선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본고에서는 재료, 센서, 컴퓨팅, 제어 기술 등의 발달과 다양한 활용 가능성으로 인해 최근 각광 받고 있는 멀티로터 타입 드론의 비행과 관련된 기술 중 비행제어 및 상태추정 관련 기본 기술에 대해 소개하였다.
- 다음으로 드론의 회전을 기구학 수준에서 제어한다는 가정하의 제어기법을 소개하고자 한다. 이는 드론 플랫폼 내부 알고리즘에서 각속도 제어가 가능하다는 가정이 필요한데, 이는 드론의 회전 동역학이 충분히 빠르고 구동부족의 문제가 없으므로 달성하기 어렵지 않은 문제로, 많은 상용 드론 플랫폼에서 각도 제어, 각속도 제어 등 이러한 기구학적 회전제어기능을 제공한다.
- 먼저 IMU를 이용한 회전추정 기법 소개에 앞서 각 센서의 특징에 대해 소개하고자 한다. 각속도를 측정하는 자이로 센서는 다음과 같은 측정 모델로 표현된다.
- 본고에서는 다양한 드론 중 멀티로터 타입 드론 관련 기술을 소개하고자 한다. 그 중 <그림 2>와 같은 쿼드로터는 멀티로터 타입 드론 중 프로펠러 수가 4개인 경우를 말하는데, 가장 보편적으로 이용되며 다른 멀티로터의 경우에도 프로펠러가 대칭으로 구성되어 있다는 특성으로부터 동일한 방법으로 활용 가능하므로 비행제어 기술에서는 쿼드로터에 한정시켜 비행제어에 대한 소개를 하고자 한다.
- 위의 회전제어를 바탕으로 원하는 병진운동의 거동은 위치제어, 힘제어 등 목적에 따라 다양하나 본고에서는 가장 기본인 경로추종 제어에 대해 소개하고자 한다. 구동부족으로 인해 드론의 회전은 원하는 병진운동에 의해 결정되며 따라서 경로는 드론의 위치에 대해 주어지게 된다.
- 이러한 멀티로터 타입의 드론은 다양한 분야 기술들의 최근 급격한 발전에 힘입어 가능하게 된 것으로, 관련 기술로는, 탄소섬유와 같은 재료/생산기술, 고효율 모터 및 배터리 기술, 비행을 위한 경량 MEMS기반 센서 기술, 고성능 온보드 컴퓨터 및 통신기술, 상태추정 및 제어 기술, SLAM 및 측위 기술 등으로, 상기한 장점과 이러한 다양한 기술과의 접점은 드론이 최근 상업용 및 방송, 통신 등 다양한 목적으로 매우 활발히 이용될 수 있는 밑바탕이 되었다. 이러한 배경으로부터 본고에서는 다양한 드론의 종류 중 멀티로터 형태의 드론에 대해 다루고자 하며 특히 비행제어 및 상태추정 기술에 대해 소개하고자 한다.
- 즉, 물리적으로 병진운동을 위한 제어 입력은 주어진 시점에서 Re3로 표현되는 드론 좌표계의 방향으로만 가능하며 이를 원하는 방향으로 변화시키기 위해 적절한 회전제어가 필요하다. 적합한 회전제어와 관련하여 먼저 동역학 수준에서 제어하는 방법을 소개한다.
가설 설정
- 1) 드론의 움직임으로부터 발생하는 공기역학적 요소는 많은 경우 단순화 되거나 매우 작다고 가정하며 동역학 식 (1), (2)에서 표현되어 있는 fa, τa에 해당한다.
- 2) 추력 λ는 드론의 병진운동 대비 충분히 빠르게 변하며, 따라서 원하는 추력을 바로 낼 수 있다고 가정한다.
- 2) 추력 λ는 드론의 병진운동 대비 충분히 빠르게 변하며, 따라서 원하는 추력을 바로 낼 수 있다고 가정한다. 마지막으로 3) 드론의 회전동역학이 병진운동 동역학보다 빠르며 기구학적으로 제어하는 경우 원하는 각속도 제어가 가능하다고 가정한다. 동역학 식 (1), (2)에서 볼 수 있듯이 회전, 병진운동 동역학이 서로 분리되어 있고 추력 λRe3을 통해 회전이 병진운동에 영향을 미치는데, 가정 3)에 의해 회전운동 동역학을 고려하지 않고 기구학 수준에서 원하는 회전이 가능하다고 가정하는 방식과 동역학 수준에서 회전을 제어하는 방법 두 가지로 나뉘게 된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.