• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.233-240
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• 2016

This paper describes a three-dimensional reference trajectory generation method for giving commands to an unmanned air vehicle (UAV). The trajectory is a set of consecutive curves with constant acceleration during each interval and passing through via-points at specified times or speeds. The functional inputs are three-dimensional positions and times (or speeds) at via-points, and velocities at both boundaries. Its output is the time series of position values satisfying the piecewise constant acceleration condition. To be specific, the shape of the trajectory, known as the path, is first represented by splines using third degree polynomials. A numeric algorithm is then suggested, which can overcome the demerits of cubic spline method and promptly generate a piecewise constant acceleration trajectory from the given path. To show the effectiveness of the present scheme, trajectory generation cases were treated, and their speed calculation errors were evaluated.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제26권6_3호
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• pp.1325-1332
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• 2023

Recently, much research is being conducted based on point cloud data for the growth of innovations such as construction automation in the transportation field and virtual national space. This data is often measured through remote control in terrain that is difficult for humans to access using devices such as UAVs and UGVs. Drones, one of the UAVs, are mainly used to acquire point cloud data, but photogrammetry using a vision camera, which takes a lot of time to create a point cloud map, is difficult to apply in construction sites where the terrain changes periodically and surveying is difficult. In this paper, we developed a point cloud mapping system by adopting non-repetitive scanning LiDAR and attempted to confirm improvements through field application. For accuracy analysis, a point cloud map was created through a 2 minute 40 second flight and about 30 seconds of software post-processing on a terrain measuring 144.5 × 138.8 m. As a result of comparing the actual measured distance for structures with an average of 4 m, an average error of 4.3 cm was recorded, confirming that the performance was within the error range applicable to the field.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2024년도 제69차 동계학술대회논문집 32권1호
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• pp.269-270
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• 2024

최근 드론 산업의 규모가 커지면서 드론을 다양한 분야에 활용하려는 노력이 커지고 있다. 대규모 환경 모니터링, 재난 관리 등에 사용되기 위해서는 장시간 연속 비행이 필요하지만 드론의 배터리 용량 문제로 인해 사람이 직접 배터리를 교체해 주지 않으면 장시간 비행이 어렵다. 본 논문은 드론이 배터리 충전을 위해 자율적으로 착륙해 충전 후 이륙하는 가로등을 활용한 자율 충전 스테이션'을 제안한다. 단순한 무선 충전이 아닌 드론이 자율 비행을 통해 스테이션에 착륙하고 스테이션의 초음파 센서를 통해 착륙이 감지되면 스테이션의 송신부에서 전력을 공급해 드론의 무선 충전이 가능하다. 또한 스테이션의 구조를 원뿔형으로 만들어 드론이 스테이션의 중앙에 정확히 안착되도록 하였다. 자율 드론 충전 스테이션을 통해 배터리 용량 문제를 새로운 방식으로 해결할 수 있고, 업무에 필요한 인력을 최소화함으로서 드론 관제, 환경 모니터링 등 드론을 활용하는 다양한 분야에 도움을 줄 수 있을 것이다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.9-16
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• 2017

Li-Po 에너지 밀도의 기술적 진보의 한계로 회전익 무인항공기의 비행시간은 제한적이기 때문에, 연구원들은 회전익 무인항공기의 완전한 자율 임무 수행을 위하여 우회 해결책을 찾고 있다. 몇 가지 후보 해결책들 중, 자동 무선 충전이 가장 가능성 있고 현실적인 후보이며, 본 논문에서는 자동 무선 충전의 주요 기술인 자동 착륙 전략에 초점을 맞추고 있다. MATLAB/Simulink를 기반으로 Li-Po 배터리팩 시뮬레이터를 포함한 회전익 무인항공기 비행 시뮬레이터를 개발하였으며, 이를 통해 비행 상태 및 배터리팩 상태를 분석하였다. 이륙할 때 1,647 W의 최대 모터 출력이 발생하였고, 이때 셀 전압은 최소 3.39 V까지 감소하였다. 이는 22 Ah를 지니고 12S1P로 연결된 2개의 배터리팩이 자동 착륙 임무수행에 적합하다는 것을 나타낸다.

• 융합보안논문지
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• 제18권2호
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• pp.133-139
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• 2018

5대 게임 체인저는 적의 비대칭 위협에 대응해 전시 국민 피해를 최소화하고 최단시간 내 전쟁을 승리로 이끄는 지상작전 수행개념이다. 이 중에서 드론봇(드론+로봇) 운용을 위한 네트워크 구성방안 연구는 육군이 창설하는 여러 개의 드론봇 전투단을 ICT를 통해 유기적으로 연결해 통합 C4I체계를 갖춤으로써 통합작전을 수행하는 핵심이 되는 연구이다. 본 연구에서 제시하는 드론봇의 한 형태인 화생방 정찰 드론의 군집비행 운용은 차량 및 인간을 대신하여 화생방 물질 탐지와 신속한 상황공유를 가능하게 한다. 그럼에도 불구하고 화생방 정찰드론의 군집비행에 대한 연구와 그에 대한 사이버전자전의 취약점에 대한 연구는 아직 부족한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 화생방 정찰 드론을 군집비행 운용 시 취약점과 대응방안을 제시하여 미래전 연구의 토대를 마련하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권12호
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• pp.971-980
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• 2021

최근 드론 기술의 대중화와 함께 저비용의 소형 무인기를 다수 또는 군집으로 운용함으로써 상당한 군사적 효용성을 얻을 수 있음이 알려지면서, 군집무인체계의 전장 활용을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 국방과학연구소에서는 이와 관련한 주요기술로 군집제어, 군집통신, 군집정보, 군집협업 기술을 식별하였으며, 1단계로써 대상 무인체를 운용하는 데 필요한 군집제어와 군집통신 기술에 대한 연구를 수행하였다. 본 논문에서는 소형 고정익 무인기 기반의 군집무인기시스템을 설계 및 제작하고, 군집제어 및 군집통신 기술을 비행시험으로 검증한 과정을 소개한다. 최종비행시험에서 무인기 19대가 군집비행을 수행함으로써 국내 최초로 군사적으로 활용도가 높은 고정익 무인기 약 20대 규모의 군집 비행시험에 성공하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권1호
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• pp.29-36
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• 2024

최근 도심항공모빌리티(Urban Air Moility, UAM)의 개념이 미래항공모빌리티(Advanced Air Mobility, AAM)으로 확장되면서 틸트로터형 수직 이착륙기에 관한 연구개발이 활발하다. 틸트로터의 경우 수직비행과 수평비행 사이에 천이비행을 하게 되는데 천이비행 구간의 비행 안정성을 확보하기 위해 블레이드 피치각 제어시스템을 활용할 수 있다. 또한 개별 블레이드 제어(Individual Blade Control, IBC)를 통하여 천이비행 구간 동안 발생하는 소음 및 진동을 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 전기-기계식 구동기 기반 블레이드 피치각 제어시스템의 개별 블레이드 제어를 위한 외란 관측기와 시간 지연제어기를 설계하고 수치 시뮬레이션을 통해 설계한 제어기들의 성능을 비교분석한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권11호
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• pp.1574-1579
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• 2016

본 논문은 무인항공기 비행시간 향상을 위해 RF 무선 전력 획득 기술을 이용한 self-powered 센서 노드 회로에 관해 설계 연구하였다. 제안하는 센서 노드는 두 가지 경우가 만족하였을 때 동작한다. 마스터 노드의 입력 RF ID와 센서 노드의 ID가 같을 경우와 RF 무선 전력 획득 시스템이 히스테리시스 스위치에 의해 동작될 때다. 마스터 노드의 출력은 263 MHz에서 26 dBm을 사용하였다. RF 전력을 DC 전력으로 변환하는 최대 효율은 마스터 노드에서 2미터 떨어진 지점(4-6 dBm)에서 55 %이다. 최대 RF 무선 전력 획득 범위는 마스터 노드와 센서 노드의 거리가 약 13 m 이다. 센서 노드의 MCU 및 수신기와 온도 센서와 같은 부하의 소비 전력은 10 msec 동안 5.0 V에서 평균 15 mA이다.

• 한국경영과학회지
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• 제41권3호
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• pp.75-96
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• 2016

This paper investigates the usefulness of drones in an urban delivery system. We define the vehicle and drone routing problem with time window (VDRPTW) and present a model that can describe a dual mode delivery system consisting of drones and vehicles in the metropolitan area. Drones are relatively free from traffic congestion but have limited flight range and capacity. Vehicles are not free from traffic congestion, and the complexity of urban road network reduces the efficiency of vehicles. Using drones and vehicles together can reduce inefficiency of the urban delivery system because of their complementary cooperation. In this paper, we assume that drones operate in a point-to-point manner between the depot and customers, and that customers in the need of fast delivery are willing to pay additional charges. For the experiment datasets, we use instances of Solomon (1987), which are well known in the Vehicle Routing Problem society. Moreover, to mirror the urban logistics demand trend, customers who want fast delivery are added to the Solomon's instances. We propose a hybrid evolutionary algorithm for solving VDRPTW. The experiment results provide different useful insights according to the geographical distributions of customers. In the instances where customers are randomly located and in instances where some customers are randomly located while others form some clusters, the dual mode delivery system displays lower total cost and higher customer satisfaction. In instances with clustered customers, the dual mode delivery system exhibits narrow competition for the total cost with the delivery system that uses only vehicles. In this case, using drones and vehicles together can reduce the level of dissatisfaction of customers who take their cargo over the time-window. From the view point of strategic flexibility, the dual mode delivery system appears to be more interesting. In meeting the objective of maximizing customer satisfaction, the use of drones and vehicles incurs less cost and requires fewer resources.

• 한국항행학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.551-556
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• 2018

과거에 비해 최근에는 항공기 비행 및 기상정보측정을 위하여 드론을 많이 활용하고 있다. 관련 응용분야로는 저고도 대기자료 측정, 대기미세먼지측정, 대기 오염측정 등이 있다. 그러나 대기자료 측정센서의 장착위치는 드론비행체의 구조적 특징 때문에 프로펠러 유동의 영향, 전자파 영향, 드론의 무게중심의 변화를 고려하여 장착하여야 한다. 이중에서 프로펠러에 의한 기체 상부의 공기유동은 센서의 풍속 및 풍향에 영향을 미치므로 최적 위치를 분석하여 선정해야 한다. 본 연구는 대기자료 측정센서의 적정 높이 선정에 대한 연구로, 유동 해석을 통하여 유동특성을 파악하고 실험 데이터를 비교 분석하여 적정 센서 장착 높이를 제시한다.