• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권1호
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• pp.41-46
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• 2017

소형 다중로터 드론의 동작 실험을 위하여 개발한 장치를 소개한다. 개발한 장치는, 볼 부슁 메카니즘, 이동형 지지대, 그리고 회전판을 적용하여 6자유도 운동이 가능하다. 병렬 처리가 가능한 FPGA기반의 제어기를 사용하여, 가속도와 자이로 센서로 부터 자세를 측정하고 모터 속도를 제어하였다. 다양한 동작을 수행하면서 실험 장치와 제어기의 동작성을 확인하였다. 결론적으로, 개발한 6자유도 실험 장치는 소형 드론 제어를 위한 제어기의 성능 검증을 위해 적합하다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2017년도 춘계학술발표대회
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• pp.653-656
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• 2017

드론에서 고도유지 비행을 위해 정확한 고도 측정이 필요하다. 고도 측정을 위해 많이 사용되는 가속도센서는 변화에 민감하여 거리 측정에 적합하지만 적분 오차가 누적되어 거리 측정값이 발산한다. 또한 드론 비행 시 드론에서 발생하는 진동을 드론의 고도 변화로 잘못 인지하는 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위해 상용화된 드론이나 기존 연구들은 가속도센서를 기반으로 다른 센서나 장치를 추가하여 고도 측정을 하지만 실제 비행 시 고도의 오차가 나타난다. 또한 센서 값들의 연산처리가 많아져 고도 측정 속도가 지연될 우려가 있다. 따라서 다른 센서나 장치를 추가하지 않고 드론의 특성을 고려한 보다 정확한 고도 측정 방안이 필요하다. 본 논문에서는 가속도센서를 이용하여 드론 비행 특성을 고려하는 고도 측정 알고리즘을 제안한다. 실험으로 제안 알고리즘을 수행하여 드론 비행 시 고도 측정의 정확성이 향상됨을 보인다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.355-358
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• 2016

최근 드론(초경량 무인비행장치)에 대한 관심이 점차 높아짐에 따라 방송촬영, 재난현장, 레저 등 이를 활용하는 분야도 지속적으로 확대되고 있다. 그러나 드론의 활용이 높아지는 만큼 사생활 침해, 해킹 위협 또한 높아지고 있다. 드론에 탑재되는 고해상도 카메라는 실시간 동영상 및 사진 촬영이 가능하고, 언제 어디서든 촬영할 수 있어서 일반 주택, 빌딩, 호텔 등에서 사생활 및 소유권 침해 피해가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 일반적인 드론 상용 제품의 카메라에 대한 보안 취약점 분석 실험을 수행하고, 그 결과를 통해 외부의 비인가 공격자의 카메라에 대한 접근 및 침입 시도로부터 드론을 안전하게 보호하기 위한 대응 방안을 제시한다. 또한, 이를 통해 제작 단계에서부터 기술적 보완장치 장착, 관련 항공법 및 법제도 정비 등 드론 산업 활성화 정책이 마련되기를 기대한다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2017년도 제56차 하계학술대회논문집 25권2호
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• pp.269-270
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• 2017

본 연구에서는 부력조형물이 정해진 위치에서 사용자가 원하는 자세를 유지할 수 있는 시스템을 연구하였다. 기존의 부력조형물은 로프를 이용한 고정식이었지만 본 기술이 적용된 부력조형물은 로프 없이 스스로 부력에 의한 공중부양과 사용자가 원하는 자세를 취할 수가 있도록 구성하였다. 이러한 시스템은 주로 홍보용으로 널리 사용되며 박람회, 제품 설명회, 지역축제, 예술 등 많은 분야에 적용이 가능하다. 부력조형물이 자세를 유지하기 위하여 드론 기술에 적용되는 IMU 센서를 이용한 방향과 자세정보와 6개의 BLDC 모터에 8인치 프로펠러를 접합시켜 부력조형물이 상하좌우로 이동이 가능하도록 자세 제어장치를 구성하였으며 실험을 통하여 시스템의 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권10호
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• pp.857-864
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• 2016

항공산업의 발달로 하늘에는 많은 비행기, UAV, 드론이 비행하고 있다. 비행기와 UAV는 빠른 속도로 비행하며 드론의 프로펠러는 빠른 속도로 회전하고 있다. 이렇게 빠른 속도의 비행체간의 충돌은 비행기 운항과 승객의 안전성을 위협하고, 지상에 있는 인명과 재산에 피해를 줄 수 있다. 비행체의 운항속도는 음속(340m/s) 내외이며, 프로펠러의 회전 속도는 그 보다 작은 속도 영역이다. 현재까지의 충돌 실험은 공기의 힘을 이용한 방식으로 충돌 속도를 얻었고, 공기 팽창에 따른 넓은 공간을 필요로 한다. 하지만 전자기력 발사장치는 그보다 작은 공간에서 충분한 속도를 얻을 수 있다.(~500m/s) 본 논문에서는 전자기력 발사장치의 설계와 이에 따른 제작에 관한 방법을 제시하고자 한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권3호
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• pp.10-16
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• 2020

어망의 원리를 기반으로 케이블을 사용한, 드론에 탑재할 수 있는 포획 메커니즘을 제안하였다. 최근 제안되고 있는 드론용 포획장치로 주를 이루고 있는 그리퍼(Gripper) 메커니즘은 자중이 무겁고 정형화된 물건만을 잡을 수 있다는 한계를 가지고 있다. 본 논문에서 제안하는 포획 메커니즘은 가볍고, 유연하며, 원거리에서 다양한 형태의 물건을 포획할 수 있다. 케이블과 기구장치에 대한 역학관계를 이론적으로 분석하였으며 그에 따라 기구를 설계하고 모터와 제어기를 선정하였다. 최종적으로 포획장치를 제작하고 이를 검증하기 위해 드론(DJI S900)에 설치하여 다양한 형태의 물건에 대한 포획실험을 차례로 지상과 야외 환경에서 수행하여 타당성을 입증하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제23권1호
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• pp.112-122
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• 2024

최근 드론과 같은 무인비행장치 기술이 발전함에 따라 환경적, 사회적 및 경제적으로 많은 이점이 있지만, 공항, 공공기관, 발전소, 군 등 국가중요시설에 악의적인 의도를 가질 경우 국가 안전과 국민 생활에 심각한 피해를 줄 수 있다. 이러한 드론의 위협에 대응하기 위해 RF스캐너와 같은 탐지 장비 도입을 시도하고 있다. 특히 변전소, 발전소, 우리나라 전력 계통에 의해 설치된 전력 전송용 송전탑은 RF스캐너 탐지 경로에 송전탑이 위치하면 탐지 성능에 영향을 줄 수 있다. 실험은 상용 드론을 이용하여 드론에서 방사되는 신호 세기 측정하여 감쇠율을 확인하였다. 평균 감쇠율과 최대 감쇠율은 2.4 GHz와 5.8 GHz 대역에서 유사한 경향을 보였고, 구조물의 밀도에도 영향을 받는 것을 알 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권1호
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• pp.59-67
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• 2018

본 논문에서는 저 레이놀즈 동축 프로펠러의 제자리 비행 특성연구를 위한 시험장치 개발과정과 실험결과를 기술하였다. 상/하부 프로펠러간의 간격 변화에 따른 제자리 비행 성능측정이 가능하도록 시험장치를 설계하였다. 그리고 상/하부 프로펠러 각각의 추력, 토크, 회전수, 진동, 전류량을 측정할 수 있도록 장치를 구성하였다. 센서의 신호 수집을 위하여 자료획득시스템을 구축하고 LabVIEW 기반의 소프트웨어에서 모터의 제어와 신호 수집을 하였다. 단일 프로펠러의 지상회전 실험을 통한 성능 특성 데이터를 확보한 후, 동축 프로펠러 사이의 간격과 상/하부 직경의 차이에 따른 성능 특성과 효율향상을 위한 실험을 진행하였다. 성능 실험분석 결과 동축 프로펠러 사이 간격이 로터 직경의 20~30%일 때 효율이 높은 것으로 확인되었으며, 그 이상일 경우는 큰 차이가 없었다. 상부 프로펠러의 직경이 하부 프로펠러의 직경보다 작을 경우가 다른 직경 조합에 비해 가장 높은 효율을 보였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제23권3호
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• pp.208-214
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• 2020

본 연구에서는 플럭스게이트(fluxgate) 센서를 탑재한 드론 자력탐사 시스템 시작품(proto-type)을 개발하였다. 시스템의 하드웨어는 플럭스게이트 자력센서, 관성측정장치(inertial measurement unit, IMU), GPS, 통신 모듈로 구성되어 있다. 또한 측정된 자료를 지상제어시스템(ground control system, GCS)으로 실시간 전송하는 모니터링 소프트웨어를 개발하였다. 측정된 자력값은 띠통과 필터(notch filter)와 대역통과필터(band-pass filter)를 거쳐서 최종적으로 1Hz 데이터로 저장된다. 본 시스템 검증을 위해 자성체 반응을 확인하는 예비 실험이 먼저 수행되었고, 이후 철광산 두 곳에서 현장 실증을 실시하였다. 현장 실증으로 경기도 포천과 강원도 정선 지역에서 자체 개발한 드론 자력탐사 시스템과 한국지질자원연구원(KIGAM)이 제작한 무인비행선 자력탐사 시스템 결과와 비교하였다. 그 결과 예비 실험과 현장 실증을 통해 본 시스템은 야외 항공 자력탐사에 충분히 활용 가능함을 확인할 수 있었다. 향후 양질의 항공자력탐사 자료 획득을 위해 잡음을 최소화하는 필터 기능 및 기구 성능을 고도화하는 연구가 요구된다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2023년도 제68차 하계학술대회논문집 31권2호
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• pp.105-106
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• 2023

소형제트엔진은 주로 연구, 실험, 교육 등의 목적으로 사용되고 있다. 이러한 소형제트엔진은 고도가 높고 고속으로 비행하는 드론에 추력 발생 장치로서의 중요한 역할을 수행할 수 있다. 그러나 엔진의 실질적인 활용을 위해서는 기존의 유선으로 구성된 컨트롤러를 무선으로 제어할 수 있는 방식으로 재구성하는 것이 필요하다. 이 중에서도 연료펌프의 무선제어시스템이 우선적으로 개발되어야만 다른 부분에 대한 무선제어개발이 가능해질 것이다. 본 논문에서는 소형 제트 엔진의 연료 펌프를 무선으로 제어할 수 있는 방식을 적용한 임베디드 시스템의 구성과 방식에 대해 제안하고 있다.