소형 무인기 통제를 위한 다자간 방식 관제시스템 구축방안-설계 중심으로

최현택((Hyun-Taek Choi),김석관(Seok-Kwan Kim),류갑상(Gab-Sang Ryu) 한국스마트미디어학회 2017 스마트미디어저널 Vol.6 No.4

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), 소프트 웨어(S/W), 데이터베이스(DB), 개발 아키텍처, 비즈니스 니즈로 나누어 도출하였다. 이러한 요구사항을 충족시키기 위해, 소형 무인기 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 연구하 였다. In this paper, we propose a design method for the construction of LTE-based small unmanned aerial vehicle control system to quickly and reliably collect multiple small unmanned aerial vehicle position information simultaneously flying all over the country. In particular, the main requirements are the network (N/W), hardware (H/ W), software(SW), Database(DB), development architecture, and business needs. To satisfy these requirements, N/W, H/W, SW, DB design, and architectural design plan were suggested regarding the design requirements of a small UAV system. To effectively control the small unmanned multi-party system in the system design, the architecture is divided into the front-end service area and the back-end service area according to the function and role of the unit system. In the front-end service area that grasps and controls the position and state of small unmanned aerial vehicles (UAVs), we have studied the design part that can be expanded to N through TCP/IP network by applying Client PC method.

소형 무인기 통제를 위한 다자간 방식 관제시스템 구축방안-설계 중심으로

최현택,김석관,류갑상 (사)한국스마트미디어학회 2017 스마트미디어저널 Vol.6 No.4

In this paper, we propose a design method for the construction of LTE-based small unmanned aerial vehicle control system to quickly and reliably collect multiple small unmanned aerial vehicle position information simultaneously flying all over the country. In particular, the main requirements are the network (N/W), hardware (H/ W), software(SW), Database(DB), development architecture, and business needs. To satisfy these requirements, N/W, H/W, SW, DB design, and architectural design plan were suggested regarding the design requirements of a small UAV system. To effectively control the small unmanned multi-party system in the system design, the architecture is divided into the front-end service area and the back-end service area according to the function and role of the unit system. In the front-end service area that grasps and controls the position and state of small unmanned aerial vehicles (UAVs), we have studied the design part that can be expanded to N through TCP/IP network by applying Client PC method. 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 감독기관에서비행 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. 시스템설계 시 소형 무인기 다자간 관제하기 효과적으로 하기 위해 단위 시스템의 기능과 역할에 따라 Front-end Service 영역과Back-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.

무인기 상업화를 위한 규정 개정에 관한 연구

오경륜(Oh, Kyung-ryoon),홍승범(Hong, Seung-Bum),정기훈(Chung, Ki-hoon),안오성(Ahn, Oh-Sung) 한국항공우주연구원 2016 항공우주산업기술동향 Vol.14 No.2

아마존이 소형무인기를 이용한 택배시스템 계획을 발표한 이후, DJI사의 소형무인기가 소비자 시장에서 각광을 받기 시작한 이후, 무인기 법 규정 정비, 무인기 특구 지정 등 무인기의 상업적 활용을 위한 준비가 전 세계 각 국가에서 진행되고 있다. 국내에서도 무인기의 상업적 활용 확대를 위해 관련 법 규정의 정비가 지속적으로 진행 중에 있으며, 특구지정, 시범사업 등이 추진 중에 있다. 상업적 무인기 활용을 위해서는 기술개발과 사회적 수용, 관련 제도정비 등이 필요하나, 본 논문에서는 초기 무인기 상업화를 선도할 공공분야세서 무인기의 상업적 활용에 필요한 법 규정 개정부분에 대해 살펴보기로 한다. After announcing the Amazon`s plans of door-to-door delivery system using small drones and getting spotlight of DJi`s small drone in the consumer market, For commercial UAV utilization, UAV special zone activities are going on in in each national. In Korea, to expanding the commercial use of UAVs related regulation amendments and pilot project are constantly in progress. Even though technology development and social acceptance are required for commercial UAV, this paper presents the proposed new regulation for commercial use of UAVs in the public sector.

시뮬레이션 궤적추적 기능을 가진 소형 무인항공기를 이용한 ACMI 시험 시스템

김정성,조성범,최기영 한국항공우주학회 2015 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2015 No.4

본 논문에서는 소형 무인항공기를 이용한 ACMI(Air Combat Maneuvering Instrumentation) 모의 기법에 대해 기술하고 궤적추종 시뮬레이션을 구성하였다. 실제 항공기와 소형 무인기의 비행 특성은 서로 다르다. 따라서 소형 무인기를 이용하여 ACMI시험을 수행하기 위해서는 소형 무인기의 비행데이터를 실기와 유사한 형태의 데이터로 변환해야 한다. 이를 위해 소형 무인기의 기동에 제한을 두고 실기와 소형 무인기의 비행속도의 비(Speed Scale Factor, SSF)를 이용하여 실제 항공기의 기동영역과 유사한 비행데이터를 생성한다. 또한 거리오차가 증가하는 오픈루프 형태의 시뮬레이션을 개선하기 위해 소형 무인항공기가 실기의 궤적을 추종하여 궤적 오차를 줄이는 방법을 제안하였다. In this paper address ACMI simulation system using Small UAV and perform trajectory Simulation. Flight characteristics of actual aircraft and small UAV are different from each other. Thus, small UAV flight data is to be modified for ACMI simulation system, similarly to the actual aircraft. Set maneuvering limit of small UAV and using ratio of flight speed, converts the data and generates data similarly to the flight data of actual aircraft maneuvering. Also, proposed that small UAV reduce the trajectory error to follow the actual aircraft trajectory for improve simulation of open-loop form of the trajectory error increases.

SWOT 분석을 통한 북한 소형무인기 위협에 대한 대응 전략

장상국 한국방위산업학회 2023 韓國防衛産業學會誌 Vol.30 No.2

The purpose of this study is to present a response strategy to North Korea’s small unmanned aerial vehicle threat. Recently, attacks by drones in terrorism or war using commercial drones are increasing day by day, and there are two cases in which North Korea has infiltrated drones. North Korea’s small unmanned aerial vehicle response strategy was presented through a SWOT analysis. While the strength of the military is the establishment of the drone operations command and active public-private-led research on anti-drone technology, the weakness is that the system for responding to small drones in North Korea is insufficient. The opportunity factor of the external environment is that developed countries are strengthening the response capability of small unmanned aerial vehicles, and the threat factor is that the use of commercial drones in terrorism and war is rapidly increasing. The response strategy is to expand the role of the drone operation command, develop a response system that combines domestic anti-drone technology with advanced science and technology, require periodic joint air defense training using existing forces, and prevent illegal drone flights, laws and regulations need to be overhauled. Follow-up research on artificial intelligence and energy weapons that can be applied to the anti-drone system also requires attention. 본 연구 목적은 북한의 소형무인기 위협에 대한 대응전략을 제시하는 것이다. 최근 상용드론을 이용한 테러나 전쟁에서 드론의 공격은 날로 증가하고 있고, 북한도 두 차례 드론을 침투한 사례가 있다. 북한의 소형무인기 대응 전략을 SWOT 분석으로 제시하였다. 군의 장점은 드론작전사령부를 창설하고, 민관주도의 안티드론 기술 연구가 활발했지만, 단점은 북한의 소형무인기에 대한 대응체계가 미흡하다. 기회요인은 선진국들이 소형무인기의 대응 역량을 강화하고 있으며, 위협요인은 상용드론을 활용한 테러 및 전쟁에서 그 활용도가 급격하게 증가하고 있다. 대응 전략은 드론작전사령부의 역할을 확대하고, 국내안티드론 기술과 첨단과학기술을 융합한 대응체계를 개발하며, 현존전력을 활용한 주기적인 합동방공훈련이 요구되며, 불법드론 비행을 예방할 수 있도록 법과 규정을 정비해야 한다. 안티드론 체계에 접목할 수 있는 인공지능, 에너지무기 등에 대한후속 연구도 관심이 요구된다.

레이저포인터와 단일카메라를 이용한 거리측정 시스템

전영산(Yeongsan Jeon),박정근(Jungkeun Park),강태삼(Taesam Kang),이정욱(Jeong-Oog Lee) 한국항공우주학회 2013 韓國航空宇宙學會誌 Vol.41 No.5

최근에 소형무인기(small UAV)에 대한 관심이 증대되고 있는데, 이는 소형무인기가 비용대비 효율적이고 사람의 접근이 어려운 재난 환경 등에 적합하기 때문이다. 이러한 소형무인기에서 거리측정을 통한 매핑(mapping)은 필수적인 기술이다. 기존의 무인시스템 연구에서 거리 측정 센서는 주로 레이저 센서와 스테레오 비전 센서를 많이 사용하였다. 레이저 센서는 정확도와 신뢰성이 우수하지만 대부분 고가의 장비이고 스테레오 비전 센서는 구현이 용이하지만 무게 측면에서 소형무인기에 탑재하여 사용하기에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 레이저 포인터와 단일 카메라를 사용하여 저가의 거리측정기를 구성하는 방안을 소개한다. 제안한 시스템을 이용하여 거리를 측정하고 이로부터 맵을 구성하는 실험을 수행하였고 실제 데이터와 비교 분석하여 시스템의 신뢰성을 검증하였다. Recently, many unmanned aerial vehicle (UAV) studies have focused on small UAVs, because they are cost effective and suitable in dangerous indoor environments where human entry is limited. Map building through distance measurement is a key technology for the autonomous flight of small UAVs. In many researches for unmanned systems, distance could be measured by using laser range finders or stereo vision sensors. Even though a laser range finder provides accurate distance measurements, it has a disadvantage of high cost. Calculating the distance using a stereo vision sensor is straightforward. However, the sensor is large and heavy, which is not suitable for small UAVs with limited payload. This paper suggests a low-cost distance measurement system using a laser pointer and a monocular vision sensor. A method to measure distance using the suggested system is explained and some experiments on map building are conducted with these distance measurements. The experimental results are compared to the actual data and the reliability of the suggested system is verified.

소형 드론용 비행 제어기 및 메모리를 위한 고장 감내 시스템 연구

이정두,조두산 국제문화기술진흥원 2020 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.6 No.1

소형무인기(SUAV: small unmanned aerial vehicle) 시장은 기술발전과 함께 다양한 분야에서의 활용이 가능 해짐에 따라 급격한 성장세를 보이고 있다. 그러나 소형무인기가 급증하면서 고장, 충돌 및 추락사고 또한 해마다 증 가하고 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 시 스템의 이중구조 설계에 대한 제안을 기술하고 있다. The market for small unmanned aerial vehicles (SUAVs) is growing rapidly as technology advances and makes it possible to use them in various fields. However, due to the rapid increase in small drones, breakdowns, collisions and falls are also increasing year by year, and technologies for reducing accident and securing safety are being actively researched. In particular, the application of a fault tolerance system to cope with unexpected failures during flight is essential. According to data released by the US Department of Defense, accidents caused by errors in flight control computers account for about 28% of all accidents. This paper describes the proposal of flight control computer system’s dual structure design to tolerate flight control system failure.

초소형 무인기 추진용 프로펠러의 전산해석 및 풍동시험

조이상(Leesang Cho),이세욱(Seawook Lee),조진수(Jinsoo Cho) 한국항공우주학회 2010 韓國航空宇宙學會誌 Vol.38 No.10

초소형 무인기 추진용 MH-75 프로펠러는 자유와 설계기법을 이용하여 설계변수인 허브팁 비, 비틀림각 분포, 최대 캠버의 위치와 크기 그리고 시위 길이를 변화시키며 설계 요구조건을 만족하도록 공력설계 되었다. MH-75 프로펠러는 주파수영역 패널법을 이용하여 설계요구조건을 만족시키고, 다양한 초소형 무인기에 적용이 가능하도록 정지추력 특성과 비행속도 및 회전수 변화에 따른 성능 특성을 예측하였다. 그리고 MH-75 프로펠러의 공력해석 결과를 검증하기 위해 프로펠러의 추력특성에 대한 풍동시험을 수행하였다. MH-75 프로펠러의 추력 성능은 설계요구조건을 만족하였으며, 저레이놀즈 수 영향을 고려하기 위한 2차원 익형 해석용 XFOIL 프로그램에 비해 3차원 효과를 고려하는 주파수영역 패널법을 이용하는 것이 비교적 풍동시험 결과와의 오차가 적음을 확인하였다. The MH-75 propeller for the MAV propulsion is designed using a free vortex design method which considers design parameters such as the hub-tip ratio, the twist angle distribution, the maximum camber location and the chord length of the propeller blade. Aerodynamic characteristics of the MH-75 propeller are predicted by changing the flight speed using the frequency domain panel method. And, the thrust characteristics of the MH-75 propeller are measured using the balance system of the subsonic wind tunnel for the validation of numerical results. The performance characteristics of the MH-75 propeller satisfied with design requirements. Numerical results of the MH-75, which are predicted by the frequency domain panel method, are more agree with experimental results compare with XFOIL.

CTsUA 무인기 총조립 배치/장착설계 및 안테나 배치/장착설계 방안 연구

강도훈(Dohoon Kang),우성형(Sung-Hyung Woo),김학철(Hakcheol Kim),양용만(Yongman Yang) 항공우주시스템공학회 2023 항공우주시스템공학회 학술대회 발표집 Vol.2023 No.05

본 논문은 세계적으로 무인항공기 개발 및 운용이 확대되고 이에 대한 무인항공기 기술기준수립을 위해 무인기 인증기술 개발사업의 일환으로 진행하였으며, 무인기 인증기준을 식별하고 이에 대한 적합성 입증 방안으로 CTsUA 무인기 총조립 배치/장착설계 (The Total Assembly Arrangement / Installation Design Method) 및 안테나 배치/장착설계(The Antenna Arrangement / Installation Design Method) 방안에 대해 기술하였다.

소형 고정익 무인비행기의 돌풍 조건에서의 에너지 기반 비행 경로각 생성 알고리듬

박철우,김유단 한국항공우주학회 2013 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.4

소형 고정익 무인기의 임무수행에 있어서 에너지 문제는 매우 중요한 주제이다. 본 논문에서는 무인기가 임무수행 시간 및 임무반경이 중요한 경우에는 에너지를 고려한 유도 및 제어 기법을 제안하였다. 대기중의 돌풍(gust wind) 조건에서 기체의 비행경로각을 제어하여 기체의 역학적 에너지를 높일 수 있는 유도 명령을 생성한다. 이는 기존에 제안되었던 에너지 획득 방식인 열기류에 의한 상승 온난 기류를 이용한 방식이나 바람 전단조건에서 비행경로각을 제어하는 방식과는 차별화된 방식이다. 3 자유도 질점 글라이더 모델로부터 에너지 획득 관계식을 유도한 뒤, 미리 측정된 바람정보를 이용한 시뮬레이션을 통해 실제 기체가 역학적 에너지를 얻을 수 있음을 보였다. An energy problem is a important problem for small UAV(Unmanned Aerial Vehicle). Energy-based guidance and control method should be implemented in UAV for a mission that mission duration and mission range are critical. In this paper, mechanical energy based flight path control algorithm using gust wind is proposed. This algorithm is different from the energy-based guidance using thermal or wind shear. Using 3DOF glider model, an energy harvesting equation is formulated and an energy harvesting simulation is performed using pre-measured real wind data. It is shown from the simulation result that energy harvesting is possible by flight path control under gust wind condition.