• Journal of Information Processing Systems
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• 제19권5호
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• pp.563-575
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• 2023

Trajectory planning is a key technology for unmanned aerial vehicles (UAVs) to achieve complex flight missions. In this paper, a terminal constraints conversion-based Gauss pseudospectral trajectory planning optimization method is proposed. Firstly, the UAV trajectory planning mathematical model is established with considering the boundary conditions and dynamic constraints of UAV. Then, a terminal constraint handling strategy is presented to tackle terminal constraints by introducing new penalty parameters so as to improve the performance index. Combined with Gauss-Legendre collocation discretization, the improved Gauss pseudospectral method is given in detail. Finally, simulation tests are carried out on a four-quadrotor UAV model with different terminal constraints to verify the performance of the proposed method. Test studies indicate that the proposed method performances well in handling complex terminal constraints and the improvements are efficient to obtain better performance indexes when compared with the traditional Gauss pseudospectral method.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.731-736
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• 2023

보행은 특정 단계를 반복하는 주기적인 동작으로 사람의 기본 이동방법이다. 보행 분석을 통해 여러 가지 근골격계의 건강상태를 판별할 수 있다. 본 연구에서는 공간의 제약 없이 보행 분석을 할 수 있는 착용형 센서 시스템을 제안한다. 거리를 측정하는 ToF(: Time-of-Flight) 센서와 기울기를 측정하는 IMU(: Inertial Measurement Unit) 센서로 보행 중의 뒤꿈치 궤적을 도출한다. 낙상의 위험이 있는 이상보행을 할 때의 뒤꿈치 궤적의 변화 양상을 분석하여 보행을 평가한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권9호
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• pp.922-929
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• 2009

This paper deals with the State-Dependent Riccati Equation (SDRE) Technique for the design of helicopter nonlinear waypoint guidance controller. To generate the flight guidance through multiple waypoints, we use the trigonometric spline. The controller design and its validation is based upon a level 2 simulation helicopter model and the designed SDRE controller is applied to the trajectory tracking problems. To validate the designed SDRE controller, the simulation environment of high fidelity helicopter model is developed using three independent computers. This paper focuses on the validation the present SDRE controller through the helicopter waypoint guidance simulation.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1002-1004
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• 1996

In this paper, presented are the results of observability analysis for the vehicle maneuver during In-Flight Alignment of SDINS. The target system for observability analysis is 10th order one. Three trajectories for IFA are considered. To analyze the observability of the time varying system, correlation coefficient is used and to measure the degree of observability of the given system, simulation is carried out using covariance matrix. The results of simulation show that trajectories which are having continuous changes in attitude and acceleration of system is superior to straight trajectory in correcting navigation errors.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제35권3호
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• pp.119-131
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• 2018

In spite of a short history of only 30 years in space development, Korea has achieved outstanding space development capabilities, and became the $11^{th}$ member of the "Space Club" in 2013 by launching its own satellites with its own launch vehicle from a local space center. With the successful development and operation of more than 10 earth-orbiting satellites since 1999, Korea is now rapidly expanding its own aspirations to outer space exploration. Unlike earth-orbiting missions, planetary missions are more demanding of well-rounded technological capabilities, specifically trajectory design, analysis, and navigation. Because of the importance of relevant technologies, the Korean astronautical society devoted significant efforts to secure these basic technologies from the early 2000s. This paper revisits the numerous efforts conducted to date, specifically regarding flight dynamics and navigation technology, to prepare for future upcoming planetary missions in Korea. However, sustained efforts are still required to realize such challenging planetary missions, and efforts to date will significantly advance the relevant Korean technological capabilities.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권1호
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• pp.209-216
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• 2015

탄도미사일은 속도가 빠르고 발사지점에서 목표지점까지 비행시간이 짧아 탐지/추적 및 요격에 많은 제한이 있다. 탄도미사일의 요격 성공률을 높이기 위해서는 발사 이후 조기에 발견하여 비행 항적을 오랫동안 추적하는 것이 중요하다. 레이더로 표적을 탐지할 때 중요한 파라미터는 표적의 Radar Cross Section(RCS) 인데, 탄도미사일이 비행하는 궤적 동안 관측 방향에 따라 RCS 값이 크게 변화한다. 본 논문에서는 북한 동해안에서 우리나라로 탄도미사일이 발사되었을 경우를 가정하여 육상 특정 지점에서와 동해상 특정 해역에 전개한 함정에서 각각 미사일을 관측하였을 때 미사일의 RCS 특성을 비교 분석 하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권1호
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• pp.49-57
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• 2003

일반적으로 회전익 공기역학에서 기초적인 해석 도구로 이용되고 있는 운동량 이론 (구동 원반 이론)과 깃 요소법을 부메랑에 적용하여 그 비행 궤적을 예측하여 보았다. 실제로 부메랑을 제작하여 수치 모사의 결과와도 비교하고 물리적인 직관을 얻었다. 실제로 부메랑을 제작하여 수치 모사의 결과와도 비교하고 물리적인 직관을 얻었다. 수치 해석과 실험 모두에서 이륙한 부메랑은 마치 ‘날으는 회전차’와 같이 세차 운동을 수반하면서 헬리콥터 모드로부터 오토자이로 모드로 전이하여 가는 것을 관찰할 수 있었다. 전체 시스템은 극도로 비선형적이어서 초기 조건에 매우 민감함을 보였다. 인자들을 변화시키면 다양한 비행 궤적들을 얻을 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권11호
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• pp.1104-1111
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• 2009

항공기는 저고도에서 임무를 수행할 때, 대공 미사일과 지형 장애물 같은 다양한 위협들에 제약을 받는다. 특히, 항공기는 지면 근처에서 항상 지형과의 충돌 위험을 갖는다. 본 연구에서는 이 문제에 효과적으로 대비하기 위하여, 지형 회피가 고려된 비행경로 생성 알고리듬을 개발하였다. 비행경로 생성 알고리듬에서는 먼저 등고선의 그룹화를 통해 경로점을 생성하고, Dijkstra 알고리듬을 이용하여 적절한 경로점 조합을 구성한다. 구성된 경로점 조합에 대해서는 최적제어 이론을 기반으로 한 최적 경로점 유도법칙을 적용하여, 제어에너지를 최소로 하는 최적의 비행경로를 제시한다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.233-240
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• 2016

This paper describes a three-dimensional reference trajectory generation method for giving commands to an unmanned air vehicle (UAV). The trajectory is a set of consecutive curves with constant acceleration during each interval and passing through via-points at specified times or speeds. The functional inputs are three-dimensional positions and times (or speeds) at via-points, and velocities at both boundaries. Its output is the time series of position values satisfying the piecewise constant acceleration condition. To be specific, the shape of the trajectory, known as the path, is first represented by splines using third degree polynomials. A numeric algorithm is then suggested, which can overcome the demerits of cubic spline method and promptly generate a piecewise constant acceleration trajectory from the given path. To show the effectiveness of the present scheme, trajectory generation cases were treated, and their speed calculation errors were evaluated.

• 한국항공운항학회지
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• 제23권3호
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• pp.28-34
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• 2015

An analysis method of trajectory prediction has been suggested and the developed trajectory prediction module, which is an important functional component of the Arrival Manager (AMAN) of Jeju airport, has been tested by applying the suggested method. The objective of this method is to improve prediction performance of the trajectory prediction module. The trajectory prediction module predicts the trajectories based on the real-time track data and flight plans. Therefore, the suggested analysis method includes the simulation framework which is based on real-time playback, recording, and graphic display systems for testing. Besides, the definition of time error, which is a important index for the time based scheduling system, such as AMAN, is included in the suggested analysis method. An example of arrival time prediction accuracy improvement through the suggested analysis method has also been presented.