드론의 안정화 비행을 위한 방법 및 알고리즘에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

무인항공기는 조종사 없이 지상에서의 원격조종에 의해 스스로 비행하는 비행체이다. 하지만 무인항공기는 제어가 쉽다는 장점이있지만, 어떤 한 지점 위를 정지하여 비행하는 호버링 기능을 할 수 없다는 단점이 있다. 그에 비해 무인항공기 중 하나인 쿼드콥터는동작원리가 간단하고 호버링이 가능하고, 비행의 안정성이 높다는 장점이 있다. 본 논문에서는 쿼드콥터의 안정화 비행을 위한 PID 제어 방식과 Fuzzy 제어 방식을 이용하는 비행 안정화 알고리즘을 제안한다. 본 시스템은 자이로 센서와 가속도 센서의 결합을 통해드론의 현재 자세 값을 알아낸 후 자세 제어 알고리즘을 통해 안정화 비행을 실시한다. 또 GPS 센서를 이용하여 현재의 위치를외부조작 없이 유지하는 위치고정 모드를 제안한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Unmaned Aerial Vehical(UAV) is a flight which is automatically flying by remote control on th ground. However UAV has an advantage of control that is easy, but has an disadvantage of not hovering. By comparison, quadcopter which is one of the UAV is easily operated. Also quadcopter has hovering function and high stability. In this paper, we propose stable flight algorithm associated PID(proportional-integral-derivative) control with fuzzy contorl to implement stable quadcopter system. After getting a positioning information of the drone, This proposed system is implemented for stable flight through flight attitude control using gyro and acceleration sensor. We also propose the flight mode system to hover drone with GPS sensor.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• ABSTRACT
• I. 서론
• II. 드론의 필요성 및 동작원리
• 1. 무인 항공기의 한계
• 2. 쿼드콥터형 드론의 필요성
• 3. 드론의 동작 원리
• Ⅲ. 드론 제어 알고리즘
• 1. 가속도/자이로 센서
• 2. GPS를 이용한 위치 고정
• 3. PID 및 Fuzzy 제어
• Ⅳ. 시뮬레이션 결과
• 1. PID 및 Fuzzy 제어 시뮬레이션
• 2. 드론 제어 시뮬레이션
• V. 결론
• 참고문헌

참고문헌 (Reference)

1 A. Nemati, "Modeling and control of a single axis tilting quadcopter" 3077-3082, 2014

2 E. Chirtel, "Designing a spatially aware, autonomous quadcopter using the android control sensor system" 35-40, 2015

3 S. Yoon, "Coordinated locomotion and monitoring using autonomous mobile sensor nodes" 22 (22): 1742-1756, 2011