• 제목/요약/키워드: 무인항공기 시스템설계

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실시간 객체 모델을 이용한 내장형 무인항공기 제어시스템의 설계 및 구현 (Design and Implementation of an Embedded Real-Time UAV Control System based on the TMO Model)

  • 박한솔;신찬희;김문회
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (A)
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    • pp.248-252
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    • 2006
  • 최근 무인항공기는 정찰임무를 포함하여, 기상관측, 해상관측 등의 여러 임무로 사용되고 있으며, 점점 활용도가 높아지고 있다. 이러한 무인항공기 제어시스템은 과거에 비해 복잡도가 증가했으며, 보다 정밀한 실시간 제어가 요구되고 있다. 이러한 제어시스템을 위한 객체지향 설계방법론은 복잡한 모델에 대한 분석을 보다 빠르게 해주고, 재사용이 가능한 시스템 구축을 가능하게 해 줄 것이다. 이러한 목적을 위해 본 논문에서는 실시간 객체 모델인 TMO모델을 사용하여 시스템을 설계하고, TMO모델을 지원해 주는 리눅스 기반의 미들웨어를 사용하여 무인항공기 제어 시스템을 구현함으로써, 정밀한 실시간 제어시스템에 대한 TMO모델의 적합성을 판단하고, TMO모델 지원 미들웨어의 성능을 평가해 본다.

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무인항공기의 안전한 도입을 위한 보안기능요구사항 개발 (Development of Security Functional Requirements for Secure-Introduction of Unmanned Aerial Vehicle)

  • 강동우;원동호;이영숙
    • 융합보안논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.97-105
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    • 2019
  • 니콜라 테슬라에 의해 항공기의 무선제어 가능성이 제시되면서 출현한 무인항공기는 제 1, 2차 세계대전을 통해 항공력의 급속한 발전과 함께 군사, 방산용으로 사용하게 되었다. 2000년대, 무인항공기의 분야가 촬영, 배송, 통신 등 민간분야까지 확대됨에 따라 여러 서비스와 융합되어 활용되고 있다. 하지만, 최근 무인항공기 시스템에서의 통신이나 무인항공기 자체의 보안 취약점을 이용하여 GPS 스푸핑, 전파 교란 공격 등을 시도하는 보안사고가 발생하고 있다. 이에, 안전한 무인항공기의 도입을 위하여 국내에서는 자체 무인항공기 검증 제도인 감항 인증 제도가 마련되었다. 그러나 감항 인증 제도는 무인항공기의 보안성보다는 시험 비행, 설계 및 물리적 구조의 안전성과 인증하는 쪽에 초점이 맞추어져 있다. 보안성 높은 안전한 무인항공기의 도입을 위해 본 논문에서는 무인항공기 시스템 모델을 제안하고 데이터 흐름도를 작성하였다. 작성한 데이터 흐름도를 바탕으로 무인항공기 시스템에서의 위협을 도출하였고, 도출한 위협을 방지할 수 있는 보안기능요구사항을 개발하였다. 제안한 보안기능요구사항을 통해 향후 무인항공기의 안전한 도입을 위한 앞으로의 평가, 검증 기술의 발전 방향을 제시한다.

무인항공기 기반 빅데이터 처리 시스템의 프로토타입 설계 (Prototype Design for unmanned aerial vehicle-based BigData Processing)

  • 김사웅
    • 스마트미디어저널
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    • 제5권2호
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    • pp.51-58
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    • 2016
  • 최근 국내는 물론 전 세계적으로 새로운 관심을 끌고 있는 기술은 무인 항공기이며, 과학, 군사, 마케팅, 스포츠, 엔터테인먼트 등 다양한 분야를 가리지 않고 발휘하는 다재다능함이 드론 열풍의 원동력이다. 또한 활용 범위가 광범위한 만큼 향후 산업화된다면 그 잠재력 또한 무궁무진할 것으로 기대된다. 본 논문에서는 무인항공기 기반의 빅데이터 처리 시스템의 프로토타입을 설계 및 제안 하였다.

고고도 장기체공 무인기의 유도 및 방향축 제어 알고리즘 설계 (Design of Guidance Law and Lateral Controller for a High Altitude Long Endurance UAV)

  • 구소연;임승한
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.1-9
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    • 2019
  • 본 논문에서는 고고도 장기체공 무인항공기의 임무 비행을 위한 방향축 유도, 제어 알고리즘에 대해 기술 하였다. 먼저 방향축 제어 알고리즘은 임무 기간 중 무인항공기가 전진비행을 할 수 없을 맞바람에 대해 제어 변수를 전환하는 알고리즘을 설계하였다. 유도법칙은 항로점 비행을 위해 Fly-over, Fly-by, Hold 속성에 대한 각각의 알고리즘을 적용하였다. 무인항공기의 비선형 시뮬레이션을 통해 각 유도, 제어 알고리즘의 설계 결과를 확인하였다. 본 연구는 설계 결과를 토대로 실제 임무 비행을 수행하는 것을 목적으로 한다. 따라서 본 연구 내용을 기반으로 비행 시험을 통해 설계한 유도 제어 알고리즘의 비행 운용성을 확인하였다.

전기 동력 소형 고정익 무인항공기 공력성능 연구 (Electric power Small fixed wing UAV Aerodynamic performance Analysis)

  • 정성록
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.11-17
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    • 2019
  • 본 연구에서는 전기 동력 소형 고정익 무인항공기의 낮은 레이놀즈 영역 및 최소한의 제원으로 운용에 필요한 성능을 일반적인 이론 분석으로 예측하였다. 이를 간단한 전기모터 풍동시험과 실증 비행시험을 통해 비교 분석하여 이론 분석의 타당성을 확인하였다. 분석한 결과의 타당성 확인 결과, 3.5 kg의 고정익 소형 무인항공기는 일반적인 이론분석으로 공력 성능의 분석이 가능하지만, 필요추력은 설계오류가 발생할 가능성이 있는 것으로 확인된다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 낮은 레이놀즈 영역에서 비행하는 유사 소형 고정익 무인항공기 개발 시 설계오류를 최소화 하는 방법을 제안하였다.

수직이착륙/고속순항 무인기 초기개념설계를 위한 성능예측 프로그램 개발 (The Development of Performance Analysis Code for Pre-Conceptual Design of VTOL UAV)

  • 정원형;이경태;김정엽
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.1-9
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    • 2004
  • 수직이착륙과 고속수평비행이 기능한 스마트 무인기 개발의 일환으로 초기개념설계용 성능예측 프로그램을 작성하였다. 스마트 무인기가 요구하는 설계조건을 기반으로 각 임무 단계 수행과정에서의 연료소모중량을 반복계산하여 전체 중량을 예측하고, 동시에 무인기의 주요형상변수, 추진성능, 수직이착륙성능, 수평비행성능 등의 계산을 통해 성능예측 및 설계요구조건 만족여부 판단, 경향성 분석을 수행할 수 있다. 동 프로그램은 수직이착륙 무인항공기 비행체의 초기개념설계단계에서 비행체의 경향성 분석, 비행성능 예측 및 설계 요구조건 검증 등을 손쉽고 간편하게 수행 할 수 있는 도구도서 사용할 수 있다.

쿼드로터 무인항공기의 모델링 및 제어기 설계 (Modeling and Controller Design of Quadrotor UAV)

  • 이근욱;윤영훈;장욱;박진배;최윤호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.1922-1923
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    • 2011
  • 본 눈문은 쿼드로터 무인항공기의 모델링 및 제어기 설계에 대해서 논의한다. 라그랑지안 방정식을 이용하여 쿼드로터 무인항공기 시스템을 모델링하며, 실험을 통해 모델 파라미터를 결정한다. 쿼드로터 모델과 구해진 파라미터 값을 PID 제어 기법과 동적표면제어기법을 이용하여 쿼드로터 무인항공기의 제어기를 설계한다. 마지막으로, 모의실험을 통해 PID 제어기와 본 논문에서 제안한 동적표면 제어기의 성능을 비교하고, 제안한 제어기의 우수성을 입증한다.

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신뢰성 목표를 위한 비행제어 시스템 설계 (Design for Flight Control System Focused on Reliability)

  • 김성수;박춘배
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권11호
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    • pp.33-40
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    • 2005
  • 무인항공기용 비행제어 시스템(FCS)의 신뢰성은 소형, 저가, 경량의 설계 제약 조건으로 인해 신뢰성이 과소평가 된다. 그러나 무인항공기에 탑재되는 비행제어 시스템의 고장은 항공기의 손실 및 추락사고로 이어지기 때문에 시스템 설계단계에서부터 정량적인 신뢰성 목표를 두어 설계검증이 이루어져야 한다. 본 논문에서는 비행제어 시스템의 개발 경험을 바탕으로 기능별 서브시스템에 따른 고장률을 예측하였다. 이를 바탕으로 시스템 신뢰성 목표를 만족시키기 위해 필요한 다중화 형상을 제시하였다. 이 결과들은 비행제어 시스템의 하드웨어 설계에 활용될 수 있다.

무인항공기용 전원모니터링장치 설계 및 검증에 관한 연구 (A Study on Design and Verification of Power Monitoring Unit for Unmanned Aerial Vehicle)

  • 우희채;김용태
    • 한국항공우주학회지
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    • 제48권4호
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    • pp.303-310
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    • 2020
  • 본 논문은 무인항공기 전기시스템을 위한 전원모니터링장치에 대해서 기술하고 있으며, 무인항공기에 장착되는 AC/DC 발전기, 전원변환기, 배터리 및 기어박스의 데이터 측정과 임무장비의 전원 ON/OFF 장치를 운용하는 전원모니터링장치에 대한 설계를 기술하였다. 전원모니터링장치는 비행체 전원(발전기, 전원변환기 및 배터리)에 대한 전압과 전류를 측정하고, 기어박스의 압력과 온도를 측정하며, 임무컴퓨터로부터 수신된 임무장비의 전원명령을 수행한다. 전원모니터링장치는 무인항공기 비행체 요구사항을 만족하도록 설계하였으며, 구조/열 해석, 환경/EMI 및 지상/비행시험을 통하여 검증을 수행하였다.

무인항공기 자동착륙을 위한 나선형 강하궤적 및 종말유도 설계 (Homing Guidance Law and Spiral Descending Path Design for UAV Automatic Landing)

  • 윤승호;김현진;김유단
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.207-212
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    • 2010
  • 본 논문에서는 고정익 무인항공기의 그물망 자동착륙을 위한 나선형 강하궤적과 종말 유도기법을 설계하였다. 시야가 확보된 좁은 지역에서 착륙하도록 고정익 항공기의 나선형 강하궤적을 설계하였고, 나선형 강하의 끝점에서 그물망 입사방향을 향하도록 비행경로각 명령을 생성하였다. 종말유도 단계에서는 그물망 중심으로의 정밀한 유도를 위하여 시선각 정보 기반 의사추적 유도기법을 설계하였다. 고정익 무인항공기의 시스템 인식 모델을 이용한 6자유도 수치 시뮬레이션을 수행하여 제안한 나선형 착륙비행의 성능을 검증하였다.