• 대한기계학회논문집A
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• 제38권2호
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• pp.137-148
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• 2014

멀티로터는 여러 개의 로터로 이루어진 무인 비행로봇으로써, 로터의 개수에 따라서 트라이로터, 쿼드로터, 헥사로터, 옥토로터 등으로 나누어 진다. 멀티로터는 수직이착륙(VTOL) 및 높은 기동성으로 인하여 다른 무인 비행로봇에 비하여 건물이 밀집되어 있는 도심과 같은 지역의 정찰 및 감시 등 여러 응용분야에 적합하게 활용될 수 있다. 본 논문에서는 멀티로터란 이름으로 연구되고 있는 트라이로터, 쿼드로터, 헥사로터 및 옥토로터 비행로봇에 대한 통합된 동역학적 모델링에 관한 수식을 도출 및 비교 분석을 수행하고, 획득된 수식을 이용하여 각각의 멀티로터 동작원리 및 제어기법에 대한 연구를 수행하였다. 유도된 멀티로터의 동역학 모델링을 이용하여 각각의 멀티로터 형태에 따른 구동원리와 그에 따라 작용하는 힘과 모멘트에 대한 관계식을 유도하였으며, 연속루프닫음기법 기반자세 및 고도제어기를 적용하여 각각의 멀티로터 비행로봇의 구동 및 제어 성능을 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권7호
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• pp.479-487
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• 2022

본 논문에서는 한국항공대학교에서 연구, 개발한 태양광 무인기 KAU-SPUAV의 자동 비행을 위한 제어기 설계 및 유도기법에 관하여 기술했다. 와류격자법을 활용하여 공력계수들을 계산했고 이를 항공기의 6자유도 방정식에 적용했다. 또한 깃요소이론을 활용하여 프로펠러의 추력 및 토크계수를 계산했다. 상승풍을 맞닥뜨렸을 때 효율적으로 활공하기 위하여 추력을 사용한 고도제어기가 KAU-SPUAV에 사용되었다. 또한 태양광 무인기의 장기체공 임무를 위해 운용 중에 발생하는 바람의 영향을 고려하기 위한 바람 추정 기법을 적용하였고, 강한 맞바람에 대처하기 위한 유도기법과 자동 착륙 알고리즘을 구성하였으며 2021년 8월, 56시간 33분의 태양광 장기체공 실험을 통해 제어 및 유도기법의 성능을 검증하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권4호
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• pp.569-576
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• 2023

농업용 드론은 경제적 효율성으로 인해 활용도가 점차 증가하고 있으며, 비행을 담당하는 본체와 약제를 방제 대상까지 전달하는 임무를 담당하는 분무 시스템으로 구성되어 있다. 따라서 드론을 활용한 농약 방제 작업 시 농작물에 대한 환경과 특성이 고려되어야 하며, 이에 따른 체계화된 비행 고도, 속도 및 분사 시간 등 조건이 달라져야 한다. 농업용 드론을 이용한 방제 작업은 조종자의 운용에 의존하고 있으며, 운용 숙련도에 따라 살포 효과 및 영향에 차이가 발생한다. 또한 농업용 드론에 관해 운용 기준 및 방제 효율 등의 편차가 발생하여 방제 작업 분야에서 농업용 방제 드론의 보급을 저해하는 요소로 작용하고 있다. 이에 본 연구에서는 농업용 드론의 살포 특성을 파악하여 유효 살포 시간 및 간격을 적용하고, 선행 연구와 비교하여 방제면적 산출이 가능한 체계를 실험적으로 검증하려 한다. 이러한 실험적 검증을 통해 농업용 드론에 운용 방식 및 체계화된 수치를 적용하여, 방제 작업의 저해요인을 최소화하여 최적의 방제 공정을 적용하고자 한다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권2호
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• pp.575-580
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• 2023

본 논문에서는 농업용 방제 드론을 이용하여, 균일 방제를 통해 병해충에 농작물을 방지하고자 한다. 방제가 수행되는 비행 고도는 4 m 로 고정하고, 비행 속도 4-5 m/sec. 범위에서 실험을 수행하였다. 방제사의 조종 습관 및 방법, 바람의 영향과 같이 환경적 요인이 작용하여 정량화된 방제 작업이 어렵다. 실험은 10 m 농지에서 감수지를 한 열에 1.25 m 간격으로 7 장씩 5 열을 10 m 간격으로 배치하고, 제안된 항공 살포 시스템을 적용하여 살포 실험을 수행하였다. 분사 노즐 중심으로 좌우측 약 3.75 m 지점에서부터 분사된 입자가 감소하기 시작하였다. 입자의 개수에 따라 유효 살포 폭은 약 7.5 m 영역으로 관찰되었으며, 제안된 살포 시스템이 균일 방제에 효과가 있음을 실험적으로 검증하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권6호
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• pp.1049-1055
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• 2023

농업용 드론을 이용한 방제 작업의 경우 그 경제적 효율성으로 인해 활용도가 증가하고 있으나, 작업자의 숙련도에 따라 효과의 차이가 발생한다. 이에 본 연구에서는 스마트 운영 모드를 적용하여, 수동 비행 모드에서 제어의 단점을 보완하고 이에 대한 수치적 모델을 제안하고, 선행 연구와 비교 검증을 통해 실험적 검증을 수행하였다. 그 결과 농업용 방제 드론들의 분사 시간 및 방제면적을 도출하였고, 수치적 모델과 유사성이 높은 방제용 드론을 선정하여 실험적으로 검증하였다. 이를 통해 수동 비행 모드보다 스마트 운영 모드 적용 시 살포 면적 및 작업(살포 균일도 및 작업 효율)이 상대적으로 효과적인 것을 확인하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.229-235
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• 2023

최근 드론에 탑재량 증가에 따라 비행시간 연장에 대한 수요 및 농업용을 활용하는 방안이 필요하다. 현재 태양 전지를 이용한 드론의 배터리 기술에 의해 탑재 무게 증가 및 비행시간 연장에 관한 연구가 수행되고 있다. 또한, 지속적인 비행을 위해 배터리를 충전하거나 교체해야 하는 번거로움을 줄이기 위한 대안으로 태양 전지를 이용한 드론이 실용적인 해결 방안으로 제시되고 있다. 이에 본 연구에서는 드론의 주동력 시스템을 최적화하기 위해 기존 배터리와 태양 전지를 부착하여, 태양광 드론을 실험적으로 분석 및 검증하였다. 그 결과 태양광 드론은 약 2-3% 정도의 비행시간을 연장하였다. 제안된 태양광 드론은 비행 시 평균 55W의 에너지 소모를 하며, 태양 전지의 최대 충전 시 약 25W의 에너지를 공급받았다. 이를 통해 장기 체공을 위한 비행시간 연장을 실험적으로 검증하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제10권4호
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• pp.701-710
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• 2024

본 논문은, "항공, 드론 및 도심항공교통(UAM) 분야에 대한 인력 양성을 위한 교육 및 수요 분석을 통해 필요 역량 및 기술 교육에 대한 대구·경북 지역 해당 산업 분야 기업체에 설문조사"에 대한 연구임. 교육 방법에 대해 대학과 산업체 간의 협력할 수 있는 부분에 대해 제언하였다. 본 설문 연구의 주요 결과 및 시사점을 도출하였다. 연구 결과 인력 채용 시 중요하게 고려되는 사항은 해당 분야의 직무 능력이 가장 높게 조사되었다. 인력 양성의 필요한 교육 내용으로는 전공 분야 다양한 장비 및 소프트웨어 활용 능력 강화 교육이 가장 필요한 자질로 조사되었다. 도심항공교통(UAM) 분야 중 기체·부품에 대한 인력 및 교육 수요가 높으며, 해당 분야의 기체 경량화 제작 기술에 대한 수요가 가장 높았다. 연구가 해당 분야의 교육 수요 제시에 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권12호
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• pp.1039-1047
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• 2017

본 논문은 무선네트워크를 사용하는 비행제어시스템을 탑재한 고정익 무인항공기의 시험개발에 대해 소개한다. 무선네트워크를 기반으로 하는 항공기는 기존의 방식과 달리 센서와 구동기를 무선으로 연결하여 전선의 무게를 줄여 항공기를 경량화 할 수 있고, 이에 따라 기체 정비비용과 시간을 절약할 수 있다. 본 연구에서 사용된 무인항공기는 AHRS와 GPS, 엘리베이터와 에일러론을 구동하는 서보모터가 ZigBee 통신을 이용하여 FCC에 연결되었다. 또한 무선신호에 의한 지연이 비행안전성에 미치는 영향을 알아보고자 실내 및 비행시험을 수행하였으며, 유선비행제어시스템과의 결과 비교를 통해 이러한 영향은 매우 미미했음을 확인하였다.

• 한국측량학회지
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• 제37권3호
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• pp.167-175
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• 2019

물의 색깔 즉, 수색(水色)을 분석하면 그 물이 함유하고 있는 유색 구성물질의 분포 및 농도를 비파괴적으로 추정할 수 있다. 이러한 분석을 위해 분광복사계를 사용하는데, 최근 드론, 자율운행차, 헬리카이트 등의 저고도 무인 플랫폼에 장착하기 위한 경량 다분광 카메라에 대한 수요가 높아지고 있다. 본 연구에서는 최근 활용 용이성으로 인해 지역적 환경 변화를 모니터링함에 있어 그 활용도가 높아진 Micasense사의 Rededge-M 다분광 카메라의 전처리를 수행하고, 수색관측에의 활용성을 검증하기 위한 분석을 수행하였다. 우선, 영상 형태로 생성되는 자료에서의 Vignette 보정 및 밴드 정렬을 수행하였고, 수색관측을 위해 필요한 하늘, 물, 태양광을 측정한 복사량 그리고 그로부터 최종적으로 도출되는 원격탐사 반사도 관측치를 독립적인 초분광 센서의 관측값과 비교하여 분석하였다. 실험 결과, 전처리 과정을 수행하였을 시, 청색밴드(475 nm)와 근적외선 밴드(840 nm)에서 주목할 만한 차이가 있었지만, Rededge-M은 전반적으로 수색 분석을 위한 기본적인 광학적 성능을 가지고 있음을 확인하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.27-33
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• 2023

최근 기후변화로 인한 물 부족 현상이 발생하고 있으며 저수지의 녹조 발생으로 농업용수의 물 관리 필요성이 증대되고 있다. 기존의 녹조 방지는 많은 사람이 현장에 투입돼 운영되고 보트를 통한 이동으로 최적의 살포 시간을 놓치고 있다. 이를 해결하기 위해서는 오염을 사전에 차단하고 시간 내 이동하여 균일하게 복합 미생물을 균일하게 살포하는 기술이 필요하다. 방제 드론은 농약 살포에 활용되고 있으며 방제 드론을 활용하여 녹조 방지 업무에 적용이 가능하다. 본 논문에서는 해양 방제 시스템 구축을 위한 기초연구로 저수지 환경 적용을 위해 수행되었으며, 그 결과물의 하나로 방제 드론에 사용 가능한 핵심기술인 드론 전용 노즐의 특성을 산출하였다. 특히, 기존의 농업용 방제 드론이 제시된 살포 간격 내에서 농도가 불균일하다는 단점이 있음을 파악하였고, 이를 보완하기 위해 노즐 위치선정 및 노즐 살포 균일도를 산출하였다. 실험 결과를 바탕으로 저수지 환경의 녹조 감시 시스템 구축의 핵심 알고리즘을 개발하고 추후 해양 방제 업무 적용에 활용이 가능하도록 정밀 방제 기술을 제안한다.