• 제목/요약/키워드: Flying Trajectories

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Collision Avoidance Algorithm for Satellite Formation Reconfiguration under the Linearized Central Gravitational Fields

  • Hwang, InYoung;Park, Sang-Young;Park, Chandeok
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제30권1호
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    • pp.11-15
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    • 2013
  • A collision-free formation reconfiguration trajectory subject to the linearized Hill's dynamics of relative motion is analytically developed by extending an algorithm for gravity-free space. Based on the initial solution without collision avoidance constraints, the final solution to minimize the designated performance index and avoid collision is found, based on a gradient method. Simple simulations confirm that satellites reconfigure their positions along the safe trajectories, while trying to spend minimum energies. The algorithm is applicable to wide range of formation flying under the Hill's dynamics.

Development of a Preliminary Formation-Flying Testbed for Satellite Relative Navigation and Control

  • Park, Jae-Ik;Park, Han-Earl;Shim, Sun-Hwa;Park, Sang-Young;Choi, Kyu-Hong
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2008년도 한국우주과학회보 제17권2호
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    • pp.26.3-26.3
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    • 2008
  • This research develops a GPS-based formation-flying testbed (FFTB) for formation navigation and control. The FFTB is a simulator in which spacecraft simulation and modeling software and loop test capabilities are integrated for test and evaluation of spacecraft navigation and formation control technologies. The FFTB is composed of a GPS measurement simulation computer, flight computer, environmental computer for providing true environment data and 3D visualization computer. The testbed can be simulated with one to two spacecraft, thus enabling a variety of navigation and control algorithms to be evaluated. In a formation flying simulation, GPS measurement are generated by a GPS measurement simulator to produce pseudorange, carrier phase measurements, which are collected and exchanged by the flight processors and subsequently processed in a navigation filter to generate relative and/or absolute state estimates. These state estimates are the fed into control algorithm, which are used to generate maneuvers required to maintain the formation. In this manner, the flight processor also serves as a test platform for candidate formation control algorithm. Such maneuvers are fed back through the controller and applied to the modeled truth trajectories to close simulation loop. Currently, The FFTB has a closed-loop capability of simulating a satellite navigation solution using software based GPS measurement, we move forward to improve using SPIRENT GPS RF signal simulator and space-based GPS receiver

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군집 비행 드론의 충돌 방지를 위한 UWB 레이다의 속도 감응형 CFAR 최적화 연구 (Adaptive CFAR implementation of UWB radar for collision avoidance in swarm drones of time-varying velocities)

  • 이새미;문민정;천형일;이우경
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제25권3호
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    • pp.456-463
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    • 2021
  • 본 연구에서는 군집 드론 시스템에서 이동 드론의 충돌방지를 위해 레이다를 도입하였다. 드론은 비행 중 불규칙한 속도 변화로 인해 반사파의 클러터가 증가되어 탐지 성능이 저하되고 이로 인해 충돌 방지 레이다의 성능에 영향을 준다. 본 논문에서는 UWB(Ultra Wide-Band) 레이다를 적용하여 비행하는 드론을 탐지하고, 반사파 신호 분석을 통해 획득한 거리 및 속도 정보의 정확도를 개선하는 방안을 제시한다. 이동 드론의 속도 변화에 따른 속도 감응형 CFAR(Constant False Alarm Rate)를 구현하여 오경보율을 일정하게 유지하면서 클러터를 효과적으로 제거하는 방안을 구현한다. 알고리즘의 검증을 위해 실제 상용 드론에 대한 레이다 관측 실험을 수행하고 불규칙하게 비행하는 드론의 탐지 성능이 개선됨을 보인다.

불법드론 탐지를 위한 PSO 기반 군집드론 최적화 정찰궤적계획 (Optimal Surveillance Trajectory Planning for Illegal UAV Detection for Group UAV using Particle Swarm Optimization)

  • 임원호;정형찬;호등;아람기르;장경희
    • 한국항행학회논문지
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    • 제24권5호
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    • pp.382-392
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    • 2020
  • 드론기술은 민수용과 군사용 양 분야 에서 전도유망한 기술이나, 규정과 관련법의 미성숙으로 불법드론이 오남용 되고, 사회안전에 심각한 위협이 되고 있다. 본고에서는 PSO (particle swarm optimization)에 기반을 둔 군집드론 궤적계획기를 개발하여, 군집정찰드론들에게 최적화된 3차원 궤적탐지기술을 제공한다. 나아가서, 에너지소비도, 비행위험도 및 SAP (surveillance area priority)와 부합하는 군집 목적물 최적화 함수를 제시하고 평가한다. 군집 비행 시뮬레이션 결과는, 제안한 궤적계획기로 생성한 궤적은 에너지 소비도 및 비행위험도를 최소화 하며 탐색한다는 것을 입증해준다.

한다리 로봇의 뜀뛰기 패턴 생성에 관한 실험적 접근 (Experimental Approach to Hopping Pattern Generation for One-legged Robot)

  • 조백규
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제18권9호
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    • pp.837-844
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    • 2012
  • We introduce a pattern generation method for a hopping one-legged robot and verify it experimentally. The pattern is derived from the liner and angular momentum of a COM (Center of Mass), which are pre-scheduled. Because of the relation between angular velocities of joints and momemtums of the COM, joint angle trajectories are easily obtained. In addition, the landing impact force is reduced by only adjusting the landing timing. In the experiment, the one-legged robot hops in place with 0.06 s of flying time, and makes continuous hopping. Based on our experimental results, the proposed method can be applied to hopping and running of biped humanoid robots.

Magnus Rotor형 분산자탄 탄착군의 분산 균일도 평가 (Evaluation of The Dispersion Uniformity of Footprint of The Magnus Rotor Type Dispersive Submunition)

  • 사공현규
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.230-237
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    • 2024
  • Dispersion munitions are often equipped with dispersive submunitions used to scatter bombs over a wide area, and one of the types of dispersive submunitions is the Magnus rotor, commonly referred to as a self-rotating flying body. The Magnus rotor is designed to be dispered over a wide area by utilizing the principle of the Magnus effect through self-rotation, and has various trajectories depending on the initial conditions from the mother dispersion munition. In this paper, an index to evaluate the dispersion uniformity of footprint of the dispersive submunition is presented and the dispersion uniformity according to various initial release conditions is evaluated, and it is getting larger with high incidence angle and get max value at certain initial angular velocity.

Particle Filtering에 근거한 낙하하는 꽃잎의 운동궤적의 통계적 추정 (Statistical Estimation of Motion Trajectories of Falling Petals Based on Particle Filtering)

  • 이재우
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권7호
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    • pp.629-635
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    • 2016
  • 이 논문은 꽃잎들, 나비나 민들레 씨앗들과 같은 생물체 시스템의 불규칙한 운동을 파티클 필터링 이론에 근거하여 예측하고 추적하는 유용한 방법을 제안한다. 생물체 모사 시스템 설계에 있어서, 생체 시스템의 운동에 대한 관측과 생체 시스템 운동학에 대한 새로운 설계원리가 어떻게 자연스럽게 운동하는가에 대한 인상을 얻는데 중요하다. 공기 중에서 비행하는 꽃잎에 대한 시스템 모델링이 베이지안 확률 규칙을 사용하여 수행되었다. 실험결과는 제안된 방법이 공기의 난류로부터 유도된 랜덤한 외란이 있는 경우에도 잘 예측함을 보여준다.

EKF-SLAM을 이용한 쿼드콥터의 위치 추정 (A Position Estimation of Quadcopter Using EKF-SLAM)

  • 조영완;황재영;이희진
    • 전기전자학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.557-565
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    • 2015
  • 본 논문에서는 무인 쿼드콥터의 자율 비행 제어를 위해 기반이 되는 위치 인식을 위하여 EKF-SLAM 기반 위치추정 알고리즘을 제안하고 이를 쿼드콥터의 궤적 추종 제어에 적용하여 시뮬레이션을 통해 위치 추정의 성능과 이를 통한 궤적 추종의 결과를 검증하였다. 쿼드콥터의 EKF-SLAM 기반 위치 추정을 위해 쿼드콥터 비행 동역학 모델을 수립하고 이를 기반으로 EKF-SLAM의 운동 모델 및 관측 모델을 유도하였으며 궤적 추종을 위한 쿼드콥터의 수평제어와 자세제어를 위해 PD 제어기를 적용하였다. 본 논문에서는 다양한 궤적 및 랜드마크 환경에 대해 EKF-SLAM 기반 위치 추정 성능을 시뮬레이션함으로써 EKF-SLAM을 이용한 위치 추정 기반 궤적 추종 제어의 성능을 확인하였다.

푸리에-스펙트럴 법을 사용한 근접 편대비행 항공기의 와 거동 계산 (Computation of Wake Vortex Behavior Behind Airplanes in Close Formation Flight Using a Fourier-Spectral Method)

  • 지승환;한철희
    • 한국항공우주학회지
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    • 제48권1호
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    • pp.1-11
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    • 2020
  • 항공기에서 발생한 후류의 거동은 항공기의 성능과 비행안정성에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 푸리에-스펙트럴법을 사용하여 근접 편대비행을 하고 있는 항공기 날개 후류 거동에 관하여 연구하였다. 초기와의 순환강도, 상대위치 등에 따라 와들의 거동이 복잡한 양상으로 나타났다. 와의 순환강도 값이 큰 경우 와들의 이동이 크게 나타났다. 초기에는 가까이 위치한 와의 영향을 받아 이동하지만 이동하는 과정에서 다른 와와 가깝게 되면 새로운 경로를 형성하였다. 점성이 클수록 와의 반경이 증가하여 와 반경 근처로 새롭게 진입하는 와와 상호작용이 강해진다. 향후 항공기가 이착륙 시에 발생하는 지면 효과를 고려한 후류 거동 해석 연구를 수행하고자 한다.