• 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.

• 한국지리정보학회지
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• 제19권4호
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• pp.106-117
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• 2016

최근 환경보호와 신재생에너지 확보 일환으로 태양광발전소가 널리 보급되고 있으며, 태양광 모듈의 효율적인 관리를 위해서는 정기적인 점검이 필요하다. 본 연구에서는 UAV 기반 열적외선 카메라와 GIS 공간분석을 통해 태양광 모듈에 대한 고장여부를 진단할 수 있는 실험을 실시하였다. 먼저 고정익 UAV와 RGB 카메라를 이용하여 영상을 촬영한 후 Pix4D SW를 통해 정사영상을 생성하였으며, 정사영상 자료를 이용하여 태양광 모듈 레이어를 구축한 후 코드를 입력하였다. 또한 태양광 모듈 고장여부를 진단하기 위해 고무덮개를 태양광 모듈에 설치하였으며, 열적외선 카메라로부터 얻어진 온도 정보와 태양광 모듈 레이어를 기반으로 Zonalmean 함수를 통해 태양광 모듈별 평균온도를 계산할 수 있었다. 마지막으로 GIS 공간분석을 통해 이상 발열이 확인된 $37^{\circ}C$ 이상의 모듈을 자동으로 추출하고 각 모듈별 고유식별 코드를 식별함으로써 고무 덮개를 설치한 모듈의 위치를 정확하게 분석할 수 있었다.

• 도시과학
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• 제7권2호
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• pp.53-60
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• 2018

Digital Twin is a technology that creates a photocopy of real-world objects on a computer and analyzes the past and present operational status by fusing the structure, context, and operation of various physical systems with property information, and predicts the future society's countermeasures. In particular, 3D rendering technology (UAS, LiDAR, GNSS, etc.) is a core technology in digital twin. so, the research and application are actively performed in the industry in recent years. However, UAS (Unmanned Aerial System) and LiDAR (Light Detection And Ranging) have to be solved by compensating blind spot which is not reconstructed according to the object shape. In addition, the terrestrial LiDAR can acquire the point cloud of the object more precisely and quickly at a short distance, but a blind spot is generated at the upper part of the object, thereby imposing restrictions on the forward digital twin modeling. The UAS is capable of modeling a specific range of objects with high accuracy by using high resolution images at low altitudes, and has the advantage of generating a high density point group based on SfM (Structure-from-Motion) image analysis technology. However, It is relatively far from the target LiDAR than the terrestrial LiDAR, and it takes time to analyze the image. In particular, it is necessary to reduce the accuracy of the side part and compensate the blind spot. By re-optimizing it after fusion with UAS and Terrestrial LiDAR, the residual error of each modeling method was compensated and the mutual correction result was obtained. The accuracy of fusion-based 3D model is less than 1cm and it is expected to be useful for digital twin construction.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권4호
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• pp.49-56
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• 2018

본 논문에서는 소형 압전유압펌프 브레이크 시스템의 성능해석 및 실험을 수행하였다. 먼저 브레이크 시스템의 구성을 위해 브레이크 부하 구성품의 3-D 모델링을 수행하였고, 상용 프로그램인 AMESim을 이용한 모델링을 진행하였다. 브레이크 시스템 모델링에는 플로팅 타입의 캘리퍼를 부하로 활용하였다. AMESim 시뮬레이션을 통해, 부하 압력과 체크밸브 변위 및 무부하 상태에서의 유량을 계산하였으며 브레이크 부하의 추가에 따른 성능해석 및 동특성 변화를 확인하였다. 브레이크 시스템의 성능 실험을 위해 부하를 고정시키는 치구를 제작하였고, 무부하 상태에서의 유량 및 부하 압력 형성 실험을 수행하고 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 실험 결과, 최대 부하압력은 130Hz에서 약 73bar, 최대 유량 발생은 145Hz에서 약 203cc/min로, 중소형 무인기 브레이크 시스템에 적용가능성을 확인하였다. 또한 시뮬레이션 결과와 실험결과의 오차는 부하 압력과 토출 유량에서 각각 6%, 5% 정도이며, 모델링이 브레이크 성능해석에 효과적으로 활용될 것으로 판단된다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.398-404
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• 2015

본 논문에서는 관성측정장치를 기반으로 블루투스 환경에서의 자율비행을 위한 멀티 로터형 헬리콥터에 대한 설계 및 성능을 제시하였다. 멀티 로터관련 다양한 연구가 진행되어오고 있긴 하지만 최근에는 다양한 서비스를 목적으로 짐벌이 장착된 헥사로터형의 헬리콥터에 대한 관심이 모아지고 있다. 따라서, 본 논문에서는 지상의 원격조정 PC나 고성능의 원격제어장치나 영상시스템과 같은 외부보조 시스템 없이 연구와 구조활동, 모니터링 활동을 수행할 수 있는 컴팩트하고 자율비행을 위한 헥사로터(hexa rotor)형 헬리콥터에 대한 하드웨어 및 소프트웨어를 소개하고자 한다. 제안한 시스템은 헥사로터 헬리콥터의 구조와 관성측정장치 관련 하드웨어 구성과 수학적 모델링 및 시뮬레이션 결과를 각각 제시하였다. 또한, IMU 구현을 위하여 MCU(ARM-cortex) 보드를 장착하여 각 로터의 회전과 관성 측정장치의 입력신호에 대한 상태를 제어할 수 있도록 하였다. 그리고 시스템 시뮬레이션과 실험을 통한 시스템의 성능을 각각 검증하였다.

• 한국측량학회지
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• 제27권2호
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• pp.249-260
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• 2009

공중 모니터링 시스템으로 획득된 센서 데이터의 georeferencing 정확도는 시스템에 탑재된 GPS/IMU의 성능에 크게 의존된다. 그러나 고성능이지만 고가인 GPS/IMU의 탑재는 전체 시스템의 개발비를 크게 증가시키는 문제를 야기한다. 이에 본 연구는 MEMS 형태의 저가 통합형 GPS/IMU를 탑재한 UAV 기반의 공중 모니터링 시스템으로부터 취득된 영상 및 GPS/IMU 데이터를 시뮬레이션하고, 시뮬레이션된 센서 데이터에 지상기준점을 사용하지 않고 aerial triangulation을 적용하여 영상 georeferencing을 수행한다. 영상 georeferencing의 결과를 분석하여 각 영상의 추정된 외부표정변수와 지상점 좌표의 정확도를 평가한다. Aerial triangulation 없이 direct georeferencing을 수행한 결과와 비교할 때 외부표정변수와 지상점 좌표의 RMSE가 90%이상 감소하였다. 본 연구를 통해 저가 실시간 공중 모니터링 시스템 개발의 높은 가능성을 확인할 수 있었다.

• 항공우주정책ㆍ법학회지
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• 제32권2호
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• pp.155-188
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• 2017

제4차 산업혁명은 한편으로는 인류에게 새로운 문명 패러다임을 구축할 수 있는 긍정적인 기회를 제공해 주고 있다. 그러나 다른 한편으로는 제4차 산업혁명으로 인해 '구글 알파고(Google Alpha Go)'와 같은 인공지능(AI)이 혁명적으로 진보하면서 인간의 고유한 능력마저도 '실리콘칩(silicon chip)'으로 대체되고, 물리적 공간에서 사람의 온기를 느끼면서 의사소통할 수 있는 기회가 축소됨에 따라 인간의 존재감이 약화되었으며, 사이코패스(psychopath)와 같이 인간을 게임하듯이 사냥하는 강력범죄가 증가하는 등 사회적 병리현상이 더욱 심화될 수 있다는 우려감도 확산되고 있다. 더구나 최근의 국제 테러리즘은 무고한 사람들을 무차별적으로 공격하는 '반사회적 강력범죄'와 유사한 형태로 전개되고 있고, 이에 따라 테러단체가 제4차 산업혁명이 제공하는 문명의 이기를 테러의 수단으로 악용하고, 제4차 산업혁명으로 인해 나타나는 사회적 병리현상을 전략적으로 이용할 개연성은 갈수록 증대되고 있다. 따라서 향후 항공 테러리즘의 패러다임 또한 항공기보다는 공항시설 및 이용객들을 공격하는 방식으로 변화될 것으로 전망된다. 왜냐하면 공항시설은 갈수록 지능화 무인화되고, 많은 사람들이 밀집해 있는 '다중이용시설'이며, 사이코 패스적(psychopathic) 테러리스트들이 쉽게 접근할 수 있기 때문이다. 이러한 관점에서 볼 때 우리의 항공테러 대응체계는 (1) 테러방지법상 대테러센터의 한계 (2) 항공테러와 일반테러의 초동조치 관할권 충돌 개연성 상존 (3) 효율적인 현장 지휘통제 제한 (4) 항공보안과 대테러 사무의 협의기구 이원화 (5) 정부부처별 대테러 정보수집 기능 분산 (6) 공항 일반구역(Land side)의 보안체계 취약 (7) 공항운영 시스템상의 사이버 보안태세 미흡 (8) 항공 테러리즘에 대한 국제협력 네트워크 구축 미흡 등 여러 가지 측면에서 취약한 부분이 많이 있다. 따라서 국내 '항공테러' 대응체계를 제4차 산업혁명 시대의 국제 테러리즘에 선제적으로 대응할 수 있도록 개선할 필요가 있다. 본 연구에서는 이를 위한 대안으로 (1) 항공특별사법경찰대 창설(조직편성 측면) (2) 공항 일반구역(Land side)의 보안태세 강화 및 현장 지휘체계의 실효성 보장을 위한 항공보안법 및 테러방지법 정비(법령정비 측면) (3) 사이버 공간에서의 '테러 대응' 역량 강화(보안태세 측면) (4) 항공 테러리즘에 대한 국제협력 네트워크 구축(국제협력 측면) 등을 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권11호
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• pp.965-972
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• 2016

유도형 탄약은 비행속도 증가를 이용한 기존의 사거리 증가 방식과 다르게 정밀 유도제어를 사거리 연장 및 정밀 타격하는 기술을 기반으로 한다. 고회전으로 상승하는 탄은 탄도 정점에서 후미 날개를 전개하여 회전을 감소하고, 최종적으로 회전을 제거한 후 비행하게 된다. 주 날개 전개 전 탄체 뒤집힘 감지를 위하여 자세 추정이 요구되는데, 회전 감속 중에서는 일정한 회전을 가정한 기존의 유도무기 자세 추정 기법을 사용할 수 없다. 또한, 비행 시에는 횡축 가속도를 제어하기 때문에 중력 가속도 성분을 기반으로 하는 일반적인 무인기의 자세 추정 기법은 큰 오차를 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 저속 회전 및 비행 중 자세추정기법을 제시하고, 무인기에 탑재하여 비행 실험을 통해 검증하였다. 저속 회전 중 자세 추정 기법은 롤 각을 상태변수로 갖는 칼만 필터 형태로 구성하였다. 비행 시 자세 추정 기법은 사원수를 이용한 곱연산 확장형 칼만 필터를 기반으로 하며, 가속도 측정치가 중력 가속도뿐만 아니라 선회에 의한 구심력을 포함하도록 측정 모델을 개선하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권10호
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• pp.918-926
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• 2007

군용 항공기는 임무수행 지역의 방어 시스템을 효과적으로 우회하여 비행해야 성공적으로 임무를 수행할 수 있다. 이를 위해 항공기가 위협을 회피하며 비행하는 경로를 생성하는 알고리듬이 요구된다. 본 논문에서는 포텐셜 기법을 이용하여 다수의 위협과 예상하지 못한 위협을 고려하여 비행경로를 생성하는 경로생성 기법을 제안하였다. 파면전파 기법과 항법함수를 함께 사용하여 포텐셜 기법에서 발생하는 국부최적해 문제를 해결하였다. 비행거리가 제한된 무인항공기에 적용이 가능한 비행경로를 생성하기 위해 최대이동거리를 고려한 경로생성 기법과 예상하지 못한 위협이 발생한 상황에 부드러운 경로를 생성하는 효율적인 경로전환 기법을 제안하였다. 제안한 기법의 성능을 검증하기 위해 중첩된 위협이 존재하는 상황에 대해 수치 시뮬레이션을 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권10호
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• pp.842-850
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• 2014

본 논문은 예측하지 못한 외부 환경 요소 변화로 인해 저하되는 비행 성능을 $L_1$ 적응 제어 기법으로 보상하는 궤적 추종 기법을 제안하였다. 제안된 궤적 추종 기법은 상대 거리를 이용하여 속도 명령을 생성하는 유도 법칙과 속도 명령을 추종하는 적응 제어 루프로 구성되어 있다. 경로 추종 성능을 향상시키기 위하여, 유도 법칙에서 생성한 속도 명령이 적응 제어기의 기준 입력이 되도록 설계하였다. 유도 법칙에서는 목표 궤적과 상대 거리와 그 변화량에 따른 가속도 명령이 생성되며, 이를 적분하여 속도 명령을 생성한다. $L_1$ 적응 제어 루프는 불확실성이 존재하는 환경에서 정밀한 경로 추종 성능을 보장한다. 제안된 경로 추종 시스템은 쿼드로터 항공기를 사용하여 수직 이착륙 및 이동 표적 추종과 같은 비행 실험으로 검증하였다.