• 제목/요약/키워드: Unmanned Surface Vehicles

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다중 UAV-RIS 네트워크를 위한 자원 할당 알고리즘 (Resource Allocation Algorithm for Multiple RIS-Assisted UAV Networks)

  • 박희재;박래혁
    • Journal of Platform Technology
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    • 제11권1호
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    • pp.3-10
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    • 2023
  • 최근 Unmanned Aerial Vehicles (UAVs)은 높은 유동성 및 낮은 하드웨어 비용으로 5G, 6G 무선 통신에서 큰 관심을 받고 있다. 여전히 Blockage와 에너지 문제가 존재하지만 이러한 문제들은 Reconfigurable Intelligent Surface (RIS)를 활용하여 해결할 수 있다. 또한 RIS를 UAV 통신에 이용함으로써 신호를 받지 못하는 사용자에게 신호를 전송하여 Spectral Efficiency를 향상시키며, 에너지 소비를 줄일 수 있다. 현재 대부분의 연구들은 송신 전력과 RIS 위상을 교대로 최적화하여 Power Consumption 최소화 및 데이터 전송 Delay 최소화 등의 목적을 달성하였다. 본 논문에서는 대역폭 최적화를 포함하여 합산 정보 전달율을 최대화하는 알고리즘을 제안한다. 이에 대한 성능평가를 진행하였고, 시뮬레이션을 통해 제안한 알고리즘의 우수성을 보였다.

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하이브리드형 임무계획을 고려한 군집 무인수상정 시뮬레이션 시스템의 연동 인터페이스 설계 및 구현 (Design and Implementation of Interface System for Swarm USVs Simulation Based on Hybrid Mission Planning)

  • 박희문;주학종;서경민;최영규
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제31권3호
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    • pp.1-10
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    • 2022
  • 국방 분야는 아군 피해를 최소화하고 전투 효과를 향상하기 위해 무인 시스템을 운용한다. 해군의 무인수상정(USV, Swarm Unmanned Surface Vehicle)은 통신범위 내 군집 형성과 USV 간의 상황인식 정보공유를 통해 임무를 수행한다. 본 논문은 무인수상정의 내부 연동 및 외부 연동을 위한 인터페이스 연동어댑터 시스템(IAS, Interface Adapter System)을 제안한다. IAS는 USV의 자율운항 경로생성과 무장할당을 계획하는 임무계획 부체계(MPS, Mission Planning Subsystem)의 타 부체계 간 연동을 담당하며, 주요 기능은 MPS와 타 부체계 간 인터페이스 데이터를 실시간으로 교환하는 것이다. 이를 위해, MPS의 기능 요구사항과 연동 메시지를 식별 및 분석하였고, 실시간 분산처리 미들웨어를 활용하여 IAS를 구현하였다. 실험은 군집 USV 시뮬레이션 환경을 통한 다수의 통합시험을 수행하였으며, 지연시간과 연동 메시지 손실률을 측정하였다. 그 결과, 제안한 IAS는 MPS와 타 부체계 간 성공적인 가교역할을 수행할 것으로 기대한다.

무인항공기 영상 촬영을 활용한 벌목지역의 비탈면 안정성 평가 (Slope Stability in Logging Areas Using Unmanned Aerial Vehicle Imaging)

  • 김태완;유형식;박석인;김재홍
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제38권7호
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    • pp.39-47
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    • 2022
  • 본 연구는 도심지 내에 위치한 학교와 아파트 등 지반구조물들의 재해 위험성을 검증하기 위해 비탈면붕괴에 대한 안정성 평가를 수행하고자 한다. 이에 광주광역시에 위치한 𐩒𐩒고등학교 뒤편의 비탈면이 2018년 8월에 집중호우로 인하여 붕괴되었다. 일반적으로 장마철이면 비탈면 주위로 배수가 원활하게 진행되겠지만, 붕괴 시 비탈면 표층에서 침투수의 다량 용출과 지표면을 따라 포화된 지층을 따라 얕은파괴가 진행되었다. 붕괴 원인을 분석하기 위해 직접 확인하지 못하는 비탈면 상부지역을 무인항공기를 이용하여 영상촬영을 하였다. 영상분석을 통해 경사도를 이용한 수치표고모형(DEM)을 수행하였고, 강우 흐름 방향, 벌목지역의 넓이와 폭, 길이를 계산할 수 있었다. 10일 동안 지속된 강우로 인한 붕괴사면의 시간별 불안정성에 대한 변화를 수치해석을 통하여 분석하였다.

Tack Coat Inspection Using Unmanned Aerial Vehicle and Deep Learning

  • da Silva, Aida;Dai, Fei;Zhu, Zhenhua
    • 국제학술발표논문집
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    • The 9th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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    • pp.784-791
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    • 2022
  • Tack coat is a thin layer of asphalt between the existing pavement and asphalt overlay. During construction, insufficient tack coat layering can later cause surface defects such as slippage, shoving, and rutting. This paper proposed a method for tack coat inspection improvement using an unmanned aerial vehicle (UAV) and deep learning neural network for automatic non-uniform assessment of the applied tack coat area. In this method, the drone-captured images are exploited for assessment using a combination of Mask R-CNN and Grey Level Co-occurrence Matrix (GLCM). Mask R-CNN is utilized to detect the tack coat region and segment the region of interest from the surroundings. GLCM is used to analyze the texture of the segmented region and measure the uniformity and non-uniformity of the tack coat on the existing pavements. The results of the field experiment showed both the intersection over union of Mask R-CNN and the non-uniformity measured by GLCM were promising with respect to their accuracy. The proposed method is automatic and cost-efficient, which would be of value to state Departments of Transportation for better management of their work in pavement construction and rehabilitation.

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UAV를 이용한 소하천 지형자료 구축에 관한 효율성 제고 (An Improvement of Efficiently Establishing Topographic Data for Small River using UAV)

  • 여한조;최승필;유연
    • 대한공간정보학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.3-8
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    • 2016
  • 최근 무인항공기(UAV, Unmanned Airborne Vehicles)의 기술적 발달로 해상도와 정확도가 증가함에 따라 다양한 분야에서 활용되고 있다. 이러한 무인항공기는 지표면의 영상취득뿐만 아니라 저고도로 촬영할 경우 하천 저수심부의 영상도 취득할 수 있는 장점을 지니고 있다. 따라서 본 연구에서는 무인항공기를 저고도로 촬영하여 하천지형정보를 취득하고 수심에 따른 정확도 분석을 수행하였다. 수심정확도 분석은 저수심부 지형의 GPS 관측값과 무인항공기 영상에서 생성한 DSM 값을 비교 분석을 하였다. 수심이 50cm이하에서의 저수심부는 일반측량 작업규정의 하천공사 설계측량의 수직위치 정확도 ${\pm}10cm$를 만족시킴을 알 수 있었다. 이러한 결과는 수심이 깊지 않은 하천의 경우 무인항공기 촬영으로 취득한 하천지형자료가 수심측량 자료로 유용하게 사용될 수 있음을 보였다.

무인항공기 사진측량 방법에 의한 산림 미세지형 평가 (Estimating the Forest Micro-topography by Unmanned Aerial Vehicles (UAV) Photogrammetry)

  • 조민재;최윤성;오재헌;이은재
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제24권3호
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    • pp.343-350
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    • 2021
  • Unmanned aerial vehicles(UAV) photogrammetry provides a cost-effective option for collecting high-resolution 3D point clouds compared with UAV LiDAR and aerial photogrammetry. The main objectives of this study were to (1) validate the accuracy of 3D site model generated, and (2) determine the differences between Digital Elevation Model(DEM) and Digital Surface Model(DSM). In this study, DEM and DSM were shown to have varying degree of accuracy from observed data. The results indicated that the model predictions were considered tend to over- and under-estimated. The range of RMSE of DSM predicted was from 8.2 and 21.3 when compared with the observation. In addition, RMSE values were ranged from 10.2 and 25.8 to compare between DEM predicted and field data. The predict values resulting from the DSM were in agreement with the observed data compared to DEM calculation. In other words, it was determined that the DSM was a better suitable model than DEM. There is potential for enabling automated topography evaluation of the prior-harvest areas by using UAV technology.

Optimal design of hydraulic support landing platform for a four-rotor dish-shaped UUV using particle swarm optimization

  • Zhang, Bao-Shou;Song, Bao-Wei;Jiang, Jun;Mao, Zhao-Yong
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제8권5호
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    • pp.475-486
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    • 2016
  • Four-rotor dish-shaped unmanned underwater vehicles (FRDS UUVs) are new type underwater vehicles. The main goal of this paper is to develop a quick method to optimize the design of hydraulic support landing platform for the new UUV. In this paper, the geometry configuration and instability type of the platform are defined. Computational investigations are carried out to study the hydrodynamic performance of the landing platform using the Computational Fluid Dynamics (CFD) method. Then, the response surface model of the optimization objective is established. The intelligent particle swarm optimization (PSO) is applied to finding the optimal solution. The result demonstrates that the stability of landing platform is significantly improved with the global objective index increasing from 1.045 to 1.158 (10.86% higher) after the optimization process.

비포장노면 차량 거동 분석을 위한 타이어 테스트베드 개발 (Development of Tire Test Bed for Dynamic Behavior Analysis of Vehicles on Off-roads)

  • 이대경;손정현
    • 한국기계가공학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.29-35
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    • 2022
  • When a vehicle is driven off a road surface, the deformations of the road surface and tire are combined. Consequently, the dynamic behavior of wheel movement becomes difficult to predict and control. Herein, we propose a tire test bed to capture the dynamic behavior of tires moving on sand and soil. Based on this study, it is discovered that the slip rate can be controlled, and the vertical force can be measured using a load cell. The test results show that this test bed can be useful for capturing the dynamic behavior of the tire and validating dynamic simulations. In fact, the tire test bed developed in this study can be used to verify the results of computer simulations. In addition, it can be used for basic experiments pertaining to the speed control of unmanned autonomous vehicles.

복합임무 무인수상정의 개발시험평가 및 검증절차에 관한 고찰 (A Study of the Development Test and Evaluation and Verification Procedure of a Multi-Mission USV, M-Searcher)

  • 박신배;김원제;이건철
    • 한국해양공학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.402-409
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    • 2018
  • This paper describes the plan and procedure of a development test and evaluation that will be performed to verify the performance and technology of multi-mission unmanned surface vehicles (MMUSVs). In order to verify the design requirement of MMUSVs, we designed and manufactured the common platform of MMUSVs, which have an overall length of8.4 m, a displacement of 3,100 kg, and a speed of more than35 kts. The platform is equipped with several sub-systems, including radar and an EOTS/IRS. The EOTS/IRS, along with the search radar, is used for effective detection, identification, and targeting. The core technologies of MMUSV for DT&E will be investigated. The common platform design technologies, remote operating and control system technologies, autonomous navigation technologies, and unmanned operational technology of sensors and equipment will be studied for the development of the MMUSV's core technologies. The system will be able to make precise observations and track targets both manually and automatically during day and night conditions. Currently, the verification tests for each of the technologies and for the integrated system are in the pipeline for DT&E, which will be performed next year. Also, software reliability and life tests will be performed.

무인선의 무선통신환경에 관한 연구 (A Study on the Environment of USV Wireless Communication)

  • 홍신표;정종원;이치원;이호식;최한우;박인홍
    • 한국해양공학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.53-57
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    • 2009
  • Unmanned surface vehicles (USVs) conduct various missions while exchanging information with control centers. Maritime security, coastal surveillance, and sea surface and undersea inspections are included in the important missions of USVs. To carry out these missions, large amounts of information are required from sensors, such as cameras, radars, and sonars. High bandwidth wireless communication is necessary to send this information to the control center in real time. In general, USVs are made using small boats. The motions of small boats are easily influenced by sea waves and the magnitude of changes in the attitude is large and the period of the changes is short in comparison with large ships. Thus, the direction of an antenna beam pattern for a wireless communication system in a USV can change rapidly, and with a large magnitude. In addition, since the reflection of electromagnetic waves on the sea surface is not negligible, the effect of multipath noises on the wireless communication system must be considered carefully. There are also several other elements that negatively affect wireless communication systems in USVs. This paper presents the wireless communication environment to be considered in the design and implementation of wide bandwidth communication systems for USVs. Short test results for wireless communication on the sea are also given.