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레이저 고도계와 초음파 거리계를 이용한 무인항공기 지면고도측정 알고리즘 설계
최경식 ( Kyeung Sik Choi ),현정욱 ( Jung Wook Hyun ),장재원 ( Jae Won Jang ),안동만 ( Dong Man Ahn ),홍교영 ( Gyo Young Hong ) 한국항행학회 2013 韓國航行學會論文誌 Vol.17 No.6
본 논문은 레이저 고도계와 초음파 거리계를 이용한 무인항공기의 지면고도측정에 대한 알고리즘에 대하여 제시하였다. 무인항공기의 저고도 거리 측정시에 사용하는 레이저 고도계와 초음파 거리계를 이용하여 간단한 지상시험을 하였고, 각 센서들의 특징을 확인할 수 있었다. 특히, 레이저 고도계의 단점을 확인하여 초음파 거리계로 보완하는 알고리즘을 설계하였고, 실험을 진행하였다. 레이저 고도계와 초음파 거리계는 칼만필터를 이용하여 약결합 방식으로 융합하였으며, 실험결과 레이저 고도계의 단점을 초음파 거리계로 보완하여 안정적인고도값이 측정될 수 있음을 확인하였다. This paper presents an algorithm concerning the ground altitude measurement using a laser altimeter and an ultrasonic rangefinder for UAV(Unmanned Aerial Vehicle). A simple ground test conducted using the laser altimeter and ultrasonic rangefinder that are used for conducting the low altitude measurement of UAV and identify the characteristics of each sensor. Especially, the disadvantages of the laser altimeter were checked through the ground test. After that who those are participated in this paper planned the algorithm which is complemented by the ultrasonic rangefinder and the experiment was conducted. The laser altimeter and the ultrasonic rangefinder were fused by a loosely coupled method by Kalman filter. The paper shows that stable value of altitude complemented by the ultrasonic rangefinder that covers the laser altimeter`s drawbacks can be measured through the ground test.
초음파 거리계를 이용하는 쿼드로터 무인항공기의 고도 제어 성능 향상을 위한 스파이크 제거 기법
김성훈 ( Sung Hoon Kim ),최경식 ( Kyeung Sik Choi ),홍교영 ( Gyo Young Hong ) 한국항행학회 2016 韓國航行學會論文誌 Vol.20 No.3
본 논문은 초음파 거리계를 이용하는 쿼드로터 무인항공기의 고도 제어 성능 향상을 위한 정상 웨이블릿 변환 기법을 제시하였다. 쿼드로터의 수직 이착륙 시 많이 사용되는 초음파 거리계를 이용하여 지상시험을 수행하였다. 초음파 거리계는 정반사율(specular reflectance)과 음향 잡음 (acoustic noise)으로 인한 신호의 스파이크가 생긴다. 짧은 시간 간격으로 발생하는 스파이크는 시간과 주파수 영역에서의 동시 분석을 필요로 한다. 정상 웨이블릿 변환은 DWT (discrete wavelet transform)에서 다운샘플링에 의해 발생하는 문제점을 해결하기 위한 변환방법으로써 잡음제거에 DWT보다 효과적이라고 알려져 있다. 이에 초음파 거리계의 스파이크를 정상 웨이블릿 변환 기법을 이용하여 분석하였고, 실험결과 초음파 거리계의 스파이크를 효과적으로 제거할 수 있음을 확인하였다. In this paper, a stationary wavelet transform method is proposed for improving the altitude control performance of quadrotor UAV using an ultrasonic rangefinder. A ground tests are conducted using an ultrasonic rangefinder that is much used for vertical takeoff and landing. An ultrasonic rangefinder suffers from signal’s spike due to specular reflectance and acoustic noise. The occurred spikes in short time span need to be analyzed at both sides time and frequency domain. It was known that stationary wavelet transform is the transferring solution to the problem occurred by down sampling from DWT also more efficient to remove noise than DWT. The analyzed spikes of the ultrasonic rangefinder using a stationary wavelet transform and experimental results show that it can effectively remove the spikes of the ultrasonic rangefinder.