솔로의 밤은 술로

송준범(Jun-Beom Song),허형욱(Hyung-Wook Heo),김성현(Seong-Hyeon Kim),오용석(Yong-Seok Oh),성민(Min Seong),박준호(Jun-Ho Park),김재욱(Jae-Wook Kim),안우석(Woo-Seok An) 대한전기학회 2021 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.7

무인지상차량과의 합동운용을 위한 동축반전 회전익형 무인항공기 개념연구

변영섭(Young-Seop Byun),송준범(Jun-Beom Song),송우진(Woo-Jin Song),김정(Jeong Kim),강범수(Beom-Soo Kang) 한국항공우주학회 2011 韓國航空宇宙學會誌 Vol.39 No.5

무인지상차량을 통해 수직이착륙 무인항공기의 운반, 발사, 귀환 및 재충전 기능을 제공함으로서 두 체계의 단점을 보완할 수 있는 무인항공기-무인지상차량 합동운용 개념이 제시되었다. 합동운용 개념은 두 체계의 물리적 결합을 통해 무인지상차량의 감시정찰 범위를 확대하고, 수직이착륙 무인항공기의 운용능력을 확장할 수 있는 개념이다. 체계간의 유연하고 정확한 인터페이스를 제공하기 위해 구형 동체를 가지는 동축반전 회전익형 무인항공기의 형상이 제안되었다. 무언항공기의 정밀착륙을 위해 영상기반 목표추적 기법이 포함된 복합항법 기술이 검토되었고, 실험적 연구가 수행되었다. 또한, 탑재된 회전익형 비행체에 콤팩트한 형상을 제공하기 위한 길이-가변 로터의 구현 가능성에 대해서도 기술하였다. UAV-UGV teaming concept has been proposed that can compensate for weak points of each platform by providing carrying, launching, recovery and recharging capability for the VTOL-UAV through the host UGV. The teaming concept can expand the observation envelop of the UGV and extend the operational capability of the UAV through mechanical combination of each system. The spherical-shaped coaxial rotorcraft UAV is suggested to provide flexible and precise interface between two systems. Hybrid navigation solution that included vision-based target tracking method for precision landing is investigated and its experimental study is performed. Feasibility study on length-variable rotor to provide the compact configuration of the loaded rotorcraft platform is also described.

소형무인항공기를 위한 소형 경량 AHRS의 지상시험 및 성능 평가

노민식 ( Min Shik Roh ),송준범 ( Jun Beom Song ),송우진 ( Woo Jin Song ),강범수 ( Beom Soo Kang ) 한국항행학회 2011 韓國航行學會論文誌 Vol.15 No.2

소형무인항공기의 경우 유효탑재하중의 여유가 많지 않기 때문에 AHRS의 소형화가 필요하다. 본 논문에서는 소형무인항공기를 위해 소형, 경량으로 설계 제작한 AHRS의 성능을 가속도 외란이 적은 환경에서 시험하고 평가하였다. 센서는 저가의 MEMS 제품을 사용했으며 자세 보정을 위해 가속도계와 지자기계가 같이 사용되었다. 자세계산에는 특이점이 존재하지 않고 비교적 계산이 간단한 쿼터니언을 사용했으며 자세 보정 알고리듬에는 칼만필터가 사용되었다. 본 논문에서는 소형무인항공기에 성공적으로 적용된 사례가 있는 상용 항법장치와의 비교를 통해 설계된 AHRS의 성능시험을 진행하였다. 설계된 AHRS의 자세 데이터가 상용 항법장치와 수직축 0.5°이내, 수평축 1.5° 이내로 허용 가능한 차이를 가지는 것을 보였으며, 본 시험환경 내에서 소형무인항공기제어에 적합한 자세각 출력을 내는 것을 확인하였다. A small UAVs(Unmaned Aerial Vehicles) have limited by the payload capacity which requires miniaturization of a navigation system. In this paper, the performance of the lightweight and small sized AHRS(Attitude Heading Reference System), which is self-developed, is evaluated at low acceleration environment. The designed AHRS adopts the commercial low-cost MEMS sensors. A quaternion-based attitude calculation method, which eliminates singularity with relatively simple algebra, is used. In an attitude correction algorithm, the Kalman filter is used with accelerometers and magnetometers combined. The fabricated AHRS is also evaluated with reference to a COTS(Commercial Off-The-Shelf) AHRS which reports a number of successful applications to a small UAVs. The test results show that the measurements from the fabricated AHRS provide proper attitude output data with acceptable amount of differences(horizontal axis 0.5°, vertical axis 1.5°) in test environment.

쿼드 틸트 프롭형 PAV 무인 축소모델 개념설계 및 개발시험

변영섭(Young-Seop Byun),송준범(Jun-Beom Song),김재남(Jae-Nam Kim),정진석(Jin-Suk Jeong),송우진(Woo-Jin Song),강범수(Beom-Soo Kang) 한국항공우주학회 2014 韓國航空宇宙學會誌 Vol.42 No.1

본 논문에서는 지상 주행과 비행이 가능한 이중모드 PAV의 무인 축소모델 개념설계 및 개발시험 과정에 관하여 기술하였다. 운용 요구도를 검토한 결과 멀티로터 형상에 나셀틸트 기능을 결합한 쿼드 틸트 프롭형 비행체가 제안되었다. 프로펠러 추진을 위한 모터와 주행을 위한 구동장치를 하나의 나셀에 집적하고, 나셀 틸트 구조에 의해 비행 및 주행모드의 변경이 가능하도록 구현하였다. 개념설계를 통해 주요 설계변수와 초기 제원이 확정되었고, 비행모드 및 주행모드 시험용 플랫폼을 제작하여 기능시험을 수행하였다. This paper describes the conceptual design and development test procedure of a unmanned scaled-down personal air vehicle(PAV) with drive and flight dual mode capability. Trade studies on operational requirements led to the suggestion of a quad tilt prop platform which has nacelle tilt capability with multi rotor configuration. Motors for propeller propulsion and driving mechanism were integrated into a single nacelle, then they were implemented by nacelle tilt mechanism for conversion between the drive and the flight modes. Primary design parameters and initial specifications were confirmed through conceptual design, then functional tests were performed with the test platforms for the drive and the flight modes.

항공 통신 기술 분야 : HSDPA를 이용한 무인항공기 항법 모니터링용 Peer-to-Peer 통신 시스템 구현 연구

김호균 ( Ho Gyun Kim ),송준범 ( Jun Beom Song ),송우진 ( Woo-jin Song ),강범수 ( Beom Soo Kang ) 한국항행학회 2011 韓國航行學會論文誌 Vol.15 No.6

본 논문은 상용 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)이동통신 모뎀을 이용한 무인항공기 항법 모니터링용 Peer-to-Peer 통신시스템 구현에 대하여 연구 하였다. 본 시스템은 통신 중계용 서버, 탑재통신 장비 및 다수의 모니터링 장치로 구성되며, 상용 HSDPA 모뎀을 이용하여 무인항공기 항법정보를 서버를 통하여 다수의 모니터링 장치로 실시간 전송한다. 본 논문에서는 이러한 시스템에서 발생할 수 있는 현상들을 관찰 하고자 지상실험 및 비행실험을 통해 데이터를 확보 하였다. 실험 결과, 통신환경에 따라 탑재통신장치와 모니터링 장치 사이의 지연시간이 평균 약 300msec 가량 측정 되었으며, 탑재통신장치와 서버간의 데이터의 체증(congestion) 및 패킷 손실이 발생 하였지만, 차량을 이용한 고속의 장거리 이동 테스트와 무인기 비행에 의한 고도 테스트를 통하여 무인기 항법 모니터링 시스템 구현이 가능함을 확인 하였다. This paper presents a realization of a peer-to-peer communication system for a UAV navigational monitoring using a commercial HSDPA(High Speed Download Packet Access) mobile communication device. The realized system consists of a communication server, an air data terminal and multiple ground monitoring devices, where the server transfers navigational data from a UAV to multiple monitoring devices in real-time with commercial HSDPA modem. Through ground and flight tests, data were obtained to observe the realized system. Test results show that, depending on communicational environment, about 300msec delay, congestion and packet-loss between air data terminal and ground monitoring devices. Nevertheless, through high-speed long range test on a ground vehicle and altitude test with a UAV flight, the feasibility of a UAV navigational monitoring system was observed.

비행체용 하이브리드 시스템의 엔진 기화기 연료 분사량 최적화 설계 고찰

이기웅(Ki Woong Lee),김우비(Woo Bee Kim),이현석(Hyun Seock Lee),송준범(Jun Beom Song),최수창(Soo Chang Choi) 한국항공우주학회 2023 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2023 No.4

모터와 프로펠러로 구성된 시소형 1축 자세 제어 실험에 관한 연구

김재남 ( Jae Nam Kim ),노민식 ( Min Shik Roh ),송준범 ( Jun Beom Song ),송우진 ( Woo Jin Song ),강범수 ( Beom Soo Kang ),김정 ( Jeong Kim ) 한국항행학회 2012 韓國航行學會論文誌 Vol.16 No.1

본 연구에서는 쿼드로터형 비행체 개발을 위한 선행연구로서 1축 자세 제어장비를 개발하고, 시뮬레이션과 실험을 수행하였다. 두 개의 모터와 프로펠러로 구성된 시소형 1축 자세 제어장비가 제작되었고, 추력 시험을 통해 공력 파라메터를 도출하였다. Matlab/Simulink를 이용하여 시스템의 응답을 추정하였고, 자세 센서와 자세제어 컴퓨터를 탑재하여 실험을 수행하였다. 시뮬레이션과 실험 데이터를 비교하여 실험 시 발생하는 정상상태 오차에 대한 원인을 파악하고, 사용된 자세알고리즘과 자세 제어 컴퓨터에 대한 성능 검증하였다. 본 과정을 통해, 쿼드로터형 무인항공기 자세 제어를 위한 선행 필수 기초자료를 획득하였다. In this research, a single-axis attitude control test bed is developed, and simulation and tests experiments are performed, as a preliminary research of a quad-rotor aerial vehicle development. A single-axis test bed with seesaw configuration is manufactured using two motors and propellers, and the aerodynamic parameters are derived by thrust tests. The response of the system is estimated with Matlab/Simulink, and experiments are performed with attitude control computer and an attitude sensor onboard the test bed. Comparing the results of simulated and tested data, factors of steady-state errors during experiments are found, and performances of used attitude control algorithm and the control computer were verified. In these process, essential preliminary data for attitude control of a quad-rotor unmanned aerial vehicle were acquired.

동축반전 헬리콥터형 소형 무인항공기 설계 및 제작

김상덕(Sang-Deok Kim),변영섭(Young-Seop Byun),송준범(Jun-Beom Song),이병언(Byoung-Eon Lee),송우진(Woo-Jin Song),김정(Jeong Kim),강범수(Beom-Soo Kang) 한국항공우주학회 2009 韓國航空宇宙學會誌 Vol.37 No.3

근거리 감시정찰을 수행할 수 있는 헬리콥터형 무인항공기를 개발하였다. 임무수행 가능성을 검토한 결과 전동 모터로 구동되는 동축반전 헬리콥터형 비행체가 선정되었다. 자동비행을 위해 상용 자동비행장치와 무선통신 모뎀이 채택되었고, 공중촬영을 위한 CCD카메라가 탑재되었다. 완성된 비행체는 수동 비행시험을 통해 성능을 검증하였으며, 자동비행장치 탑재 후 점항법 비행을 통해 임무수행이 가능함을 확인하였다. 본 논문에서는 동축반전 무인항공기의 개발을 위한 설계 및 체계종합 전 과정에 관하여 기술하였다. The rotorcraft-based unmanned aerial vehicle(UAV) capable of performing close-range surveillance and reconnaissance has been developed. Trade studies on mission feasibility led to the adoption of a coaxial rotorcraft with twin rotors counter-rotating in one axis and driven by electric motors. A commercial off-the-shelf flight control computer(FCC) and a radio frequency modem were adopted for autonomous navigation. In order to achieve an aerial view, commercial charge-coupled device camera was also integrated into the vehicle. The performance of the completed vehicle was proved with manual flight test, and mission capability was verified through waypoint navigation flight after being equipped with FCC. This paper treats the whole process of design and system integration for development of the coaxial rotorcraft UAV.