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문제 정의
- 본 논문에서는 다수 위협이 존재하는 경우 비행시간과 위협을 동시에 최소화 하는 문제를 다루었다. 기존에 많은 연구가 이루어졌던 Voronoi 선도를 이용한 경로 설계 방법과 비교하면, 몇 개의 수치 예들에서 알 수 있듯이 제안된 최적화 방법이 Voronoi 방법에 비해 제어에너지를 덜 소모하며 비행시간 역시 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.
- 본 연구에서는 위협을 회피하며 최단 시간으로 비행 하도록 하는 성 능지 수를 설 정 하고, 최 적화 기법을 사용하여 이를 최소화하는 경로를 계획하도록 한다. 위협은 모두 레이더로 가정되므로, 성능지수는 무인항공기의 비행시간과 레이더의 신호 강도의 합으로 표현된다.
가설 설정
- 무인항공기는 다수의 위협이 있는 지역에서 운영되고, 본 논문에서 모든 위협은 레이더로 가정한다. 항공기가 레이더에 노출되는 신호의 강도는 다음과 같이 레이더 범위 방정식으로 주어진다 [5].
- 무인항공기의 초기 위치와 목적지 위치는 사전에 주어져 있으며, 적 레이더의 위치와 특성 또한 알고 있다고 가정하였다. 식(7)에서 각 레이더의 특성을 고려하여 서로 다른 a, 값을 부여할 수 있으나, 본 논문에서는 야 가 모두 같은 값을 갖는다고 가정하였다.
- 비행 궤적 최적화를 위해 무인항공기를 수평면의 2차원 질점으로 가정하였다. 그림 1에 나타낸 바와 같이 항공기의 선회 운동은 양력을 통해발생된 가속도 αL에 의해 발생한다.
- 알고 있다고 가정하였다. 식(7)에서 각 레이더의 특성을 고려하여 서로 다른 a, 값을 부여할 수 있으나, 본 논문에서는 야 가 모두 같은 값을 갖는다고 가정하였다. 항공기는 항상 일정한 속도 F= 200m/; 로 비행한다고 가정하였으며 시정 수는 #=1초로 설정하였다.
- 또한 #는 레이더전송 신호 강도, G는 전송이득, &는 레이더 안테나의 유효면적, b는 목표물의 RCS(radar cross section), 그리고 Re 레이더와 목표물 사이의 거리를 나타낸다. 여기서 레이더 신호강도, 전송이득, 안테나 유효면적은 모두 상수로 가정한다. 항공기의 RCS는 레이더와 항공기가 바라보는 각도에 따라 달라지는 값이나 여기서는 상수로 가정한다.
- 1 단위로 변화시키면서 성능지수를 만족시키는 경로를 계산하였다. 초기 항공기는 경사각이 거의 없는 상태로 비행한다고 가정하고 제어입력의 초기값으로 0.1°를선정하였다. 이후 모든 수치예제에 이용하였다.
- 식(7)에서 각 레이더의 특성을 고려하여 서로 다른 a, 값을 부여할 수 있으나, 본 논문에서는 야 가 모두 같은 값을 갖는다고 가정하였다. 항공기는 항상 일정한 속도 F= 200m/; 로 비행한다고 가정하였으며 시정 수는 #=1초로 설정하였다. 무인기 임무 영역의 형태는 가로와 세로가 각각 25#m 인 정방형이며, 출발점으로 (7.
- 여기서 레이더 신호강도, 전송이득, 안테나 유효면적은 모두 상수로 가정한다. 항공기의 RCS는 레이더와 항공기가 바라보는 각도에 따라 달라지는 값이나 여기서는 상수로 가정한다. 따라서 레이더 노출 신호 강도는 항공기와 레이더 사이의 거리의 영향을 받는 함수로 표현할 수 있다[5].
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