[논문]항공기 3차원 충돌회피 알고리즘 구현과 실시간 운영체계를 이용한 Micro Controller Unit의 성능 비교

임지성; 김동신; 박인혁; 이상철

doi:10.20910/jase.2018.12.5.48

항공기 3차원 충돌회피 알고리즘 구현과 실시간 운영체계를 이용한 Micro Controller Unit의 성능 비교
Implementation of 3-D Collision Avoidance Algorithm and Comparison of Micro Controller Unit's Performance using Real-Time Operating System 원문보기

항공우주시스템공학회지 = Journal of aerospace system engineering, v.12 no.5, 2018년, pp.48 - 53

임지성 (한국항공대학교 대학원 항공우주 및 기계공학과) , 김동신 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부) , 박인혁 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부) , 이상철 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부)

초록
AI-Helper

본 논문에서는 RTOS과 항공기의 3차원 충돌회피 알고리즘을 세 개의 MCU에 적용하여 각 MCU의 성능을 비교하였다. MCU는 많이 사용되는 Microchip Technology사의 ATmega2560과 STM사의 ARM Cortex-M3, ARM Cortex-M4를 선정하였으며, RTOS는 공개되어 있는 FreeRTOS 를 사용하였다. 성능을 확인하기 위해 적용된 3차원 충돌회피 알고리즘은 수직회피와 수평회피를 통합한 알고리즘이며 C++로 구현하였다. MCU의 성능은 각 MCU의 사용 메모리와 계산 시간을 측정하여 비교하였다. 비교 결과 세 MCU 중, 계산 시간은 ARM Cortex-M4가 빨랐으며, ATmega2560이 적은 메모리를 사용하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, Real-Time Operating System(RTOS) and 3-D collision avoidance algorithm are implemented to three different Miciro Controller Unit(MCU)s and their performances compared. We selected Microchip Technology's ATmega2560, STM's ARM Cortex-M3 and ARM Cortex-M4, because they are widely used. FreeRTOS, an open-source operating system, was also used. The 3D collision avoidance algorithm consists of the vertical and the horizontal avoidance algorithm, which is implemented using C++. The performances of the MCUs were compared with respect to used memory and calculation time. As a result, Cortex-M4's calculation time was the fastest and ATmega2560 used least memory.

주제어

표/그림 (17)

그림 Fig. 1 Coordinate System
그림 Fig. 2 3-D Collision Avoidance Algorithm Flow Chart
그림 Fig. 3 Scenario 1 of pair of Aircraft
표 Table 1 3-D collision avoidance algorithm characteristics
표 Table 2 Initial condition of scenario 1
그림 Fig. 5 3-D view (Scenario 1)
그림 Fig. 6 Top view (Scenario 1)
그림 Fig. 7 Altitude (Scenario 1)
그림 Fig. 8 3-D view (Scenario 2)
그림 Fig. 9 Top view (Scenario 2)
그림 Fig. 10 Altitude (Scenario 2)
그림 Fig. 4 Scenario 2 of pair of Aircraft
표 Table 3 Initial condition of scenario 2
표 Table 4 Specification of MCU
표 Table 5 Used memory of each MCU
표 Table 6 Process time of each Micro Controller Unit(위치데이터 출력하는 경우)
표 Table 7 Process time of each Micro Controller Unit(위치데이터 출력하지 않는 경우)

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	MCU의 성능을 비교한 결과는 무엇인가?	MCU의 성능은 각 MCU의 사용 메모리와 계산 시간을 측정하여 비교하였다. 비교 결과 세 MCU 중, 계산 시간은 ARM Cortex-M4가 빨랐으며, ATmega2560이 적은 메모리를 사용하였다.
	MCU에서 선정한 것은 무엇인가?	본 논문에서는 RTOS과 항공기의 3차원 충돌회피 알고리즘을 세 개의 MCU에 적용하여 각 MCU의 성능을 비교하였다. MCU는 많이 사용되는 Microchip Technology사의 ATmega2560과 STM사의 ARM Cortex-M3, ARM Cortex-M4를 선정하였으며, RTOS는 공개되어 있는 FreeRTOS 를 사용하였다. 성능을 확인하기 위해 적용된 3차원 충돌회피 알고리즘은 수직회피와 수평회피를 통합한 알고리즘이며 C++로 구현하였다.
	성능을 확인하기 위해 적용된 3차원 충돌회피 알고리즘은 무엇인가?	MCU는 많이 사용되는 Microchip Technology사의 ATmega2560과 STM사의 ARM Cortex-M3, ARM Cortex-M4를 선정하였으며, RTOS는 공개되어 있는 FreeRTOS 를 사용하였다. 성능을 확인하기 위해 적용된 3차원 충돌회피 알고리즘은 수직회피와 수평회피를 통합한 알고리즘이며 C++로 구현하였다. MCU의 성능은 각 MCU의 사용 메모리와 계산 시간을 측정하여 비교하였다.

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