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장우협,곽민규,홍진석,장성호 한국항공우주학회 2013 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.4
스마트 무인기와 같이 사람이 조종할 수 없는 항체의 경우 항법 장치의 높은 안정성과 정확성이 요구된다. 국내에서 사용되는 전술급 이상의 복합 항법 장치는 수입에 의존하고 있으며 이 조차도 정밀유도 무기의 탑재 가능성 때문에 제한적으로 이루어지고 있으므로 복합 항법 장치의 국내 개발이 요구되어 왔다. 따라서, 본 논문에서는 스마트 무인기에 사용되며 전술급 이상으로 사용될 수 있는 복합 항법 장치에 대한 연구를 수행하였다. 관성 측정기, GPS 수신기, 고도계를 결합할 수 있는 하드웨어를 설계 및 제작하였다. 또한 GPS 가 사용 불가한 경우 항법 결과의 강인성을 확보 하기 위하여 고도계/ I NS 결합 알고리즘을 제안 및 설계 및 구현 하였다. 최종적으로 구현된 하드웨어 및 소프트웨어를 검증하기 위하여 비행 시험을 통한 성능 평가를 수행하였고, 그 결과 본 연구에서 개발된 복합 항법 장치의 효용성을 검증하였다. It is required that UAV including Smart UAV has high stability and accuracy. Korea relies on imports for all of its tactical - grade navigation system needs. However, there is a limit because it could be applied to precision guided weapons. For this reason, localization of tactical - grade navigation system has been being required. In this paper, a tactical-grade navigation system for Smart UAV is researched. IMU (Inertial Measurement Unit)/GPS /ADS integrated hardware is developed. ADS/GPS and ADS/INS integrated algorithms are proposed in case GPS could not be used, as well as GPS/INS integrated algorithm is developed. Finally, a flight test is performed for performance evaluation. As a result of experiment, availability of developed navigation system is verified.
패리티 공간 기법을 이용한 중첩 IMU의 고장 검출 성능 검증
장우협,이원희,박찬국 한국항공우주학회 2011 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2011 No.4
시스템이 고도화되고 복잡해지면서 고장의 발생 가능성이 커지고 있으며 시스템의 안전성 향상을 위하여 고장 검출 및 분리에 관한 연구가 진행되고 있다. 특히 인공위성 등의 무인 우주 비행체에 사용되는 관성 항법 시스템은 높은 신뢰성을 요구하므로 고장에 효과적으로 대처하기 위한 고장 검출 기법의 적용이 필수적이다. 본 논문에서는 관성 항법 시스템의 고장 검출 및 복구 기법에 사용될 수 있는 중첩 IMU(Inertial Measurement Unit)를 구성하였으며 다위치 실험과 회전실험을 통해 구성된 중첩 IMU의 오차를 보정하였다. 그리고 제작된 중첩 IMU를 이용한 고장 검출 기법 성능을 검증하기 위해 패리티공간 기법을 적용하여 가속도 센서의 합형 고장 검출 실험을 수행하였으며 실험결과 중첩 IMU와 패리티 공간 기법을 이용한 고장 검출 기법이 항법 시스템에 적용될 수 있음을 확인하였다. As systems are complicated and developed, probability of fault occurrence have increased and research about fault detection and isolation techniques have been performed. Techniques, which are used to cope with fault effectively, should be applied to inertial navigation system of unmanned space craft because it require high reliability particularly. In this paper, we set up redundant IMU which can be used to fault detection and isolation techniques and compensated error by multi position test, multi rate test. To verify performance of fault detection technique using redundant IMU, we performed a experiment to detect additive fault of accelerometer using a parity space approach. As a result of experiment, we confirmed that it can be implemented to navigation system.
광신호 기반 무선 센서 노드 위치 인식을 위한 ToF 기법의 성능 분석
장우협(Woo Hyeop Jang),박찬국(Chan Gook Park) 제어로봇시스템학회 2013 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.19 No.3
In this paper, the performance analysis of optics-based sensor node localization using ToF (Time of Flight) scheme is conducted. Generally, the position of the sensor node is calculated on the base station. And the base station scans neighboring sensor nodes with a laser. The laser which is reflected from one sensor node, however, can be reached to the base station at different angles according to the scanning resolution. This means that the error of the reached angle can increase and one node may be recognized as different nodes. Also the power of laser can decrease because the laser signal spread. Thus the sensor node which is located at a long distance from the base station cannot be detected. In order to overcome these problems which can be occurred in localization using ToF, the beam spot, the scanning resolution, the size of reflector and the power of laser at the sensor node were analyzed. It can be expected that the consequence of analysis can be provided in acquisition of accurate position of sensor node and construction of optics-based sensor node localization system.
스테레오 영상을 이용한 광신호 기반의 마이크로 센서 노드 위치 인식 시스템 개념 설계
전지훈,이민수,장우협,박찬국 한국항공우주학회 2012 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2012 No.4
무작위적으로 분포된 광신호 기반 무선 센서들의 네트워크 통신을 위해서는 센서 노드의 위치 인식이 선행되어야 한다. 본 논문에서는 기존에 연구된 TOF 를 이용한 광신호 기반 센서 노드 위치 인식 기법이 가지는 문제점을 분석하였고, 이를 극복하기 위해 스테레오 비전을 이용한 센서 노드 위치 인식 기법을 제안하였다. 센서 노드 위치 인식 장치인 베이스 스테이션은 두 개의 카메라와 레이저 모듈로 이루어져 있다. 이 기법은 센서 노드의 반사체에 반사되어 돌아오는 레이저 빔을 두 카메라로 찍고 두 이미지의 광신호 픽셀 위치를 기하학적 기법을 통해 분석하여 센서 노드의 위치를 인식하는 원리로 되어있다. Sensor node localization is an essential process before communication in randomly distributed optical wireless sensor network. In this paper, we analyzed problems which can be occurred in optical wireless sensor node localization method using a time of flight. And to overcome the problems, this paper suggests a new design of scheme based on optical signal using stereo vision system. The base station of sensor node localization scheme consists of a laser and two cameras. Principle of this scheme is that laser beam, reflected from sensor node reflector, comes back into cameras of the base station and then sensor node is localized by using geometric configuration of the base station and pixel location of the laser beam on images.