• 한국항공우주학회지
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• 제50권5호
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• pp.349-357
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• 2022

무인항공기의 비행조종컴퓨터는 비행 안전에 필수적인 장비로써 개발 단계에서부터 신뢰성과 안전성의 확보가 필수적이며, 고장 발생 시에도 정상적으로 기능을 수행할 수 있는 다중화 기반의 고장관리 설계가 요구된다. 무인기의 경우에는 비용, 무게, 전력소모 등을 감소하기 위하여 비행조종시스템의 이중화 설계를 고려하지만, 고장관리를 위한 고장 검출 및 분리 설계에 많은 제약이 있다. 본 논문에서는 무인기용 이중화 비행조종컴퓨터의 신뢰성을 향상시키기 위한 고장 검출 및 고장 분리를 위한 고장관리 설계 방안을 제안한다. 그리고 고장관리 설계를 적용해 개발한 비행조종컴퓨터는 통합시험환경에서 기능 시험을 수행하고 HILS 환경에서 고장 영향성 확인 시험을 수행한 후 무인기에 탑재하여 비행시험을 통해 그 신뢰성을 검증하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.125-133
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• 2016

In this paper, we propose a real-time fault monitoring and dual system design of the countdown time-generating system, which is the main component of the mission control system. The countdown time-generating system produces a countdown signal that is distributed to mission control system devices. The stability of the countdown signal is essential for the main launch-related devices because they perform reserved functions based on the countdown time information received from the countdown time-generating system. Therefore, a reliable and fault-tolerant design is required for the countdown time-generating system. To ensure system reliability, component devices should be redundant and faults should be monitored in real time to manage the device changeover from Active mode to Standby mode upon fault detection. In addition, designing different methods for mode changeover based on fault classification is necessary for appropriate changeover. This study presents a real-time fault monitoring and changeover system, which is based on the dual system design of countdown time-generating devices, as well as experiment on real-time fault monitoring and changeover based on fault inputs.

• 문화기술의 융합
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• 제6권1호
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• pp.425-431
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• 2020

소형무인기(SUAV: small unmanned aerial vehicle) 시장은 기술발전과 함께 다양한 분야에서의 활용이 가능해짐에 따라 급격한 성장세를 보이고 있다. 그러나 소형무인기가 급증하면서 고장, 충돌 및 추락사고 또한 해마다 증가하고 있으며, 이러한 사고를 줄이고 안전성 확보를 위한 기술개발이 활발히 연구되고 있다. 특히 비행 중에 예기치 못한 고장이 발생할 경우 이에 대응키 위한 고장 감내(fault tolerance) 시스템의 적용은 필수적이다. 미 국방부에서 발표한 무인기의 사고원인을 분석한 자료에 의하면 비행제어장치의 오류로 인하여 발생하는 사고가 전체 사고 원인 중에 두 번째로 약 28%의 큰 비중을 차지하고 있다. 본 연구에서는 비행제어장치 고장 감내를 위한 비행제어장치 시스템의 이중구조 설계에 대한 제안을 기술하고 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권3호
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• pp.256-265
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• 2016

소프트웨어 기반의 고장허용이란 장비의 일부분에 소프트웨어 고장이 발생하더라도 허용할 수 있도록 장비를 설계하는 것을 의미힌다. 고장허용을 위한 설계 방법은 크게 하드웨어 기반 고장허용 설계 방법과 소프트웨어 기반 고장허용 설계 방법이 있으며, 시스템의 특징에 따라 적절한 방법의 고장허용 설계 방법 선택이 필요하다. 본 논문에서는 하드웨어적으로 이중화로 구성된 비행조종컴퓨터의 소프트웨어 기반 고장허용 설계 기법에 대하여 기술하였다. 소프트웨어 기반의 고장허용 설계를 위하여 소프트웨어 고장을 분류하고, 고장에 대한 검출 방법을 설계한 후, 고장발생시 복구 방법을 설계하였다. 설계된 방법의 유효성을 확인하기 위하여 전용 소프트웨어 시험 환경을 통해 설계된 소프트웨어 기반 고장허용 설계의 타당성을 검증하였다.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제9권1호
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• pp.29-34
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• 2017

Over the past several decades, embedded system and flight control computer technologies have been evolved to meet the diverse needs of the mobile device market. Current embedded systems are at the heart of technologies that can take advantage of small-sized specialized hardware while still providing high-efficiency performance at low cost. One of these key technologies is multiple memory banks. For example, a dual memory bank can provide two times more memory bandwidth in the same memory space. This benefit take lower cost to provide the same bandwidth. However, there is still few software technologies to support the efficient use of multiple memory banks. In this study, we present a technique to efficiently exploit multiple memory banks by software support. Specifically, our technique use an interference graph to optimally allocate data to different memory banks by an optimizing compiler. As a result, the execution time can be improved upto 7% with the proposed technique.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2019년도 제59차 동계학술대회논문집 27권1호
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• pp.381-382
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• 2019

본논문에서는 산업용 드론개발을 위한 안정성 향상에 대하여 연구하였다. 기존의 비행체의 경우 고신뢰도 대용량의 제어시스템을 이용하여 비행제어시스템을 구성하지만 무인 비행체는 소형 내장형시스템을 이용한다. 본 연구에서는 소형 무인 비행체에서 사용하는 소형 내장형 비행제어시스템에서 안정성을 개선하기 위한 방법으로 비행제어신호와 모터의 제어신호를 측정하여 안정상태와 이상상태를 구별한다. 제안한 방법은 기존의 비행제어시스템을 수정하지 않고 비행제어시스템의 감시가 가능 할 것으로 예상한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.273-279
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• 2021

무인항공기에 적용되는 비행제어컴퓨터는 safety-critical 구성품으로, 내결함성을 확보함으로써 운용의 신뢰성을 높이기 위해 다중화 구조로 설계되고 있다. 이러한 다중화 구조가 적용된 비행제어컴퓨터는 각각의 독립적인 연산/제어 장치가 동일한 시점에 동일한 작업을 수행할 수 있도록 설계되어야 하며, 이를 위해 각 연산/제어 장치 간의 작업 동기화를 위한 동기화 알고리즘이 포함되어야 한다. 본 논문에서는 무인기에 적용되는 이중화 비행제어컴퓨터간의 동기화를 위한 소프트웨어 설계 방법을 제안한다. 제안하는 동기화 방법은 고장률 감소를 위해 최소의 하드웨어 리소스만을 사용하여 동기화할 수 있도록 설계하였고, 동기화에 사용되는 하드웨어 타이머의 동작 방식을 고려하여 설계함으로써 타이머 동작에 따른 동기화 오차를 최소화 할 수 있도록 설계하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.571-577
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• 2012

본 논문에서는 소형 무인항공기에 대한 비행제어 시스템을 동적 보상기를 이용하여 설계하였다. 제안된 제어 시스템은 정상상태 오차를 줄이면서 과도응답 특성을 개선하여 고도 변화 및 목표점 통과 명령에 대해 비행 안정성을 확보하고자 하였다. 제안된 비행 제어기는 내부 루프와 외부 루프의 이중 구조로 구성되며, 내부 루프는 PD 제어기를 사용하여 과도응답을 개선하도록 하며 외부 루프는 동적 보상기를 사용하여 과도 응답 및 정상 상태 오차를 개선하도록 하였다. 고도 추종 및 목표점을 통과하도록 하는 비행실험을 통하여 제안된 기법의 성능을 평가하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.227-229
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• 2016

무인 항공기는 공중을 비행한다는 특성에 따라 추락할 경우 항공기뿐만 아니라 인명 및 재산피해를 동반할 가능성이 발생한다는 점에서 어떠한 환경에서도 정확한 제어가 가능한 하드웨어의 높은 신뢰성이 요구된다. 현재 무인 항공기 제어의 핵심은 비행 간 여러 외부 환경 변화 속에서도 기체의 중심을 잡아 불안정한 비행 및 추락을 방지하는 것이다. 본 연구는 무인항공기의 안정적인 비행을 돕는 하나의 관성 측정 장치를 이용한 기체의 중심을 잡는 기존 방식을 보완하여, 한 방향으로 장착되는 관성 측정장치를 역방향으로 장착하여, 두 개의 관성 측정 장치의 무인 항공기 기체가 가지는 가속도 3축, 자이로 3축에 대한 총 여섯 가지 센서 값을 이중으로 처리하는 시스템을 설계하여 무인 항공기의 주추락 원인 중 하나인 관성 측정 장치의 고장이나 전달되는 값의 오류로 인한 추락을 미연에 방지한다.