학적 제한 조건을 퍼지 논리를 이용하여 기준 속도를 변화시켜 안전하고 빠른 경로 추종 성능을 얻고자 하였다. 특히, 라인 추종 이동 로봇을 모델링하여 실시간으로 변화하는 목표점에 대한 추종 제어기를 설계하고 퍼지 최적 속도 제한 제어기를 통해 연속적으로 변화하는 라인에 대해서 지능적으로 로봇이 변화하는 라인에 대해서 지능적으로 로봇의 속도를 제한하여 안정적인 추종 성능을 발휘함을 확인하였다.

• 한국항공운항학회:학술대회논문집
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• 2015.11a
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• pp.247-251
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• 2015

본 논문에서는 항공기의 3자유도 질점 모델과 Dubins 곡선을 이용한 3차원 경로생성 알고리즘 및 비선형 경로추종 유도기법을 통합하여 항공기의 경로계획을 위해 적용한 경로생성 알고리즘을 검증하고, 경로추종 성능과 항공교통관리를 위한 시뮬레이션에 3자유도 질점 항공기 모델 사용의 타당성을 확인하였다. 최적경로 생성을 위해 사용된 Dubins 곡선의 경우 계산속도가 빠르고 경로계획에 바로 적용이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 주로 2차원 상의 경로문제를 다루기 때문에 이를 3차원 비행경로로 확장시킨 알고리즘을 사용하였다. 경로추종을 위한 유도제어법칙은 Specific Acceleration 명령을 통해 자세를 제어하는 비선형 경로추종 유도법칙을 활용하였으며, 이에 대한 결과를 확인하였다.

• 한국항공운항학회:학술대회논문집
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• 2015.11a
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• pp.50-54
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• 2015

구형무인비행체는 다중 모터를 이용한 무인항공기에 비행 소형화, 경량화, 경제화 등의 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 구형무인비행체의 경로 추종을 위한 제어기 설계 및 성능에 대한 내용을 다루고 있다. 먼저 구형무인비행체의 운동방정식이 제어기 설계를 위해 유도되었고, 유도된 운동방정식을 이용해 경로 추종 제어기를 설계하였다. 구형무인비행체의 자세제어는 무게중심을 변화하는 방법을 사용하였다. 요구 경로를 설정하여 설계된 제어기의 경로 추종 성능을 MATLAB 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 시뮬레이션 결과, 제시된 제어기가 설정된 경로를 추종하고 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.11a
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• pp.187-187
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• 2022

최근 선박의 자율운항기술이 활발하게 연구되어 오면서, 경로추종 제어 및 충돌회피 등의 자율운항 기술 연구가 많이 진행되고 있으며 그에 따른 시뮬레이션과 실해역 시험 등도 활발하게 수행되고 있다. 이러한 자율운항기술 중 본 연구에서는 AUV(Autonomous Underwater Vehicle) 진회수 시 모함에 활용되며 쌍동선형을 갖는 쌍동형 무인수상선을 대상으로 경로추종 제어에 대한 실해역 시험을 수행한 내용을 소개한다. 대상선인 쌍동형 무인수상선은 배수량이 약 10ton, 최대속도 10knots를 기준으로 설계된 선형이며 Sail drive 타입의 쌍축 추진기를 탑재하고 있으며 Fig. 1에 나타내었다. 실해역 시험은 경기도 화성시에 위치한 제부마리나 전면 해역에서 여러 속도에 대해 Fig. 2의 경로(빨간색)를 활용하여 수행되었다. 해당 경로는 변침각이 45도까지 이루어져 있다. 경로추종 제어 알고리즘은 목표경유점을 향하기 위해 선수각을 제어하는 부분과 목표속도로 추진하기 위해 속도를 제어하는 부분으로 나뉘어져 있다. 선수각 제어 시 경로와 무인선과의 위치 오차를 줄이는 방향으로 선수각이 향할 수 있도록 알고리즘이 설계되었다. 속도 제어의 경우 RPM 별로 실제 속도를 계측하여 데이터화 한 후, 실제 속도가 명령 속도와 다를 경우 RPM을 가감하여 명령 속도로 추진하기 위해 제어할 수 있도록 하였다. Fig. 2에서 파란색 선은 설계한 알고리즘을 활용하여 경로추종 제어를 한 결과의 궤적을 보여준다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.42 no.5
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• pp.376-382
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• 2014

This paper presents a method to enable a UAV in autonomous flight along a desired path to follow it backwards when a strong headwind prevents the vehicle from proceeding forward. The main purpose of the reverse path following in this study is to return to a mission quickly when the wind becomes weaker. When the nonlinear path following guidance law is used, there are two reference points available in the path following. One of the two points is selected considering a flight direction for calculating a straight-line distance(L) from the vehicle to the point for the path following. An initial heading angle with respect to the wind direction determines whether the reverse path following is feasible or not at the time of the wind is generated. The result of the proposed method based on kinematic model in this study is verified through simulations implemented in Matlab.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.17 no.4
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• pp.54-59
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• 1998

이 논문에서는 등간격 선배열 감지기를 사용하여 근거리 표적의 위치 추정을 하는 연산량이 적은 효과적인 대수적 경로 추종 알고리듬을 제안하였다. 원거리 표적의 방위각 추적 알고리듬으로 근거리 표적의 방위각을 추정하면 추정된 방위각은 실제 근거리 표적의 방위각과 거리의 대수적 관계식으로 주어짐을 보였다. 2차원 MUSIC스펙트럼의 극대값을 찾기 위하여 두 개의 결합된 2차원 다항식으로부터 구한 경로를 추종하는 기존의 방식대신 에 이 대수적 관계식을 경로로 사용한다. L개의 감지기에 M개의 표적 신호가 도달하는 경 우, 제안한 알고리듬은 대수적 경로를 따라 M번의 1차원 탐색을 하므로 2차원 다항식으로 부터 경로를 구하여 2L-2번의 1차원 탐색을 하는 기존의 경로 추종 알고리듬보다 연산량을 줄일 수 있다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.40 no.11
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• pp.979-987
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• 2012

This paper implements and integrates algorithms for terrain following of UCAVs (Unmanned Combat Aerial Vehicles): trajectory generation, guidance, and navigation. Terrain following is very important for UCAVs because they perform very dangerous missions such as Suppression of Enemy Air Defences while the terrain following can improve the survivability of UCAVs against from the air defence systems of the enemy. To deal with the GPS jamming, terrain referenced navigation based on nonlinear filter is chosen. For the trajectory generation, Voronoi diagram is adopted to generate horizontal plane path to avoid the air defense system. Cubic spline method is used to generate vertical plane path to prevent collisions with ground while flying sufficiently close to surface. Follow-the-Carrot and pure pursuit tracking methods, which are look-ahead point based guidance algorithms, are applied for the guidance. Numerical simulation is performed to verify the performance of the integrated terrain following algorithm.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.40 no.6
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• pp.506-514
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• 2012

This paper represents a method for designing of path following Line-of-Sight(LOS) guidance law based on vehicle kinematics. In general, a LOS guidance law which is composed of gains and approach length as design parameters is designed by empirical or trial-and-error method. These approaches cannot guarantee a precision tracking performance of guidance law consistently. Also, the design parameters should be redesigned with variations of vehicle maneuverability and flight velocity. Based on a vehicle kinematics with its velocity, the proposed method for designing of parameters not only minimizes the number of design parameters, also has a reliable and consistent tracking performance using variable guidance gain changed in accordance with flight velocity. This is validated by nonlinear simulation with $1^{st}$ order attitude response dynamics and flight experiments with given linear and circular path.