• 한국항행학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.304-311
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• 2022

적 방공망 제압 임무는 현대전에서 전략적으로 중요한 임무이지만 적 방공자산에 직접적으로 노출될 위험이 높아 위험 부담이 크다. 따라서, 무인기를 활용하여 임무를 수행하는 것이 하나의 대안으로 제시된다. 본 논문에서는 무인기의 적 방공망 제압 임무 수행을 위한 경로 생성 기법과 생성된 경로에 대한 임무 효과도 산출 기법을 제안한다. 먼저, RRT 기반의 경로 탐색 알고리즘을 기반으로 적의 단거리 대공 위협을 고려할 수 있는 저공 침투/이탈 비행 경로 기법을 다룬다. 또한, 최단의 경로이면서 동시에 적의 단거리 대공 위협을 최대한 회피하는 표적 타격 경로를 생성하기 위해 Dubins 경로 기반의 타격 경로 생성 기법이 사용된다. 이를 통해 생성된 침투/타격/이탈 경로를 순서에 따라 통합한다. 통합된 경로를 기반으로 연료소모량, 무인기의 생존 확률, 임무 수행 소요 시간, 그리고 표적 파괴 확률로 이루어진 임무 효과도를 산출한다. 마지막으로, 제안된 적 방공망 제압 임무 경로 생성 기법 및 임무 효과도 산출 기법을 가상 시나리오를 통해 검증한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.211-217
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• 2019

고도화되는 전장 환경에서 적진의 정보는 군사 작전을 수행하는 데 있어 중요한 요소이다. 적진의 정보를 획득하기 위한 감시정찰을 목적으로 아군의 인력 손실이 없고 저 비용으로 임무에 투입이 가능한 무인항공기(UAV; Unmanned Aerial Vehicle, 이하 무인기) 운용이 늘어나고 있다. 무인기 임무 수행 환경은 대공위협이 존재하므로 무인기가 격추되지 않고 생존성을 보장할 수 있는 임무공간이 필요하다. 임무공간을 정의하기 위해서는 형상공간(Configuration Space) 개념을 활용하며, 적진의 대공방호영역 및 무인기가 탐지할 수 있는 범위를 고려한다. 무인기는 적진의 정보를 획득하기 위해 임무에 주어진 모든 영역을 방문해야 하며, 이를 위해 커버리지 경로 계획(Coverage Path Planning)을 수행한다. 무인기에 대한 위협 및 획득할 정보의 중요도를 바탕으로 무인기가 우선적으로 방문해야 할 영역을 정의하며, 격자지도를 생성하고 각 격자에 위협 정보를 매핑하여 경로 계획에 활용한다. 본 연구에서는 격자지도에 표시된 위협정보를 바탕으로 커버리지 조건 및 경로 계획 절차를 제시하며, 탐지 효율 향상을 위해 임무공간을 확장한다. 끝으로 본 연구에서 제시한 무인기 경로계획 방법에 대한 시뮬레이션을 수행하고, 관련된 결과를 제시한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권5호
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• pp.379-387
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• 2019

다중 임무점 방문을 위한 경로 계획의 복잡도는 단일 구간 경로 계획을 위한 복잡도보다 크게 더 높다. n개의 다중 임무점을 방문하는 경로 계획을 위해서는 $n^2+n$번의 단일 구간 경로 계획이 필요하다. 본 논문에서는 동적 변화 환경에서 다중 임무점을 방문하기 위한 최적의 경로 계획 알고리즘인 Multiple Mission $D^*$ Lite($MMD^*L$) 알고리즘을 제안하였다. $MMD^*L$은 앞서 수행된 단일 구간 경로 계획 정보를 재사용함으로써 복잡도를 감소시킨다. 시뮬레이션 결과를 통해 경로의 최적성은 양보하지 않으면서도 복잡도가 급격하게 감소하였음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권6호
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• pp.488-496
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• 2015

본 연구에서는 각각 다른 목적지에서 다수의 임무를 수행해야하는 복수 무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle, UAVs)의 경로를 결정할 때, 무인항공기의 생존가능성을 고려하여 경로를 결정하는 프레임워크를 제안하였다. 본 라우팅 문제는 무인항공기 안전과 임무 완료시간 간의 trade-off 를 나타내는 비용 매트릭스를 이용한 차량경로문제(Vehicle Routing Problem, VRP)로 정의할 수 있다. 특정위치에서 무인항공기의 위험 레벨은 감지될 확률과 격추될 확률을 고려하여 모델링 하였고, 위협 레벨과 비행거리를 고려한 두 지역간의 최소비용경로는 육각형격자(Hexagonal cells)에서 Dijkstra 알고리듬을 사용하여 결정하였다. 또한, 지속적으로 다수의 적을 감시 정찰하는 임무를 수행하는 복수 무인항공기의 최적경로를 결정하는 case study를 수행하였으며, 그 결과를 논의하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권2호
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• pp.181-190
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• 2014

무인항공기(UAV)를 이용하여 효율적인 감시정찰을 수행하기 위해서는 센서의 고성능, 다중화와 함께 운용상황에 맞는 최적화된 비행경로계획이 요구된다. 이뿐만 아니라 시스템 개발 또는 임무운용 전 임무 효용성 평가, 평시와 전시에 빠른 작전 결정을 위해서는 임무를 가시화할 수 있는 가시화 도구가 필요하다. 본 연구에서는 STK(Systems Tool Kit)와 MATLAB을 통합한 임무 가시화 및 분석 도구를 개발하고 이를 통하여 UAV 감시정보정찰(ISR; Intelligence, Surveillance and Reconnaissance) 임무분석을 수행하였다. 개발된 임무분석 도구에는 비행최적화 뿐만 아니라 장애물 회피 알고리즘, FoM(Figure of Merit) 분석 알고리즘이 적용되어 최적의 임무계획이 가능하도록 하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권2호
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• pp.56-63
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• 2024

무인 이동체의 안전성이 점차 증대되면서 빌딩과 같은 장애물이 많은 도심환경에서의 무인 이동체의 활용이 증가할 것으로 예상된다. 도심 환경에서 다수의 무인 이동체가 운용될 경우, 임무 할당 뿐만 아니라 정적 및 동적 장애물 회피와 더불어 상호 충돌 회피가 가능한 경로를 생성하는 알고리듬이 필요하다. 본 논문에서는 임무 할당 및 경로 계획을 수행하는 알고리듬을 제안한다. 장애물 및 경로 계획을 효율적으로 수행하기 위해 맵을 격자 기반으로 구성한 다음 경로를 도출하였다. 동적인 환경에서 빠르게 재계획하기 위해 계산 시간 단축에 집중하였다. 시뮬레이션을 통해 작은 규모의 문제에서 장애물 회피 및 상호 충돌 회피 방안에 대해 설명하였고, 큰 규모의 문제에서 임무 전체 종료 시간(Makespan)을 관찰하여 성능을 확인하였다.

• 한국데이타베이스학회:학술대회논문집
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• 한국데이타베이스학회 1999년도 춘계공동학술대회: 지식경영과 지식공학
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• pp.347-350
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• 1999

자율무인잠수정은 자율운항을 위해서 자동화된 제어시스템이 필요하다. 제어시스템은 기능적 측면에서 임무계획단계(mission planning level), 임무제어단계(mission control level), 선체제어단계(vehicle control level)로 구분한다. 자율무인잠수정의 효과적인 임무 수행을 위해서는 임무제어단계의 운행 경로 설정과 제어가 중요하다. 자율무인잠수정은 잠수정의 주변환경을 추상화한 후 탐색기법을 이용하여 경로를 설정한다. 이때 검색기법의 효율적 적용을 위해서는 효과적으로 추상화된 탐색모형이 필요하다. 대표적인 탐색모형으로는 3차원 격자절대좌표 모형(3-dimensional grid unit coordinate model)(1)을 들 수 있다. 그러나 이 모형은 불필요한 동작의 반복, 이동 격자에 따른 비일관성과 같은 취약점이 존재한다. 본 연구에서는 이 모형의 취약점을 개선하기 위해서 자율무인잠수정의 위치 기반 상대적 격자좌표 모형(relative grid unit coordinate model based on AUV state)을 제안한다.

• 한국지능정보시스템학회:학술대회논문집
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• 한국지능정보시스템학회 1999년도 춘계공동학술대회-지식경영과 지식공학
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• pp.347-350
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• 1999

자율무인잠수정은 자율운항을 위해서 자동화된 제어시스템이 필요하다. 제어시스템은 기능적 측면에서 임무계획단계(mission planning level), 임무제어단계(mission control level), 선체제어단계(vehicle control level)로 구분한다. 자율무인잠수정의 효과적인 임무 수행을 위해서는 임무제어단계의 운행 경로 설정과 제어가 중요하다. 자율무인잠수정은 잠수정의 주변환경을 추상화한 후 탐색기법을 이용하여 경로를 설정한다. 이때 검색기법의 효율적 적용을 위해서는 효과적으로 추상화된 탐색모형이 필요하다. 대표적인 탐색모형으로는 3차원 격자절대좌표 모형(3-dimensional grid unit coordinate model)[1]을 들 수 있다. 그러나 이 모형은 불필요한 동작의 반복, 이동 격자에 따른 비일관성과 같은 취약점이 존재한다. 본 연구에서는 이 모형의 취약점을 개선하기 위해서 자유무인잠수정의 위치 기반 상대적 격자좌표 모형(relative grid unit coordinate model based on AUV state)을 제안한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2016년도 추계학술발표대회
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• pp.644-647
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• 2016

군사적인 목적으로 사용하던 무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)는 저가로 생산이 가능하지면서 UAV를 감시 및 레저 등 다양하게 상업적으로 활용하고 있다. 소형 UAV에 장착 가능한 카메라의 성능이 개선됨에 따라 감시 및 정찰 임무 등의 활용도가 높아졌다. 소형 UAV를 자율적으로 비행시키며 주어진 임무를 수행하기 위해서는 비행경로 정의가 필요하다. 이 논문에서는 조종사가 비행한 기록을 기반으로 비행경로를 자동으로 생성하는 방법을 제안한다. 실험을 통해 UAV가 감시 및 정찰을 수행하기 위한 비행경로 생성방법을 검증한다.

• 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.