• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권3호
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• pp.15-22
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• 2019

본 논문에서는 무인항공기의 자율 비행을 위한 전역 및 지역 경로 비행 시스템을 제안한다. 전체적인 시스템은 ROS 로봇 운영체제를 기반으로 구축하였다. 무인항공기에 탑재된 임베디드 컴퓨터는 2-D Lidar를 이용하여 장애물을 검출하고, 실시간으로 VFH 기반의 지역 경로와 제안하는 Modified $RRT^*$-Smart 기반의 전역 경로를 생성한다. 또한, 무인항공기의 비행컨트롤러에 Mavros 통신 프로토콜을 이용하여 생성된 경로에 따른 이동 명령을 내린다. 지상국 컴퓨터는 장애물 정보를 수신하여 2-D SLAM 지도를 생성하고, 목적 지점을 임베디드 컴퓨터에 전달하며 무인항공기의 상태를 관장한다. 제안하는 무인항공기의 자율 비행 시스템을 3-D 공간 상의 시뮬레이터 및 실제 비행을 통해 검증하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.472-477
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• 2023

본 논문에서는 쿼드콥터 드론이 동적인 외부 환경 아래서도 외란에서도 효과적으로 경로를 추종하고 비행 안전성을 유지할 수 있도록 모델 예측 제어(MPC) 기법을 제안한다. MATLAB/Simulink에서 수행된 시뮬레이션을 통해, 외란이 주어지는 비행 시나리오에서 PID와 MPC 두 제어기의 성능을 비교한다. 제안된 설계 방법으로 MPC 제어기가 압력 변화와 공기 밀도 변동과 같은 외란에 대하여 MPC와 PID 제어기의 성능을 비교했을 때에 쿼드콥터 드론의 입력받은 주행 경로와 실제 경로의 Mean Squared Error 수치가 외란을 주기 전에는 0.2의 성능 차이를 보였다. 그리고, 외란을 주었을 때에는 0.8을 차이를 보이며 MPC 제어기의 향상된 경로 추종 정확도를 보여준다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제24권10호
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• pp.1346-1357
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• 2021

The drone technology, which is receiving a lot of attention due to the 4th industrial revolution, requires an Unmanned Aerial Vehicles'(UAVs) flight path search algorithm for automatic operation and driver assistance. Various studies related to flight path prediction and recommendation algorithms are being actively conducted, and many studies using the A-Star algorithm are typically performed. In this paper, we propose an Optimal 3D Flight Path Recommendation System for unmanned aerial vehicles. The proposed system was implemented and simulated in Unity 3D, and by indicating the meaning of the route using three different colors, such as planned route, the recommended route, and the current route were compared each other. And obstacle response experiments were conducted to cope with bad weather. It is expected that the proposed system will provide an improved user experience compared to the existing system through accurate and real-time adaptive path prediction in a 3D mixed reality environment.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.1217-1224
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• 2014

This paper presents a modified track guidance algorithm for formation flight of multiple UAVs. The suggested guidance algorithm is the spatial version of the first order dynamic characteristics for a time-dependent system so the algorithm is able to generate a path without overshoot to track the desired line. A crucial design parameter is a spatial constant that controls the shape of the convergence to an assigned flight path similarly to a time constant. Reference flight trajectories are designed based on a two-dimensional vehicle model, and the performance of the proposed guidance law is verified by numerical simulation using rigid body UAV dynamics with MATLAB/Simulink Aerosim Blockset.

• 소음진동
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• 제10권5호
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• pp.792-799
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• 2000

Aircraft noise in the vicinity of Kimpo international airport has damaged to large number of people who live in communities. This paper investigates noise exposed area due to aircraft flight based on prediction modeling program INM and flight path data. Especially effect on route for aircraft has been considered. Ti also examines noise impact for various flight modes, such as a thrust cutback climb method.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.83-89
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• 2019

본 연구는 회전 비행체(Magnus rotor)를 탑재한 분산탄두의 분산 균일도에 미치는 요인 분석과 성능지표를 도출하기 위해 모탄의 속도 V와 회전속도 ${\omega}$, 비행경로각(flight path angle) ${\gamma}$ 그리고 고도 h의 변화에 따른 해석 결과를 기술했으며, 이때 모탄의 회전속도와 속도의 비를 새로운 변수로 정의했다. 자탄의 분산 해석에는 풍동실험을 통해 획득한 공력계수를 사용한 6 자유도 운동방정식을 이용했으며, 분산도 분석을 위해 회귀분석과 결정계수를 구해 분산도를 평가했다. 해석결과 최적의 회전속도와 낙하속도의 비, 비행경로각(flight path angle)을 구할 수 있었으며, 방출고도는 분산도에 회전속도와 낙하속도의 비, 비행경로각(flight path angle)의 영향에 비해 영향은 크지 않고, 자탄의 분산반경에 영향이 큰 것을 확인했다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권2호
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• pp.77-82
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• 2003

삼차원 CT 영상을 이용하여 대장 내부의 병변을 관찰하고 진단하기 위한 비침습적 검사 방법인 가상 대장 내시경을 위하여 가상 카메라의 관찰점과 관찰 방향을 제공하기 위한 적절한 경로가 필요하다. 특히. 인간의 대장은 매우 길고 복잡하므로 사용자가 직접 경로를 생성하려면 많은 시간이 걸리고 정확한 결과를 기대하기 어렵다. 또한 경로를 자동으로 생성하는 기존의 방법들은 계산량이 많아 약 수 분에서 수 십분 이상의 수행 시간이 걸리고. 사람의 대장이 가지는 대표적인 구조인 두께가 급격히 변하거나 곡률이 큰 영역에서 적절한 중앙선을 얻기 어려우며. 끊김이 있는 부적절한 경로를 생성하고, 평활화된 경로가 대상체의 표면과 충돌할 가능성을 배제할 수 없다. 이 논문에서는 계산량이 적은 거리 지도 및 제안된 순서 지도를 이용하여 끊김이 없고 적절한 중앙선을 얻는 고속의 알고리즘을 제안한다 순서 지도는 대상체 내부의 각 복셀에서의 가능한 경로의 방향을 나타내며 거리 지도는 대상체 내부의 각 복셀과 가장 가까운 배경 복셀까지의 거리를 나타낸다. 제안한 방법에서는 두 지도들을 이용하여 끝점에서 출발하여 시작점을 향하는 동시에 더욱 넓은 영역으로 진행하는 경로를 얻으므로, 대상체의 두께와 곡률의 크기에 관계없이 적절한 중앙선을 얻을 수 있다. 이와 함께 경로의 충돌 가능성을 완전히 제거할 수 있는 간단한 평활화 방법을 제안한다 알고리즘의 적절성을 검증하기 위해 사람의 대장의 특징을 가진 팬텀(phantom) 데이터를 이용하여 실험하였다. 사람의 대장 CT 데이터를 이용하여 800MHz PC에서 1분 이내에 적절한 경로를 얻었으며 이를 따라 이동하는 가상의 카메라로부터 만족할만한 가상 대장 내시경 영상을 얻을 수 있음을 보였다.

• 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.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.927-932
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• 2007

The sophisticated mathematical model is required for the design and the database construction of the advanced flight control system of UAV. In this paper, flight test of KARI's research UAV, often called DURUMI-II, is implemented for the data acquisition from the maneuver flight. The flight path reconstruction is implemented to ensure that the measured data is consistent and error free. The nonlinear system identification for the refined mathematical modeling is implemented with the verified measurements from the flight path reconstruction. The simulation with the identified results have a good validation when the simulated responses were compared to the flight tested data.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.878-886
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• 2012

This paper investigates the implementation and flight test of realtime vision guided autopilot system based on virtual instrumentation platform. A graphical design process via virtual instrumentation platform is fully used for the image processing, communication between systems, vehicle dynamics control, and vision coupled guidance algorithms. A significatnt ojective of the algorithm is to achieve an environment robust autopilot despite wind and an irregular image acquisition condition. For a robust vision guided path tracking and hovering performance, the flight path guidance logic is combined in a multi conditional basis with the position estimation algorithm coupled with the vehicle attitude dynamics. An onboard flight test equipped with the developed realtime vision guided autopilot system is done using the rotary UAV system with full attitude control capability. Outdoor flight test demonstrated that the designed vision guided autopilot system succeeded in UAV's hovering on top of ground target within about several meters under geenral windy environment.