• 한국항공우주학회지
• /
• 제33권3호
• /
• pp.71-77
• /
• 2005

일반적으로 무인항공기는 비행 전에 계획된 비행항로나 운용자의 실시간 통제에 따라 임무를 수행한다. 성공적으로 임무를 완수하려면 무인항공기와 지상통신장비 간의 통신 가시선 분석 등이 필수적으로 요구된다. 본 논문은 무인항공기의 안전한 비행을 위해 지상통제장비가 임무계획 단계와 임무통제 단계에서 수행하는 여러 가지 분석 기법들을 제안한다. 제안된 기법들은 대부분의 무인항공기 체계에 적용될 수 있다.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제29권4호
• /
• pp.617-624
• /
• 2022

A new intelligent adaptive control scheme was proposed that combines the control based on interference observer and fuzzy adaptive s-curve for flight path tracking control of unmanned aerial vehicle (UAV). The most important contribution is that the control configurations don't need to know the uncertainty limit of the vehicle and the influence of interference is removed. The proposed control law is an integration of fuzzy control estimator and adaptive proportional integral (PI) compensator with input. The rated feedback drive specifies the desired dynamic properties of the closed control loop based on the known properties of the preferred acceleration vector. At the same time, the adaptive PI control compensate for the unknown of perturbation. Additional terms such as s-surface control can ensure rapid convergence due to the non-linear representation on the surface and also improve the stability. In addition, the observer improves the robustness of the adaptive fuzzy system. It has been proven that the stability of the regulatory system can be ensured according to linear matrix equality based Lyapunov's theory. In summary, the numerical simulation results show the efficiency and the feasibility by the use of the robust control methodology.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제50권11호
• /
• pp.763-770
• /
• 2022

다수의 드론이 운용되는 환경에서 경로점이 겹칠 때 충돌이 발생할 수 있으며 이를 대비한 충돌 회피는 필수적이다. 다수의 드론이 여러 임무를 수행하는 경우 드론의 경로가 복잡하고 충돌 예상점이 너무 많아 경로계획 단계에서 충돌을 회피하는 경로를 생성하는 방법을 사용하는 것은 적합하지 않다. 본 논문에서는 일반적으로 사용하는 경로 생성 알고리즘을 통해 경로를 생성하고, 그 경로에서 속도 프로파일 최적화를 이용한 충돌 회피 방법을 제안한다. 드론의 경로 간 충돌 예상점에서 드론 사이의 안전거리를 고려하였고, 경로 구간에 속도 프로파일을 할당하도록 설계하였다. 최적화 문제는 드론 간 거리에 대한 식을 비행시간을 변수로 두어 정의하였다. 선형화와 컨벡스화를 통해 구속 조건을 구성하고, 다수 드론 운용 환경에서 SQP(Sequential Quadratic Programming)알고리즘과 컨벡스 최적화 기법의 연산시간을 비교하였다. 마지막으로 20대 드론 운용 환경에서 컨벡스 최적화를 수행한 결과가 본 연구에서 제시한 다수 드론 운용에 적합한지 확인하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
• /
• 제11권2호
• /
• pp.136-144
• /
• 2010

This paper presents an algorithm for planning waypoints for the operation of a surveillance mission using cooperative unmanned aerial vehicles (UAVs) in a given map. This algorithm is rather simple and intuitive; therefore, this algorithm is easily applied to actual scenarios as well as easily handled by operators. It is assumed that UAVs do not possess complete information about targets; therefore, kinematics, intelligence, and so forth of the targets are not considered when the algorithm is in operation. This assumption is reasonable since the algorithm is solely focused on a surveillance mission. Various parameters are introduced to make the algorithm flexible and adjustable. They are related to various cost functions, which is the main idea of this algorithm. These cost functions consist of certainty of map, waypoints of co-worker UAVs, their own current positions, and a level of interest. Each cost function is formed by simple and intuitive equations, and features are handled using the aforementioned parameters.

• 전자통신동향분석
• /
• 제34권3호
• /
• pp.43-54
• /
• 2019

Currently, the use of unmanned aerial vehicles (UAVs) is spreading from recreational purposes to the public- and commercial-use product areas. Various efforts are being made worldwide to ensure the safety of UAVs and expand their service applications and convenience, because autonomous flights are becoming increasingly popular. In order for a UAV to perform autonomous flight and mission without operator assistance, environmental perception technology, path planning technology, and flight control technology are needed. In this article, we present recent trends in these technologies.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제38권3호
• /
• pp.207-212
• /
• 2010

본 논문에서는 고정익 무인항공기의 그물망 자동착륙을 위한 나선형 강하궤적과 종말 유도기법을 설계하였다. 시야가 확보된 좁은 지역에서 착륙하도록 고정익 항공기의 나선형 강하궤적을 설계하였고, 나선형 강하의 끝점에서 그물망 입사방향을 향하도록 비행경로각 명령을 생성하였다. 종말유도 단계에서는 그물망 중심으로의 정밀한 유도를 위하여 시선각 정보 기반 의사추적 유도기법을 설계하였다. 고정익 무인항공기의 시스템 인식 모델을 이용한 6자유도 수치 시뮬레이션을 수행하여 제안한 나선형 착륙비행의 성능을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제37권12호
• /
• pp.1217-1224
• /
• 2009

고정익 항공기가 3차원의 복잡한 경로를 추종하기 위해 필요한 비교적 간단하며 효과적인 유도 제어 방법을 제시한다. 소개되는 방법은 비선형 경로 추종 유도 기법을 외부 루프로 사용한다. 외부 루프는 원하는 경로와 함께 항공기의 현재 위치와 속도를 바탕으로 비행 경로를 변화하기 위한 가속도 명령을 생성한다. 가속도 명령은 중력과 벡터적으로 결합되어 Specific Force Acceleration을 만든다. 이렇게 생성된 Specific Force Acceleration은 내부 루프를 위한 명령으로 쓰이는데, 이는 항공기가 가속도 자체보다는 Specific Force Acceleration을 더 직접적으로 제어할 수 있기 때문이다. 나아가 배면 비행이나 Slow Roll, Knife-Edge 등과 같은 옆미끄럼짐 기동을 하기 위해 필요한 롤 자세 제어 기법도 제시한다. 마지막으로 표준이 되는 여러 가지 곡예비행 경로들에 대한 시뮬레이션을 수행함으로써 제시된 기법의 성능을 검증한다.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제20권12호
• /
• pp.1272-1277
• /
• 2014

This article describes a path planning algorithm for fixed-wing UAVs when a real terrain should be considered. Nowadays, many UAVs are required to perform mission flights near given terrain for surveillance, reconnaissance, and infiltration, as well as flight altitude of many UAVs are relatively lower than typical manned aerial vehicles. Therefore, real terrain should be considered in path planning algorithms of fixed-wing UAVs. In this research, we have extended a spline-$RRT^*$ algorithm to three-dimensional planner. The spline-$RRT^*$ algorithm is a $RRT^*$ based algorithm, and it takes spline method to extend the tree structure over the workspace to generate smooth paths without any post-processing. Direction continuity of the resulting path is guaranteed via this spline technique, and it is essential factor for the paths of fixed-wing UAVs. The proposed algorithm confirm collision check during the tree structure extension, so that generated path is both geometrically and dynamically feasible in addition to direction continuity. To decrease degrees of freedom of a random configuration, we designed a function assigning directions to nodes of the graph. As a result, it increases the execution speed of the algorithm efficiently. In order to investigate the performance of the proposed planning algorithm, several simulations are performed under real terrain environment. Simulation results show that this proposed algorithm can be utilized effectively to path planning applications considering real terrain.

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

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
• /
• 제25권4호
• /
• pp.149-161
• /
• 2021

This study proposes a methodology for mission/path planning of an unmanned aerial vehicle (UAV) using an artificial potential field with the Markov Decision Process (MDP). The planning problem is formulated as an MDP. A low-resolution solution of the MDP is obtained and used to define an artificial potential field, which provides a continuous UAV mission plan. A numerical case study is conducted to demonstrate the validity of the proposed technique.