상용도구를 활용한 무인기 Testbed 구축

권도백,권철희 한국항공우주학회 2015 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2015 No.11

무기체계를 개발하기 위해서는 체계개발 간 Testbed를 활용한 통합시험이 필요하다. Testbed 통합시험기간동안 무기체계의 기능, 성능, 인터페이스 등을 검증하고 잠재적 결함을 도출하는 것이 중요하다. 본 논문은 UAV지상통제개발 간 필요한 Testbed 구축 시 상용도구를 활용하여 영상모의, 비행체모의, 항법모의를 구현하여 개발기간, 신뢰성을 향상한 내용을 소개한다. 상용도구를 활용한 UAV지상통제 Testbed는 비행체모의기에서 필요한 CCD, FLIR, EO/IR영상을 Full HD영상으로 모의할 수 있으며 비행체 항법모의에 필요한 6DOF, Autopilot모델을 상용도구를 활용하여 실 비행체를 활용한 SIL통합시험 전 비행체와 지상통제간 Interface연동을 검증할 수 있다. To develop weapon systems, It needs integration test using Testbed during develop period. It is important to verify the function, performance and detect potential defect during Testbed integration Testing period. In this paper, We introduce that Testbed which is conjugate COTS tools. It simulate a image, aircraft, Flight navigation, so it reduces development time, increases reliability. UAV GCS Testbed which use COTS tools which provides Testbed, 6DOF/Autopilot model can simulate CCD, FLIR, EO/IR Full HD images in aircraft simulator and verify interface between GCS and UAV aircraft before SIL Testing Which is consisted real aircraft and GCS.

A Testbed of Performance Evaluation for Fingerprint Based WLAN Positioning System

( Wanlong Zhao ),( Shuai Han ),( Weixiao Meng ),( Deyue Zou ) 한국인터넷정보학회 2016 KSII Transactions on Internet and Information Syst Vol.10 No.6

Fingerprint positioning is a main stream and key technique for seamless positioning systems. In this paper, we develop a performance evaluation testbed for fingerprint based Wireless Local Area Network (WLAN) positioning system. The testbed consists of positioning server, positioning terminal, Access Point (AP) units, positioning accuracy analysis system and testing scenarios. Different from other testbeds tended to focus on testing in same situation, in the proposed testbed, a couple of scenarios are set to test the positioning system including indoor and outdoor environments. Handset-side positioning mode and network-side positioning mode are provided simultaneously. Variety of motion models, such as static model, low-speed model and high-speed model are considered as well as different positioning algorithms. Finally, some implementation cases are analyzed to verify the credibility of the testbed.

미래인터넷 OpenFlow 테스트베드 구축을 위한 NetFPGA기반 캡슐레이터 구현 및 성능평가

최윤철(Yun Chul Choi),민석홍(Seok-Hong Min),김병철(Byung Chul Kim),이재용(Jae Yong Lee),김대영(Dae Young Kim) 대한전자공학회 2010 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.47 No.7

패킷 기반의 TCP/IP 프로토콜 기반으로 구축된 인터넷 환경은 30년 넘게 사용되어 왔으나, 향후 통신환경의 급격한 변화와 다양한 사용자 요구사항의 증대로 인해 프로토콜 확장의 제약으로 인한 근본적인 문제점을 나타나게 될 것이다. 이를 해결하기 위해 Clean Slate 설계 방법에 기반을 둔 미래인터넷 연구가 진행되고 있고, 이를 실험하고 검증하기 위한 대규모 테스트베드 구축이 이루어질 것이다. 이를 위한 오픈 플로우 스위치 기술은 기존에 포설된 네트워크 장비를 활용하면서, 인터넷 트래픽에 영향을 주지 않고 독립적인 프로토콜을 시험할 수 있도록 하는 새로운 기술로 제안되었다. 국내에서도 테스트베드 구축의 한 방법으로 NetFPGA기반 오픈 플로우 스위치를 활용한 망구성이 연구되고 있으며 이러한 구조에서 인터넷망을 통한 오픈플로우 스위치 간 연결이 이루어지기 위해서는 오픈 플로우 스위치 간 논리적인 터널링이 제공되어야 한다. 이에 대한 해결책으로 본 논문에서는 NetFPGA 기반의 캡슐레이터를 구현하여 국내연구망인 KOREN에 구현된 여러 오픈 플로우 사이트 간에 MAC in IP 터널링이 이루어 질 수 있도록 하였고 이의 성능을 측정하였다. 측정 결과 기존 소프트웨어 기반의 캡슐레이터에 비해 성능이 향상되었음을 확인하였고, 미래인터넷 기술을 실험할 수 있는 테스트 베드로 활용할 수 있음을 보였다. Current TCP/IP-based Internet architecture has been used for over 30 years, however it will confront with fundamental problems due to new protocol extension limitation since communication environments will change drastically and various user requirements will be emerging in near future. To solve these problems, major countries have started Future Internet researches based on clean slate approach and they will deploy large-scale testbed to experiment and verify new functions. OpenFlow switch technology has been proposed as a new experimental technology for independent protocol that can utilized the legacy network devices and does not interfere with the production Internet traffic. Korea also started Future Internet testbed project called FIRST and OpenFlow switch with NetFPGA card will be used to deploy this testbed. To interconnect distributed testbed using OpenFlow switches, logical tunnel should be established by encapsulating MAC frame inside a unicast IP packet between OpenFlow switches because OpenFlow switches are not directly connected. In this paper, we have implemented a NetFPGA-based that performs MAC in IP tunneling between various OpenFlow switch sites implemented in domestic research network KOREN. The performance evaluation shows that the NetFPGA-based capsulator reveals better performance than the software-based tunneling and it can be utilized as a testbed for experimentation of Future Internet technologies.

모션 캡쳐 시스템을 이용한 실내 비행 시험 환경: KARPE

김호영,이준성,박재원,한재흥 한국항공우주학회 2013 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.4

모션 캡쳐 시스템을 이용한 실내 비행 시험 환경은 실외 환경에서 발생할 수 있는 순간적인 돌풍과 같은 불확정적인 요소들을 배제하고, 비행체에 부착된 마커의 위치 정보를 측정하여 비행체 제어에 필요한 정보를 실시간으로 제공한다. 따라서 비행체 무인화에 필요한 유도 및 항법 센서 장착에 앞서 제작된 소형 무인 비행체의 빠른 시험이 가능하며, 제어 알고리즘이나 임무 할당 등의 high level 알고리즘 검증 등을 보다 신속하게 수행할 수 있다. 본 연구에서는 모션 캡쳐 시스템을 활용하여 8.9x12.3x4.5m 크기의 실내 비행 시험 환경을 구축하였으며, 이를 이용하여 센서가 부착되지 않은 날갯짓 비행체의 자동 선회 비행을 수행하여 구축한 시스템의 유용성을 검증하였다. Indoor flight testbed using a motion capture system is a flying test environment excluded unexpected factors such as gust or weather condition which could happen in outdoor test flight. A motion capture system calculates markers’ position and provides them for control and analysis in real-time. Using the indoor flight testbed, position and attitude which are necessary for control can be obtain without any sensors on a vehicle. Therefore researches and development processes such as prototyping of MAV, control algorithm verifying, and high level task allocation algorithm test can be performed rapidly. In this study, indoor flight testbed is constructed using motion capture system. Also, the testbed is verified by performing an autonomous circular path flight of ornithopter in the testbed.

네트워크 보안 평가를 위한 유연한 테스트베드 설계

임이진(Yi Jin Im),최형기(Hyoung-Kee Choi),김기윤(Ki Yoon Kim) 한국정보과학회 2010 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.37 No.1

본 논문에서는 보안장비의 성능평가 및 네트워크 내 센서들의 로그정보를 수집할 수 있는 테스트베드를 구축하였다. 이 테스트베드는 실제 인터넷과 유사한 테스트 환경을 제공하여 테스트베드 내에서 공격을 직접 생성하거나 공격 트래픽이 포함된 데이타?을 이용하여 공격을 재현할 수 있도록 구성되었다. 본 테스트베드는 기존 테스트베드에 비해 비교적 적은 비용과 시간으로 구축이 가능하며, 공격 트래픽의 유형이나 테스트베드 사용목적에 따라 수정이나 확장이 용이하다. 따라서 많은 비용과 시간의 소모로 인해 쉽게 진행할 수 없었던 보안장비의 성능평가나, 공격 발생 시 네트워크에 존재하는 센서들의 로그수집을 용이하게 할 수 있다. 본고에서는 테스트베드 구축 시 발생할 수 있는 다양한 문제점과 그 해결방안을 제시하였으며 제안한 테스트베드를 이용하여 DDoS 공격과 웜을 재현하는 과정을 보였다. We present a testbed for collecting log information and evaluating network security under various attacks. This testbed is modeled on real Internet, where attack traffic coexists with normal traffic. Attacks can be produced either by attack tools directly or by data sets including attack traffic. It costs less time and money than existing ones which are both costly and often time consuming in constructing. Also, it can be easily revised or extended according to the traffic types or the uses. Therefore, using our testbed can make various tests more efficient and facilitate collecting log information of sensors with attacks. We discuss how to use our testbed through replay procedures of DDoS attack and worm. We also discuss how we surmount some difficulty in constructing the testbed.

위성체의 미소 진동 절연 장치 성능 평가를 위한 Testbed 설계

박재원,이대은,박지용,한재흥 한국항공우주학회 2012 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2012 No.11

인공위성의 반작용휠이나 냉각기 등의 구동은 광학 탑재체에 미소 진동을 유발한다. 하지만 구조물 사이의 상호연계특성을 분석하고 탑재체에서 발생하는 미소 진동의 수준을 예측하는 일은 매우 어렵다. 따라서 미소 진동의 영향성 해석 결과를 검증할 수 있고 미소 진동 절연 장치의 성능을 평가할 수 있는 testbed를 설계하였다. 실제 인공위성의 특성을 반영하여 위성 구조체를 설계하였고, 반작용휠의 가진력을 모델링하여 이를 구현할 수 있는 에뮬레이터를 개발하였다. 미소 진동원에 의한 광학 탑재체의 영향성을 평가하기 위하여 그 진동 레벨과 line of sight의 변화를 관측할 수 있는 시스템을 설계하였다. Operation of actuators on satellites such as reaction wheels and cryocoolers induces micro-vibration in optical payloads. However, analyzing interactions between subsystems and predicting the vibration level of the payloads is extremely difficult. This paper deals with design of a testbed for verifying analysis results of micro-vibration effect on payloads and evaluating performance of developed vibration isolators. Satellite-like structure is designed by reflecting characteristics of actual satellites. An emulator of a reaction wheel is developed to realize its excitation force. A system to analyze the vibration level and observe the change of its line of sight is suggested to evaluate the effect of a reaction wheel on an optical payload.

미래 인터넷 테스트베드 모니터링 시스템의 구현

이수철(Suchul Lee),박근모(Keunmo Park),최환석(Hwanseok Choi),김종권(Chong-Kwon Kim) 한국정보과학회 2011 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.38 No.5

급격한 성공과 더불어 현재의 인터넷은 사용자의 규모, 대상적 변화로 인하여 보안, 성능 등등의 각종 문제에 봉착하였다. 따라서 근본적인 인터넷의 문제를 해결하기 위하여 세계 연구 계에서는 혁신적 ‘미래 인터넷 연구’가 진행되고 있다. 혁신적 미래 인터넷 기술 연구에서는 새롭게 제안된 혁신적인 기술들을 시험 및 검증하기 위한 실험용 테스트 베드 구축이 미래인터넷 연구의 선행과제로 무엇보다 중요하다. 본고에서는 미래 인터넷 테스트 베드 관리 및 운영 시스템인 dvNOC(Distributed Virtual Network Operations Center)을 제안한다. 또한 dvNOC의 디자인 및 구현내용을 소개한다. dvNOC은 국내 최초 테스트 베드 망 관리 시스템으로써, 미국의 선도 그룹인 인디애나 대학의 망 관리 시스템인 GMOC과의 페더레이션되어 전세계의 테스트 베드를 모니터링 한다. Increasingly popular Internet has faced several problems such as performance degradation, security related problems, etc. To solve the fundamental problem of the internet, ‘Future Internet” community has endeavored to study revolutionary future internet architectures ceaselessly. Among these future internet researches, proposing world-wide future internet testbed is a very important issue since they could be used to experiment and verify the newly proposed future internet schemes. In this paper, we propose dvNOC (Distributed Virtual Network Operations Center), a management system for monitoring testbed’s resources. We design and implement dvNOC. To the best of our knowledge, dvNOC is the first (in Korea) system which monitors and maintains resources of the future internet testbed. It is also federated with GMOC, a management system in US developed by Indiana Univ., who is a leading research group in this area. Due to federation with GMOC, dvNOC monitors the testbed in the entire world as well.

생체모방로봇 소프트웨어 검증 지원다중 HILS 기반 로봇 테스트베드 설계 및 구현

김한진,김관혁,하범수,김주영,심성준,구지훈,김원태 한국정보처리학회 2024 정보처리학회논문지. 소프트웨어 및 데이터 공학 Vol.13 No.6

생체모방로봇은 조류나 곤충과 같은 생체의 특성을 모방하여 미래 전장에서 은밀한 감시와 정찰 작업에 큰 역할을 할 것으로 기대된다. 이로봇들의 효과적인 활용을 위해서는 새의 날갯짓이나 바퀴벌레의 움직임 등을 모방하는 기술이 중요하지만, 이를 지원하는 하드웨어 확보와 소프트웨어 개발 및 검증 과정의 복잡성으로 인해 어려움이 따른다. 본 논문에서는 모델링 및 시뮬레이션(M&S) 기술을 적용한 다중 HILS 기반 생체모방로봇소프트웨어 검증 테스트베드를 설계하고 구현한 결과를 소개한다. 테스트베드를 사용함으로써 개발자들은 하드웨어 부재 문제를 극복하고, 미래전장 시나리오를 시뮬레이션하며 소프트웨어 개발과 테스트를 수행할 수 있다. 그러나, 다중 HILS 기반 테스트베드는 테스트 대상 로봇 수의 증가에따른 장치 간 연동 지연 문제를 경험할 수 있으며, 이는 시뮬레이션 결과의 신뢰도에 크게 영향을 미칠 수 있다. 이를 해결하기 위해, 우리는 우선순위기반 미들웨어인 data distribution service prority (DDSP)를 추가로 제안한다. DDSP는 기존 DDS 대비 1.95 ms의 평균 지연 감소 효과를 보이며,테스트베드에서 요구되는 데이터 전송 품질을 보장할 수 있음을 입증하였다. Biomimetic robots, which emulate characteristics of biological entities such as birds or insects, have the potential to offer a tacticaladvantage in surveillance and reconnaissance in future battlefields. To effectively utilize these robots, it is essential to develop technologiesthat emulate the wing flapping of birds or the movements of cockroaches. However, this effort is complicated by the challenges associatedwith securing the necessary hardware and the complexities involved in software development and validation processes. In this paper,we presents the design and implementation of a multi-HILS based biomimic robot software validation testbed using modeling and simulation(M&S). By employing this testbed, developers can overcome the absence of hardware, simulate future battlefield scenarios, and conductsoftware development and testing. However, the multi-HILS based testbed may experience inter-device communication delays as thenumber of test robots increases, significantly affecting the reliability of simulation results. To address this issue, we propose the datadistribution service priority (DDSP), a priority-based middleware. DDSP demonstrates an average delay reduction of 1.95 ms comparedto the existing DDS, ensuring the required data transmission quality for the testbed.

캡슐트레인 주행 동특성 분석을 위한 축소 시험장치의 개발

이진호(Jin-Ho Lee),유원희(Won-Hee You),이관섭(Kwansup Lee) 한국산학기술학회 2020 한국산학기술학회논문지 Vol.21 No.9

공기 저항이 적은 아진공 상태의 튜브 안을 주행함으로써 초고속주행이 가능한 캡슐트레인은 부상 공극이 커서 인프라 건설 비용 절감에 유리한 초전도 유도 반발식 부상을 채택하고 있다. 초전도 유도 반발식 부상은 부상 공극을 크게 할 수 있고, 별도의 공극 제어가 필요 없는 장점이 있는 반면, 공극 변동량이 크고 부상력에 댐핑 특성이 작기 때문에 차량의 주행 안정성 및 승차감이 악화 될 수 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해서는 차량의 주행 동특성에 기반한 주행안정화장치를 설계하고 적용하여야 한다. 본 연구에서는 캡슐트레인의 동특성을 모사하고 주행안정화장치의 성능을 사전에 검토할 수 있는 1/10 스케일의 축소형 시험장치를 개발하였다. 시험장치는 대차의 모션을 구현할 수 있는 6 자유도 스튜어트 플랫폼, 주행안정화장치가 적용된 2차 현가장치 및 차체로 구성되어 있다. Jaschinski가 제안한 동특성 상사 법칙에 따라 축소 시험장치를 제작하였고, 가이드웨이 불규칙도와 부상 강성이 반영된 대차 모션 구현 알고리즘을 적용하였다. 제작된 시험장치를 이용한 실험을 통해 얻어진 결과와 수치해석 결과와의 비교를 통해 시험장치의 성능을 검토하였다. A capsule train runs inside a sub-vacuum tube and can reach very high speed due to the low air resistance. A capsule train uses a superconducting electrodynamic suspension (SC-EDS) method for levitation, which allows for a large levitation gap and does not require gap control. However, SC-EDS has inherent characteristics such as the large gap variation and a small damping effect in the levitation force, which can degrade the running stability and ride comfort. To overcome this, a stability improvement device should be designed and applied based on dynamic analysis. In this study, a 1/10 small-scale testbed was developed to replicate the dynamic characteristics of a capsule train and investigate the performance of stability improvement devices. The testbed is composed of a 6-degree-of-freedom Stewart platform for the realization of bogie motion, a secondary suspension with a running stabilization device, and a carbody. Based on the dynamic similarity law proposed by Jaschinski, the small-scale testbed was manufactured, and a bogie motion algorithm was applied with the consideration of guideway irregularity and levitation stiffness. The experimental results from the testbed were compared with simulation results to investigate the performance of the testbed.

에뮬레이션 기반 테스트베드 활용 사례 연구

이민선,유관종 한국융합학회 2018 한국융합학회논문지 Vol.9 No.9

에뮬랩 소프트웨어는 미국 유타주립대학교에서 개발되어 전 세계 십여 개 사이트에 설치 구축되었다. 우리나라 국가과학기술연구망에서 구축한 KREONET-에뮬랩은 네트워크 프로토콜, TCP성능 테스트 등 네트워크 기술 연구는 물론 분산시스템, 보안 및 융합연구 분야의 연구자들에게 맞춤형 네트워크 토폴로지와 시스템 노드를 제공하고 있다. 테스트베드 는 실험연구에 있어 가장 중요한 역할을 하며, 실제로 연구자들은 테스트베드에서 지원 가능한 실험만을 수행할 수 있다. 본 논문에서는 지난 10년간 유타-에뮬랩을 활용한 프로젝트 목록을 토대로, 테스트베드를 활용한 연구 형태를 확인하고 연구자의 분포를 분석하여, 우리나라 KREONET-에뮬랩의 활용 동향과 비교하였다. 또한 서비스화된 테스트베드 (Testbed-As-a-Service)를 통한 차세대 테스트베드의 융합 연구 커뮤니티 서비스방안을 제시하였다. Emulab software was developed by the team of University of Utah and it has been replicated at dozens of other sites in the world. Although KREONET Emulab, which established by the Korea Institute of Science and Technology Information, has only a modest number of compute nodes it has been provided an ideal playground to conduct various research for network protocols, cyber security and convergence research. A testbed is a critical enabler of experimental research and researchers only carry out the experiments that are supported by the testbed. This paper outlines the Utah Emulab’s status and use types among the last 10 years of operation results and compares them with the ones with the KREONET Emulab. In addition, Testbed-as-a-Service(TaaS) is discussed to upgrade the testbed for the convergence research community services.