• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.490-496
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• 2023

Unmanned aerial vehicles (UAVs) research is recently actively underway. Especially, fuel cell battery hybrid systems are widely used to overcome the limitations of continuous operation. However, fuel cell systems must be operated in combination with a battery due to their low specific output characteristics. Therefore, a hybrid power system model for UAVs is developed. The rule-based strategy is applied to the model to properly distribute power to batteries and fuel cells. As a result, the designed rule-based power distribution control operates UAVs while maintaining battery state of charge(SOC) at an appropriate level.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제27권1호
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• pp.51-59
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• 2024

Uumanned aerial vehicle(UAV) systems have been used in various fields including industry and military. According to increasing the number of UAVs, the attention on interoperable UAV systems is increasing. In this paper, we propose the practical design of datalink in interoperable UAV systems. For practical design, we firstly review the operational scenarios in the interoperable UAV system. We then propose the system model of the datalink in interoperable UAV system. Consequently, the technical components such as the design of the network, the link management, the support of the multicast transmission, the support for autonomous mission and flight safety, and the datalink security are derived and reviewed for the practical design.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.502-510
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• 2008

UAVs(Unmanned Aerial Vehicles) have many applications in military and commercial areas. The flight control system of UAVs is more important than manned aircraft's because the mission of UAVs must be operated without a human pilot. But very heavy and expensive navigation system makes it difficult to develop UAV flight control system. In this research, GPS/IMU integrated navigation filter was developed for light weight/low cost flight control system of small UAVs. With this navigation filter, full flight control system which has real time operating capability has been developed. The performance of the flight control system is basically checked by HILSIM (Hardware In the Loop SIMulation). Finally, the flight control system is verified by showing performance test result under real flight environment.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제22권3호
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• pp.408-415
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• 2019

Basically the dynamics of the fixed-wing aircraft is based on the airspeed which is relative to the wind, but when it comes to the track guidance and control, ground speed is the factor to be considered. Especially in the case of low-speed fixed-wing unmanned aerial vehicles the difference between the airspeed and the ground speed is significant depending on wind conditions, so that the heading control and the course control have to be designed separately. This paper represents the course control method using the pre-designed heading control gains which meet the desired characteristics. Also, waypoint guidance and control algorithms are suggested applying this control method. Finally the robustness of the proposed method is confirmed by 6-DoF nonlinear simulation.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권6호
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• pp.559-565
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• 2017

무인항공기는 사람이 탑승하지 않고 미리 설계된 프로그램에 따라 동작하기 때문에 전자기 간섭 등의 외부 영향에 대해 높은 신뢰성을 요구한다. 하지만 소형 무인항공기는 무게 및 공간의 제약으로 인해 외부 영향에 대해 물리적으로 완벽한 저항성을 가지도록 만들기가 어렵다. 이러한 여건으로 인해 기존에 운용 중인 소형 무인항공기는 외부 영향으로 비행제어 컴퓨터가 재시작 될 경우 비행체가 추락하는 상황이 발생하기도 하였다. 따라서 본 논문에서는 소형 무인항공기 비행안전성 향상을 위한 비행제어컴퓨터 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 3개의 단계로 이루어져 있다. 첫 번째 단계는 항법장비를 교정하고 유효성을 검증하는 것이다. 두 번째 단계는 이륙단계에 교정데이터를 저장하는 것이다. 세 번째 단계는 비행제어컴퓨터 재시작 발생 시 현재 비행 상태를 판단하고, 비행 중일 경우에 교정데이터를 복구하는 것이다. 제안하는 알고리즘을 실제 소형 무인기에 적용하여 시험한 결과 비행제어컴퓨터가 재시작 되는 상황에도 안전하게 비행 유지가 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권9호
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• pp.1019-1025
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• 2014

최근 무인항공기(UAV : Unmanned Aerial Vehicle)에 대한 연구가 다양한 각도로 진행되어 군사용 비행체에 관한 연구에서 부터 민간용 비행체 및 일반 취미 활동용 비행체에 이르기까지 다양하게 연구가 진행되고 있다. 특히, 무인 소형 비행체에 대한 연구는 수직이착륙(VTOL : Vertical Take-Off and Landing)과 용이한 방향전환 및 정지비행(hovering)에 대하여 연구되고 있으며, 이러한 연구부분에 적합한 무인 소형 비행체가 쿼드로터(quardrotor)형 무인비행체를 중심으로 연구되고 있다. 이러한 무인 비행체에 대한 연구는 공기역학적 힘에 의해 부양되므로 복잡한 동역학 분석과정을 필요로 하고 있으며, 이러한 역학적 분석 및 실험적 모델을 바탕으로 제어기를 설계하고 있다. 본 논문에서는 일반적인 PID 제어기를 바탕으로 기본적인 자세제어를 구현한 후, 제어기 설계에 고려하지 못한 비선형적인 요소를 신경회로망(neural networks)의 강화학습(reinforcement learning) 알고리즘을 이용하여 일반적인 제어기 설계에 고려하지 못한 비선형적인 요소를 보완하여 보다 안정적인 쿼드로터의 자세제어 방안을 제시하고자 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.405-418
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• 2014

Fuel cells are suitable for a power plant of a unmanned aerial vehicle (UAV) as it is not only environmentally friendly and quiet but also more efficient than an internal combustion engine. A fuel cell hybrid UAV has better performance in endurance than a fuel cell only or battery only UAV. One of the key purposes of making fuel cell hybrid UAVs is having long endurance and now maximum 26 hours of flight is possible. Because optimal design and control methods for fuel cell hybrid UAVs are absolutely needed for their long endurance we have to check the methods. The aircraft made by using application-integrated design method has less BOP mass and better performances. The optimal design and control methods are generally based on computer simulations or Hardware-In-The-Loop simulations by using dynamic models for their design and control. The Hardware-In-The-Loop simulation (HILS) is to use a hardware device like a fuel cell stack as well as a simulation program and it allows for making optimally designed applications. This paper introduce efficient methods of design, control and evaluation for the fuel cell hybrid UAVs.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.440-446
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• 2019

우리나라는 1988년 부산에서 처음 소나무 재선충병이 발생하였으며, 산림청은 국내 소나무림의 보호 및 산림자원의 확보를 위해 2005년에 소나무 재선충병에 대한 특별법을 제정하였다. 현재 소나무 재선충병의 발생 빈도는 증가추세를 보이고 있으며, 발생지역 확대를 막기 위해 화학적 통제 및 물리적 통제 기술이 적용되고 있다. 소나무 재선충병의 방제를 위해서는 먼저 피해 상황을 파악하고 주변 환경 및 특성을 고려한 최적의 방제 계획 수립이 필요하며, 넓은 지역에 대한 모니터링 방안으로 최근 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)에 대한 관심이 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 UAV 기반 산림 모니터링 방법에 대한 경제성을 평가하고자 하였다. 기존 인력에 의한 모니터링 방법과 UAV를 적용한 방법의 효율성을 분석 한 결과, UAV 기반 산림 병해충 감시 방법은 기존 방법에 비해 약 50%의 비용 절감 효과가 있으며, 산림 조사의 누락 지역을 줄이는데도 도움이 될 것이며, 향후 추가적인 연구를 통해 UAV 기반의 산림 모니터링 방안의 검증이 이루어진다면 산림 조사 관련업무의 효율성이 크게 증가할 것이다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권1호
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• pp.56-62
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• 2021

본 논문은 고정익 유·무인기 협업을 모의하는 원격공중통제 시뮬레이터에 관하여 기술한다. 무인기의 급격한 기술개발을 통해 무인기의 임무 능력은 크게 성장하였다. 무인기의 역할은 단순 정찰 임무에서 부터 전자전, 근접 공중 지원, 유·무인 협업과 같은 복합 임무까지 수행할 수 있도록 발전하고 있다. 이에, 지상에서 이러한 복합 임무를 모의할 수 있는 환경에 대한 개발 요구가 커지고 있다. 원격공중통제 시뮬레이터는 고정익 유·무인기 협업 기술 개발을 위해 지상에서 유·무인 협업 임무모의 수행을 위하여 개발되었다. 최신의 유·무인 협업 연구 사례와 더불어 원격공중통제 시뮬레이터의 무인기 임무 수행 모의 환경 활용과 적용에 대하여 기술하고자한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.365-373
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• 2023

무인 항공기는 다양한 분야에서 널리 활용되고 있으며, 실시간 경로 재계획은 이들 기기의 안전성과 효율성을 향상하는 핵심 요소이다. 본 논문에서는 RRT*와 LOSPO를 기반으로 한 실시간 경로 재계획 기법을 제안한다. 제안된 기법은 먼저 RRT* 알고리즘을 활용하여 초기 경로를 생성하고, LOSPO를 이용하여 경로를 최적화한다. 또한 최적화된 경로를 궤적으로 변경하여 실제 시간과 항공기의 동적한계를 고려할 수 있다. 이 과정에서 환경 변화와 충돌 위험을 실시간으로 감지하고, 필요한 경우 경로를 재계획함으로써 안전한 운행을 유지한다. 이 방법은 시뮬레이션을 통한 실험을 통해 검증되었다. 본 논문의 결과는 무인 항공기의 실시간 경로 재계획에 관한 연구에 중요한 기여할 것으로 기대한다. 또한 이 기법을 다양한 상황에 적용함으로써 무인 항공기의 안전성과 효율성을 향상시킬 수 있다.