• 한국항공우주학회지
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• 제48권6호
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• pp.419-429
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• 2020

다수의 무인항공기를 이용하여 표적을 탐색 및 추적하는 임무를 수행하는데 있어서 무인항공기의 운용 대수, 비행고도 등 운용 조건뿐만 아니라, 각 비행체들이 어떤 알고리즘을 이용해 비행경로를 결정하느냐에 따라 그 임무에 대한 성과는 크게 달라질 수 있다. 다만 이러한 표적 탐색 임무에서 자율 비행 무인항공기의 운용 방법이 어떠할 때 가장 효과적이며 효율적인지에 대한 연구는 미흡한상태이다. 본 연구에서는 플로킹 이론을 기반을 둔 다양한 자율비행 알고리즘을 활용하여, 다수의 무인 항공기가 서로 충돌을 회피하면서 표적을 탐지하는 임무를 기반으로 비행 시뮬레이션을 수행하고 그 결과를 분석하여, 표적 탐지 임무에서의 다수의 무인항공기를 제어할 수 있는 보다 효율적/효과적인 방안을 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권6호
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• pp.458-464
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• 2013

본 논문에서는 무인 항공기의 활주로 자동 접근 알고리즘에 대해 기술하였다. 본 연구에서 자동 접근의 주요 목적은 야간에 항공기의 안전한 착륙을 돕기 위함이다. 자동 접근 기능을 사용하게 되면 항공기가 어느 위치에 있던 초기 위치를 기준으로 경로 명령이 생성된다. 경로 명령은 최단거리를 가지는 원호-직선-원호로 구성되어있다. 경로 명령을 통해 생성된 경로를 따라 이동한 다음 활주로에 접근하도록 알고리즘을 설계하였다. 항공기의 다양한 초기 위치에 대한 경로 생성 알고리즘의 시뮬레이션을 통해 1차 검증을 하였으며 이를 기반으로 실제 비행시험을 수행하여 본 연구에서 제안한 알고리즘의 타당성을 실증적으로 검증하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.635-640
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• 2009

실제 시스템 적용에 있어서, 수중비행체(Underwater Flight Vehicle : UFV)의 자율제어(autonomous control)를 위한 장애물회피(obstacle avoidance) 시스템은 다음과 같은 문제점들을 가지고 있다. 즉, 소나(sonar)는 지역적 탐색영역 내의 장애물 정보만을 제공할 수 있으므로 지역적 정보를 가지며, 에너지 소비 및 음향학적 소음이 적은 시스템이 필요하므로 연속적인 제어입력을 요구한다. 나아가, 구조와 파라메터의 관점에 있어서 용이한 설계 절차를 요구한다. 이 문제를 해결하기 위해서 진화 전략(Evolution Strategy : ES) 및 퍼지논리 제어기(Fuzzy Logic Controller : FLC)를 이용하는 지능형 장애물회피 알고리즘이 제안되었다. 제안된 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 UFV 장애물회피가 수행되었다. 시뮬레이션 결과는 제안된 알고리즘이 실제 시스템에 존재하는 문제점들을 효과적으로 해결하고 있음을 보여준다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제10권1호
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• pp.30-36
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• 2009

Many formation guidance laws have been proposed for VAV formation flight. Since most autonomous formation flight methods require various active communication links between the vehicles to know motion information of other vehicles, damage to the receiver or the transmitter and communication delay are critical problem to achieve a given formation flight mission. Therefore, in this point of view, the method that does not need an inter-vehicle communication is preferred in the autonomous formation flight. In this paper, we first summarize the formation guidance law without an inter-vehicle communication using feedback linearization and sliding mode control proposed in previous study. We also propose the modified formation guidance law with robust disturbance observer, which can provide significantly better performance than previously mentioned guidance law in case that other vehicles maneuver with large accelerations. The robust disturbance observer can estimate uncertainties generated by acceleration of leader vehicle. By eliminating the uncertainties using the estimated uncertainties, VAVs are able to achieve the tight formation flight. The performance of the proposed approach is validated by numerical simulations.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.207-213
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• 2005

This paper deals with an autonomous flight guidance and control algorithm design for TR301 tilt-rotor airplane under development by Korea Aerospace Research Institute for simulation purpose. The objective of this study is to design autonomous flight algorithm in which the tilt-rotor airplane should follow the given waypoints precisely. The approach to this objective in this study is that, first of all, model-based inversion is applied to the highly nonlinear tilt-rotor dynamics, where the tilt-rotor airplane is assumed to fly at helicopter flight mode(nacelle angle=0 deg), and then the control algorithm, based on classical control, is designed to satisfy overall system stabilization and precise waypoint following performance. Especially, model uncertainties due to the tiltrotor model itself and inversion process are adaptively compensated in a simple neural network(Sigma-Phi NN) for performance robustness. The designed algorithm is evaluated in the tilt-rotor nonlinear airplane in helicopter flight mode to analyze the following performance for given waypoints. The simulation results show that the waypoint following responses for this algorithm are satisfactory, and control input responses are within control limits without saturation.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제2권1호
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• pp.17-21
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• 2008

A compact, light-weight, integrated flight control computer(IFCC) for small unmanned autonomous vehicles is developed. Its design objective is to produce an all in one avionics system which includes the navigation sensor, data link, attitude sensors and air data sensors. The initial phase of ground and flight tests are performed to verify the prototype IFCC, showing promising results. The high potential of its application is expected.

• 로봇학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.337-345
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• 2023

In this paper, we propose a 3D LiDAR sensor-based costmap generation and path planning algorithm using it for reliable autonomous flight in complex indoor environments. 3D path planning is essential for reliable operation of UAVs. However, existing grid search-based or random sampling-based path planning algorithms in 3D space require a large amount of computation, and UAVs with weight constraints require reliable path planning results in real time. To solve this problem, we propose a method that divides a 3D space into several 2D spaces and a path planning algorithm that considers the distance to obstacles within each space. Among the paths generated in each space, the final path (Best path) that the UAV will follow is determined through the proposed objective function, and for this purpose, we consider the rotation angle of the 2D space, the path length, and the previous best path information. The proposed methods have been verified through autonomous flight of UAVs in real environments, and shows reliable obstacle avoidance performance in various complex environments.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권3호
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• pp.264-273
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• 2010

본 연구에서는 무인항공기의 편대비행을 위해서 먼저 단일 무인항공기의 기본적인 자세제어, 고도제어를 포함하는 유도제어시스템을 설계 제작하여 검증하고, 이 시스템을 바탕으로 먼저 선도기의 위치 정보를 이용하여 선도기와 추종기간의 앞뒤거리와 좌우 거리를 피드백하여 비례미분제어한 결과를 보여준다. 보다 안정적이고 성능이 우수한 편대 비행을 위하여 선도기의 위치와 자세 정보를 이용하여 추종기가 따라가야할 가상경로점을 실시간으로 계산하고 이를 바탕으로하여 추종기가 따라가도록 유도 명령을 생성하여 비행제어를 하고, 또한 선도기의 롤명령정보를 추종기의 최종 유도명령에 추가하여 편대 비행 성능을 향상시킬 수 있음을 보여준다. 이러한 과정은 여러 가지 경우에 대한 비행시험 결과를 분석하여 알고리즘을 점차 개선하는 방식을 취했으며 다소 실험적인 방식으로 최종 편대비행 알고리즘을 확립하였다. 최종적으로 채택한 기법을 이용하여 3대의 무인항 공기를 자동비행 상태에서 편대 비행을 수행한 결과를 보여준다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.969-974
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• 2004

For a maneuvering unmanned autonomous helicopter, it is necessary to design a proper controller of each flight mode. In this paper, overall helicopter dynamics is derived and hovering model is linearized and transformed into a state equation form. However, since it is difficult to obtain parameters of stability derivatives in the state equation directly, a linear control model is derived by time-domain parametric system identification method with real flight data of the model helicopter. Then, two different controllers - a linear feedback controller with proportional gains and a robust controller - are designed and their performance is compared. Both proposed controllers show outstanding results by computer simulation. These validated controllers can be used to autonomous flight controller of a real unmanned model helicopter.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.1343-1351
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• 2014

무선통신(wireless networks)과 마이크로메카트로닉스 시스템(MEMS; microelectromechanical system)의 발달로 다양한 소형 자동항법 UAV가 개발되어 다양한 목적으로 활용되고 있다. 본 연구에서는 중소규모지역에 대한 지형정보획득을 목적으로 저가의 소형 자율항법 UAV를 개발하고 사전계획된 비행 루트와 실제 비행한 경로를 비교함으로써 비행의 안정성을 평가하였다. 개발 후 비행테스트 결과, 최대항속시간은 1시간, 비행거리는 50km, 비행항로의 수평정확도는 약 ${\pm}6{\sim}8m$, 고도정확도는 약 ${\pm}8m$로 안정된 비행이 가능하였으므로 지형정보에 활용할 수 있는 고해상영상의 획득이 가능한 것으로 판단되었다. 이는 200m의 고도로 비행할 경우 $2km{\times}3km$의 지상촬영범위를 약25분 내에 촬영이 가능하다는 의미로 향후 저고도 고해상영상의 획득목적으로 활용이 기대된다.