초록 ▼

$\textbullet$ 소형경량 센서 현황 조사 및 선정, 성능 비교
$\textbullet$ 센서 데이터 획득 및 처리기술 개발
- 데이터 획득용 프로그램 및 인터페이스 장치 개발
$\textbullet$ 센서오차 보정 및 결합 기술 개발
- 오차 측정 및 칼만필터를 이용한 보정 알고리즘 개발
- 무인기 자세측정 알고리즘 연구
$\textbullet$ 센서 퓨전 시험장치 개발
$\textbullet$

$\textbullet$ 소형경량 센서 현황 조사 및 선정, 성능 비교
$\textbullet$ 센서 데이터 획득 및 처리기술 개발
- 데이터 획득용 프로그램 및 인터페이스 장치 개발
$\textbullet$ 센서오차 보정 및 결합 기술 개발
- 오차 측정 및 칼만필터를 이용한 보정 알고리즘 개발
- 무인기 자세측정 알고리즘 연구
$\textbullet$ 센서 퓨전 시험장치 개발
$\textbullet$ 센서 퓨전시스템 사양 및 성능 요구조건 정의
- GPS/INS 복합 항법시스템의 설계 요구사양 및 성능 요구 조건 정의
- 항법 및 보정 알고리즘 및 실시간 운용 하드웨어 사양 정의
$\textbullet$ 항법 시스템 개발
- 1차, 2차 시스템 개발
$\textbullet$ 센서퓨전 기반 자동비행시스템 성능 분석
- GPS/INS 지상 시험 및 비행시험
$\textbullet$ 무인 헬기 항법시스템
- 고도 결정;자세 결정 알고리즘 개발
$\textbullet$ 자율비행 시스템 구조 설계 및 실시간 최적제어기법 개발

Abstract ▼

$\bigcirc$ Sensor Selection and Investigations
$\uhblk$ Case study on small lightweight sensors used in UAV
$\uhblk$ Sensor selection for sensor fusion fron from the sensor investightions
$\bigcirc$ Sensor Data Acquisition and Signal Processing Te

$\bigcirc$ Sensor Selection and Investigations
$\uhblk$ Case study on small lightweight sensors used in UAV
$\uhblk$ Sensor selection for sensor fusion fron from the sensor investightions
$\bigcirc$ Sensor Data Acquisition and Signal Processing Techniques
$\uhblk$ Purchase order of A/D converter board for sensor data acquisition
$\uhblk$ Sensor data acquisition program design
$\uhblk$ Cabling work and low-pass filter design for the reduction of sensor noise
$\bigcirc$ Sensor Error Compensation and Fusion Technology
$\uhblk$ Mathematical modeling of intertial sensor errors
$\uhblk$ Error parameters indentification and error compensation based on least square method and Kalman filtering
$\uhblk$ Attitude determination of an airplane by using pressure difference of non-inertial sensors including the altimeter
$\bigcirc$ Design Requirements Setup for Sensor Fusion System
$\uhblk$ Investigation and analysis of design requirements for UAV sensor system
$\uhblk$ Design requirements setup for sensor fusion system
$\bigcirc$ Sensor Fusion Test Facility Setup
$\uhblk$ Design and fabrication of interface device for sensor test
$\uhblk$ Interface design with 3-axis motion table
$\bigcirc$ Development of Hybrid Navigation System
$\uhblk$ Design and fabrication of a prototype of hybrid navigation system based on the fusion of inertial and non-inertial sensors
$\uhblk$ Feasibility study of GPS signal receiving technique from multi-antennas
$\bigcirc$ Performance Test and Analysis of Sensor Fusion Based Automatic Flight Control System
$\uhblk$ Performance test and analysis from the ground test
$\uhblk$ Performance test and analysis from the flight test
$\bigcirc$ Development of Navigation System for Autonomous Flight
$\uhblk$ Altitude determination technology for automatic landing/take-off
$\uhblk$ Attitude determination technology for UAV helicopter control
$\uhblk$ Performance test and analysis from the motion table test and the vibration test
$\bigcirc$ Research on Autonomous Flight Control System
$\uhblk$ Anaysis of core technology for autonomous fight
$\uhblk$ Review over autonomous control chart
$\uhblk$ Structural design of on-board hardware and software
$\uhblk$ Nonlinear modeling of unmanned helicopter
$\uhblk$ Development of nonliner helicopter simulation program
$\uhblk$ Conceptual and structural design of flight control system
$\uhblk$ Development of state estimation technology for state feedbak

목차 Contents

• 제1장 연구개발의 개요...31
• 제1절 연구개발의 목적...31
• 제2절 연구개발의 필요성...32
• 1. 기술적 측면...32
• 2. 경제$\cdot$산업적 측면...32
• 3. 사회$\cdot$문화적 측면...33
• 제3절 연구개발의 범위...35
• 1. 연구개발의 최종목표...35
• 2. 1단계 연구개발의 범위...36
• 3. 2단계 연구개발의 범위...37
• 제2장 국내외 기술개발 현황...38
• 제1절 무인기 기술개발 현황...38
• 제2절 무인기 항법 및 제어 기술...41
• 1. 무인기 항법 기술...41
• 2. 무인기 제어기술...41
• 가. 무인기 제어시스템의 개념...41
• 나. 국내외 무인기 제어 기술 동향...44
• 제3절 현 기술상태의 취약성...47
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과...48
• 제1절 무인항공기 탑재센서 조사...48
• 1. 자이로스코프...48
• 가. 자이로스코프의 종류...48
• 2. 가속도계...54
• 가. 가속도계의 종류...55
• 3. 관성항법시스템 (Intertial Navigation System)...60
• 가. Inertial Measurement Unit (IMU)...60
• 나. Attitude and Heading Reference System (AHRS)...61
• 다. Intertial Navigation System (INS)...61
• 제2절 스트랩다운 관성항법시스템의 자세계산 알고리즘...63
• 1. 스트랩다운 관성항법시스템...63
• 가. 자세계산 알고리즘...63
• 나. 자세계산 적분 방법...64
• 다. 속도 및 위치계산 알고리즘...66
• 2. 위성항법 알고리즘...70
• 3. GPS/SDINS 복합항법 시스템...72
• 가. GPS/SDINS 복합항법 알고리즘...74
• 나. GPS/SDINS 보정 오차 방정식...76
• 다. 퍼지 제어 알고리즘...78
• 4. 시뮬레이션을 통한 알고리즘 성능 평가...81
• 제3절 무인항공기용 센서 퓨전시스템 개발...90
• 1. 1차 센서퓨전시스템 개발...90
• 가. 관성센서...90
• 나. GPS 수신기...92
• 다. 데이터 처리장치...93
• 2. 1차 센서퓨전시스템 실험...93
• 가. 지상실험...93
• 나. 비행시험...96
• 3. 2차 센서퓨전시스템 개발...102
• 가. 2차 센서퓨전시스템 개발범위...104
• 나. 2차 센서퓨전시스템 구성...106
• 4. 2차 센서퓨전시스템 실험...111
• 가. 지상실험...111
• 제4절 GPS 안테나 통합시스템 평가...116
• 1. 서 론...116
• 2. 결합기를 사용한 안테나 통합...116
• 가. 결합기를 사용한 GPS 안테나 결합방법...116
• 3. 시스템 성능평가 방법...119
• 가. GPS 수신기...119
• 나. DOP...123
• 다. 위성 배열...126
• 4. 지상시험...127
• 가. 실험개요...127
• 나. 실험내용...127
• 다. 실험결과...128
• 라. 결과 분석...129
• 5. 비행시험...131
• 가. 비행시험 목적...131
• 나. 시험장비...132
• 다. 비행시험...132
• 6. 결 론...138
• 제5절 대기압차를 이용한 항공기 자세 측정 시스템...140
• 1. 개 요...140
• 2. 시스템의 기본 원리...140
• 3. 기압계를 이용한 압력측정의 정밀도와 응답특성...142
• 가. 압력측정의 정밀도...142
• 나. 응답특성...144
• 4. 시스템의 구성...145
• 제6절 위성항법시스템의 고장진단...149
• 1. 의사거리와 패러티공간에서 고장진단...149
• 가. 의사거리 공간에서 고장진단...149
• 나. 패러티 공간에서 고장진단...151
• 다. 의사거리 비교기법과 패러티공간 기법의 비교...154
• 2. 고장진단 실험...159
• 가. 단일고장의 경우...160
• 나. 다중고장의 경우...161
• 3. 결론...163
• 제7절 자율비행 항법시스템 연구...164
• 1. 상보 필터(Complementary Filter)...164
• 2. 고도 결정 알고리즘...166
• 가. 관성센서의 수직 채널 오차 모델...167
• 나. INS/기압고도계 결합 고도 항법...168
• 다. GPS/INS/기압고도계 결합 고도 항법 알고리즘...173
• 3. 자세 결정 알고리즘...180
• 가. 자이로스코프를 이용한 자세결정...181
• 나. 가속도계를 이용한 자세결정...182
• 다. 자이로스코프/가속도계를 결합한 자세 결정...185
• 라. 주기 기도 자세 측정 실험 및 분석...188
• 마. 진동 환경의 자세 측정 분석 및 실험...193
• 제8절 자율비행 유도제어시스템 연구...204
• 1. 자율비행기술 개요...204
• 가. 저수준 제어...205
• 나. 중간수준 제어...205
• 다. 고수준 제어...206
• 2. 자율비행 무인 헬리콥터 시스템...208
• 가. 무인 헬리콥터...208
• 나. 탑재 시스템 개발...210
• 3. 시스템 모델링...212
• 가. 운동 방정식...212
• 나. 메인로터의 힘과 모멘트...215
• 4. 유도제어 시스템 구성...224
• 가. Simulink 모델...224
• 나. 제어시스템 설계...227
• 다. 상태 추정기 설계...231
• 라. 유도제어시스템 구현...235
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...240
• 제1절 목표달성도...240
• 제2절 관련분야에의 기여도...245
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...246
• 제6장 참고 문헌...248