• 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.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.19-26
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• 2017

In this paper, we describe the design and performance of UAV system toward compact and fully autonomous quadrotors, where they can complete logistics application, rescue work, inspection tour and remote sensing without external assistance systems like ground station computers, high-performance wireless communication devices or motion capture system. we propose high-speed hovering flyght height control method based on state feedback control with image information from active camera and multirate observer because we can get image of the information only every 30ms. Finally, we show the advantages of proposed method by simulations and experiments.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제9권1호
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• pp.1-8
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• 2017

Nowadays many articles describe the controlling models for four rotor flying vehicle. Basic approaches to the problem of these articles are mathematical expressions describing dynamics of the models of the vehicle and PID control for manipulating the object in 3 dimensional space. Design of control systems is usually started by careful consideration of its mathematical model description. We present a detailed mathematical model for a quad rotor. This paper first considers simulation of quadcopter control based on full state feedback technique with linearization in MATLAB environment and shows the results of the simulations. Finally will be shown experimental results of the state feedback control implemented in real model.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.101-104
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• 2015

본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 주어진 상황에 따라 다수의 쿼드콥터들이 편대를 유동적으로 구성할 수 있는 비행 기법을 제안한다. 기존 연구에서는 미리 정해진 구조의 편대로만 비행을 하고 센서를 통해 비행체 간의 거리를 알아야만 편대 유지를 할 수 있었다. 또한, 센서에서 발생하는 오차로 인해 비행체 간 거리가 일정하지 않다는 문제점이 발생한다. 본 논문에서는 상대 좌표 값을 기반으로 한 가상 지도를 통해 실내 외, 장애물 등에 영향 받지 않고 쿼드콥터의 현재 위치를 이용하여 주어진 상황에 맞는 편대 비행을 하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 선도기 추종 기법(Leader-Follower Technique)으로 메인 쿼드콥터가 주어진 상황을 판단하여 무선 통신을 이용해 서브 쿼드콥터들에게 명령을 내려 편대의 구조를 정하는 방법이다. 모의실험 결과, 제안한 알고리즘이 기존방식에 비해 어떠한 상황을 감지함에 있어서 편대 비행이 효율적인 것을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권9호
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• pp.774-781
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• 2018

본 연구에서는 쿼드콥터형 소형 무인 드론에 이산화탄소를 작동 기체로 하는 가스총을 설치하여 가축 방역에 응용할 수 있는 발사체 및 결합 유닛을 개발하였다. 시스템은 상용 드론과 가스총, 솔레노이드 밸브, 무선 통신 제어기 등으로 구성된다. 발사된 탄환의 속도를 측정하고, 지상 시험, 실제 비행체에의 탑재 시험 등을 거쳐 최종 검증하였다. 본 연구 개발을 통하여 농업, 소방 등의 다양한 방역 및 방재 분야에 발사체 기술을 적용할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국엔터테인먼트산업학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.303-310
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• 2016

인구증가와 산업의 발달로 고속도로, 국도, 철도 등의 개발에 의한 생태계 절단이 증가하여 이로 인한 야생돌물의 서식지 단편화 현상이 증가하였다. 그로 인하여 유해야생동물로 인한 피해가 속출하면서 국내서 금전적 보상을 통해 일부 피해 농가를 구제하는 등의 노력을 펼치고 있다. 하지만 피해사례 주민들은 이러한 야간순찰로 인해 밤잠을 자지 못하거나 기본적인 생활에 많은 어려움을 겪고 있다. 본 연구는 야생동물들의 생태와 습성에 대한 연구를 바탕으로 초음파 및 초저주파를 발생, 재생시켜 일정 범위 내 야생동물의 접근을 방지시키고 접근을 효과적으로 막을 수 있는 비연속적인 시스템에 대한 쿼드콥터를 연구 개발 하였다.

• 한국음향학회지
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• 제43권3호
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• pp.351-360
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• 2024

드론 기술의 발전으로 인해서 최근 다양한 분야에서 무인항공기가 활용되고 있으며, 이와 더불어 드론 사용 증가에 따르는 여러 가지 문제들이 발생하고 있다. 드론은 크기가 매우 작아서 레이더나 광학장비로 탐지하기 어려운 문제가 있으며, 따라서 최근에는 음향학적인 방법을 이용한 추적 방식이 적용되고 있다. 본 논문은 쿼드콥터 드론의 음향 특성을 활용하여 다수의 드론 위치를 추정하는 방법을 다루었다. 드론의 종류와 드론의 움직임 상태에 따라 각 로터로부터 유발되는 음향 특성이 구별되므로, 블레이드 통과 주파수 및 이에 대한 고조파 음원에 대한 위치 추정을 수행한 결과를 공간 군집화하여 드론의 음원을 재현하였다. 재현된 음원은, 위치 추정 알고리즘을 적용하여 최종적으로 다수의 드론 음원에 대한 위치를 결정하는데 사용된다. 쿼드콥터 드론의 음향 특성을 분석하기 위한 실험을 수행하였으며, 이때 측정한 음향 신호를 기반으로 서로 다른 세 종류의 드론에 대한 음원 위치 추정 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 통해 드론의 음향 특성을 활용하여 다수의 드론 위치를 추정할 수 있음을 확인하였고, 분리된 드론 음원의 명확성과 음원 추정 알고리즘이 다수의 드론 위치 추정 정확도에 영향을 주는 것을 관찰하였다.

• 항공우주기술
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• 제13권1호
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• pp.166-173
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• 2014

최근 쿼드콥터에 대한 관심이 증가하면서 방송에서 군에 이르기까지 다양한 분야에서 활용되고 있다. 특히 다수의 쿼드콥터를 동시에 제어하는 군집 비행 연구는 중요 임무 수행 성공 확률을 높일 수 있고, 예술과 융합되어 군무를 수행하는 등 다양한 응용에 활용될 수 있다. 본 논문에서는 AR.Drone을 활용하여 실내에서 모션 캡쳐 기반으로 다수의 비행체가 서로의 위치를 파악하고, 시나리오에 맞춰 정해진 임무를 수행하기 위해 개발된 군집 비행 시스템을 소개한다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2017년도 제55차 동계학술대회논문집 25권1호
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• pp.131-132
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• 2017

본 논문에서는 쿼드콥터 드론의 충돌방지를 위한 효율적인 자동제어 방법을 제안한다. 이 제어방법은 RC 조종기에서 노브를 이용하여 사용자가 제어하는 신호를 쿼드콥터의 리시버단에서 수신한 뒤 출력되는 PWM 신호들 중에서 쓰로틀, 피치, 롤 제어정보를 필요시 변경하는 방법으로 충돌을 방지한다. 충돌을 예측하기 위해서 전후, 좌우, 상하 6방향에 레이저 거리측정센서를 장착하고 주기적으로 거리를 측정한다. 그리고 측정 거리를 이용하여 장애물 유무를 판정하고 충돌이 예상되면 수신된 PWM 신호를 변경하여 쿼드콥터의 비행제어부로 전달함으로써 충돌을 방지하도록 한다. 본 논문에서 제안하는 충돌방지 방법을 쿼드콥터에 적용하여 실험을 통해 검증한 결과, 조종자 부주의 혹은 조종 미숙으로 인해 발생할 수 있는 충돌을 방지할 수 있어 안전성이 향상됨을 보였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2015년도 춘계학술발표대회
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• pp.581-584
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• 2015

드론은 GPS 포인트를 기반으로 무인비행이 가능하다. 이 특징을 활용하는 방안의 하나로서, 우리는 해양사고에서의 인명구조를 대상으로 하였다. 구명조끼를 GPS 신호발생기로 구현하고, 이를 이용한 웨이포인트를 설정함으로써, 드론으로하여금 재난자에게 우선 접근할 수 있도록 구현할 수 있다. 이를 실제 구현하기 위해서는 GPS 신호를 드론의 웨이포인트값으로 바꾸어 넣어주는 소프트웨어적 모듈이 요구되며, 본 연구에서 이를 구현하고자 한다. 우리는 3D 로보틱스의 Quadcopter와 그를 지원하는 Pixhawk를 사용하였다.