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3D 렌더링 및 실시간 물체 검출 기능 탑재 캔위성 시스템 개발
김영준(Youngjun Kim),박준수(Junsoo Park),남재영(Jaeyoung Nam),유승훈(Seunghoon Yoo),김송현(Songhyon Kim),이상현(Sanghyun Lee),이영건(Younggun Lee) 한국항공우주학회 2021 韓國航空宇宙學會誌 Vol.49 No.8
본 논문은 정찰용 하드웨어와 소프트웨어를 설계하고 제작하여 캔위성 플랫폼과 지상국에 탑재 후 기능을 검증한 내용을 다루고 있다. 주요 정찰 임무는 크게 2가지로 구성되는데, 레이더와 GPS, IMU 센서를 이용해 주변 지형을 3D로 렌더링하는 지형탐색과 광학 카메라 영상분석을 통한 실시간 주요 물체 검출이다. 그리고 캔위성 시스템의 완성도를 높이기 위해 GUI 소프트웨어를 통해 데이터 분석효율을 향상하였다. 구체적으로 지형정보와 물체 탐지정보를 실시간으로 지상국에서 확인할 수 있는 소프트웨어를 제작하였으며, 비정상패킷 예외처리와 시스템 초기화 기능을 통해 임무 실패를 방지하였다. 통신계는 LTE와 AWS 서버를 통한 통신을 메인 채널로 사용했고, 보조 채널로 지그비를 사용하였다. 완성된 캔위성을 로켓 발사 방식과 드론 탑재 방식으로 공중 낙하 실험하였다. 실험 결과, 지형탐색과 물체 검출 성능이 우수하였으며, 모든 결과를 실시간으로 처리 후 지상국 소프트웨어에 성공적으로 시현하였다. This paper deals with the contents of designing and producing reconnaissance hardware and software, and verifying the functions after being installed on the CanSat platform and ground stations. The main reconnaissance mission is largely composed of two things: terrain search that renders the surrounding terrain in 3D using radar, GPS, and IMU sensors, and real-time detection of major objects through optical camera image analysis. In addition, data analysis efficiency was improved through GUI software to enhance the completeness of the CanSat system. Specifically, software that can check terrain information and object detection information in real time at the ground station was produced, and mission failure was prevented through abnormal packet exception processing and system initialization functions. Communication through LTE and AWS server was used as the main channel, and ZigBee was used as the auxiliary channel. The completed CanSat was tested for air fall using a rocket launch method and a drone mount method. In experimental results, the terrain search and object detection performance was excellent, and all the results were processed in real-time and then successfully displayed on the ground station software.
이상현 ( Sanghyun Lee ),김송현 ( Songhyon Kim ) 공군사관학교 2016 空士論文集 Vol.67 No.2
고차원 공간상의 물체를 시각화하는 문제는 오래전부터 연구되어 왔다. 본 연구에서는 우선 4차원 공간상에서 물체의 회전에 대한 이론과 하이퍼큐브와 같은 4차원 물체에 대해서 살펴보았다. 이를 바탕으로 다양한 3차원 투영법을 적용하여 4차원 공간상의 회전 시각화 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 사용자에게 편리한 윈도우 기반의 그래픽 유저 인터페이스가 적용되었다. 본 연구에서 검토된 기법들을 활용하여 현재의 시각화 프로그램들이 가지고 있는 문제점들을 해결하였으며, 개발된 시각화 프로그램을 활용하여 사용자들은 4차원 공간에 대한 직관적인 이해를 도모할 수 있게 되었다. The problem of visualizing objects in high-dimensional space has been investigated for several hundred years. This paper first explores theories for visualizing rotation of object in four-dimensional space. Then the geometries of various four-dimensional objects such as hypercube have been investigated to implement for visualization. In this paper, various three-dimensional projection methods have been used to develop a user-friendly, windows-based Graphic User Interface program that provides visualization of rotations in four-dimensional space. In addition, auxiliary techniques for visualizing four-dimensional object is here applied to solve problems of existing visualization programs. Through our developed visualization program, users can understand four-dimensional space intuitively.
창의공학설계 및 실습 수업을 위한 아두이노 기반 교육용 캔위성 개발 연구
이영건(Lee, Younggun),이상현(Lee, Sanghyun),김종범(Kim, Jongbum),김송현(Kim, Songhyon),유승훈(Yoo, Seunghoon) 한국공학교육학회 2021 공학교육연구 Vol.24 No.5
The CanSat was designed as an educational satellite simulation program that implements the overall system of the satellite such as the command processing unit, the communication unit, and the power unit in a structure of the size of a can. In particular, the training effect is very excellent because the trainee can learn a process similar to the actual satellite development process by designing, manufacturing, testing, and launching. Republic of Korea Air Force Academy has been using the CanSat production kit used by the domestic can satellite contest experience department for education, but since it was produced based on PCB, it was impossible to show creativity and operation was restricted even with small mistakes. In this paper, we analyze the existing CanSat kit and propose a new educational CanSat kit that can be used in creative engineering design and practice subjects that will be reorganized into a regular course from 2021, and a lesson plan. In conclusion, by using the proposed CanSat kit for lectures, it is possible to achieve educational purposes and effects, improve lecture satisfaction, and provide stable instruction.