• 제목/요약/키워드: multiple unmanned aerial vehicles

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무인 항공기 이착륙을 위한 베벨 기어 기반 수평 유지 스테이션의 개념 설계 (Conceptual Design of Bevel Gear-based Leveling Station for Take-off and Landing of Unmanned Aerial Vehicles)

  • 함제훈;박상현;정명수;김상호;이재열
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제25권4_2호
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    • pp.655-662
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    • 2022
  • Recently, with the increase in the use of UAV(unmanned aerial vehicles), research on horizontal maintenance stations that can take off and land in various environments has been actively conducted. These stations can safely land UAV through multiple DOF(degrees of freedom) or at least 2-DOF-based actuator actuation. Among them, many researchers are dealing with the multi-DOF stewart platform due to its high safety. However, the stewart platform requires high-precision control technology because it requires a lot of torque to actuate according to the load action. Therefore, in this paper, to solve the mentioned problem, a bevel gear-based 2-DOF horizontal maintenance station system is proposed. The proposed system is configured to prevent damage due to air resistance when maintaining ships and to install it in a small space. Also, in terms of system configuration, the bevel gear-based horizontal maintenance system has the main advantage of being able to take off and land UAVs of various sizes through the replacement of station pads. The driving of the system consists of a simple form that can control the motor by adjusting the rotation speed of the motor according to the sea waveform.

A three-dimensional two-hemisphere model for unmanned aerial vehicle multiple-input multiple-output channels

  • Zixu Su;Wei Chen;Changzhen Li;Junyi Yu;Guojiao Gong;Zixin Wang
    • ETRI Journal
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    • 제45권5호
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    • pp.768-780
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    • 2023
  • The application of unmanned aerial vehicles (UAVs) has recently attracted considerable interest in various areas. A three-dimensional multiple-input multiple-output concentric two-hemisphere model is proposed to characterize the scattering environment around a vehicle in an urban UAV-to-vehicle communication scenario. Multipath components of the model consisted of lineof-sight and single-bounced components. This study focused on the key parameters that determine the scatterer distribution. A time-variant process was used to analyze the nonstationarity of the proposed model. Vital statistical properties, such as the space-time-frequency correlation function, Doppler power spectral density, level-crossing rate, average fade duration, and channel capacity, were derived and analyzed. The results indicated that with an increase in the maximum scatter radius, the time correlation and level-crossing rate decreased, the frequency correlation function had a faster downward trend, and average fade duration increased. In addition, with the increase of concentration parameter, the time correlation, space correlation, and level-crossing rate increased, average fade duration decreased, and Doppler power spectral density became flatter. The proposed model was compared with current geometry-based stochastic models (GBSMs) and showed good consistency. In addition, we verified the nonstationarity in the temporal and spatial domains of the proposed model. These conclusions can be used as references in the design of more reasonable communication systems.

복수 무인항공기의 운용을 위한 지상통제 소프트웨어 개발 (Development of Ground Control Software for Operation of Multiple Unmanned Aerial Vehicles)

  • 신윤호;조상욱;조성범;김성환;유창경;최기영
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권6호
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    • pp.542-547
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    • 2012
  • 현재까지 대부분의 지상통제 소프트웨어는 단일 무인 항공기에 대한 자세, 위치, 상태의 수신 및 가시화와 항공기의 운용을 위한 조종 명령 및 임무 전송의 기능만 갖추고 있었다. 하지만 단일 무인기의 운용에서 다중 무인기의 운용으로 사용자의 요구가 확장됨에 따라 지상통제 소프트웨어도 다중 무인기의 운용을 위한 기능의 확장이 요구되고 있다. 본 연구에서는 다중 무인항공기의 운용을 위한 요구사항을 제시하고 이를 만족시키기 위한 지상통제 소프트웨어의 구조를 제안하였다. 우선, 제시된 상위 요구 성능을 분석하여 그에 따른 전체 구조를 정의하고, 이를 다시 세부 요구사항으로 설정하여 세부구조를 설계하였다. 마지막으로 PILS 환경에서 구성된 지상통제 소프트웨어의 기능을 검증하였다.

Semantic Segmentation of Heterogeneous Unmanned Aerial Vehicle Datasets Using Combined Segmentation Network

  • Ahram, Song
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권1호
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    • pp.87-97
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    • 2023
  • Unmanned aerial vehicles (UAVs) can capture high-resolution imagery from a variety of viewing angles and altitudes; they are generally limited to collecting images of small scenes from larger regions. To improve the utility of UAV-appropriated datasetsfor use with deep learning applications, multiple datasets created from variousregions under different conditions are needed. To demonstrate a powerful new method for integrating heterogeneous UAV datasets, this paper applies a combined segmentation network (CSN) to share UAVid and semantic drone dataset encoding blocks to learn their general features, whereas its decoding blocks are trained separately on each dataset. Experimental results show that our CSN improves the accuracy of specific classes (e.g., cars), which currently comprise a low ratio in both datasets. From this result, it is expected that the range of UAV dataset utilization will increase.

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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다중 무인 항공기 통신을 위한 빔 추적 기법 (Beam Tracking Technique for Communication with Multiple Unmanned Aircraft Vehicles(UAVs))

  • 맹승준;박해인;조용수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권11호
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    • pp.1539-1548
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    • 2016
  • 무인 항공기와 기지국간 통신시 커버리지 확장과 SNR 이득 확보를 위하여 기지국에서의 빔 형성 기법이 효과적이다. 무인 항공기가 이동하는 상황에서는 빔 이득을 유지하기 위하여 기지국에서 무인 항공기를 향한 주기적인 빔 추적이 필요하다. 또한 다수의 무인 항공기가 이동하는 경우에는 기지국에서 빔 추적을 하기 위하여 무인 항공기에서 서로 다른 프리앰블의 전송이 필요하다. 본 논문에서는 이상적인 상호 상관 특성을 갖고 있는 Hadamard 시퀀스를 기반으로 GMSK 통신시스템에서 다수의 무인 항공기를 향한 빔 추적을 위하여 프리앰블 시퀀스 설계 기법을 제안한다. Hadamard 시퀀스를 입력으로 하는 GMSK 통신시스템에서 수신신호의 특성을 분석한 이후에 다수의 무인 항공기와 통신하는 GMSK 시스템에 적합한 프리앰블 시퀀스를 제안한다.

무인기 자율 임무관리 소프트웨어 설계 및 검증 기법 (Autonomous Mission Management Software Design and Verification Technique for Unmanned Aerial Vehicles)

  • 장우혁;이승규;김윤근;오태근
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권6호
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    • pp.505-513
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    • 2021
  • 본 논문에서는 비행 중 비행체 내·외부에서 발생하는 동적상황 변화에 대해 대응 우선순위에 따라 무인기가 자율적으로 대처할 수 있는 무인기 자율 임무관리 소프트웨어의 설계 및 검증 기법을 제안한다. 제안된 무인기 자율 임무관리 소프트웨어는 다중 스레드 기반의 동시 수행 가능한 모듈화 구조로 하위 소프트웨어들을 설계하였으며, 이를 검증하기 위해 1) 모든 동적상황 변화에 대한 스레드들 간의 요청/응답 메시지를 확인하는 소프트웨어 통합 기법과 2) 소프트웨어 통합검증환경을 활용하여 소프트웨어의 기능 검증을 수행하는 통합시험 및 3) 정량적 성능 검증을 수행하는 성능시험 기법을 제시한다. 특히, 통합시험과 성능시험을 수행하기 위해 소프트웨어 통합검증환경을 제작하여 활용한다.

다수의 위협과 복수의 목적지가 존재하는 임무에서 복수 무인기의 생존율 극대화를 위한 최적 경로 계획 및 분석 (Optimal path planning and analysis for the maximization of multi UAVs survivability for missions involving multiple threats and locations)

  • 정성식;장대성;박현진;성태현;안재명
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권6호
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    • pp.488-496
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    • 2015
  • 본 연구에서는 각각 다른 목적지에서 다수의 임무를 수행해야하는 복수 무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle, UAVs)의 경로를 결정할 때, 무인항공기의 생존가능성을 고려하여 경로를 결정하는 프레임워크를 제안하였다. 본 라우팅 문제는 무인항공기 안전과 임무 완료시간 간의 trade-off 를 나타내는 비용 매트릭스를 이용한 차량경로문제(Vehicle Routing Problem, VRP)로 정의할 수 있다. 특정위치에서 무인항공기의 위험 레벨은 감지될 확률과 격추될 확률을 고려하여 모델링 하였고, 위협 레벨과 비행거리를 고려한 두 지역간의 최소비용경로는 육각형격자(Hexagonal cells)에서 Dijkstra 알고리듬을 사용하여 결정하였다. 또한, 지속적으로 다수의 적을 감시 정찰하는 임무를 수행하는 복수 무인항공기의 최적경로를 결정하는 case study를 수행하였으며, 그 결과를 논의하였다.

소형 무인기 통제를 위한 다자간 방식 관제시스템 구축방안-설계 중심으로 (Implementation of Multilateral Control System for Small UAV Control-Focused on Design)

  • 최현택;김석관;류갑상
    • 스마트미디어저널
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    • 제6권4호
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    • pp.65-71
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    • 2017
  • 본 논문은 국내 전 지역에서 동시에 비행 중인 다수의 소형 무인기 위치정보를 신속하고 안정적으로 수집하기 위해서, LTE 기반의 소형 무인기 관제시스템을 구축을 위한 설계 방안을 제시하였다. 특히, 다수의 소형 무인기 운용기관이나 감독기관에서 비행 중인 전체 소형 무인기의 위치를 동시 모니터링 할 수 있도록, 주요 요구사항을 네트워크(N/W), 하드웨어(H/W), 소프트웨어(S/W), 데이터베이스(DB), 개발 아키텍처, 비즈니스 니즈로 나누어 도출하였다. 이러한 요구사항을 충족시키기 위해, 소형무인기 실시간 위치추적 시스템의 설계 요건 측면에서 N/W, H/W, S/W, DB설계, 아키텍처 설계 방안을 제시하였다. 시스템 설계 시 소형 무인기 다자간 관제하기 효과적으로 하기 위해 단위 시스템의 기능과 역할에 따라 Front-end Service 영역과 Back-end Service 영역으로 나누어 아키텍처를 설계하였다. 소형 무인기의 위치와 상태를 파악하고 제어하는 Front-end Service 영역은 Client PC 방식을 적용함으로써, TCP/IP 네트워크를 통해서 N개 까지 확장이 가능한 설계 부분에 대해 연구하였다.

무인이동체 및 지상국 컴퓨터 간의 시간 정보 동기화를 위한 시스템 연구 (A Study on System for Synchronization of Multiple UAVs and Ground Control System)

  • 이원석;이운상;송형규
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.11-16
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    • 2020
  • In this paper, system that includes multiple unmanned aerial vehicles (UAVs) are considered. The vehicles are equipped with a mission computer for a specific mission and equipment. The mission equipment operates based on the time of mission computer. Also, data collected by flight computer and mission computer is saved with the time of each operating system. Generally, time offset between multiple computers always exists, though the computers are connected to the Internet. When the data collected by multiple computers is combined, the time offset causes damage on reliability of the combined data. Computers that connected to the Internet are synchronized by network time protocol (NTP). This paper proposes a system that the time of multiple mission computers are synchronized by the same NTP server to minimize the time offset. In the results of the measurement, the system time offset of multiple mission computer is maintained within 10ms from the system time of the server computer.