• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.48 no.11
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• pp.837-847
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• 2020

A velocity profile for flapping flight is optimized to increase the power efficiency of 20g weighted flapping wing micro air vehicle in hover. The experimental optimization of flapping velocity profile is carried out with a real sized flapper, and various velocity profiles are realized by non-circular gear. Kriging with noise is adopted as a meta model of the profile optimization to reflect the data noise by uncertainty. The optimization results confirm that the flapping efficiency (thrust-to-power ratio) is substantially improved (11.3%) through the elastic deformation that carries the angular kinetic energy from previous stroke.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.25 no.3
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• pp.456-463
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• 2021

In this paper, Ultra Wide-Band(UWB) radar sensor is employed to detect flying drones and avoid collision in dense clutter environments. UWB signal is preferred when high resolution range measurement is required for moving targets. However, the time varying motion of flying drones may increase clutter noises in return signals and deteriorates the target detection performance, which lead to the performance degradation of anti-collision radars. We adopt a dynamic clutter suppression algorithm to estimate the time-varying distances to the moving drones with enhanced accuracy. A modified Constant False Alarm Rate(CFAR) is developed using an adaptive filter algorithm to suppress clutter while the false detection performance is well maintained. For this purpose, a velocity dependent CFAR algorithm is implemented to eliminate the clutter noise against dynamic target motions. Experiments are performed against flying drones having arbitrary trajectories to verify the performance improvement.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.43 no.11
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• pp.971-977
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• 2015

A numerical analysis for the performance of compound gyroplane in forward flight was performed. TSM(Transient Simulation Method) was used to analyze the performance of autorotating rotor. CFD was conducted for the fuselages to recognize the variation of aerodynamic performance according to flight speed. At given conditions; airspeed, shaft angle and collective pitch, the quasi-static states of autorotation were determined and the variation of rotor performance was observed. Performance analysis results showed that the effect of aerodynamic characteristics in accordance with the shape of fuselage is so important that the streamlined fuselage is essential to fly fast. Forward flight speed limit is dependent on the autorotation performance of rotor.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.10b
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• pp.357-358
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• 2008

본 논문은 GPS를 이용한 무인 비행체의 자율비행에 관한 연구를 다루었다. 비행체의 종류는 크게 고정익기와 회전익기로 나뉘는데 본 연구에서는 회전익기의 형태를 가진 Quarter Vehicle을 사용하였다. Quarter Vehicle은 4개의 프로펠러에 의한 양력과 회전 반발력으로 비행을 한다. 이때의 양력은 수평면에 대해 수직으로 추력을 발생시키므로 다른 비행체보다 불안정하며 이를 안정하게 제어하기 위해 관성 센서를 적용하여 균형을 유지한다. 본 연구에서는 UAV의 자세와 균형을 안정적으로 유지하기 위해 관성센서를 적용하였으며 GPS를 활용하여 독립적인 자율비행이 가능하도록 하였다. 정확한 위치정보를 제공하는 GPS는 3개 이상의 위성으로부터 시간 및 위치 정보를 받아 좌표를 계산하고 비행체의 위치, 속도 및 방향을 결정하여 자율 비행이 가능하도록 한다. 또한 초형 지자기센서를 비행체에 적용하여 GPS의 방향 정보를 보완하도록 하였다. 본 논문에서는 무인 비행체의 자율비행의 기초가 되는 위치좌표 계산을 위한 GPS의 적용 방법과 비행경로계획 알고리즘을 제시 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.16-16
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• 2022

영상유속계는 영상을 이용한 비접촉식 유속계로 하천과 같은 넓은 범위의 유속 및 유량을 간편하게 측정할 수 있다는 장점이 있어 현재 국내외에서 영상유속계의 실용화 연구가 수행되고 있다. 특히 유속 및 유량을 측정하기 위해 카메라 외에 별도의 측정 장비가 필요없기 때문에 드론에 장착하여 표면유속을 측정하는 연구 또한 활발히 이루어지고 있다. 기존 드론 영상을 이용한 표면유속 측정 연구에서는 드론을 측정하고자 하는 하천 영역 위에서 정지하여 영상을 촬영하여 표면유속을 측정하고 있다. 이때 한 화면에 하폭이 다 담기지 않는 넓은 하천의 경우 촬영 위치를 옮겨서 다시 영상을 촬영하거나 하폭이 담길 때까지 비행 고도를 높여 촬영하고 있다. 하지만 촬영 위치를 옮겨 촬영하는 방식의 경우 넓은 하천을 다 담기 위해 여러 번의 촬영을 하고 이를 정합하는 과정이 필요하다는 단점이 있으며 비행 고도를 높여 촬영하는 방식의 경우 촬영 품질 저하로 인해 측정한 유속의 불확도가 크게 산정된다는 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 드론을 이동하며 촬영한 연속적인 영상을 이용하여 하천의 표면유속을 측정하는 방법에 대한 연구를 수행하였다. 하천을 가로질러 비행하며 촬영한 드론 이동영상을 활용하면 폭이 넓은 하천의 경우도 간편하게 유속 분포를 측정할 수 있다. 이동영상을 이용하여 유속을 측정하기 위해서는 연속된 이동영상 내에서 지표면의 공통된 특징점을 찾아 흔들림 보정 알고리즘을 적용하여 유속을 산정하는 방법과 드론의 이동 속도를 이용하여 영상의 수표면 이동속도와 벡터연산을 적용하는 두가지 방법을 사용할 수 있다. 이 두가지 방법 중 영상 분석에 필요한 전처리 과정이 적고 지표면의 고정점이 필요 없는 드론의 이동속도를 이용한 벡터 연산을 적용하는 방법을 실제 흐름에 적용하였다. 측정한 수표면의 유속을 전자파표면유속계로 측정한 유속과 비교한 결과 평균 5 % 이내의 차이를 보이는 것을 확인하였다. 향후 다양한 흐름 조건과 드론의 비행속도를 변경하여 측정하는 등의 유속 측정 적용성을 검토하는 연구가 수행된다면 하폭이 넓은 하천 등 다양한 조건에서 드론 영상을 이용한 유속 측정이 가능할 것으로 기대한다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.32 no.6
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• pp.72-80
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• 2004

In this paper, the design procedure of a guidance algorithm in the boosting phase of missiles with free-flight after thrust cut-off is introduced. The purpose of the guidance is to achieve a required velocity vector at the thrust cut-off. Trajectory optimizations for four cost functions are performed to investigate implementable trajectories in the pitch plane. It is observed from the optimization results that high angle of attack maneuver in the beginning of the flight are required to satisfy the constraints. The proposed guidance algorithm consists of the pitch program to produce open-loop pitch attitude command and the yaw attitude command generator to nullify the velocity to go. The pitch program utilizes the pitch attitude histories obtained from the trajectory optimization.

• Journal of the military operations research society of Korea
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• v.32 no.1
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• pp.176-187
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• 2006

It is difficult to estimate missile flight trajectory since a ballistic missile velocity is highly fast and has inherent behavior such as corkscrew due to unstable descending. This paper describes a comprehensive analysis of the flight trajectory characteristics of ballistic missiles. Various missile flight ranges based the comprehensive flight trajectory characteristics are derived by an analytical approach. It is shown analytically that threat due to the flight characteristics is significantly increased with reducing maximum missile ranges. This work is basic research of the establishment of operational concept for the lower tier missile defense system implementation.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2016.04a
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• pp.675-678
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• 2016

최근 무인항공기 (Unmanned Aerial Vehicel, UAV)는 장점인 빠른 이동속도와 장착된 카메라를 이용하여 넓은 지역을 감시하기 위해서 활용되고 있다. 하지만, 조종사가 UAV를 직접 조종하여 넓은 지역을 비행하기에는 많은 비용이 발생한다. UAV가 자율적으로 넓은 지역을 비행하는 방법이 요구된다. 이 논문은 웨이포인트를 기반으로 UAV를 비행시키기 위한 Ground Control Station (GCS)의 구조를 제안한다. 비행할 웨이포인트는 위성항법시스템(Global Positioning System, GPS) 기반으로 설정하고 제안한 구조를 기반으로 다양한 임무 수행을 위해 다수의 비행 알고리즘을 정의하여 UAV를 비행시킨다. 부가적으로, 웨이포인트 기반으로 UAV를 비행시키기 위한 사용자 인터페이스도 소개한다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.37 no.4
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• pp.350-358
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• 2009

This paper describes a result of the guidance and control for re-entry vehicle during TAEM phase. TAEM phase (Terminal Aerial Energy Management phase) has many conditions, such as density, velocity, and so on. Under these conditions, we have optimized trajectory and other states for guidance in TAEM phase. The optimized states consist of 7 variables, down-range, cross range, altitude, velocity, flight path angle, vehicle's azimuth and flight range. We obtained the optimized reference trajectory by DIDO tool, and used feedback linearization with neural network for control re-entry vehicle. By back propagation algorithm, vehicle dynamics is approximated to real one. New command can be decided using the approximated dynamics, delayed command input and plant output, NARMA-L2. The result by this control law shows a good performance of tracking onto the reference trajectory.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.21 no.5
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• pp.80-87
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• 2017

The performance of a pyrotechnic device that consists of donor/acceptor pair separated by a bulkhead relies on shock attenuation characteristics of the gap material and shock sensitivity of the donor and acceptor explosives. In this research, a micro Kapton flyer was accelerated by an exploding foil initiator (EFI) to figure out shock sensitivity of hexanitrostilbene (HNS) to impact. The averaged shock pressure and duration imparted to the explosive by flyer impact are measured by using a velocity interferometer for any reflector (VISAR) and impedance matching technique. Consequently, this research shows the possibility to determine the critical flyer velocity for initiating the miniaturized pyrotechnic unit by determining the relations between the impact velocity, the amplitude and width of impact loading.