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[국내논문] 물류수송을 위한 이종 협업 무인 시스템 개발
Development of a Cooperative Heterogeneous Unmanned System for Delivery Services 원문보기

제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems, v.20 no.12, 2014년, pp.1181 - 1188  

조성욱 (한국과학기술원 항공우주공학전공) ,  이다솔 (한국과학기술원 항공우주공학전공) ,  정연득 (한국항공우주연구원 항공제어전자팀) ,  이웅희 (한국과학기술원 항공우주공학전공) ,  심현철 (한국과학기술원 항공우주공학전공)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we propose a novel concept foran unmanned delivery service using a cooperative heterogeneous unmanned system consisting of a self-driving car and an unmanned aerial vehicle (UAV). The proposed concept is suitable to deliver parcels in high-density and high-rise urban or residential ar...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 그림 1과 같이 무인자율주행차량과 무인항공기를 동시에 활용하는 새로운 개념의 물류수송 개념을 제안한다. 먼저 사용자가 본인이 위치한 지역에서 스마트폰 앱을 통해 송신한 임의의 물류배송 요구정보를 본 논문에서 제안하는 이종 협업 무인시스템이 수신하면 무인자율주행차량에 탑재한 컴퓨터가 사전에 해당 위치까지 도달하기 위해 필요한 지도정보를 이용하여 무인자율주행차량과 무인항공기에 필요한 임무(e.
  • 따라서 본 논문에서는 무인자율주행차량과 무인항공기를 동시에 활용하는 새로운 물류수송 개념을 제시하고 이를 위한 이종 협업 무인시스템을 제안한다. 이 개념은 주로 도심 및 아파트 밀집지역에 집적화된 생활과 기존의 물류수송 시스템이 차량에 집중된 경우 좀 더 유용하게 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
  • 본 논문은 무인자율주행차량과 무인항공기를 동시에 활용하는 새로운 물류수송 개념을 제시하고 이를 위한 이종 협업 무인시스템을 제안하였다. 또한 해당 시스템의 타당성 및 활용성을 검증하기 위해 축소된 시나리오를 선정하고 실제 주행 및 비행실험을 수행하였으며 소형 저가의 single GPS를 사용했을 때의 착륙지점 정밀도 분석을 통해 실제 환경에서의 활용 시 안전성에 대한 점검을 수행하였다.
  • 본 논문의 본론에서는 앞서 제시한 개념을 보다 자세하게 서술하고 이를 달성하기 위하여 제시한 이종 협업 무인시스템개발 및 실험을 통한 검증결과에 대해 언급하고자 한다. II장에서는 기존에 소개된 무인 물류수송 시스템에 대해 간략히 언급하고 본 논문에서 제시하는 새로운 무인 물류수송 개념에 대해 보다 자세히 서술한다.

가설 설정

  • 1. The concept of the delivery service using the cooperative heterogeneous unmanned system.
  • 즉, 택배물품 배송을 위해 무게중심 근방에 센서를 장착하지 못하였고 이로 인하여 착륙 시 상대적으로 추력이 약한 시점에서 지면효과(ground effect)가 발생하게 되면 기체의 트림이 1차원 상대고도계 시스템이 장착된 방향으로 기울게 되기 때문이다. 본 논문에서는 GPS 신호교란이 수평방향보다 수직방향에 더 큰 영향을 주는 것으로 가정하고 수직방향으로의 GPS 신호교란 발생 시 1차원 상대고도계 시스템을 활용하여 상대고도 및 속도를 추정하도록 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
고밀도/집적화 및 고층화 환경에서의 무인항공기 자율비행은 어떤 어려움이 있는가? 이는 한정된 공간을 효율적으로 활용하는 측면에서 봤을 때 불가피한 선택이다. 하지만 이러한 환경에서 무인항공기의 자율비행은 GPS 등의 신호교란(multipath problem)과 고층 및고밀도 집적화된 지역에서 발생하는 돌풍 등이 발생할 수 있으므로 매우 어려운 임무로 간주되고 있다[8]. 결과적으로, Amazon, DHL 에서 개발한 무인항공기를 활용한 물류배송시스템의 초기 기술시연을 밀집도가 낮은 지역에서 성공적으로 수행하여 그들이 제시한 개념을 성공적으로 검증한 사례는 국내 실정과 상당한 거리가 있다고 할 수 있다[4-7].
민간분야에서의 무인항공기 중 가장 대표적인 사례는? 이러한 민간분야에서의 무인항공기 활용 중 가장 대표적인 사례는 무인항공기를 활용한 물류수송이라고 할 수 있다. 이미 Amazon, DHL, UPS, Fedex 등의 국제 물류수송업체에서는 무인항공기를 활용한 물류수송 시스템을 계획하고 있고 Amazon과 DHL은 각각 PrimeAir, Paketkopter 라는 이름의 시스템을 개발하여 운용개념소개를 위한 초기 시연 및 시스템 검증 단계를 수행함과 동시에 법적인 문제를 해결하고 있는 중이다[4-7].
국제무인시스템협회에서 예측한 무인항공기를 활용한 산업의 전망은? 기존의 군사용, 연구용에 국한되어 있던 외부환경 측정용 탑재체 및 자기위치 추정에 사용하는 센서 등의 소형화, 프레임을 포함하는 비행체 개발용 기자재의 생산성 및 경제성 향상, 무인항공기의 활용을 전제로 하는 새로운 연구 및 산업분야 창출 등 다양한 사회 전반적인 현상들로 인하여 그 속도를 더욱 높이고 있다[1]. 특히 국제무인시스템협회(AUVSI: Association for Unmanned Vehicle Systems International)는 2015년에서 2025년까지 무인항공기를 활용한 산업이 미국에서만 약 10만 개 이상의 일자리 창출 및 약 820억 달러의 유, 무형의 경제적 효과를 가져올 것으로 예측함에 따라 모든 국가에서 무인항공기를 활용한 산업 발전에 대해 관심을 가지지 않을 수 없게 되었다[2]. 또한 최근에는 국가뿐만 아니라 국제기구에서도 무인항공기를 활용한 활동을 계획하여 실행하기 위한 초기 단계가 진행되고 있어서 민간분야에서의 활용도를 더욱 높이고 있다[3].
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참고문헌 (15)

  1. N. Seong, "Can make the mass market by commercializing the drone?," Weekly Focus, LG Economic Research Institute, pp. 23-28, Feb. 2014. 

  2. D. Jenkins and B. Vasigh, "The economic impact of unmanned aircraft systems integration in the united states," Association for Unmanned Vehicle Systems International (AUVSI), Mar. 2013. 

  3. R. Kent, J. Armstrong, and A. Obrecht, "The future of nongovernmental organisations in the humanitarian sector: Global transformations and their consequences," Humanitarian Futures Programme, King's College London, Aug. 2013. 

  4. Amazon PrimeAir, http://www.amazon.com/b?node8037720011 

  5. DHL Packetcopter, http://www.dw.de/deutsche-post-dhl-testsdelivery-drone/a-17281339 

  6. UPS Delivery drones, http://www.theverge.com/2013/12/3/5169878/ups-is-researching-its-own-delivery-drones-to-compete-with-amazons 

  7. Fedex Delivery Drone, http://www.huffingtonpost.com/2013/12/19/fedex-ceo-drones_n_4468218.html 

  8. S. Pullen, P. Enge, and J. Lee, "High-integrity local-area differential GNSS architectures optimized to support UAVs (Unmanned Aerial Vehicles)," Proc. of ION ITM 2013, San Diego, CA, USA, Jan. 2013. 

  9. U. Lee, S. Yoon, H. Shim, P. Vasseur, and C. Demonceaux, "Local path planning in a complex environment for self-driving car," The 4th Annual IEEE International Conference on Cyber Technology in Automation, Control and Intelligent Systems, Honkong, pp. 445-450, Jun. 2014. 

  10. U. Lee, J. Oh, S. Shin, I. Shim, J. Choi, Y. Jung, K. Park, M. Kim, J. Jung, H. Shim, I. Kweon, and S. Choi, "EureCar, KAIST Self-Driving Car," NI Global Student Design Competition (NI Korea Finalist), National Instruments, https://decibel.ni.com/content/docs/DOC-37101 

  11. Y. Jung, S. Cho, and H. Shim, "Trajectory tracking controller design using L1 adaptive control for multirotor UAV," Journal of the Korean Society for Aeronautical and Space (reviewing since Mar. 2014). 

  12. KBS News-Strawberry Drone, http://news.kbs.co.kr/news/News View.do?SEARCH_NEWS_CODE2844144&refA 

  13. YTN TV-Delivery Drone, http://www.ytn.co.kr/_ln/0115_201405110859315353 

  14. Channel A,Delivery Drone, http://news.ichannela.com/society/3/03/20140411/62472156/1 

  15. U-Blox 6 GPS Modules Data Sheet. LEA-6 series, LEA-6_DataSheet_(GPS.G6-HW-09004), http://www.u-blox.com/images/downloads/Product_Docs/LEA-6_DataSheet_(GPS.G6-HW-09004).pdf 

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