• Title/Summary/Keyword: 자율 비행 시스템

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무인항공기의 제어기술개발 동향

  • Gang, Yeong-Sin;Park, Beom-Jin;Yu, Chang-Seon
    • Current Industrial and Technological Trends in Aerospace
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    • v.4 no.2
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    • pp.55-67
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    • 2006
  • 20세기에 탄생한 동력비행기는 인간의 이동능력을 비약적으로 향상시켰다. 인류의 미개척지였던 항공분야의 발전은 지속적인 기술개발을 통해 더 빨리, 더 멀리, 더 높이 향하기 위해서 계속 나아가고 있다. 이러한와중에 최근에 괄목할 만한 성장을 이룬 컴퓨터와 소프트웨어 산업의 발전은 비행임무에 따라 위험성이 높거나, 사람이 하기 힘든 반복적이고 지루한 비행을 대신하기위한 로봇 비행체 즉, 무인항공기의 개발을 가능하게 하였다. 무인항공기의 탄생 초기에는 조종사의 희생을 줄이기 위해 군사 분야에서 주로 사용되었으나, 산림감시나 해안정찰, 기상관측, 재난관측, 조난자 수색 등 민수분야의 임무로 점차 활동영역이 넓혀지고 있다. 현재 무인항공기에 탑재된 인공지능의 수준은 안정된 비행이 가능하도록 하는 자동조종(autopilot)과 주어진 비행경로를 추종하기위한 항법유도(Navigation & Guidance)정도이며, 비행 중 발생하는 비상상황에 대처하기 위한 의사판단은 지상의 조종자에 의해 결정된다. 앞으로는 계획되지 않은 상황을 맞이했을 때 무인기 스스로 판단하여 경로를 변경하고, 동시에 여러 무인기들과 협력하여 임무를 수행함으로써 임무효율을 높이는 방향으로 인공지능의 수준이 향상될 것이다. 본 논문에서는 최근의 무인항공기 개발추세와 이들 무인기에 고려되고 있는 제어기에 대해 살펴보고, 향후 무인항공기에 적용될 자율비행 알고리듬과 제어기 시스템의 개발동향에 대해 고찰하였다.

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Ground Test of the Flight Control System Using PC104 (PC104를 이용한 비행제어 시스템 개발을 위한 지상시험)

  • Heo, Chi-Hoon;Roh, Min-Shik;Cho, Kyeum-Rae;Lee, Dae-Woo
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.35 no.5
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    • pp.452-459
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    • 2007
  • This paper presents the flight control system using a PC104 with GPS and IMU. This System includes an Auto/Manual conversion module by PIC16 for safety, and homing type guidance algorithm to flight toward a scheduled target. We verify the performance of the flight control system via ground test, and present the possibility of application into UAV control system via comparison with the commercial system.

Intelligent 3-D Obstacle Avoidance Algorithm for Autonomous Control of Underwater Flight Vehicle (수중비행체의 자율제어를 위한 지능형 3-D 장애물회피 알고리즘)

  • Kim, Hyun-Sik;Jin, Tae-Seok;Sur, Joo-No
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.21 no.3
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    • pp.323-328
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    • 2011
  • In real system application, the 3-D obstacle avoidance system for the autonomous control of the underwater flight vehicle (UFV) operates with the following problems: the sonar offers the range/bearing information of obstacles in a local detection area, it requires the system that has reduced acoustic noise and power consumption in terms of the autonomous underwater vehicle (AUV), it has the UFV operation constraints such as maximum pitch and depth, and it requires an easy design procedure in terms of its structures and parameters. To solve these problems, an intelligent 3-D obstacle avoidance algorithm using the evolution strategy (ES) and the fuzzy logic controller (FLC), is proposed. To verify the performance of the proposed algorithm, the 3-D obstacle avoidance of UFV is performed. Simulation results show that the proposed algorithm effectively solves the problems in the real system application.

Flight Attitude Control of using a Fuzzy Controller (퍼지제어기를 이용한 비행 자세제어)

  • 박종오;설재훈;김승철;임영도
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2002.12a
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    • pp.143-147
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    • 2002
  • 본 논문에서는 비행물체의 운동에 기초한 지능제어 알고리즘을 사용하여 대기의 환경적 요인과 기체형태 및 추력의 인위적 요인들간의 복잡한 함수관계를 지식과 경험에 의한 제어규칙으로서 비행안정성 확보와 자율비행을 위한 비행 자세제어를 행하였다. 비행 자세제어를 위하여 사용한 지능제어기는 다변수 입력 및 출력이 가능하며 강인성을 지닌 퍼지제어기를 사용하였다 실험을 위해 모형비행기와 자세 검출용 센서를 제작하고, 비행 전문가의 지식과 경험을 기초로 하여 작성한 제어규칙에 의하여 프로그램 된 퍼지제어기를 수 차례의 시험비행을 통해 제어규칙을 조정한 결과 안정된 자세제어를 행할 수 있었다.

Development and Estimation of Low Price-Small-Autopilot UAS for Geo-spatial Information Aquisition (지형정보획득용 저가 소형 자동항법 UAS개발 및 평가)

  • Han, Seung Hee
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.34 no.4
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    • pp.1343-1351
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    • 2014
  • Recent technological advances in wireless networks and microelectromechanical systems (MEMS) have led to the development of different types of mini-UAVs and their utilizations in various ways. This study endeavors to develop a low-cost mini-UAV with autonomous flight capability, in order to obtain geospatial information of a small or medium-sized area, and also assess its flight stability by comparing the predetermined flight paths against the actual flight paths. Based on a post-development flight test, stable flight has been proven achievable as follows: the maximum endurance speed is 1 hour, the flying distance is 50km, the horizontal accuracy of flight paths is about ${\pm}6{\sim}8m$, and the altitude accuracy is about ${\pm}8m$. Therefore, it is deemed that high-resolution images which can be utilized for geospatial information are obtainable. This indicates that a UAV flying at an altitude of 200m can acquire images across a $2km{\times}3km$ area on the ground within 25 minutes, which validates its high usability for obtaining high-solution images at low altitudes in the future.

무인차량의 자율주행을 위한 영상기반 지형분류 연구 동향

  • Seong, Gi-Yeol;Yun, Ju-Hong;Yu, Jun
    • ICROS
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    • v.15 no.1
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    • pp.29-36
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    • 2009
  • 무인차량의 야지 자율주행에 있어서 지형 및 환경 인식기술은 다양한 지형/지물에 대한 인식, 분류 및 융합을 통하여 최종적인 자율주행 및 임무 목적용 인식 맴을 제작하기 위한 기술이다. 병렬기구는 조립, 포장, 기계가공, 크레인, 수중공학, 항공 및 해양구조, 비행 및 3D 시뮬레이션, 위성 접시안테나 위치제어, 망원경 자세제어, 그리고 정형외과 수술 등 여러 분야에 사용되고 있다.

Equivalent Model Dynamic Analysis of Main Wing Assembly for Optionally Piloted Personal Air Vehicle (자율비행 개인항공기용 주익 조립체 등가모델 동특성 해석)

  • Kim, Hyun-gi;Kim, Sung Jun
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.15 no.1
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    • pp.72-79
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    • 2021
  • In this study, as part of the development of an autonomous flying personal aircraft, an equivalent model of the main wing assembly of an Optionally Piloted Personal Air Vehicle (OPPAV) was developed. Reliability of the developed equivalent model was verified by eigenvalue analysis. The main wing assembly consisted of a main wing, an inboard pod, and an outboard pod. First, for developing an equivalent model of each component, components to produce the equivalent model were divided into several sections. Nodes were then created on the axis of the equivalent model at both ends of each section. In addition, static analysis with unit force and unit moment was performed to calculate the deformation or the amount of rotation at the node to be used in the equivalent model. Equivalent axial, bending, and torsional stiffness of each section were calculated by applying the beam theory. Once the equivalent stiffness of each section was calculated, information of a mass and moment of inertia for each section was entered by creating a lumped mass in the center of each section. An equivalent model was developed using beam element. Finally, the reliability of the developed equivalent model was verified by comparison with results of mode analysis of the fine model.

Intelligent Obstacle Avoidance Algorithm for Autonomous Control of Underwater Flight Vehicle (수중비행체의 자율제어를 위한 지능형 장애물회피 알고리즘)

  • Kim, Hyun-Sik;Jin, Tae-Seok
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.19 no.5
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    • pp.635-640
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    • 2009
  • In real system application, the obstacle avoidance system for the autonomous control of the underwater flight vehicle (UFV) operates with the following problems: it has local information because the sonar can only offer the obstacle information in a local detection area, it requires a continuous control input because the system that has reduced acoustic noise and power consumption is necessary, and further, it requires an easy design procedure in terms of its structures and parameters. To solve these problems, an intelligent obstacle avoidance algorithm using the evolution strategy (ES) and the fuzzy logic controller (FLC), is proposed. To verify the performance of the proposed algorithm, the obstacle avoidance of UFV is performed. Simulation results show that the proposed algorithm effectively solves the problems in the real system application.

Research on Structure Design of Ground Control Station for Waypoint based-UAV Flight (웨이포인트 기반 UAV 비행을 위한 Ground Control Station 구조 설계 연구)

  • Sim, Guichang;Kwak, Jeonghoon;Jeong, Young-Sik;Sung, Yunsick
    • 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.

Flight Attitude Control of using a Fuzzy Controller (퍼지제어기를 이용한 비행 자세제어)

  • Park, Jong-Oh;Sul, Jae-Hoon;Kim, Sung-Chul;Lim, Young-Do
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.13 no.1
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    • pp.91-96
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    • 2003
  • The forces and moments at the aircraft c.g. have components due to aerodynamic effects and to engine thrust. For the flight stability and autopilot systems we present a attitude control method using an intelligent control algorithm Which is based on the control rules from experts knowledge concerning the motion equations and other experiences. Then a robust fuzzy controller is developed to control the flight attitude. The controller can deal with multiple inputs and outputs. We have made an aircraft model and the orientation sensor for experimental flights. The control rules based on the flight expert s experience and knowledge can be programmed by fuzzy rules, and determined control rules by experimental flight. We can be stable attitude control by fuzzy controller.