• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.24-30
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• 2016

The accuracy of small and low-cost CCD cameras is insufficient to provide data for precisely tracking unmanned aerial vehicles (UAVs). This study shows how a quad rotor UAV can hover on a human targeted tracking object by using data from a CCD camera rather than imprecise GPS data. To realize this, quadcopter UAVs need to recognize their position and posture in known environments as well as unknown environments. Moreover, it is necessary for their localization to occur naturally. It is desirable for UAVs to estimate their position by solving uncertainty for quadcopter UAV hovering, as this is one of the most important problems. In this paper, we describe a method for determining the altitude of a quadcopter UAV using image information of a moving object like a walking human. This method combines the observed position from GPS sensors and the estimated position from images captured by a fixed camera to localize a UAV. Using the a priori known path of a quadcopter UAV in the world coordinates and a perspective camera model, we derive the geometric constraint equations that represent the relation between image frame coordinates for a moving object and the estimated quadcopter UAV's altitude. Since the equations are based on the geometric constraint equation, measurement error may exist all the time. The proposed method utilizes the error between the observed and estimated image coordinates to localize the quadcopter UAV. The Kalman filter scheme is applied for this method. Its performance is verified by a computer simulation and experiments.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.32-37
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• 2015

무인항공기는 조종사 없이 지상에서의 원격조종에 의해 스스로 비행하는 비행체이다. 하지만 무인항공기는 제어가 쉽다는 장점이 있지만, 어떤 한 지점 위를 정지하여 비행하는 호버링 기능을 할 수 없다는 단점이 있다. 그에 비해 무인항공기 중 하나인 쿼드콥터는 동작원리가 간단하고 호버링이 가능하고, 비행의 안정성이 높다는 장점이 있다. 본 논문에서는 쿼드콥터의 안정화 비행을 위한 PID 제어 방식과 Fuzzy 제어 방식을 이용하는 비행 안정화 알고리즘을 제안한다. 본 시스템은 자이로 센서와 가속도 센서의 결합을 통해 드론의 현재 자세 값을 알아낸 후 자세 제어 알고리즘을 통해 안정화 비행을 실시한다. 또 GPS 센서를 이용하여 현재의 위치를 외부조작 없이 유지하는 위치고정 모드를 제안한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권5호
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• pp.9-17
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• 2020

무인항공기를 비롯한 다수의 이동로봇은 제한된 연료로 임무를 수행하므로 장시간 운용시 효율을 극대화 하기위해 에너지를 고려한 경로계획이 요구된다. 본 연구에서는 3차원 환경에서 쿼드콥터 무인항공기 비행에 따른 소모 에너지를 근사화하여 기존 D^⁎ Lite 알고리즘의 비용함수에 적용하였다. 산업현장과 유사한 3차원 환경에서 시뮬레이션을 수행한 결과 에너지를 비용함수로 하고 휴리스틱 계산을 3 단순화 하였을 때 경로 생성 효율이 높았으며, 최단경로와 약 3.2% 이내의 차이를 갖는 경로를 최대 19.3배 빠르게 도출했다.

• 로봇학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.155-163
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• 2021

In this paper, we propose a four 2-link robotic leg landing system that is used for leveling the bottom of the landing system, even when the quadcopter posture is changed. The case of conventional skid type landing gear has a risk when the quadcopter lands on a moving vehicle because the skid type landing gear is tilted to the landing site at this situation. To solve this problem, it is necessary to level the bottom of the landing system when the quadcopter posture is changed in the flight. Therefore, the proposed landing system used a four 2-link robotic leg with leveling method. The leveling method was derived from the method of determining a plane. The superiority of the proposed system was verified with 6-axis stewart platform and real flight experiment, and it shows feasibility of leveling method and proposed landing system.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제23권2_2호
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• pp.263-270
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• 2020

In this paper, In this paper, we describe the UAV system using image processing for autonomous quadcopters, where they can apply logistics, rescue work etc. we propose high-speed hovering height and posture control method based on state feedback control with CNN from camera because we can get image of the information only every 30ms. Finally, we show the advantages of proposed method by simulations and experiments.

• 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.

• 로봇학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.438-446
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• 2022

In this paper, we propose an intelligent three-legged landing system that can maintain stability and level even on rough terrain than conventional four-legged landing systems. Conventional landing gear has the limitation that it requires flat terrain for landing. The 3-leg landing system proposed in this paper extends the usable range of the legs and reduces the weight, allowing the quadcopter to operate in various environments. To do this, kinematics determine the joint angles and coordinates of the legs of the two-link structure. Based on the angle value of the quadcopter detected via the IMU sensor, the leg control method that corrects the posture is determined. A force sensor attached to the end of the leg is used to detect contact with the ground. At the moment of contact with the ground, landing control starts according to the value of the IMU sensor. The proposed system verifies its reliability in various environments through an indoor landing test stand. Finally, in an outdoor environment, the quadcopter lands on a 20 degree incline and 20 cm rough terrain after flight. This demonstrates the stability and effectiveness of the 3-leg landing system even on rough terrain compared to the 4-leg landing system.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.225-232
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• 2014

본 논문은 기존의 UGV(Unmanned Ground Vehicle)에서 얻을 수 없었던 광범위한 시야를 얻기 위하여 UGV와 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)를 함께 운용하는 플랫폼을 제안한다. UAV는 사용자 조종 없이 UGV 상단의 마커를 인식 한 후 UGV를 추적하며 광범위한 시야를 UGV 사용자에게 전달해 준다. UGV는 사용자가 직접 조정하며, 상단에 마커가 붙어 있는 넓은 알루미늄 판위에 UAV는 자동 이륙, 착륙 한다. UAV에는 2개의 카메라가 설치되어 있고, 하나는 마커인식을 위해 다른 하나는 전방의 광범위한 시야를 위하여 사용된다. UAV가 UGV를 추적하는데 있어 인식의 정확도를 높이기 위하여 마커 인식을 사용하였고, 전체 시스템의 통신은 WiFi 통신을 사용하였다. 실험의 결과를 통해 제안된 방법이 광범위 시야 정보를 얻기 위하여 UAV/UGV의 협업 연구에 효과적으로 적용될 수 있음을 보여준다.

• 정보보호학회논문지
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• 제32권1호
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• pp.39-48
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• 2022

본 논문에서는 무인 비행체 내부 네트워크의 이상 징후를 탐지하는 시퀀스 기반 이상 탐지 시스템을 제안한다. 제안하는 이상 탐지 시스템은 무인 비행체가 지상 통제 시스템에 주기적으로 전송하는 상태 메시지 시퀀스들 간의 유사도를 측정하여 이상 징후를 탐지한다. 본 연구에서는 무인 비행체 내부 네트워크에서 수행 가능한 악의적인 메시지 주입 공격 세 가지를 정의하고, 해당 공격 기법들을 Pixhawk4 쿼드콥터에서 시뮬레이션하였다. 결과적으로, 제안하는 이상 탐지 시스템은 96% 이상의 정확도로 비정상 시퀀스를 탐지할 수 있었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.444-450
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• 2015

소형 및 저가형 CCD 카메라의 성능은 소형 쿼드콥터의 정밀 추적기능을 구현하는데 있어서 충분한 성능을 갖추고 있지 못하는데 본 연구에서는 덜 정확한 GPS 보다 CCD 카메라를 이용한 보행자와 같은 대상물의 상공에서 강건한 호버링을 유지시키기 위한 방법을 제시하였다. 기존의 연구 대상이었던 고정된 물체가 아닌 보행자를 타깃으로 이용한 UAV의 절대 위치를 추정하는 방법을 제시하였다. 이는 UAV가 산악이나 사람들이 붐비는 공공지역에서 이동할 때 UAV의 절대위치를 인식할 수 있는 방법이 없을 경우 UAV 주변에서 움직이는 물체의 정보를 활용하여 UAV의 절대위치를 보정하는 방법으로 매우 유용하다. 연구를 위해서 보행자의 위치를 알고 있는 것으로 가정하나 실제적인 상황 속에서는 영상매칭을 통하여 그 정보를 수신하는 것으로 해석한다. 본 연구를 위하여 UAV의 위치 추정 불확실성을 정량적으로 나타내었으며, 좌표계 변환을 통한 영상기반의 기하학적 구속 식을 유도하여, 칼만 필터를 적용하여 로봇의 위치를 보정하여 위치 추정 불확실성을 줄일 수 있음을 보였다.