리눅스 운영체제에서의 규칙 기반 시스템 고장 탐지

문성태,황상현,정진평,박한솔,안성진 한국항공우주학회 2009 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2009 No.11

효과적인 군집 드론 비행 형상 변환을 위한 공평한 헝가리안 알고리즘

문성태 한국정보과학회 2022 정보과학회논문지 Vol.49 No.6

The drone show impressed people through the convergence of technology and art in the sky during 2018 Pyeongchang Winter Olympics. For the stable swarm flight, the system should consider efficient communication, accurate position estimation, and fast and efficient scenario without collision between drones. Especially, the scenario transformation algorithm is a core technology of the drone show, and can be performed as an assignment problem. Hungarian algorithm is commonly used for the assignment problem. However, Hungarian algorithm is not suitable for formation transformation of the swarm flight, because the battery usage of individual drones is not taken into account. Thus, an increase in the amount of movement of some drones increases battery consumption and reduces operating time. In this paper, the fair Hungarian algorithm is proposed to increase operating time considering fair battery consumption. The proposed algorithm was verified using the swarming flight system at a drone show performed with 100 drones. 평창 올림픽 이후 군집 비행 시스템을 활용한 드론 쇼는 기술과 문화의 융합으로 많은 사람들에게 깊은 인상을 심어 주었다. 군집 비행을 위해서는 다수 드론과 안정적인 통신, 정확한 위치 인식, 그리고 충돌없는 최단 형상 변환 기술이 필요하다. 특히, 형상 변환 기술은 드론 쇼의 핵심 기술로써 제한된 비행 시간 안에 최대한 많은 형상을 표현하기 위해 형상 변경 시 할당 문제로 최적화를 수행한다. 할당 문제는 헝가리안 알고리즘을 통해 이동 거리 합을 최소화할 수 있다. 하지만, 헝가리안 알고리즘을 군집 비행에 적용한 경우, 전체 이동 거리 합은 최소화할 수 있지만, 개별 드론의 이동량을 고려하지 않아 배터리 소진으로 전체 운용 시간이 단축되는 문제가 발생하였다. 본 논문에서는 형상 변환 시간을 가능한 최소화하면서 드론들의 배터리 소모량을 공평하게 소모하여 운용 시간을 최대화하기 위한 공평한 헝가리안 알고리즘을 제안한다. 그 결과, 드론들의 배터리 사용량을 공평하게 유지함으로써 특정 드론의 배터리 소진으로 인한 드론쇼 중단 문제를 개선하였고, 같은 조건에서 보다 많은 형상을 선보일 수 있었다. 이 알고리즘은 100대의 드론으로 군집 비행을 함으로써 검증하였다.

군집비행 시험을 위한 Pixhawk 기반의 HILS 시스템 개발

문성태,최연주,공현철 한국항공우주학회 2015 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2015 No.11

최근 드론에 대한 관심이 급증하면서, 다양한 드론들이 선보이고 있다. 특히, 오픈소스 기반의 Pixhawk 비행 제어 시스템을 사용한 다양한 드론들이 개발되고 있다. 한편, 다수의 드론을 활용한 다양한 임무들에 대한 요구가 증가하면서 군집 비행에 대한 기술 또한 많은 각광을 받고 있다. 하지만, 다수의 드론을 동시에 수행하기 위해서는 많은 시행 착오가 있기 때문에 HILS (Hardware In the Loop Simulation)시스템을 활용하여 알고리즘의 안정화를 우선 확인하는 절차가 반드시 필요하다. 본 논문에서는 군집비행 시험을 위해 개발한 Pixhawk 기반의 HILS 시스템을 소개한다. 논문에서 제안한 HILS 시스템은 매우 간단하기 때문에 쉽게 변경이 용이하며, 다양한 환경 상황을 모사할 수 있기 때문에 군집 비행에 필요한 다양한 환경을 구축할 수 있다. While increasing interest in drone, lots of drones which have various functions have been introduced. Especially, there are a variety of drones which use the Pixhawk flight control system based on open source. On the other hand, as the demand for the various mission using a number of drones are under increasing, the research of the swarm flight has became popular. However, in order to test and stabilize the swarm flight system, the HILS system should be required because there are lots of trial and error. In this paper, the HILS system is introduced based on Pixhawk for swarm flight. The proposed HILS system is easy to change because of simple architecture. In addition, it can build various environment for swarm flight.

임무 컴퓨터의 하드웨어 통합 시험을 위한 테스트 소프트웨어 설계

문성태,양승열,이재억 한국항공우주학회 2007 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.- No.-

효율적인 물체 감지를 위한 군집 정찰 드론 시스템

문성태,전지훈,김용우 한국정보과학회 2022 정보과학회논문지 Vol.49 No.9

With the recent development in drone technology, drones are being used in numerous industries such as cultural performances, logistics delivery, and traffic monitoring. In particular, as drones are used in reconnaissance fields such as the search for missing people and intruder detection, efficient mission performance has become possible. For effective reconnaissance, it is necessary to quickly monitor a large area and find a target in real-time. However, the current system cannot obtain real-time reconnaissance results because it is difficult to process inside the drone due to its performance limitations. In addition, it is difficult to conduct integrated commands and share information because it is judged based on the images obtained individually from the drone. This paper proposes a pruning algorithm and active swarm reconnaissance system for object detection based on stitched drone images. Using four drones, the proposed system verifies the real-time object detection and swarm operation system. 최근 드론 기술의 발전으로 문화 공연, 물류 배송, 교통 관측 등 산업 전반에서 드론이 활용되고 있다. 특히, 실종자 혹은 침입자 탐지와 같은 정찰 분야에 드론이 활용되면서 효과적인 임무 수행이 가능해졌다. 효과적인 정찰을 위해서는 넓은 영역을 빠르게 감시하고, 실시간으로 목표물을 탐색할 수 있어야 한다. 하지만, 현재 시스템은 엣지 컴퓨팅 한계로 인해 드론 내부에서 딥러닝 기반 영상 처리를 수행하기 어려워 임무 수행 후 후처리를 통해 탐색하거나, 영상 처리 없이 사람이 직접 확인하는 방식으로 탐색을 수행하기 때문에 정확하지 않고 실시간 탐색이 불가능하다. 또한, 개별적으로 드론에서 획득한 영상을 기반으로 판단하기 때문에 통합적인 지휘가 어렵고, 정보 공유가 어렵다. 본 논문에서는 목표물 탐색을 위해 경량화된 딥러닝 기반 객체 탐지 알고리즘과 넓은 정찰 영역의 통합적 판단 및 지휘를 위해 다수 드론을 활용한 능동적인 군집 정찰 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 드론 4대를 활용하여 실시간 객체 탐지 및 군집 운용 시스템을 검증하였다.

임무컴퓨터의 하드웨어 시험을 위한 테스트 소프트웨어 개발

문성태,양승열,이재억 한국항공우주학회 2008 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.- No.-

실내 자율 비행을 위한 마크 기반의 3차원 지도 개발

문성태,조동현,한상혁 한국항공우주학회 2013 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.4

최근 자율 비행에 대한 관심이 증가하면서 다양한 센서를 통한 자기 위치 인식 연구가 진행되고 있다. 특히 GPS 와 같은 자기 위치를 확보할 수 없는 실내 환경의 경우, 다른 방법을 통해 자기 위치를 파악해야 한다. 한편, 컴퓨터 비전 분야에서는 이미지 처리를 통해 현재 위치 인식과 동시에 지도를 작성할 수 있는 SLAM 기술이 연구되어 왔다. 특히 최근 저가의 RGB-D 센서가 대중화 되면서 항공 분야에서 SLAM 기술을 적용하기 시작하였다. 하지만 3 차원 지도 생성은 정확성이 많이 떨어져 실제 환경에 적용하기에는 많은 문제가 있다. 본 논문에서는 RGB-D 센서의 한계점에 대해 설명하고, 실내 자율 비행에서 자기 위치를 파악하기 위한 3 차원 지도를 마크를 사용하여 보다 정확하게 생성하는 알고리즘은 제안한다. Recently, the position recognition research has been studied using various sensors according to increased interest in autonomous navigation flight. In case of indoor environment which cannot support GPS information, we have to look for another way to recognize current position. In computer vision, SLAM technology has been studied to look for current position and make map simultaneously. Especially, the SLAM technology is trying to be applied to aviation area by popularization of low-cost RGB-D sensor. However it is difficult to use the sensor in various environments because of low accuracy. In this paper, the author explains the limitation of RGB-D sensor and proposes improved 3D map creation algorithm which uses mark

SLAM 기술을 활용한 외계행성 자율 주행 시스템 개념 설계

문성태,한상혁,구철회,이훈희,Mun, Seong-Tae,Han, Sang-Hyeok,Gu, Cheol-Hoe,Lee, Hun-Hui 한국천문학회 2012 天文學會報 Vol.37 No.2

최근 무인 항공기 발전으로 영상 촬영 및 도로 정보 획득과 같은 다양한 분야에서 이를 활용하고 있다. 특히 무인 항공기가 점점 소형화되어가고 있고, 안전하게 이동하고, 한 지점에 머무를 수 있는 기능이 개발되어 최근 ArDrone과 같은 쿼드로터가 각광을 받고 있다. 이와 같은 기술을 위치를 파악할 수 없는 외계 공간에서 활용을 한다면 인간이 지나갈 수 없는 협소한 공간 혹은 위험한 장소를 대신하여 탐색할 수 있어 위험에 처한 인명을 구하는데 큰 도움을 줄 수 있다. 하지만 외계 공간에서는 GPS와 같은 위치를 인식할 수 없어 정해진 임무를 수행하기란 매우 어려운 일이다. 본 논문에서는 최근 각광받고 있는 SLAM 기술을 사용하여 3차원 지도를 생성하고, 이를 기반으로 실시간으로 영상을 인식하여 위치를 파악한 후 외계공간에서 로버를 사용하여 자율 주행이 가능한 시스템에 대한 개념 설계 내용을 설명한다.

실내 자율 비행 시스템을 위한 3차원 지도 개발

문성태,한상혁,구철회,이훈희 한국항공우주학회 2012 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2012 No.11

최근 자율 주행에 대한 관심이 높아져 다양한 분야에서 연구되고 있다. 특히 실내에서 자율 주행을 하기 위해서는 현재 위치를 파악하고, 정해진 목적지까지의 정보가 필요하다. 하지만 실내에서는 위치 파악을 위해 GPS를 사용할 수 없기 때문에 다른 방안이 필요하다. 컴퓨터 비전 분야에서는 현재 위치를 인식함과 동시에 지도를 작성할 수 있는 SLAM 기술이 연구되어왔다. 더욱이 PrimeSense 기술을 활용한 Kinect 센서는 이미지 정보와 함께 거리 정보를 동시에 받을 수 있어 보다 정확하게 빠르게 위치를 파악할 수 있다. 그리고 무인 비행기가 실내에서 이동하기 위해서는 정해진 목적지까지의 경로를 3차원 지도로 표시해야 한다. 본 논문에서는 실내 자율 주행 시스템을 위해 정해진 목적지까지의 패스 정보를 3차원 지도로 생성하는 방법에 대해 설명한다. Recently, there has been increased interest in the autonomous navigation various area. For indoor autonomous navigation, we have to check current position and need path information. However, because GPS information is not supported indoor, we try to find other way. In computer vision, SLAM technology has been studied to find current position and make map simultaneously. Especially we can know current position more fast and precisely by using the Kinect sensor which uses PrimeSense technology. In order to move UAVs, we have to know indoor space. In this paper, we explain how to build 3D map for indoor autonomous navigation system.

모션 캡쳐 기반의 실내 다수 AR.Drone 제어 시스템 개발

문성태,조동현,류동영,심은섭 한국항공우주학회 2013 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.11

최근 쿼드로터에 대한 관심이 증가하면서 방송에서 군에 이르기까지 다양한 분야에서 활용되고 있다. 특히 다수의 쿼드로터를 동시 제어함으로써 음악에 맞춰 비행체들이 댄스를 하는 응용까지 이르게 되었다. 다수의 비행체를 동시 제어하기 위해서는 서로간의 충돌을 피해 목적지까지 정해진 시간에 맞춰 이동해야 한다. 이를 위해 각 비행체는 자기의 위치를 정확하게 파악해야 한다. 본 논문에서는 실내에서 모션 캡쳐 기반으로 다수의 비행체가 서로의 위치를 파악하고, 시나리오에 맞춰 정해진 임무를 수행하는 동시 제어 시스템을 소개한다. 보다 정확한 위치 파악을 위해 모션 캡쳐를 이용하였고, 비행체는 저가의 AR.Drone 을 사용하였다. Recently, the quadrotor has been applied from broadcast to military area according to increased interest in quadrotor. Especially, quadrotors can play a dance with music by collaborative control of multiple vehicle systems. In order to control multiple quadrotor simultaneously, the quadrotor can reach destination without any collision. For this, each quadrotor has to recognize each position. In this paper, we introduce simultaneous control system which recognizes positions and runs mission based on scenario. The motion captures are used for accurate control and low-cost AR.Drone is used for flight.