• Title/Summary/Keyword: 비행시간제어

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The study of Mobile Robot using Searching Algorithm and Driving Direction Control with MAV (초소형비행체를 이용한 자율이동로봇의 경로탐색 및 방향제어에 관한 연구)

  • 김상헌;이동명;정재영;김관형
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2003.09b
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    • pp.105-119
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    • 2003
  • 일반적인 로봇시스템은 자신이 이동해야 할 목표 지점을 자율적으로 생성할 수 없으므로 어떤 다른 시스템의 정보를 이용하여 주변을 탐색하거나 장애물을 인식하고 식별하여 자신의 제어전략을 수립한다. 그러므로 본 논문에서 제시한 시스템은 초소형 비행체를 이용하여 주위 환경과 자율 이동로봇의 위치 정보를 탐색할 수 있도록 시스템을 구성하였다 이러한 시스템의 성능은 로봇이 위치하고 있는 주위의 불완전한 정보로부터 적절한 결론을 유도해 낼 수 있어야 한다. 그러한 비선형적인 문제는 현재까지도 문제 해결을 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 자율이동로봇의 행동 환경을 공간상의 제약을 받지 않는 비선형 시스템인 초소형 비행체에 극초단파(UHF16채널) 영상장치를 이용하여 호스트 PC로 전송하고 호스트 PC는 로봇의 현재 위치, 이동해야 할 목표위치, 장애물의 위치와 형태 등을 분석한다. 분석된 결과 파라메타는 RF-Module을 이용해서 로봇에 전송하고, 로봇은 그 데이터를 분석하여 동작하게 된다. 로봇이 오동작 또는 장애물로 인해 정확한 목적지까지 도달하지 못할 때 호스트 PC는 새로운 최단경로를 생성하거나 장애물을 회피 할 새로운 전략을 로봇에게 보내준다. 본 연구에 적용한 알고리즘은 초소형 비행체에서 탐지한 불완전한 영상정보에서도 비교적 신뢰도 놀은 결과를 보이는 A* 알고리즘을 사용하였다 적용한 알고리즘은 실험을 통하여 실시간으로 정보를 처리할 수 있었으며, 자율 이동로봇의 충돌회피나 최단 경로 생성과 같은 문제를 실험을 통하여 그 성능과 타당성을 검토하였다.delta}textitH]$를 도출하였다.rc}C$에서 30 ㎫의 압력으로 1시간동안 행하였다 소결한 시편들은 직사각형 형태로 가공하였으며 표면은 0.5$\mu\textrm{m}$의 다이아몬드 입자로 연마하였다. XRD, SEM 및 TEM을 이용하여 상분석 및 미세조직관찰을 행하였다. 파괴강도는 3중점 굽힘 법으로 (3-point bending test) 측정하였다. 이때 시편 하부의 지지 점간의 거리는 30mm, cross-head 속도는 0.5 mm/min으로 하였고 5개의 시편을 측정하여 평균값을 구하였다.ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 3은 0.123$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.017$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 4는 0.055$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.016$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 5는 0.031$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.015$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 6은 0.111$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.020$\ell/\textrm{cm}^3$로 나타났다. 3. 단일재료의 악취흡착성능 실험결과 암모니아는 코코넛, 소나무수피, 왕겨에서 흡착능력이 우수하게 나타났으며, 황화수소는 펄라이트, 왕겨, 소나무수피에서 다른 재료에 비하여 상대적으로

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The modified Ziegler-Nichols method for obtaining the optimum PID gain coefficients under quadcopter flight system (쿼드콥터 비행 시스템에서 최적의 PID 이득 계수를 얻기 위한 수정된 지글러-니콜스 방법)

  • Lee, Sangrok
    • Journal of the Korea Convergence Society
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    • v.11 no.11
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    • pp.195-201
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    • 2020
  • This paper implemented quadcopter-type drone system and proposed the heuristic method for obtaining the optimum gain coefficients in order to minimize the settling time. Control system for quadcopter posture stabilization reads the posture data from accelerator and gyro sensor, revises the original posture data using Mahony filter, and drives 4 DC motors using PID controller. The first step of the proposed method is to obtain the gain coefficients using the Ziegler-Nichols method, and then determine the optimum gain coefficients using the heuristic method at the next 3 steps. The experimental result shows that the maximum overshoot decreases from 44.3 to 29.8 degrees and the settling time decreases from 2.6 to 1.7 seconds compared to the Ziegler-Nichols method. Therefore, we proved that the proposed method works well in quadcopter flight system with high motor noise while reducing trial and error to obtain the optimal PID gain coefficients.

Balance Control of Drone using Adaptive Two-Track Control (적응적 Two-Track 기술을 이용한 드론의 균형 제어)

  • Kim, Jang-Won
    • The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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    • v.12 no.6
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    • pp.666-671
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    • 2019
  • The flight controller(FC) used in small-sized drone was developed as simple structure does not perform complex operations because it uses different MCU with large-sized drone. Also, the balance control of small-sized drone should be simpler than Kalman filter using complex filter and the method using Complementary filter has relatively more operations. So, the method to realize the balance control on small-sized drone effectively using two-track control operating as proper method for above is suggested in this research. This method is a system maintaining effective balance with simple structure and less operations by operating adaptively for the unbalance of the drone with the acceleration sensor with the advantage which performing accurate correction by data processing for long term change and gyroscope sensor maintaining the balance of the drone by data processing for short term change. It is confirmed that stable operation was performed mostly based on the test result for repeatable test more than 100 times using two-track control and it maintained normal state operation more than 98% excluding the difficulty of maintaining normal operation when meets sudden and rapid wind yet.

Real-Time Implementation of the Navigation Parameter Extraction from the Aerial Image Sequence (항공영상을 이용한 항법변수 추출 알고리듬의 실시간 구현)

  • 박인준;신상윤;전동욱;김관석;오영석;이민규;김인철;박래홍;이상욱
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 2000.09a
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    • pp.489-492
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    • 2000
  • 본 논문에서는 영상 항법 변수 추출 알고리듬의 실시간 구현에 관해 연구하였다. 영상 항법 변수 추출 알고리듬은 이전 위치를 기준으로 현재 위치를 추정해내는 상대위치 추정 알고리듬과 상대위치 추정에 의해 누적되는 오차를 보정하기 위한 절대위치 보정 알고리듬으로 구성된다. 절대위치 보정 알고리듬은 고해상도 영상과 IRS (Indian Remote Sensing) 위성영상을 기준영상으로 이용하는 방법 및 DEM (Digital Elevation Model) 을 이용하는 방법으로 구성된다. 하이브리드 영상 항법 변수 추출 알고리듬을 실시간으로 구현하기 위해 MVP (Multimedia Video Processor)로 명명된 TMS320C80 DSP (Digital Signal Processor) 칩을 사용하였다. 구현된 시스템은 MVP의 부동 소수점 프로세서인 MP (Master Processor) 를 고정 소수점 프로세서인 PP (Parallel Processor) 를 제어하거나 삼각함수 계산과 같은 부동 소수점 함수를 계산하는데 사용하였고, 대부분의 연산은 PP를 사용하여 수행하였다. 처리시간이 많이 필요한 모듈에 대해서는 고속 알고리듬을 개발하였고, 4개의 PP를 효율적으로 사용하기 위한 영상분할 방법에 대해 제안하였다. 비행체에서 캡코더를 이용해 촬영한 연속 항공 영상과 비행체의 자세정보를 입력으로 실시간 시뮬레이션 하였다. 실험결과는 하이브리드 항법 변수 추출 알고리듬의 실시간 구현이 효과적으로 구현되었음을 나타내고 있다.

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Mid-course Trajectory Optimization for Boost-Glide Missiles Based on Convex Programming (컨벡스 프로그래밍을 이용한 추진-활공 유도탄의 중기궤적 최적화)

  • Kwon, Hyuck-Hoon;Hong, Seong-Min;Kim, Gyeong-Hun;Kim, Yoon-Hwan
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.49 no.1
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    • pp.21-30
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    • 2021
  • Mid-course trajectory of the missiles equipped with seeker should be designed to detect target within FOV of seeker and to maximize the maneuverability at the point of transition to terminal guidance phase. Because the trajectory optimization problems are generally hard to obtain the analytic solutions due to its own nonlinearity with several constraints, the various numerical methods have been presented so far. In this paper, mid-course trajectory optimization problem for boost-glide missiles is calculated by using SOCP (Second-Order Cone Programming) which is one of convex optimization methods. At first, control variable augmentation scheme with a control constraint is suggested to reduce state variables of missile dynamics. And it is reformulated using a normalized time approach to cope with a free final time problem and boost time problem. Then, partial linearization and lossless convexification are used to convexify dynamic equation and control constraint, respectively. Finally, the results of the proposed method are compared with those of state-of-the-art nonlinear optimization method for verification.

Real-time Tele-operated Drone System with LTE Communication (LTE 통신을 이용한 실시간 원격주행 드론 시스템)

  • Kang, Byoung Hun
    • The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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    • v.19 no.6
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    • pp.35-40
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    • 2019
  • In this research, we suggest a real-time tele-driving system for unmanned drone operations using the LTE communication system. The drone operator is located 180km away and controls the altitude and position of the drone with a 50ms time delay. The motion data and video from the drone is streamed to the operator. The video is played on the operator's head-mounted display (HMD) and the motion data emulates the drone on the simulator for the operator. In general, a drone is operated using RF signal and the maximum distance for direct control is limited to 2km. For long range drone control over 2km, an auto flying mode is enabled using a mission plan along with GPS data. In an emergency situation, the autopilot is stopped and the "return home" function is executed. In this research, the immersion tele-driving system is suggested for drone operation with a 50ms time delay using LTE communication. A successful test run of the suggested tele-driving system has already been performed between an operator in Daejeon and a drone in Inje (Gangwon-Do) which is approximately 180km apart.

Aircraft 4D Trajectory Model for Air Traffic Control Simulator (항공교통관제 시뮬레이션을 위한 항공기 4D 궤적모델 개발)

  • Jung, Hyuntae;Lee, Keumjin
    • Journal of Advanced Navigation Technology
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    • v.21 no.3
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    • pp.264-271
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    • 2017
  • This paper presents air traffic control simulation model for generating 4D trajectory, and aircraft dynamic model based on 4D trajectory information. With aircraft parameters from BADA and Total Energy Model, the trajectory is defined through modified Bezier curve and the simulation supports two aircraft control methods based on controlled time of arrival (CTA) or airspeed. The simulation results shown that flight time and path were almost identical to the defined trajectory, and derived the differences of each control methods according to wind conditions. Based on the simulation model developed in this study, it is expected to be applied to various air traffic management researches. Future studies will focus on applying optimization techniques in order to minimize the difference between generated trajectories and actual flight routes. This work will increase utilization of developed simulation futhermore.

A Study on Position Measurement of Drone based on Inertial Measurement Unit in Indoor Environment (실내 환경에서 드론의 관성항법장치 기반 위치 측정 연구)

  • Kim, Deok-Yeop;Lee, Sunghee;Lee, Woo-Jin
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.645-648
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    • 2017
  • 실외 환경에서는 일반적으로 드론의 위치 측정 또는 위치 제어를 위해서 위성항법장치를 사용한다. 위성항법장치는 실내 환경에서 신호 수신이 어렵기 때문에 실내에서의 위치 측정과 항법을 수행하기 위해서 많은 연구가 이루어진다. 기존의 연구들은 드론에 추가적인 센서를 요구하거나 사전 실내 환경 설정을 가정한다. 그러나 추가적인 장치나 환경 설정 없이 드론의 관성항법장치만으로도 위치 측정이 가능하다. 관성항법장치는 가속도를 적분하여 이동한 거리를 파악하기 때문에 시간이 지날수록 오차가 누적되는 문제점이 있으며 비행 중 기체 진동으로 인한 측정 오차로 정확한 이동거리를 산출해내는 것이 어렵다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제들을 드론의 특성을 반영하여 관성항법장치로부터 발생한 오차를 줄여 보다 정확한 드론의 실내 위치측정 방법을 제안한다.

Optimal Terminal Guidance Law for BTT Missiles considering Impact Angle (표적 충돌각을 고려한 BTT 미사일용 최적 종말 유도 법칙)

  • Park, Noh-Yong;Park, Jin-Won;Song, Seong-Ho;Ha, In-Joong
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2007.10a
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    • pp.217-218
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    • 2007
  • 최근 개발된 비선형 자동조종 제어기를 사용하면 비행 환경에 무관하게 BTT 미사일의 입출력 동특성이 일정한 선형 시스템의 형대로 표현될 수 있다. 본 논문에서는 이와 같은 특성을 바탕으로 BTT 미사일이 목표물의 취약 지점을 정밀하게 요격할 수 있도록 자동조종장치 동역학의 시간 지연 효과를 고려하여 표적 충돌각을 최소화하는 최적 종말 유도 법칙을 설계하였다. 제안된 최적 종말 유도 법칙은 극좌표 변환을 사용하지 않기 때문에 가제어성을 보장하며, 가속도 편향값을 사용하지 않기 때문에 기존의 유도 법칙에 비하여 미사일의 기동성을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.

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Gun fire Control System Design with Maneuvering Target State Estimates (기동표적의 상태추정을 이용한 포의 사격통제 시스템 향상 연구)

  • Lee, Dong-Gwan;Song, Taek-Lyul;Han, Du-Hee
    • The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers D
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    • v.55 no.3
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    • pp.98-109
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    • 2006
  • Fire control system(FCS) errors can be classified as hardware errors, filter prediction errors, effective ballistic function errors, and aiming errors. Among these errors, the filter prediction errors are the most significant error sources. To reduce them, a target future position calculation method using the acceleration estimate is suggested and it is compared with the constant velocity target prediction method. Simulation results show that the suggested method has better performance than the constant velocity prediction method. Target tracking algorithm is established with multiple target tracking filters based on IMM structure.