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      • KCI등재

        GPS를 이용한 무인항공기 추적안테나 시스템 시험

        노민식(Min-Shik Roh),조겸래(Kyeum-Rae Cho),이대우(Dae-Woo Lee) 한국항공우주학회 2007 韓國航空宇宙學會誌 Vol.35 No.2

        이동체와의 통신은 항상 안테나가 이동체의 방향을 지향하고 있어야 한다. 본 연구에서는 안테나가 이동체를 지향하기 위해서 사용되는 방식중 이동체의 위치를 측정하여 이동체와 안테나 사이의 기하학적 위치관계로부터 안테나의 지향각을 결정하는 방법을 사용하였다. 안테나와 무인항공기에 각각 GPS를 설치하여 각각의 위치를 측정하고 계산된 지 향각을 향하도록 안테나를 구동하였다. 안테나의 지향각과 일치시켜 설치한 카메라를 사용하여 무인항공기를 촬영하여 추적 안테나 시스템의 성능을 검증하였다. The tracking antenna must always point to track moving vehicle for data link. In this paper, we determine pointing angle from the geometric relationship of antenna and UAV(Unmaned Aerial Vehicle) to let an antenna be toward a moving vehicle. The pointing angle of antenna is set through GPS measurement data installed in antenna and UAV. We verify the performance of this system from the fixing a camcoder on the antenna.

      • KCI등재

        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.

      • KCI등재

        PC104를 이용한 비행제어 시스템 개발을 위한 지상시험

        허치훈(Chi-Hoon Heo),노민식(Min-Shik Roh),이대우(Dae-Woo Lee),조겸래(Kyeum-Rae Cho) 한국항공우주학회 2007 韓國航空宇宙學會誌 Vol.35 No.5

        본 논문에서는 PC104를 메인프로세서로 사용하여 GPS와 IMU를 이용한 비행제어시스템을 구축하였다. 안전을 위해 PIC16을 이용한 자동/수동 변환 모듈을 제작하였으며, 계속 목표 지점을 향해 비행하기 위해 호밍 방식의 유도 알고리즘을 구성하였다. 지상 실험을 통해 각각의 시스템이 원활하게 작동하는지 확인하였으며 상용 비행제어시스템과 유사한 출력을 나타냄을 확인함으로써 본 시스템이 무인항공기 제어시스템으로 사용될 수 있음을 보였다. This paper presents the flight control system using a PC104 with GPS and IMU. This System includes an Auto/Manual conversion module by PIC16 for safety, and homing type guidance algorithm to flight toward a scheduled target. We verify the performance of the flight control system via ground test, and present the possibility of application into UAV control system via comparison with the commercial system.

      • KCI등재

        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.

      • KCI등재

        항공 통신 기술 : 모바일 네트워크를 이용한 복수의 클라이언트용 무인항공기 원거리 운용 시스템 설계 및 구현

        박성현 ( Seong Hyeon Park ),송준범 ( Joon Beom Song ),노민식 ( Min Shik Roh ),송우진 ( Woo Jin Song ),강범수 ( Beom Soo Kang ) 한국항행학회 2015 韓國航行學會論文誌 Vol.19 No.3

        본 논문은 상용 모바일 네트워크를 이용하여 원거리에서 무인항공기를 운용하기 위한 복수의 클라이언트용 관제 시스템을 설계하고, 구현한 시스템의 성능 시험에 관하여 기술하였다. 이동통신망을 통한 원거리 접속을 위해 상용 M2M 모듈이 내장된 데이터 송수신 모뎀을 제작하였고, 데이터베이스가 연결된 중앙 서버를 구축하여 무인항공기로부터 수신되는 비행 및 영상 데이터를 실시간으로 저장하고 지상관제시스템으로 전송할 수 있게 하였다. 지상관제시스템은 중앙관제용, 지상관제용, 스마트폰용으로 제작하여 사용 목적에 따라 운용하도록 구현하였다. 구축한 시스템으로 성능 시험을 실시하여 데이터의 지연 시간과 영상수신율, 클라이언트 상태를 측정하였고, 비행 시험을 통해 고도에 따른 모바일 네트워크 모뎀의 통신 구현 가능성도 확인해 보았다. This paper describes the design and implementation of a network system for UAV for multiple clients that enables long-range operation based on a commercial mobile network. A prototype data modem is developed with a commercial embedded M2M module in order to provide an access to the mobile network. A central server with a database is constructed to record all of real-time flight and video data and communicate with a ground control system. A GCS is developed for the central control, the single UAV and the smart phone version to be used for different purposes. Performance tests were progressed for data delay, video frame rate and state of clients. Flight tests were also performed to verify the reliability of the modem with respect to altitude.

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