• 한국항공우주학회지
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• 제43권2호
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• pp.166-171
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• 2015

본 논문에서는 무인항공기 비행제어 소프트웨어 개발에 있어 개발위험 감소 및 개발기간 단축을 위해 최근 다양한 분야에서 사용중인 모델기반 개발기법을 이용하여 OFP를 설계하였다. 또한 Simulink 내부의 Model Advisor기능을 활용하여 DO-178C 지침항목에 대한 검사를 수행하였다. 설계된 Simulink 비행제어 로직을 자동코드생성 기법을 이용하여 32비트 DSP 기반의 비행제어 시스템에 적용하였으며, 비행시험에 앞서 X-Plane 시뮬레이터를 이용하여 HILS 환경을 구축하고 다양한 기상 환경속에서 모의 비행시험을 수행함으로써 그 성능을 검증하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.60-67
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• 2024

민간항공사고의 대부분은 인적요인에 의해 발생하고 특히 회전익 항공기는 예상하지 못하거나 의도하지 않게 악기상으로 진입하는 IIMC (instrument meteorological conditions) 상황에서의 사고가 많이 발생하고 있다. 이 연구는 저시정 조건에서 회전익 항공기 조종사의 에러율를 다각적으로 분석하여 비행특성에 관한 통찰력을 얻고 IIMC 상황에서의 사고를 줄이기 위한 방안을 연구하였다. 저시정 조건에서 조종사의 에러 발생율을 모션이 장착된 비행 시뮬레이터를 활용하였으며 65명의 조종사가 실험에 참여하였다. 실험을 통해 획득한 비행 데이터로 비행시정 감소, 공간정위상실 유무, 조종사 자격 등 다양한 조건에 따라 에러 발생율을 비교 분석하였다. 분석결과 다양한 조건에서 비행특성에 대한 특이점을 발견할 수 있었고 조종사의 자격 등급, 계기비행 (IFR; instrument flight rules) 자격 유무, 비행단계별 에러 발생율에 유의미한 차이가 발생하였다. 이와 같은 연구의 결과는 조종사의 교육 및 훈련프로그램을 개선하고 IIMC 상황에서 항공기 사고예방에 중요한 기여를 할 것으로 기대된다.

• 한국차세대컴퓨팅학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.124-131
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• 2017

최근 드론은 배송, 농업, 공업, 엔터테인먼트 등 다양한 분야에 적용되어 사용 영역을 넓히고 있다. 실제 드론을 제어하기 위해선 많은 경험이 필요하지만 이를 위해선 드론 분실, 파손 등 여러 위험한 상황에 노출되기 쉽다. 가상 드론 시스템은 이러한 위험성을 피하여 드론을 학습 할 수 있는 배경을 제공할 수 있다. 본 논문에서는 드론 학습을 위한 가상 드론 시스템 구축을 위한 요구기술들에 대해 논한다. 먼저, 다양한 형태를 가질 수 있는 드론을 가상의 환경에서 조립할 수 있는 저작도구가 필요하다. 가상의 저작도구는 실제 드론의 물리적 특성을 반영할 수 있어야 한다. 이에 실제 비행에 큰 영향을 비치는 로터의 위치나 배선의 간섭 등을 고려할 수 있는 가상 드론 저작 도구를 제안한다. 다음으로는 만들어진 가상의 드론을 실제 비행환경과 흡사한 물리적 조건하에서 구동 해 볼 수 있는 가상 드론 시뮬레이터가 필요하다. 이 시뮬레이터는 실제와 근접한 렌더링 품질을 보장할 수 있어야 하며 기체 역학에 근거한 물리적 환경 하에 구동이 되어야 한다. 여기에 가상 드론의 동역학적 특징이 움직임에 반영 될 수 있도록 SILS(Software in the loop simulation) 기반의 검증 기법을 추가하여 사실성을 높인다. 마지막으로 실제 드론 컨트롤러 기반으로 가상의 드론을 구동할 수 있는 환경이 필요하다. 범용으로 사용되는 드론 컨트롤러의 신호를 시뮬레이터에서 받아 사용할 수 있는 가상 드론 컨트롤러 기술을 제안한다. 완성된 가상드론 저작도구, 시뮬레이터, 및 컨트롤러 연동 기술을 포함한 가상 드론 시스템은 100명의 사용자 대상 만족도 조사 결과 10점 기준 7.64의 만족도를 나타내었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권10호
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• pp.884-892
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• 2014

비행 시뮬레이터에 사용되는 데이터베이스를 신경회로망을 이용한 메타모델로 대체함으로써 기존 시뮬레이터 대비 비행 한계점 부근 공력특성에 대한 구현충실도 및 실시간성을 향상시키고자 하였다. 임의의 비선형 데이터베이스에 대해 메타모델의 정확도가 기존 테이블 검색 방식에 비해 상대적으로 높음을 확인하였으며 특정 F-16 기동에 대한 시뮬레이션을 통해 계산속도도 향상됨을 확인하였다. 신경회로망을 이용한 메타모델에서 은닉노드 수의 증가는 데이터베이스에 대한 추정정확도를 향상시키지만 많은 계산 시간이 소요되는 지수함수 수의 증가로 인해 함수발생 속도가 지연되게 된다. 이를 보완하기 위해 빠른 지수함수 계산 방법을 적용하는 연구도 추가적으로 수행하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.288-295
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• 2014

현재 사용 중인 계기착륙장치(ILS)는 시스템 특성상 동시에 다수의 입항하는 항공기가 사용하기 어렵고, 활주로 방향별로 장비들이 설치되어야 한다. 또한 착륙하는 항공기들이 일정한 구역에서 단일 비행경로만으로 착륙절차가 구성되어야 한다는 한계점이 있다. 이에 항공 교통량이 증가하게 된다면 입항하는 항공기들의 체공 시간이 더욱 증가하게 될 것이다. 이러한 한계점을 보완하기 위해 GNSS를 이용한 착륙시설로 GBAS가 개발 되었다. 본 논문에서는 비행시험 전 시뮬레이터를 이용하여 태안 비행장에서 실제 사용 하고 있는 항공기 착륙절차와 Curved approach를 이용한 절차를 비교 하였다. 비교 결과 Curved approach 절차를 이용하게 되면 기존절차보다 비행시간이 감소되어 연료 및 소음공역회피 등과 같은 효과가 일어 날 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.9-16
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• 2017

Li-Po 에너지 밀도의 기술적 진보의 한계로 회전익 무인항공기의 비행시간은 제한적이기 때문에, 연구원들은 회전익 무인항공기의 완전한 자율 임무 수행을 위하여 우회 해결책을 찾고 있다. 몇 가지 후보 해결책들 중, 자동 무선 충전이 가장 가능성 있고 현실적인 후보이며, 본 논문에서는 자동 무선 충전의 주요 기술인 자동 착륙 전략에 초점을 맞추고 있다. MATLAB/Simulink를 기반으로 Li-Po 배터리팩 시뮬레이터를 포함한 회전익 무인항공기 비행 시뮬레이터를 개발하였으며, 이를 통해 비행 상태 및 배터리팩 상태를 분석하였다. 이륙할 때 1,647 W의 최대 모터 출력이 발생하였고, 이때 셀 전압은 최소 3.39 V까지 감소하였다. 이는 22 Ah를 지니고 12S1P로 연결된 2개의 배터리팩이 자동 착륙 임무수행에 적합하다는 것을 나타낸다.

• 항공우주기술
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• 제7권1호
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• pp.83-90
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• 2008

차세대 저궤도 위성의 탑재소프트웨어 저장메모리는 부트 코드와 모니터 소프트웨어를 내장한 부트 롬과 비행소프트웨어 이미지를 저장한 듀얼 NVMEM 형태로 개발되고 있다. 부트 롬에 내재된 부트 로더는 프로세서 초기화 이후 GPIO의 입력에 따라 비행소프트웨어 모드 혹은 모니터 모드로 천이하게 된다. 비행소프트웨어 모드에서는 듀얼 NVMEM중 선택된 NVMEM에 대한 CRC를 체크하여 정상적일 경우 NVMEM에 저장되어 있는 탑재소프트웨어를 코드가 수행 될 RAM으로 적재 한 후 VxWorks RTO5를 구동하여 테스크를 생성하여 탑재소프트를 수행하게 된다. 모니터 모드에서는 지상에서 NVMEM reprogramming을 가장 메인으로 수행하며 기본적인 보드 레벨 테스트를 수행할 수 있다. 본 논문에서는 차세대 저궤도 위성의 부트 롬 소프트웨어 설계 및 시뮬레이터 기반의 검증 방법에 대하여 기술한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권8호
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• pp.731-738
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• 2015

항공기 비행제어시스템의 개발기간, 비용 및 위험도를 최소화시키기 위해서는 비행제어 법칙의 적용 및 시험을 효율적으로 수행할 수 있는 통합개발 도구와 Rapid Prototyping 프로세스가 요구된다. 본 논문에서는 Matlab/Simulink 환경을 통해 생성한 제어법칙 자동코드와 비행동역학 해석프로그램(HETLAS: HElicopter Trim, Linearization and Simulation)과의 연동 절차를 개발하여 시뮬레이션 평가를 효율적으로 수행할 수 있는 환경의 구축에 대해 기술하였다. 또한, 본 연구를 통해 제어법칙의 다양한 모드의 조종사 시뮬레이션 평가를 위해 HETLAS를 이용한 데스크탑 시뮬레이션 환경을 개발하고 조종성 시뮬레이터 및 HILS(Hardware In the Loop Simulation) 시험 환경과 효율적으로 연동하여 시험할 수 있는 절차를 개발하였다. 비행제어법칙 개발과정에서 HETLAS를 중심으로 한 해석/시험 환경을 개발함으로써 반복적인 제어법칙의 설계/해석 및 시험 절차를 효율적으로 수행할 수 있도록 하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권3호
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• pp.15-22
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• 2019

본 논문에서는 무인항공기의 자율 비행을 위한 전역 및 지역 경로 비행 시스템을 제안한다. 전체적인 시스템은 ROS 로봇 운영체제를 기반으로 구축하였다. 무인항공기에 탑재된 임베디드 컴퓨터는 2-D Lidar를 이용하여 장애물을 검출하고, 실시간으로 VFH 기반의 지역 경로와 제안하는 Modified $RRT^*$-Smart 기반의 전역 경로를 생성한다. 또한, 무인항공기의 비행컨트롤러에 Mavros 통신 프로토콜을 이용하여 생성된 경로에 따른 이동 명령을 내린다. 지상국 컴퓨터는 장애물 정보를 수신하여 2-D SLAM 지도를 생성하고, 목적 지점을 임베디드 컴퓨터에 전달하며 무인항공기의 상태를 관장한다. 제안하는 무인항공기의 자율 비행 시스템을 3-D 공간 상의 시뮬레이터 및 실제 비행을 통해 검증하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.8-15
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• 2023

조종사들을 대상으로 진행한 설문 결과에 따르면 252명 중 92%인 230명이 비행 중 비행착각을 경험한 적이 있다고 응답하였다. 이처럼 많은 조종사가 비행착각을 경험하고 있으며, 이는 항공기 사고와 인명 손실로 이어지는 주요 원인 중 하나이기 때문에 정확하게 파악하는 것이 중요하다. 그러나 국내의 경우 고정익항공기(비행기) 조종사를 위한 훈련 장비는 이미 개발되어 훈련하고 있거나, 최근 개발되어 훈련을 준비하는 등 적극적인 활동이 이루어지고 있으나, 헬리콥터 조종사를 위한 장비는 공군에서 일부 활용 가능하나, 이마저도 민간 조종사에게 지원할 수 있는 여건의 한계로 헬리콥터 조종사들이 비행착각 예방 교육 훈련을 받을 수 있는 환경은 전무하다. 따라서 헬리콥터 전용 시뮬레이터를 제작하고 헬리콥터 조종사 대상 비행 중 발생할 수 있는 비행착각을 예방하기 위한 프로그램을 제시하고, 추후 훈련 데이터를 기반으로 법, 제도적 방안을 제시하고자 한다.