• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권2호
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• pp.829-842
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• 2018

Unmanned Aerial Vehicle (UAV) is diversely utilized in our lives such as daily hobbies, specialized video image taking and disaster prevention activities. New ways of UAV application have been explored recently such as UAV-based delivery. However, most UAV systems are being utilized in a passive form such as real-time video image monitoring, filmed image ground analysis and storage. For more proactive UAV utilization, there should be higher-performance UAV and large-capacity memory than those presently utilized. Against this backdrop, this study described the general matters on proactive software platform and high-performance UAV hardware for real-time target tracking; implemented research on its design and implementation, and described its implementation method. Moreover, in its established platform, this study measured and analyzed the core-specific CPU consumption.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제23권2_1호
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• pp.125-137
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• 2020

Tracking micro-sized insects is one of the challenges of protecting ecosystems and biodiversity. In this study, we propose an approach for the autonomous tracking of micro-sized flying insects, and develop an unmanned aerial vehicle (UAV)-based robotic system. The Kalman filter is applied to the received signal strength emitted from radio telemetry to estimate the position while reducing the measurement error and noise. The autonomous tracking strategy is a method in which the UAV rotates at one point to measure the signal strength and control its position in the strongest direction of the signal. We also design a system architecture comprising a tracking sensor system and a UAV system for micro-sized insects. The estimation and autonomous tracking of the target position by the proposed system are verified and evaluated through dynamic simulation. Therefore, in this study, we propose and validate a UAV-based tracking system for micro-sized flying insects, which has not been proposed in studies conducted thus far.

• 로봇학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.262-269
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• 2016

Flight of an autonomous unmanned aerial vehicle (UAV) generally consists of four steps; take-off, ascent, descent, and finally landing. Among them, autonomous landing is a challenging task due to high risks and reliability problem. In case the landing site where the UAV is supposed to land is moving or oscillating, the situation becomes more unpredictable and it is far more difficult than landing on a stationary site. For these reasons, the accurate and precise control is required for an autonomous landing system of a UAV on top of a moving vehicle which is rolling or oscillating while moving. In this paper, a vision-only based landing algorithm using dynamic gimbal control is proposed. The conventional camera systems which are applied to the previous studies are fixed as downward facing or forward facing. The main disadvantage of these system is a narrow field of view (FOV). By controlling the gimbal to track the target dynamically, this problem can be ameliorated. Furthermore, the system helps the UAV follow the target faster than using only a fixed camera. With the artificial tag on a landing pad, the relative position and orientation of the UAV are acquired, and those estimated poses are used for gimbal control and UAV control for safe and stable landing on a moving vehicle. The outdoor experimental results show that this vision-based algorithm performs fairly well and can be applied to real situations.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.43-50
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• 2006

UAV(Unmanned Air Vehicle) 시스템은 새로운 알고리즘과 소프트웨어 디자인에 바탕을 두고 빠르게 발전하고 있다. 빠르게 발전하는 현대의 UAV 시스템은 상황에 따른 효과적이고 지능적인 제어를 요구한다. 이에 본 논문에서는 UAV 시스템의 효과적이고 지능적인 제어를 위하여 이산사건 시스템인 조종사 모델과의 연동 모델링을 제안한다. 비행기 모델은 연속시간 시스템으로 표현되며, 자세한 표현력을 바탕으로 정량적이고 정확한 비행기 모델을 표현할 수 있다. 또한, 조종사 모델은 이산사건 시스템으로 표현되며, 각 사건과 시스템의 상태에 따른 정성적인 행동제어를 가능하게 한다. 본 연구는 한국항공대학교에서 개발한 이산사건 시뮬레이터인 DEJAVA(DEVS Java)와 연속시간시뮬레이터인 MATLAB 시뮬레이터 환경을 바탕으로 NASA에서 개발된 HL20 비행시뮬레이터와 지능제어시스템을 이용한 조종사 모델을 사용하여 구현되었다.

• 디지털융복합연구
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• 제15권8호
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• pp.195-202
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• 2017

Unmanned Aerial Vehicle (UAV)는 군사적 목적으로 주로 이용되었지만 ICT의 발전과 저렴해진 제작비용으로 인해 다양한 민간 서비스에서도 점차 이용되고 있다. UAV는 앞으로 스스로 임무를 수행하는 자율비행을 할 것이라 기대되고 있는데, 복잡한 임무를 수행하기 위해서는 군집 비행이 필수적이다. UAV 군집 비행은 기존 UAV 시스템과 네트워크 및 인프라 구조가 달라 국내외에서 많은 연구가 이루어지고 있지만, 아직 안전한 UAV 군집 비행을 위한 보안위협 및 보안요구사항에 대한 연구가 이루어지지 않고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 UAV 자율비행기술을 미 공군 연구소와 미국 육군 공병대를 기반으로 정의하고 UAV 군집비행기술 및 보안위협을 분류하였다. 그리고 각 UAV 군집비행기술의 보안위협에 따른 보안요구사항을 정의하여 비교 분석함으로써 향후 안전한 UAC 자율비행 기술 발전에 기여할 수 있도록 하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권3호
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• pp.15-22
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• 2019

본 논문에서는 무인항공기의 자율 비행을 위한 전역 및 지역 경로 비행 시스템을 제안한다. 전체적인 시스템은 ROS 로봇 운영체제를 기반으로 구축하였다. 무인항공기에 탑재된 임베디드 컴퓨터는 2-D Lidar를 이용하여 장애물을 검출하고, 실시간으로 VFH 기반의 지역 경로와 제안하는 Modified $RRT^*$-Smart 기반의 전역 경로를 생성한다. 또한, 무인항공기의 비행컨트롤러에 Mavros 통신 프로토콜을 이용하여 생성된 경로에 따른 이동 명령을 내린다. 지상국 컴퓨터는 장애물 정보를 수신하여 2-D SLAM 지도를 생성하고, 목적 지점을 임베디드 컴퓨터에 전달하며 무인항공기의 상태를 관장한다. 제안하는 무인항공기의 자율 비행 시스템을 3-D 공간 상의 시뮬레이터 및 실제 비행을 통해 검증하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.559-560
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• 2009

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권2호
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• pp.595-609
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• 2020

In this study, we propose a decentralized mathematical model for predictive control of a system of multi-autonomous unmanned aerial vehicles (UAVs), also known as drones. Being decentralized and autonomous implies that all members make their own decisions and fly depending on the dynamic information received from other unmanned aircraft in the area. We consider a variety of realistic characteristics, including time delay and communication locality. For this flocking flight, we do not possess control for central data processing or control over each UAV, as each UAV runs its collision avoidance algorithm by itself. The main contribution of this work is a mathematical model for stable group flight even in adverse weather conditions (e.g., heavy wind, rain, etc.) by adding Gaussian noise. Two of our proposed variance control algorithms are presented in this work. One is based on a simple biological imitation from statistical physical modeling, which mimics animal group behavior; the other is an algorithm for cooperatively tracking an object, which aligns the velocities of neighboring agents corresponding to each other. We demonstrate the stability of the control algorithm and its applicability in autonomous multi-drone systems using numerical simulations.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권11호
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• pp.1557-1565
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• 2016

인간이 개입하지 않는 UAV 시스템은 다양한 행동을 자율적으로 수행하여 임무를 달성해야하는 어려움이 있다. 그러나 인간이 개입하지 않는 환경에서의 실제 실험은 많은 위험과 비용이 발생한다. 따라서 실제 환경 실험에 앞서 시뮬레이션 실험을 통한 검증이 필요함은 자명하다. 본 논문에서는 에이전트 기반 자율 UAV의 실험을 위한 3차원 가상환경과 이산사건 시뮬레이션 환경 구축하고 연동한 시스템을 제안한다. 재난 상황에서의 UAV 3기를 이용한 구조임무 시뮬레이션을 통해 그 유효성을 검증 하였다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제4권2호
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• pp.57-65
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• 2015

Global Navigation Satellite System (GNSS) including Global Positioning System (GPS) is an important element for navigation of both the military and civil Unmanned Aerial Vehicle (UAV). Contrary to the military UAVs, the civil UAVs use the civil signals which are unencrypted, unauthenticated and predictable. Therefore if the civil signals are counterfeited, the civil UAV’s position can be manipulated and the appropriate movement of the civil UAV to the target point is not achieved. In this paper, spoofing on the autonomous navigation UAV is implemented through field experiments. Although the demanded conditions for appropriate spoofing attack exists, satisfying the conditions is restricted in real environments. So, the Way-point of the UAV is assumed to be known for experiments and assessments. Under the circumstances, GPS spoofing signal is generated based on the Software-based GNSS signal generator. The signal is emitted to the target UAV using the antenna of the spoofer and the effect of the signal is analyzed and evaluated. In conclusion, taking the UAV to the target point is hardly feasible. To implement the spoofing as expectation, the position and guidance system of the UAV has to be known. Additionally, the GPS receiver on the UAV could be checked whether it appropriately tracks the spoofing signal or not. However, the effect of the spoofing signal on the autonomous UAV has been verified and assessed through the experimental results. Spoofing signal affects the navigation system of the UAV so that the UAV goes off course or shows an abnormal operation.