International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제18권4호
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pp.767-779
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2017
Automated mission planning for unmanned aerial vehicles (UAVs) is difficult because of the propagation of several sources of error into the solution, as for any large scale autonomous system. To ensure reliable system performance, we quantify all sources of error and their propagation through a mission planner for operation of UAVs in an obstacle rich environment we developed in prior work. In this sequel to that work, we show that the mission planner developed before can be made robust to errors arising from the mapping, sensing, actuation, and environmental disturbances through creating systematic buffers around obstacles using the calculations of uncertainty propagation. This robustness makes the mission planner truly autonomous and scalable to many UAVs without human intervention. We illustrate with simulation results for trajectory generation of multiple UAVs in a surveillance problem in an urban environment while optimizing for either maximal flight time or minimal fuel consumption. Our solution methods are suitable for any well-mapped region, and the final collision free paths are obtained through offline sub-optimal solution of an mTSP (multiple traveling salesman problem).
With the advancement of intelligent vehicles and unmanned systems, there is a growing interest in underwater surveys using autonomous marine vehicles (AMVs). This study presents an automated planning strategy for a long-term survey mission using a fleet of AMVs consisting of autonomous surface vehicles and autonomous underwater vehicles. Due to the complex nature of the mission, the actions of the vehicle must be of high-level abstraction, which means that the actions indicate not only motion of the vehicle but also symbols and semantics, such as those corresponding to deploy, charge, and survey. For automated planning, the planning domain definition language (PDDL) was employed to construct a mission planner for realizing a powerful and flexible planning system. Despite being able to handle abstract actions, such high-level planners have difficulty in efficiently optimizing numerical objectives such as obtaining the shortest route given multiple destinations. To alleviate this issue, a widely known technique in operations research was additionally employed, which limited the solution space so that the high-level planner could devise efficient plans. For a comprehensive evaluation of the proposed method, various PDDL-based planners with different parameter settings were implemented, and their performances were compared through simulation. The simulation result shows that the proposed method outperformed the baseline solutions by yielding plans that completed the missions more quickly, thereby demonstrating the efficacy of the proposed methodology.
기존의 넓은 면적 지역에 대한 정사영상은 항공사진측량을 이용하였으나 이 방법은 작은 면적 지역에 대한 정사영상 및 짧은 주기의 지속적인 변화 관측 측면에서는 비경제적이다. 드론은 군사목적으로 개발되어 활용되었으나 최근 농작물 관리 및 분석, 방송 중계, 기상 관측 그리고 재난 조사등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 이러한 드론은 가격이 비싼 상업용 드론을 이용한 사례가 많았다. 본 연구에서는 Orthomosaic과 DSM을 제작하기 위하여 소규모 지역에서 활용이 유용한 저가형 조립식 드론, 일반 디지털카메라와 오픈 소스 프로그램인 Mission planner를 이용하여 영상을 취득하고 후처리 작업은 Pix4d 소프트웨어를 사용하였으며 제작된 정사영상의 GCP는 각각 평균 오차 X 좌표는 3.4cm, Y 좌표는 2.4cm, Z 좌표는 4.2cm로 나타났다. 조립식 소형 드론은 소규모 지역에서의 조립식 드론은 빠르게 영상을 취득하고 다양하게 활용 할 수 있을 것으로 보인다.
International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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제12권4호
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pp.48-54
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2020
Researchers recognized air pollution changes causing diseases and difficulties in living due to environmental pollution following various human activities, and have studied how to avoid fine dust harmful to the human respiratory system to be healthy. To this end, Arduino is used to equip fine dust level sensors in drones to measure the fine dust levels, visualize the measurements with LED indicator colors depending on the measurements to inform users of the danger of fine dust, and use the benefits of drones to specify dangerous fine dust zones and measure the fine dust levels. Users can see the changes depending on the fine dust levels in real time with the LED indicators. This will contributes to measuring fine dust levels easily in dangerous areas. Mission Planner (ArduPilot) is used to set up the GPS of drone, and store the data from the dust sensor as contents. This study aims to establish a method for improving the environment to measure fine dust levels with drones with LED indicators for fine dust, and reduce fine dust.
Jung, Sunggoo;Lee, Hanseob;Shim, David Hyunchul;Agha-mohammadi, Ali-akbar
ETRI Journal
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제43권4호
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pp.580-593
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2021
When operating in confined spaces or near obstacles, collision-free path planning is an essential requirement for autonomous exploration in unknown environments. This study presents an autonomous exploration technique using a carefully designed collision-free local planner. Using LiDAR range measurements, a local end-point selection method is designed, and the path is generated from the current position to the selected end-point. The generated path showed the consistent collision-free path in real-time by adopting the Euclidean signed distance field-based grid-search method. The results consistently demonstrated the safety and reliability of the proposed path-planning method. Real-world experiments are conducted in three different mines, demonstrating successful autonomous exploration flights in environment with various structural conditions. The results showed the high capability of the proposed flight autonomy framework for lightweight aerial robot systems. In addition, our drone performed an autonomous mission in the tunnel circuit competition (Phase 1) of the DARPA Subterranean Challenge.
In his paper, we propose the graphic-based direction tracking system that be able to detect the current location and direction of the flight object and virtually run the pointing to the flight direction when a small UAV is located in the occlusion area behind buildings or obstacles in the moving surveillance systems. Based on the experimental results about the simulation flight path extracted from the Mission Planner we found the proposed system operates the desired flight mission effectively in tracking.
본 논문에서는 아리랑위성 2호의 영상촬영 계획 절차를 살펴보고, 각 단계에서 발생할 수 있는 궤도예측 오차를 분석하였다. 이를 위해 영상촬영 계획을 수립하는 PSS와 명령계획을 작성하는 MAPS에서 각각 계산된 자세정보를 상호 비교하여 궤도예측 오차의 원인을 규명하였다. 또한, 아리랑위성 2호의 실제 영상자료를 이용하여 촬영된 영상의 중심점과 미리 계획된 목표지점 사이의 이탈거리인 촬영 지향오차를 계산하였다. 영상촬영 계획은 실제 촬영일보다 이전에 수행되어 궤도예측 오차를 어느 정도 포함하게 되므로, 영상촬영 계획 시 일정한 Margin을 적용해야 할 것으로 판단된다.
This paper presents a path planning algorithm of the unmanned aerial vehicle for the neutralization of the enemy firepower. The long range firepower of the ememy is usually located at the rear side of the mountain which is difficult to bomb. The path planner not only consider the differential constraints of the Unmanned Aerial Vehicle (UAV) but also consider the final approaching angle constraint. This problem is easily solved by incorporating the analytical upper bounded continuous curvature path smoothing algorithm into the Rapidly Exploring Random Tree (RRT) planner. The proposed algorithm can build a feasible path satisfying the kinematic constraints of the UAV on the fly. In addition, the curvatures of the path are continuous over the whole path. Simulation results show that the proposed algorithm can generate a feasible path of the UAV for the bombing mission regardless of the posture of the tunnel.
This article describes a path planning algorithm for fixed-wing UAVs when a real terrain should be considered. Nowadays, many UAVs are required to perform mission flights near given terrain for surveillance, reconnaissance, and infiltration, as well as flight altitude of many UAVs are relatively lower than typical manned aerial vehicles. Therefore, real terrain should be considered in path planning algorithms of fixed-wing UAVs. In this research, we have extended a spline-$RRT^*$ algorithm to three-dimensional planner. The spline-$RRT^*$ algorithm is a $RRT^*$ based algorithm, and it takes spline method to extend the tree structure over the workspace to generate smooth paths without any post-processing. Direction continuity of the resulting path is guaranteed via this spline technique, and it is essential factor for the paths of fixed-wing UAVs. The proposed algorithm confirm collision check during the tree structure extension, so that generated path is both geometrically and dynamically feasible in addition to direction continuity. To decrease degrees of freedom of a random configuration, we designed a function assigning directions to nodes of the graph. As a result, it increases the execution speed of the algorithm efficiently. In order to investigate the performance of the proposed planning algorithm, several simulations are performed under real terrain environment. Simulation results show that this proposed algorithm can be utilized effectively to path planning applications considering real terrain.
기상 수치예보는 (Numerical Weather Pridiction, NWP)는 바람, 기온, 등과 같은 기상요소의 시간 변화를 나타내는 물리방정식을 컴퓨터로 풀어 미래의 대기 상태를 예상하는 과학적인 방법으로 지구를 상세한 격자 2진부호(GRIdded Binary, 이하 GRIB)로 나누어 그 격자점에서의 값으로 대기 상태를 나타낸다. 지구 각지에서의 각종 관측자료를 기초로 격자점상의 현재값을 구한다. 대용량의 격자데이터는 이진형태이어서 컴퓨터, 서버 저장장치에서 동일형태 데이터로 존재한다. 우리나라 최초의 저궤도 관측 위성인 다목적 실용위성 KOMPSAT-1호(이하, 아리랑 위성1호)는 전자광학카메라(Electro Optical Camera, EOC)를 탑재하여 1999년 12월 21일에 발사된 이후 2006년 1월 현재까지 6여년간 성공적으로 임무를 수행, 7049여회의 영상을 획득하여 국가적으로 귀중한 자료로 활용하고 있다. 아리랑 위성1호는 일일 2-3회 EOC영상을 획득하고 있으며, 임무계획(Mission Planning)은 MP(Mission Planner)가 사용자로부터 자료를 수집하여 임무분석 및 계획 서브시스템(MAPS)에 의해 계산되어진 위성의 제도예측 데이터에 촬영하고자하는 목표지점 좌표를 입력하여 자동명령생성기(KSCG)에 의해 계산된 촬영 경사각도(Tilt)값을 위성에 전송하여 목표지역의 영상을 획득하게 된다. 위성영상 획득에 있어 고가의 위성을 운영하면서 기상의 상태를 정확히 예측하여 실패없이 유효한 영상을 획득하는 것이 무엇보다 중요하다. 본 논문에서는 효율적인 위성임무계획을 위한 기상수치예보 자료를 분석하여 앞으로 발사하게 될 고해상 카메라 탑제위성인 아리랑 위성2호와 3호에 적용하고자 한다. the sufficient excess reactivity to override this poisoning must be inserted, or its concentration is decreased sufficiently when its temporary shutdown is required. As ratter of fact, these have an important influence not only on reactor safety but also on economic aspect in operation. Considering these points in this study, the shutdown process was cptimized using the Pontryagin's maximum principle so that the shutdown mirth[d was improved as to restart the reactor to its fulpower at any time, but the xenon concentration did not excess the constrained allowable value during and after shutdown, at the same time all the control actions were completed within minimum time from beginning of the shutdown.및 12.36%, $101{\sim}200$일의 경우 12.78% 및 12.44%, 201일 이상의 경우 13.17% 및 11.30%로 201일 이상의 유기의 경우에만 대조구와 삭제 구간에 유의적인(p<0.05) 차이를 나타내었다.는 담수(淡水)에서 10%o의 해수(海水)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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