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비전 센서를 이용한 쿼드로터형 무인비행체의 목표 추적 제어
유민구(Min Goo Yoo),홍성경(Sung Kyung Hong) 한국항공우주학회 2012 韓國航空宇宙學會誌 Vol.40 No.2
본 논문은 쿼드로터형 무인 비행체를 비전센서를 이용한 목표 추적 위치 제어기 설계하였고, 이를 시뮬레이션 및 실험을 통해서 확인하였다. 우선 제어기 설계에 앞서 쿼드로터의 동역학 분석 및 실험데이터를 통한 모델링을 수행하였다. 이때, 모델의 계수들은 실제 비행데이터를 이용한 PEM(Prediction Error Method)을 이용하여 얻었다. 이 추정된 모델을 바탕으로 LQR(Linear Quadratic Regulator) 기법을 이용한 임의의 목표를 따라가는 위치 제어기를 설계하였으며, 이때 위치 정보는 비전센서의 색 정보를 이용한 Color Tracking기능을 이용하여 쿼드로터와 물체의 상대적인 위치를 얻어내었고, 초음파 센서를 이용하여 고도 정보를 얻어 내었다. 마지막으로 실제 움직이는 물체의 추적 제어 실험을 수행하여 LQR 제어기 성능을 평가하였다. The goal of this paper is to design the target tracking controller for a quadrotor micro UAV using a vision sensor. First of all, the mathematical model of the quadrotor was estimated through the Prediction Error Method(PEM) using experimental input/output flight data, and then the estimated model was validated via the comparison with new experimental flight data. Next, the target tracking controller was designed using LQR(Linear Quadratic Regulator) method based on the estimated model. The relative distance between an object and the quadrotor was obtained by a vision sensor, and the altitude was obtained by a ultra sonic sensor. Finally, the performance of the designed target tracking controller was evaluated through flight tests.
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황종현(Jong Hyon Hwang),황성필(Sungpil Hwang),홍성경(Sung Kyung Hong),유민구(Min Goo Yoo) 제어로봇시스템학회 2012 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.18 No.6
This paper focuses on attitude stabilization performance improvement of the quadrotor flying robot. First, the dynamic model of quadrotor flying robot was estimated through PEM (Prediction Error Method) using experimental input/output data. And attitude stabilization performance was improved by increasing the generation frequency of PWM signal from 50 Hz to 500Hz. Also, the controller is implemented using a standard PID (Proportional-Integral-Derivative) controller augmented with feedback on angular acceleration, allowed the gains to be significantly increased, yielding higher bandwidth. Improved attitude stabilization performance is verified by experiment.
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